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

基于声波在特定介质中的传播速度与介质温度间成单值函数关系的原理，设计开发了基于电声源的锅炉温度场测量系统，并已申请国家发明专利。系统结构简单，维护方便，可以实时测量和显示锅炉内部三维温度场，便于运行人员据此及时判断炉内燃烧状况，并进行相应调整，实现燃烧优化；同时有利于防止火焰中心偏斜，减少事故发生。该系统经大量理论研究和现场试验，目前已实现成功运行。

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。

【痛点问题】 最新全球疾病负担研究显示我国总体卒中终生发病风险为39.9％，位居全球首位，这意味着中国人一生中每５个人约有２个人会罹患卒中。此外，卒中也是我国疾病所致寿命损失的第一位病因。每年新发卒中患者超过200万，其中约70%的患者为缺血性中风，而且发生率增长迅速，远高于全球平均水平。对缺血性脑卒中的预防和治疗已成为关系我国人民健康的世界性难题。 缺血性脑卒中的主要病理基础是动脉粥样硬化。医学影像能够直接、客观地观测到斑块的几何和纹理形态，相较于核磁共振和CT，超声是一种无创、经济、快速和实时的成像技术，被广泛应用于颈动脉斑块的筛查中。目前，国内医院超声机是普遍存在的，而且多数都是二维的超声，且现有研究多数是提取二维超声图像中的颈动脉斑块信息特征，只能部分反映投影直线上的特征，不具有空间信息，从而影响了脑卒中风险评估的准确性；同时，我国基层卒中中心影像设备缺乏，无法进行耗时长、价格贵的CT灌注或MR成像，而且影像诊断从业人员经验有限，缺乏决策能力。因此，通过颈动脉三维超声成像系统、结合人工智能和多模态影像学精准辅助诊断，能够更全面地反映颈动脉斑块的特性，对医生预测脑血管事件风险意义重大。 【成果介绍】 面对我国大健康产业发展要求，我们高标准谋划、高位推动。产品模块主要包括：1）颈动脉三维超声成像设备及基于颈动脉三维超声AI影像卒中早期风险预测；2）急性期内基于临床CT影像的卒中AI影像辅助诊断。 本项目在二维超声机的基础上，开发用于颈动脉成像的三维超声机，实现探头扫描机械设备等核心部件国产化；利用采集的序列图像重建颈动脉的三维模型，为医生诊断提供更丰富的数据。该方案能有效地控制医疗成本，具有普适性，容易推广，可用于颈动脉粥样硬化的普查，有效预防心脑血管事件的发生。同时，随着人工智能技术的飞速发展，将人工智能赋能三维超声成像设备，实现三维超声成像以及影像分析的智能化，将进一步提高三维超声成像设备的核心竞争力，从而推动我国超声产业跨越式发展。 本项目建立基于人工智能和多模态影像学的缺血性卒中的精准辅助诊断系统，辅助基层卒中中心医生进行卒中治疗的精准决策。目前我国对卒中采用的是分级诊疗体系，卒中中心收治卒中病人后，根据平扫或造影CT、临床表现、以及发病时间确定是对其进行溶栓治疗，或是将病人转移至具有血管内取栓能力的省市级三甲医院。在这个过程中卒中中心医生需基于有限的CT影像数据作出快速、准确的决策；而三甲医院医疗资源紧张，无法全天候服务，一个准确的辅助诊断工具将极大缓解三甲医院资源压力，并且大幅提高工作效率。本项目拟面对我国卒中分级诊疗体系中的痛点，基于病人前期颈动脉三维超声和临床指标建立中风风险早期预测模型，并结合人工智能和CT影像分析技术，进行缺血性脑卒中早期预测与辅助诊断。 【技术优势】 产品的核心技术包括： 1） 三维超声成像系统探头扫描机械结构，超声图像三维重建软件，基于深度学习的颈动脉斑块分割算法及软件； 2） 脑卒中AI影像风险预测和诊断系统的相关核心算法，如平扫CT中的ASPECTS自动评分算法、大血管栓塞自动检测算法、卒中梗死核心和半暗带的自动量化算法、基于颈动脉斑块三维超声图像的风险预测模型。 主要优势： 1) 所有软、硬件的核心算法或部件完全自主知识产权； 2) 项目通过研究颈动脉三维超声成像系统产品，可广泛应用于特异性与灵敏度高的颈动脉斑块筛查，而且操作简单便利，价格低廉，适于在社区医院、乡镇医院等医院进行大规模颈动脉斑块特征筛查； 3) 在系统的研究生产中，可实现探头扫描机械设备等核心部件国产化，摆脱对外国器件的依赖性； 4) 建立三维颈动脉斑块超声图像库及诊断规范，为相关类型仪器的研究和生产提供临床图像数据库。 颈动脉三维超声系统的研发与生产将为临床提供国产化颈动脉斑块筛查设备，提高国产医疗器械的核心竞争力，推动我国超声产业跨越式发展，有效缓解“看病难、看病贵”问题，提高我国重大疾病的防治水平。 【技术指标】 1） 三维颈动脉斑块超声图像分辨率<0.5mm,成像速度<1min; 2） 开发一套基于人工智能和多模态影像学的缺血性脑卒中精确辅助诊断系统，能在5-10分钟之内提供决策支持，并能达到有2-3年经验的放射科医生的诊断精度。 【技术成熟度】 原理样机/验证。 【发展规划】 发展方向：5年内仍将保持脑卒中智能影像风险预测与诊断为主要产品方向。5年后，逐步向与超声、CT成像系统等结合，实现软、硬件一体化的智能诊疗设备，在心脑血管等临床应用领域，成为世界上具有垄断优势的大型智能诊断以及成像设备制造商。 发展战略：成为一家技术垄断型、哑铃型（重技术和销售），在影像智能分析领域处于国际领先地位的高科技企业。 项目实施方案：（包括总的方案和年度计划任务）

 XWF-YX是一款全面的超声教学、示范教学训练系统，系统使用实时动态成像的人体模型，模拟真实的超声环境，学生可以实时精准的捕捉模拟超声探头的位置和姿势变化，模拟超声机同步展现人体声像图。 练习手眼协调和探头操作，提高标准切面和疾病的识别能力。具有超声教学中的颈部、腹部、心脏等多项超声检查的训练功能，提供多样化的超声训练内容，丰富的真实案例。系统具有教学、训练、切面测评三大功能，可全面、多角度培养学生超声操作技能。

由于航空发动机和燃气轮机叶片型面是空间异型曲面，因而其设计、制造及维修都面临巨大挑战。为了在设计加工层面提高叶片加工质量，同时在修复层面提高叶片使用寿命，开展叶片高效高精测量研究至关重要。 本项目面向叶片制造研发了一套基于四轴运动平台与线激光扫描相结合的叶片型面检测装置，并开发了集运动控制、数据采集与处理、精度评估等多功能于一体的软件系统，可实现多类型叶片的二维截面高精度测量与三维型面自动化高效重构,有效克服因叶片复杂结构特征带来的扫描数据密度差异性大、重叠区不足等因素对重构精度的影响。本项目面向叶片3D打印修复，研发了一套高效高精度的叶片检测方法与集成系统，可实现批量化叶片截面轮廓位姿及其轮廓的自动化测量、数据重构和叶片配准，为叶片修复工艺流程中的3D打印和后续机加工等工艺环节提供关键的数字化测量、加工工艺数据，有效提升修复精度与效率，并降低成本。 本项目的开发成果可应用于航空发动机、燃气轮机等叶片制造、修复全生命周期的测评、重构、反求等场景，市场规模大。 图 面向叶片3D打印修复的检测方法与集成系统硬件平台

石油的运输主要以成品油的形式在管道中运输。管道运输己经成为陆上油气运输的主要方式。由于管道的老化、锈蚀、自然灾害及人为破坏等都会造成管道泄漏,不仅造成经济损失、环境污染,而且会危及人身安全,甚至造成灾难性事故。管道泄漏检测技术有效的对管道进行监控，但是由于声波数据传输量大，偶尔造成安全问题。本技术提供一种基于声波实时数据二级筛选的管道泄漏检测方法，根据声波实时数据信息，对典型信号进行二级筛选，在野外环境中无线发送管道泄漏信号，传输数据量有效减少，大大的节约了上位机的存储空间，可以提高管道泄漏监控系统的定位精度。

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