摘要 超音速旋流净化技术是湿烟气经超音速分离器绝热膨胀至超音速，降温50-100℃后，其中夹带的水蒸汽、SOx与溶解性盐、凝胶粉尘、微尘等成分发生非均质凝结后予以分离的一种新型气体净化技术，脱除效率最高可达90%，能够高效地实现烟气脱白。该技术同时借助多传感器融合方法智能诊断和动态测量流场数据，优化烟气“脱白”过程，必要时辅以高压微雾增强技术，强化分离净化效果。相较于传统的电磁法、烟气加热法、烟气喷淋法等脱白工艺，独创的基于智能状态检测与诊断控制的分离效率增强技术能实现烟气的高效率稳定脱白。 团队创新成果与技术应用展示 本项目团队，近十几年一直从事超音速旋流分离技术和多相流流场参数检测与电学成像技术的研究，已分别构建了超音速分离装置和电阻成像（ERT）、电容成像（ECT）及电磁（EMT）等多套系统。现有成熟技术已为国内多家单位，如上海交通大学、北京石油化工学院、北方工业大学、太原理工大学、西门子（北京）研究院等，提供了相应的电学成像系统。本项目中所采用的技术和提出的方法均为自主设计和开发，对于已研制超音速旋流分离技术和流场参数检测系统中的一些关键技术已申请了专利，具有完全的知识产权。同时开发过程中使用的所有部件和器件没有限制级产品，可避免不必要的知识产权争端，以及国外技术壁垒的限制。 独创的基于智能状态检测的超音速旋流净化系统利用静电（Electrical Tomography，ES）传感器和电学层析成像（Electrical Tomography，ET）传感器，结合多源信息融合算法，实现管道内气体的非侵入式流场参数测量和状态诊断。系统将检测到的信息进行处理和融合，分析超音速分离器内的流场情况和湿气出口的成分变化，并建立异常状态检测与诊断方法，诊断系统状态。可被广泛应用于石油、化工、电力、冶金、建材、食品等工业，如烟气脱白；石油工业中油／气／水混输过程；冶金、电力工业中各种气力物料输送过程；以及化工、医药、能源等领域中的干燥过程、混合过程、流态化过程、扩散过程、反应过程等普遍涉及多相流测量问题。相较于传统的处理工艺，超音速旋流净化技术中的设备可靠，工艺过程简单，投资成本和维护成本很低。核心传感器和技术包括静电（Electrical Tomography，ES）传感器、电学层析成像（Electrical Tomography，ET）传感器和超音速旋流分离技术。 静电传感器 静电传感器具有结构简单、灵敏度高，可以非侵入测量等特点，近几十年来发展迅速，英国贸工部认为在煤粉的流速、浓度或质量流量测量手段中，静电法是最有前途的方法之一。 在检测机理方面，目前静电法气固两相流检测可分为接触电荷转移法与静电感应法两条路线，对于应用最广泛的内壁嵌装电极式传感器结构，本团队发现转移电荷和感应电荷经电荷放大电路后，不仅体现出不同的信号波形特征，而且从频域来看，转移电荷形成的信号在整体信号中也占有重要比重。以此为基础，提出了一系列的感应电荷信息和转移电荷信息的解耦方法，提高了颗粒流动参数测量精度。 本团队建立了带式静电感应实验装置与气固两相流计量实验装置。带式静电感应实验装置用来模拟带静电颗粒流动情况以及相关测速方法标定。气固两相流计量装置为参数可调的气力输送系统，用于气固两相流研究以及颗粒质量流量计量标定。两套装置计量精度均经过了天津市计量监督检测科学研究院的测试。 图1 静电法技术成果展示 电学层析成像传感器 电学层析成像技术类似医学的CT技术，通过外围测量，重构截面电学参数（电导率/磁导率/介电常数）分布信息。电学层析成像技术根据测量模态的不同，主要分为电容层析成像技术（Electrical Capacitance Tomography，简称ECT）、电阻层析成像技术（Electrical Resistance Tomography，简称ERT）和电磁层析成像技术（Electromagnetic Tomography，简称EMT）。系统具备高速测量、多电极组合、多测量模态切换、可视化、高信噪比和可定制化等特点。 本团队针对重质劣质油的加工转化的核心设备——三相流化床，转化效率和产量还存在难以突破设计瓶颈的问题，在首次提出基于TMR的磁导率EMT方法的基础上，结合ECT 和ERT 等多种模态的电学层析成像系统，设计了基于电/磁双模层析成像的高固含率气液固三相流态化实验装置，可实现高固含率条件下，气液固三相的识别和分相分布参数的实时测量。 图2 电学层析成像技术成果展示 图3 ERT/ECT/EMT系统展示 图4 ECT对油气润滑系统中油膜厚度检测  超音速旋流分离技术 超音速旋流分离技术是结合旋流分离技术和冷凝分离技术的多组分气体冷凝分离法，具有工艺流程简单、稳定性好、效率高、能耗低等特点，成为近二十年来非常有应用价值和商业前景的新分离技术。该技术集膨胀机、气液分离器和压缩机于一体，主要由旋流发生器、超音速喷嘴、分离段和扩压管组成。其工作原理如下： 经过前级处理后的含湿气体导入到超音速分离器内，经过旋流发生器，产生加速度为106m/s2的旋转流场； 旋转的气体通过拉伐尔喷管时，会绝热膨胀至超音速，同时降温降压，温度最大可降低50-100℃，低温的流场环境能够使气体中的水蒸气开始凝结产生相变，出现小液滴； 在旋转流场中，凝结产生的小液滴不断碰撞、聚并，在强离心力的作用下，被甩至壁面，并在气体的带动下，从湿气出口排出； 经过处理的干气在管道中心流动，经过扩压器内降速升压，进行排放。 本团队首次采用Young经典成核理论和C-C相平衡方程推导获得了水蒸汽自发凝结Wilson位置解析式，在此基础上，提出了基于液滴成核和生长模型的非均质凝结模型和跨声速湿空气凝结SST湍流模型，揭示了跨音速两相凝结现象“非稳态”不同振荡模式的流动特性，获得了使分离效率最大化的最优外界核心半径，深入研究了超音速分离器的流场特性、处理效率和分离特性。 图5 超音速旋流分离器流场测量系统 图6 凝结液滴参数测量 图7 中国计量测试学会科学技术进步奖 图8 超音速分离器液相分布仿真预测  针对烟气的智能状态检测与诊断控制的超音速旋流净化工艺 湿法脱硫后的湿烟气直接排放会产生“白色烟羽”，由于在脱硫过程中，脱硫浆液与高温烟气直接接触，发生传热传质；一方面水分蒸发，增加烟气的含湿量；另一方面，烟气温度降低，烟气携带水蒸汽的能力降低。烟气达到饱和状态后，会携带部分小液滴，这些携带小液滴的饱和湿烟气经除雾器除去绝大部分液滴后，直接经烟囱排入大气，由于环境温度比烟气温度低，饱和湿烟气中的水分就会凝结成小液滴形成“白色烟羽”。白烟中含有较多的溶解性盐、SO3、凝胶粉尘和微尘等成分，会造成环境污染。 针对上述问题，本团队首创的基于智能检测与诊断的超音速旋流净化工艺解决了传统烟气脱白技术（如烟气加热方法、烟气冷凝再加热技术和电磁脱白技术等）成本高，工艺流程复杂，维护费劲的问题，具有设备可靠，工艺过程简单，投资成本和维护成本很低的特点。 该技术主要是利用超音速旋流分离器的增速降温原理，将烟气中的水蒸气进行凝结并旋转分离，通过引射器将液滴引至超音速分离器入口，辅以高压微雾增强技术，强化脱白效果。在超音速分离器分离段和湿气出口处安装本团队自主研发的多相流可视化及参数测量系统（静电层析成像系统和电学层析成像系统），结合智能化成像算法和多元信息融合算法，对管道内烟气的流场参数进行非侵入式智能测量。系统可根据测量结果，分析超音速旋流分离器内的流场情况和湿气出口的成分变化，建立异常状态检测与诊断方法，诊断脱白系统的运行状态，同时，指导引射器对液滴量引入的精确控制，进而实现高效稳定的烟气脱白。 图9 针对白烟气的智能检测与诊断控制超音速旋流净化工艺流程

Ai视觉检测机器人是一款搭载了六轴工业机械臂、视觉人工智能和工业大模型的高科技设备，充分利用机械臂的多轴灵活运动、重复定位精度高等优势，主要用于复杂外形工业产品的缺陷检测，特别是汽车零配件、新能源、核电领域等高端制造、品控要求高的产品外观检测。

新型循环肿瘤细胞（CTC）检测纳米技术，是一项从技术原理、核心试剂及操作流程都具备自主知识产权、完全独创的肿瘤液体活检技术。该技术利用癌细胞特殊的代谢特点，以及由此产生的特殊生物物理学特征，实现对白血病及各类实体瘤的CTC高效、灵敏、特异检测，解决了长期制约CTC行业发展所面临的瓶颈问题。 同济大学医学院、附属东方医院陈炳地副教授联合刘中民教授和崔征教授团队研发的新型CTC检测纳米技术，从根本上解决了CTC高效、特异捕获的瓶颈问题。新型CTC检测纳米技术能从多个盲编的血样中，准确检认出癌症血样和健康血样。其检测敏感度远远高于同行其它技术。该技术也是目前世界范围内唯一一种能够把白血病癌细胞从血液中捕捉并检测出来的技术。新型CTC检测纳米技术首次解决了癌症检测、癌症治疗中急需解决而又长期得不到解决的问题，即能够快速、安全、高频检测当前的化疗效果是否理想，并通过足量的捕获CTC做药敏测试，实现对抗癌药物的个体化精准选择。 目前，该技术已经开展初步的科研转化，在上海组建了专门的研发团队，在福建组建了市场团队，在同济大学附属东方医院等三甲医院开展临床研究。该技术已获得多项创业大赛大奖，同时获得了多项政府人才政策的支持。

本项目研发的红外无损检测设备通过超声波、脉冲光源、连续光源等方式对被检测物体进行热激励，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、无需拆卸被检测部件、可在外场使用等优点，适合于多种形状固体材料结构内部裂纹、分层或脱粘缺陷检测。其主要检测对象有：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，焊缝内部裂纹等多种材料内部缺陷。

利用分子生物学、免疫学、计算机信息等技术和方法，针对食 物中所含的重金属等无机毒物、药物残留和微生物及毒素等不同有毒有害物质， 开发了相应的快速、准确、高效的检测技术，为食物中毒事故应急体系（包括 人员组成、毒物检测技术、检测设备等）的建立和中毒事件突发的预警机制提 供有力技术支持。生产条件及经济效益预测：根据市场的发展趋势预测：预计 在投产第一年产品投放市场并逐步被市场认可，试剂盒销售产值达到 1000 万元， 第二年增长 100%，在第三年至第五年以至少 75%的速度递增，第五年销售产值 可达到 1 亿元。 

一、成果简介 近十几年来，随着物质生活水平的提高，过敏性疾病发病率越来越高。据统计，过敏患者已占世界人口的40%，在我国，过敏反应发病率约为10%，且呈逐年上升的趋势。其中食物过敏严重威胁着人类健康，90％的食物过敏是由牛奶、鸡蛋、大豆、花生、鱼、甲壳类、坚果、小麦等8大类 物质引起的。过敏症状主要表现为腹痛、腹泻、呕吐、皮疹、鼻炎、哮喘、过敏性休克等，严重可 致死亡。食物加工方式多

一、成果简介 从全球来看，转基因技术及其产业在经历了技术成熟期和产业发展期之后，目前已进入了抢占技术制高点与培育经济增长点为目标的战略机遇期，围绕基因、人才和市场的国际竞争正日趋白热 化。我国虽在大力发展转基因技术，但是我国的转基因农产品的分子检测监测技术体系尚未完善，无法应对国内自主研发产品急需产业化的需求和国外产品进口安全评价和检测监测的需求。鉴于我 国转基因生物分子检测的标准化

为中国的机电制造业研究、设计、制造、生产最先进的电子化、数字化、信息化精密在线检测装备。用电子化、数字化、信息化促进我国传统制造业实现跨越式发展。目前国内唯一掌握全部5项核心技术，也是国际上少数几个掌握全部5项核心技术的组织之一。该核心技术将解决我国产业链的断链问题。 具有自主知识产权的五大“积木”基础技术与产品 （1）系列化微型高精度电感位移传感器 （2）系列化微型微功耗电子模块 （3）电子柱 （4）计算机辅助柔性测量技术与仪

可穿戴生物电信号监测允许前所未有的健康监护进入人们的生活，是当下IOT（Internet of Things)处于爆发前夜的一个重要发展分支，与互联网+相结合，将会推动智能医疗的发展，为医疗带来一场革命。 干性和非接触检测技术作为生物电信号可穿戴检测必要技术，均需极高输入阻抗和极高的电路噪声抑制能力，且面临监测距离与噪声之间的矛盾，尚无法满足应用需求。