一种双激励超声椭圆振动加工装置，采用超磁致伸缩材料作为驱动元件，两组超磁致伸缩换能器采用平行布置方式，并在每组换能器内部设置大面积单向水冷系统，在振动输出端采用柔性铰链连接，具有输出功率大、负载力强、能量转换效率高、频带宽、结构紧凑合理等优点，可广泛适用于各类超声椭圆振动加工工况。

1、成果简介 超声振动红外热像（热波）无损检测设备以超声激振被检测对象，以红外热成像方式检测物体的内部缺陷，具有单次检测面积大、速度快、可单面检测、不必拆下总装后的部件、可在外场使用等优点。是一种适合于任何固体材料结构内部裂纹、分层或脱粘缺陷检测的可视化检测设备。主要检测对象有：材料内部微裂纹，复合材料的分层、脱粘和撞击损伤，热障涂层和陶瓷部件上的微裂纹，管道内壁的裂纹和腐蚀坑，C/C复合材料上的裂纹，固体发动机绝热层脱粘，航天胶接结构脱粘，焊缝内部裂纹。该设备和技术是2001年以来4.5次国家自然科学基金、3次航空科学基金、2次航天支撑技术基金共同资助下的自主创新研究成果，具有自主知识产权，有广阔的应用前景。 典型技术指标： 最大激振功率：50-2600W； 图像分辨率：320*240～620*480； 检测时间：5s； 单次检测面积：500mm*375mm及以上。 具体指标可根据实际需要的技术、经济性能合理调整。2、应用说明 用于各类材料、结构内部缺陷的无损检测，如：材料内部微裂纹，复合材料的分层、脱粘和撞击损伤，热障涂层和陶瓷部件上的微裂纹、脱粘，管道内壁的裂纹和腐蚀坑，C/C复合材料上的裂纹，固体发动机绝热层脱粘，航天胶接结构脱粘，焊缝内部裂纹。应用单位有航天二院201所、北京卫星制造厂，技术合作单位有航天6院389厂、北京航空材料研究院。3、效益分析该设备和技术是自2001年以来4.5次国家自然科学基金、3次航空科学基金、2次航天支撑技术基金共同资助下积累的自主创新研究成果，具有国际先进的技术水平，有台式、移动、便携形式，有广阔的应用前景。

本专利涉及一种高频双偏心声波振动钻进驱动器，属于环境钻探技术领域和工程装备技术领域。包括：1.利用充气式隔振器，分别斜向布置于振动体的斜上方和斜下方，使振动能量转化为气体热能散发到大气中，从而达到减振目的；2.减振箱体利用一体化冷轧制造工艺可以避免应力较为集中的焊缝，且类椭圆形结构可以起到缓冲减振作用，增加使用寿命；3.通过控制使两偏心轴保持同步反向运动，具有换向作用的轮系结构强制使两偏心轴同步反向运动，最大化的保证偏心运动产生的水平激振力相互抵消。4.在振动钻机上加装法兰连接件和多级螺纹结构，增大了螺纹寿命、强度，以及钻具级配需要。

        技术成熟度：技术突破         针对船舶机械设备减振降噪需求，提出了结构振动信息作为性能指标的主动减振控制策略。解决了船舶复杂应用环境下，主动减振技术“减振不一定降噪”的难题。攻克超低频、高出力密度主动减振系统执行机构的分析方法和设计关键技术，研发了系列化的电磁式作动器和主被动复合减振器，应用于船舶主机、辅机和管路系统振动抑制。突破了现有主动执行机构低频作动能力的瓶颈，发明了准零刚度作动器，有效覆盖国外探测技术的频率下限，解决了新一代船舶对超低频线谱振动和水下辐射噪声控制的迫切需求。提出了稳定性高、收敛速度快、扩展性强的主动减振核心控制算法并形成工程应用软件。突破了参考输入线谱增强、多频振动均衡控制、控制输出饱和抑制等一系列核心关键技术，解决了主动减振技术实船应用的稳、快、准的难题。研发了首套兼具工作过程自监测、运行故障自诊断、控制效果自评估功能的集成化、模块化主动控制系统，实现了主动减振系统100%国产化。解决了船舶机械设备主动减振系统关键部件自主可控难题。         意向开展成果转化的前提条件：船舶机械设备减振降噪

这项新技术的研究与应用涉及到声学、机械学、电子技术和超硬磨料工具制造、精密加工和加工过程控制等工艺技术，是多学科交叉的研究课题。本项目已经获得国家发明专利，研究结果表明：金刚石线锯上的磨粒周期性直线往复运动和超声波振动的合成运动去除工件材料。由于在加工中其切割速度的大小和方向产生周期性的变化,使磨粒在去除材料时切削刃与工件之间在微观上有瞬间接触和脱离过程,加工过程总的平均力仅为一般线锯的1/3-1/5,切削温度一般不超过40℃,同时切削刃与工件之间的脱离过程使其瞬间产生的应力有足够的时间释放,冷却液又可以直接进入到加工区域。因此材料在高频振动下发生疲劳破坏，加速材料的去除。该切割技术不同于传统的加工技术，具有切割效率高，表面质量好、出材率高、经济性好等特点。

本发明公开一种面向微型轴承内圆精加工的轴向超声振动高速磨削装置。它包括：底座、丝杠支承、丝杠、工件磨削区、砂轮、砂轮夹具、高速电主轴、弹性支承块、主轴限位板、变幅杆、固定架、超声换能器、工作台、伺服电机、水平导轨、垂直导轨、水平滑台和直线电机。其工艺特征是：高速电主轴驱动砂轮进行高速旋转，由伺服电机驱动实现砂轮的快速轴向定位，通过施加超声振动实现砂轮的轴向微进给运动，由直线电机控制砂轮的精密径向进给运动。该装置可提高磨削效率，改善加工表面的粗糙度及残余应力的分布情况，从而保证加工零件的整体质量。

1、声波消雾项目介绍1.1 声波消雾的项目背景雾是低层大气的一种水气凝结现象，是由悬浮于近地面空气中缓慢沉降的水滴和冰晶组成 的两相系统。在气象学上，能见度是指正常视力的人在当时的天气条件下，从天空背景中能看 到和辨认清楚目标物的最大水平距离。按照能见度，雾可以分为：浓雾和轻雾。浓雾水平能见度小于1千米；轻雾水平能见度大于1千米，小于1万米。雾滴的大小和浓度（单位体集中的粒子数）变化范围相当大，一般雾滴的直径从小于1微米到几十微米。平均约为8微米，每立方米大气中液态水含量约为0.15? 1.8 克。一般雾分为辐射雾和平流雾，内陆、机场、高速公路的雾多为辐射雾。我国大部份地区每 年都有5到50天的雾天,雾灾已被列为对人类影响较大的十大自然灾害之一，航班不能按时起飞和降落，很多是由于大雾造成的，这对旅客来说是很不方便的，航空公司和机场也都要蒙受 重大的经济损失，甚至由于雾的影响导致飞机失事，造成更严重的后果。所以机场人工消雾非常重要。1.2 目前人工消雾的方法人工除雾就是指用人工手段（如：播撒催化剂、人工搅动空气混合、在雾区加热等）使雾 消散。大雾降低能见度、影响飞机起降、容易引发严重的交通事故，为此目前学术界和工程界 都在积极寻求人工除雾的有效方法。人工除雾分为人工除暖雾（雾区温度高于0°C)和人工除冷雾（雾区气温低于0°C)。目前有三种除暖雾实验方法：(1) 、加热法：对小范围区域雾区如机场跑道等，大量燃烧汽油等燃料，用发动机喷火加 热空气使雾滴蒸发而消失。(2) 、吸湿法：播撒盐、尿素等吸湿质粒作催化剂，产生大量凝结核，水气在凝结核上凝 结长成大水滴，雾滴在大水滴上凝结，使雾消失。(3) 、人工搅拌混合法：用直升飞机在雾区顶部搅拌空气，把雾顶以上干燥空气驱下来与 雾中空气混合，使雾消失。人工消除冷雾的方法是用飞机或地面设备，将碘化银、干冰（固态二氧化碳）液化丙烷、 液氮等催化剂播撒到雾中，强烈降温促使冷雾中出现大量冰晶，雾滴聚集变大而沉降使雾消散。一般而言，人工除冷雾比人工除暖雾要成功的多。人工除冷雾的效果相对比较明显，已能 实际应用。自1988年莫斯科Sheremetyevo机场、哈萨克斯坦的Alma-Ata机场首先建立喷淋液 氮的机场除雾装置以后，1992年，意大利等更多的欧美国家也开始使用液氮除雾。目前德国研究人员将零下80°C的干冰微粒高速喷向雾中，使雾凝结成小水滴，将雾消除。 目前世界上只有少数机场用喷丙烷的方法除冷雾，如美国华盛顿机场用21个丙烷的喷头每小 时喷射210加仑丙烷。法国奥雷机场跑道两侧有60个丙烷喷头，每小时喷射600加仑丙烷。国内机场上的雾80%以上为暖雾，对于暖雾用加热的办法需要的热量为14万达卡/秒，换算成飞机发动机则需要20?30台，成本是非常高的。因此全世界只有少数几个机场再使用除雾技术。但是从世界范围来看，暖雾的发生比冷雾普遍。前面所提及的三种方法均不实用。加热法 虽然有一定的效果，但是能源消耗极大、费用极高，已经被证明没有实用性；而吸温法加入的 添加剂一般都有腐蚀性，对机场设备、飞机、车辆等都有比较严重的损害。1998年，席葆树教授受中国民航总局委托开展用强声波消雾的研究，建立了大型行波管消 雾实验台和采用2万声瓦的强声源在江西庐山进行了野外除雾实验，在经过10分钟的作用以 后，能见度由原来的50米提高到了 400米，效果非常的显著。2、声波消雾技术原理：席葆树教授通过研究发现，向雾中辐射一束低频强声波，使悬浮在大气 中的微小水滴震动而相互碰撞，凝聚成大的水滴而沉降，而且由于雾滴震动而与空气相互摩擦， 产生热交换使微小的雾滴蒸发。由于以上2种物理现象相互作用，促使大气中的雾能逐渐消失， 能见度提高，证明利用低频强声波能有效地消除大气中的雾霾。（对暖雾、冷雾都有很好的消 除效果)。通过在实验室内进行声波消雾的实验以及初步研制大型声波消雾装置在庐山顶上进行的实地消雾试验，都有力地证明声波消雾技术的可行性；而且声波消雾无污染，花费低，使用方便。 2万瓦声波消雾装置本装置运用声波消雾原理，以压缩空气为动力的新型气流扬声器，类似人类发声的原理，将气流调制成强声波的装置，是目前世界上最先进，最强大的声源，用这种强声源配上一个专门设计的反射式辐射器，安装在一辆大卡车上，能方便地在机场上移动，消除跑道上空的浓雾，为民航飞行安全开辟了一个全新的除雾方法。也可以进行改进设计后用于消除高速公路的浓雾。3、声波消雾设备核心技术及相关专利3.1 声波消雾设备核心技术清华大学席葆树教授发明的运用仿生学原理、流体力学原理，以压缩空气为动力的新型低频气流扬声器，模拟人类发声原理，将气流调制成低频强声波，辐射出去，通过使漂浮在空气中的水滴相互振动凝聚而坠落，达到消除雾霾的作用。3.2 声波消雾设备相关专利专利名称：一种低频声波消雾装置专利号：ZL201020671329.8 专利类型：实用新型3.3 声波消雾设备国内外竞争对手分析目前此技术和装置处于世界领先水平，世界其他国家都还没有，美国宾州大学进行过类似试验研究，但由于关键技术一大功率气流声源技术没有突破，因此没有获得成功。消雾装置已完成样机试制，并在庐山等地进行了实地试验，1998年曾参加珠海国际航展，受到国内外航空界的关注。4、声波消雾产品行业需求分析浓雾（陆地辐射雾）是影响交通的最危险灾害性天气，大雾将使飞机无法正常起落，导致机场关闭、航班延误、旅客滞留、破坏正常经济交流活动。以“雾都”重庆为例，20世纪90 年代以前每年因雾造成交通事故、堵车、断航、停航的经济损失都在3000万元以上。首都机场每天1600架次起降，关闭半天就会造成航班延误或取消，造成很大的经济损失和社会问题。大雾也使高速公路关闭，导致恶性交通事故发生。1997年12月17日京津塘高速公路进京路段因浓雾连续发生两起40辆汽车追尾事故，9人死亡，34人受伤。美国由于浓雾引起的车辆碰撞，每年损失超过3亿美元。国内内河航运也在不断发展过程中，国家建立的长三角经济带、华中（武汉、重庆为主）经济圈都依托长江内河运输，交通的发展来带动经济的增长，大雾对内河船舶的航行安全造成了很大的影响，每年因为大雾，三峡航道有尽百天的封航，对周边经济发展带来了不利的影响。我们的声波消雾技术和产品的应用，将为减少因大雾造成的各种危害提供良好的保障。5、业绩预测按照声波消雾产品生产销售计划，配置产品生产厂房、加工设备、生产人员及相关管理团队。在3至5年内形成年产声波消雾装置500套的生产规模。声波消雾装置按国内售价200万元/台、国际售价80万美元/台，按平均每年销售200台计算，可创造4亿元的销售额，利润率按30%计算，可产生1.2亿的利润。

540mm×310mm×365mm，电子琴发声，带动泡沫颗粒振动。

探究问题：声波的传送。   1、师大教育牌新型校园小型科技馆互动性强。科普展品的互动性是新型学校小型科技馆区别于“旧式科技馆展品”和其他实验器材的重要标志。新型学校小型科技馆的展品互动性更强，通过简单直观的实物模型表现复杂深奥的科学原理.既能吸引学生亲自动手参与，又能让学生在娱乐之中思考和学到知识，真正做到寓教于乐。其实质就是从简单中体会深奥，在娱乐中学到知识从而达到科技普及的目的。 2、师大教育牌新型校园小型科技馆是一个良好的科普活动中心，是学校重视教育质量、注重运用现代科学手段培养人材、注重用良好环境培养人材是学校重视教育的重要标志。新型学校小型科技馆使学校科技周的内容更加引人注目。 3、师大教育牌新型校园小型科技馆是一个良好的科技创作中心。学校小型科技馆是以生动的、可以让学生动手操作参与做实验的实物展教形式，通过学生动手动脑启迪思维,从而激发科技创作兴趣。学校小型科技馆有利于培养学生科学探究和科学创新的能力，学生利用该环境开展科学探究实验学习，可以较好地培养分析问题和解决问题的综合能力，为他们参加国内外各级各类的竞赛活动，从而获取更好的竞赛成果，为他们以后的工作中能不断创新打下良好基础。 4、师大教育牌新型校园小型科技馆的科普内容和科学知识与中小学教材结合得更加紧密,以学生的发展为主体，以综合、探究、创新为理念而研究和开发的新课程实验教学环境，符合自主学习、合作学习、探究学习的新的学习方式。学生利用该环境开展科学探究实验学习，可以较好地完成课程学习任务，而且可以很快适应新的考试方法和考试模式。   南京师范大学课程资源研究所 邮政编码：210009 地　　址：南京市宁海路122号南京师范大学信息技术楼  公司电话：025-83204284 83301983 83302681 公司传真：025-83302681转8009 手　　机：13405879778 联 系 人：王老师 网　　址：http://www.kczyyjs.com 电子邮件：wangkefang@163.com QQ号码：2269329198