南京师范大学课程资源研究所 中学物理数字化探究实验室配置方案 一、基础型配置（31套：教师1套，学生30套（2学生/组，以每班60学生分组）），每套配置标准如下： 序号 名称 型号 规格与性能要求 单位 数量 1 数据采集器 SJ-SJCJQ 具有在线和离线功能，支持多通道采集数据。 个 1 2 南师大分析软件 NJSFDX-V3 具有丰富的数据分析与图形数据处理功能。 个   1 3 声音传感器 SJDIS-1 规格：内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。 测量范围：30～130 dB，分辨率：0.1db 个 1 4 温度传感器 SJDIS-2 规格：内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。 测量范围：-25℃～125℃，分辨率：0.01℃ 个 1 5 电流传感器 SJDIS-3 规格：内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。 测量范围1：-3.0A～+3.0A，分辨率：0.002 A 测量范围2：-1.0A～+1.0A，分辨率：0.001A 个 1 6 力传感器 SJDIS-6 规格：内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。 测量范围1：－50～+50N, 分辨率： 0.01N 测量范围2：－5～+5N, 分辨率： 0.005N 个 2 7 电压传感器 SJDIS-7 规格：内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。 测量范围1：-15V～+15V, 分辨率：0.006V 测量范围2：-6V～+6V, 分辨率：0.003 V 个 1 8 光电门传感器 SJDIS-10 规格：内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。 使用范围：检测器上升时间/500ns以上检测器下降时间/50ns以下.分辨率：0.01mS 个 1 9 包装箱     个 1 10 数据连接线     根 2 11 电源     个 1 12 USB连接线     根 1 13 使用指导书     本 1 14 针筒     个 1   二、普及型配置（31套：教师1套，学生30套（2学生/组，以每班60学生分组）），每套配置标准如下： 序号 名称 型号 规格与性能要求 单位 数量 1 数据采集器 SJ-SJCJQ 具有在线和离线功能。支持多通道采集数据。 个 1 2 南师大分析软件 NJSFDX-V3 具有丰富的数据分析与图形数据处理功能。 个 1 3 声音传感器 SJDIS-1 规格：内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。 测量范围：30～130 dB，分辨率：0.1db 个 1 4 温度传感器 SJDIS-2 规格：内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。 测量范围：-25℃～125℃，分辨率：0.01℃ 个 1 5 电流传感器 SJDIS-3 规格：内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。 测量范围1：-3.0A～+3.0A，分辨率：0.002 A 测量范围2：-1.0A～+1.0A，分辨率：0.001A 个 1 6 光强传感器 SJDIS-4 规格：内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。 测量范围1：0～15000 lx，分辨率：5 lx 测量范围2：0～1000 lx，分辨率：0.2 lx 个 1 7 位移传感器 SJDIS-5 规格：内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。 测量范围：0.15～1.5m, 分辨率：0.01m 个 1 8 力传感器 SJDIS-6 规格：内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。 测量范围1：－50～+50N, 分辨率： 0.01N 测量范围2：－5～+5N, 分辨率： 0.005N 个 2 9 电压传感器 SJDIS-7 规格：内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。 测量范围1：-15V～+15V, 分辨率：0.006V 测量范围2：-6V～+6V, 分辨率：0.003 V 个 1 10 磁场传感器 SJDIS-9 规格：内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。 测量范围1：-100mT～+100mT, 分辨率：0.02 mT 测量范围2：-10mT～+10mT, 分辨率：0.01 mT 个 1 11 光电门传感器 SJDIS-10 规格：内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。 使用范围：检测器上升时间/500ns以上检测器下降时间/50ns以下.分辨率：0.01mS 个 1 12 压强传感器 SJDIS-11 规格：内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。 测量范围：0～700Kpa，分辨率：0.02KPa 个 1 13 包装箱     个 1 14 数据连接线     根 2 15 电源     个 1 16 USB连接线     根 1 17 使用指导书     本 1 18 针筒     个 1   三、拓展型配置（31套：教师1套，学生30套（2学生/组，以每班60学生分组）），每套配置标准如下： 序号 名称 型号 规格与性能要求 单位 数量 1 数据采集器 SJ-SJCJQ 具有在线和离线功能。支持多通道采集数据。 个 1 2 南师大分析软件 NJSFDX-V3 具有丰富的数据分析与图形数据处理功能。 个 1 3 声音传感器 SJDIS-1 规格：内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。 测量范围：30～130 dB，分辨率：0.1db 个 1 4 温度传感器 SJDIS-2 规格：内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。 测量范围：-25℃～125℃，分辨率：0.01℃ 个 1 5 电流传感器 SJDIS-3 规格：内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。 测量范围1：-3.0A～+3.0A，分辨率：0.002 A 测量范围2：-1.0A～+1.0A，分辨率：0.001A 个 1 6 光强传感器 SJDIS-4 规格：内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。 测量范围1：0～15000 lx，分辨率：5 lx 测量范围2：0～1000 lx，分辨率：0.2 lx 个 1 7 位移传感器 SJDIS-5 规格：内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。 测量范围：0.15～1.5m, 分辨率：0.01m 个 1 8 力传感器 SJDIS-6 规格：内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。 测量范围1：－50～+50N, 分辨率： 0.01N 测量范围2：－5～+5N, 分辨率： 0.005N 个 2 9 电压传感器 SJDIS-7 规格：内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。 测量范围1：-15V～+15V, 分辨率：0.006V 测量范围2：-6V～+6V, 分辨率：0.003 V 个 1 10 微电流传感器 SJDIS-8 规格：内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。 测量范围1：-10μA～10μA, 分辨率：0.01μA 测量范围2：-1μA～1μA, 分辨率：0.001μA 个 1 11 磁场传感器 SJDIS-9 规格：内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。 测量范围1：-100mT～+100mT, 分辨率：0.02 mT 测量范围2：-10mT～+10mT, 分辨率：0.01 mT 个 1 12 光电门传感器 SJDIS-10 规格：内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。 使用范围：检测器上升时间/500ns以上检测器下降时间/50ns以下.分辨率：0.01mS 个 1 13 压强传感器 SJDIS-11 规格：内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。 测量范围：0～700Kpa，分辨率：0.02KPa 个 1 14 核幅射传感器 SJDIS-12 规格：内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。 测量范围：0～4096Bq（放射性活度单位），分辨率：1B 个 1 15 常开传感器 SJDIS-24 规格：内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。 测量范围：0～5V，分辨率：0.01V 个 1 16 常闭传感器 SJDIS-25 规格：内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。 测量范围：0～5V，分辨率：0.01V 个 1 17 加速度传感器 SJDIS-26 规格：内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。 测量范围：-10g ～+10g，分辨率：0.01g 个 1 18 包装箱     个 1 19 数据连接线     根 2 20 电源     个 1 21 USB连接线     根 1 22 使用指导书     本 1 23 针筒     个 1

序号 名称 型号1 数据采集器 SJ-SJCJQ2 南师大分析软件 NJSFDX-V33 声音传感器 SJDIS-14 温度传感器 SJDIS-25 电流传感器 SJDIS-36 光强传感器 SJDIS-47 位移传感器 SJDIS-58 力传感器 SJDIS-69 电压传感器 SJDIS-710 微电流传感器 SJDIS-811 磁场传感器 SJDIS-912 光电门传感器 SJDIS-1013 压强传感器 SJDIS-1114 核幅射传感器 SJDIS-1215 常开传感器 SJDIS-2416 常闭传感器 SJDIS-2517 加速度传感器 SJDIS-2618 包装箱 19 数据连接线 20 电源 21 USB连接线 22 使用指导书 23 针筒   ) 序号 名称 规格与性能要求 单位 数量 一基础设备 1 教师演示台 1、规格：2400mm×700mm×900mm、 张 1 2 学生实验台 1、六边形，桌面配电 张 9 3 学生凳 与学生实验台配套 个 54 4 计算机 PC电脑 台 10 二、实验仪器 1 数字化实验考试系统 中学化学实验操作考试系统与数字化实验系统配套。系统基于C/S结构，适用于WinXP、Win2000、Win7等操作系统,分为数据库服务器端、教师管理端和学生考试端。系统主要包括***管理、教师信息管理、***资源管理 套 1 2 传感器蓝牙模块 可插入任何传感器模块,将测量数据通过蓝牙传入计算机，实现实时无线实验。 套 10 3 数据*** 数据***与计算机之间、数据***与传感器之间均采用USB接口，四通道传感器接口，即插即用。 套 10 4 分析处理软件 1．自动生成实验报告，方便学生编辑和提交实验报告，包括实验数据和图像等。 2．实验数据和图像分别可以保存，自动生成实验课件，支持课件的回放。 3．图像点对应数据点可以实现闪动，便于观察。 4．可同时保存在同一次实验过程中因改变不同实验条件而产生的多张数据表格和多个实验图象，便于比较。 5．软件分为专用软件和通用软件，专用软件操作简捷，***突出，直观性强，通用软件功能强大，适合探究式学习，支持教师和学生自主搭建实验，鼓励学生动手实践，支持多传感器组合实验。 6．多种形式实验结果——窗口可切换为数字、指针和波形等模式显示； 7、同一传感器可以波形-数字、波形-仪表、波形-波形等同步组合多模显示，大大方提高了实验现象的观察效果。可同时显示接入的多种变量，也可将某一变量放大单一显示。可对任一接入的变量实现数据、表格、图像的并行或单一显示。 8、任何一种传感器可自动在组合图线和计算表格中生成变量，方便数据的采集、导入以及其他处理。 ９、数据记录：数据以自动记录、点击记录、外部调入等方式导入表格，传感器对应的变量在表格中自动生成。 10、可将数据导入到EXCEL表格等软件进行其他处理，也可直接将数据保存，方便下次调用。可以在计算表格中可直接新建文档，不必关闭软件。 11、公式及变量：可通过运算编辑窗口将公式手动输入或从公式库输入到表格并自动生成***的记录单元；变量可手动输入或自动生成，可输入变量和恒量；可自行编辑公式保存到模板，方便下次调用。 12、数据计算： 支持常规四则运算，支持对数、指数、三角函数、反三角函数等运算。 13、坐标绘图——可自动生成二维平面坐标系，根据实验需要可自定义X轴和Y轴变量，可在标系中绘出变量-时间、变量-变量等实验图像，亦可在同一坐标系内重复绘制多组实验图像以方便比较。 14、图线处理——基本功能：图像可整体放大、缩小，也可单轴拉伸、压缩、平移，可选择单一图线进行综合处理，任何一条图线均可被锁定-***、隐藏-显示，实验数据可单点显示，也可图线显示，也可图线-单点组合显示，也可以脚标方式实时显示数据点坐标值。可对图像以X轴镜像显示，也可暂态显示，可调图线的线型，可整体移动图像，也可框选并直接显示框选范围在X轴和Y轴的截距。 15、可整体***实验界面道图像编辑器、可将实验界面直接保存为图像。 16、对光电门的多种记录模式实现软件控制（硬件中内置的可实现硬件控制）。 17、可打印和保存实验数据、实验图像； 18、操作功能按钮集中在“控制面板”，为老师熟悉软件提供方便，“控制面板”可隐藏以便放大图像。需要时再调出。 套 1 5 电流电压组合传感器 规格：6个操作键，内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。测量范围：电压；-15V～+15V，分辨率：0.006V； 电流: -3.0A～+3.0A，分辨率：0.002 A 个 10 6 温度传感器 规格：6个操作键，内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。测量范围：-25℃～125℃，分辨率：0.01℃ 个 10 7 压强传感器 规格：6个操作键，内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。测量范围：0～700Kpa，分辨率：0.02KPa 个 10 8 湿度传感器 规格：6个操作键，内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。测量范围：0～100 RH%，分辨率：1% 个 10 9 电导率传感器 规格：6个功能键，内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。测量范围：0～30000μs/cm，分辨率：0.1μs/cm 个 10 10 PH传感器 规格：6个功能键，内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。测量范围：0～14PH，分辨率：0.01pH 个 10 11 二氧化碳传感器 规格：6个功能键，内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。测量范围：0～5000ppm，分辨率：0.11ppm 个 10 12 溶氧传感器 规格：6个功能键，内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。测量范围：0～20mg/L，分辨率：0.01 mg/L 0~20mg/l 个 10 13 气中氧传感器 规格：6个功能键，内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。测量范围：0～100%，分辨率：0.1% 个 10 14 浊度传感器 规格：6个操作键，内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。测量范围：0~200ntu，分辨率：0.05 ntu 个 10 15 色度传感器 规格：6个操作键，内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。测量范围：0～100%透射率，分辨率：0.1%透射率 个 10 16 ***传感器 规格：6个操作键，内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。测量范围：0～20ppm，分辨率：0.1ppm 个 10 17 氧还原传感器 规格：6个操作键，内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。测量范围：-1999mv～+1999mv, 分辨率：1mv 个 10 18 高温传感器 规格：6个操作键，内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。测量范围：-200～1000℃，分辨率：0.7℃ 个 10 19 传感器附件 电源1个，USB连接线3根，使用指导书1本，铝合金传感器专用包装箱1只 套 10  

实验内容 1、了解红外通信的原理及基本特性； 2、测量部分材料的红外特性； 3、测量红外发射管的伏安特性，电光转换特性； 4、测量红外发射管的角度特性； 5、测量红外接收管的伏安特性； 6、基带调制传输实验； 7、副载波调制传输实验； 8、音频信号传输实验； 9、数字信号传输实验。

本发明相对于传统的OFDM系统发射机模型，添加了一个N点IDFT运算，不需要太多额外的复杂度和硬件开销。相对于传统的OFDM，本发明大大降低了发送信号的PAPR，使发送信号功率分配更加均匀，降低了发射机功放的设计难度。本发明提出对添加Nzero个0后的N维信号进行CI扩展，相对于现有技术直接对N-Nzero调制符号进行CI扩展，保持了子载波的正交性，使得发射信号的PAPR获得了进一步的降低。

面向工业制造的非接触式在线摄影测量系统，结合了主动式面结构光投影测量和被动式双目视觉摄影测量的特点，对物体的三维形貌与变形进行在线测量。具有非接触、高精度、自动化、测量点密度大、实时、高效和不易受温度变化、振动等外界因素干扰等优点，对于提高切削加工效率、质量和降低成本具有重要意义，具有广泛的应用前景。

对于特殊工况条件下（如被测对象环境温度较高，且物料下落时会产生飞溅、出现粉尘等现象）动态物位的检测问题，已成为企业能否实现生产自动化的关键所在。虽然目前市场上出现了各种物位测量仪表，而且新的物位检测方法也不断产生，但对于散粒体在动态变化状态下、且料仓内还有散粒体的飞溅以及热气的蒸发等现象的物位测量，已有的物位测量仪表显得并不适用。 同时，在工矿企业中，当物料达到设定值以后，都是采用人工手动开关阀门去控制料位高度，这不单降低了控制精度，而且提高了工人的劳动强度；对于大型企业来说，一般被控对象是多目标、多参数的，采用这种传统的方法更显得无能为力。另外，由于被测对象的工作环境恶劣，系统各种随机干扰严重，加之物料采用风机通过管道输送，时滞较大，如采用传统的控制方法，控制效果也不甚理想。 综上所述，特殊工况条件下动态物位的检测是当前检测领域中的一个难题，也是实现企业生产自动化的前提，在此基础上，采用现代先进的控制方法实现对多目标被控对象的自动控制，降低工人劳动强度、提高企业生产效率和经济效益是必要而迫切的。基于此，本项目提出的基于激光测量原理的非接触式料位监测与控制系统是一种新的行之有效的方法，可以实现特殊工况条件下液体和固体的非接触物位测量。非接触式料位监测与控制系统，是总结了国内外相关技术经验，并综合了智能技术，计算机软件技术和先进控制理论而开发的高技术产品。与同类技术产品或成果相比，该系统测量精度高，开放灵活，可靠性高，且操作简单，易于维护。 技术特点：（1）综合了计算机技术、人工智能技术和先进控制理论；（2）核心算法采用了多层次结构，极大增强了系统的适应性、可靠性和易维护性，保证系统的长期优化运行；（3）非接触式激光料位监测与控制系统能够通过定制适应不同应用需求；（4）该系统测量精度高,与被测物不直接接触,安装维护方便；（5）非接触式激光料位监测与控制系统在特殊生产工况下控制精度可达到1mm；（6）可以实现远距离数据传输，具有自动报警功能；（7）全中文系统，具有控制操作、趋势显示、数据存储、报表打印、故障报警等功能；（8）低成本设计是本技术的着眼点之一。    应用范围： 本项目适用于化工生产和某些橡胶生产过程要求对高粘度介质的物位进行测量与控制；在采矿场、农产品贮仓、水泥库等地方要求对固体颗粒及粉料面位置的测控，连续铸钢锭时结晶器中钢水液面的测控等方面。有助于提高料位检测效率和精度，目前国内在特殊工况条件下(如被测对象环境温度较高，且物料下落时会产生飞溅、出现粉尘等现象)动态物位的检测研究仍处于起步阶段，现有的技术还存在这很大的不足，本项目的成功将有望在全国范围内推广，市场前景看好。

 长期以来，生化反应系统的建模与分析依赖于马氏假设，即反应物的随机运动不受以前状态的影响，而仅受当前状态的影响。然而，这种无记忆的假设是非常理想化的，实际的反应系统是带有记忆的，例如许多生物学实验已经证实：分子记忆广泛存在于基因表达调控系统中，并对基因表达水平有重要影响。由于分子记忆能够导致非马氏反应运动学，以及由于经典的马氏理论不能够直接应用于非马氏反应过程的建模与分析，从而导致许多理论挑战。经过对非马氏生化反应系统的多年研究，作者建立起一套实用的理论与方法，主要包括静态广义化学主方程（stationary generalized chemical master equation）、静态广义福克-普朗克方程（stationary generalized Fokker-Planck equation）和静态广义线性噪声逼近（generalized linear noise approximation），揭示出：尽管各个反应物的暂态动力学可能是非马氏的，但生化反应系统的整个微观变量随时间演化最后都变成马氏变量，不管反应网络的拓扑如何复杂以及不管特征化分子记忆的等待时间分布的形式如何复杂。这三种一般性格式开辟了研究复杂生物分子系统的新方向，具有宽广的应用前景，特别是能够帮助人们发现新的生物学知识。

1. 高品质纳米钛白粉的研究及结构化成型纳米二氧化钛由于具有良好的化学稳定性、高比表面积、热稳定性、无毒性等特点，并易于与负载金属间产生SMSI效应，在催化工业中得到了广泛应用，诸如：火电厂尾气脱硝处理、VOCs(挥发性有机化合物)催化燃烧处理、柴油车尾气排放控制等。以火电厂的烟气脱硝SCR催化剂为例，纳米级钛白粉作为催化剂载体，占催化剂粉体的80‒90%，总成本的40‒50%，是SCR脱硝催化剂的重要组成。但是目前全球只有日本和欧洲的少数厂家可以生产高品级纳米钛白粉。在我国，目前应用于催化剂工业的纳米钛白粉尚未完全国产化，这是烟气SCR脱硝催化剂等环保催化剂的价格居高不下的主要原因之一。大多数国内SCR脱硝催化剂是通过引进技术、设备和纳米钛白粉粉体等原料，其后自行压缩制作蜂窝式、板式等催化剂，并没有完全掌握催化剂中所有成分的制作及依据不同燃料尾气进行配比的技术经验和诀窍。总体上说，SCR脱硝催化剂在国内基本还处于“来料加工”的状态(即使是国内市场份额较大的东方凯特瑞、无锡龙源等企业)。我们研究室通过探索钛白粉的物化性质、成型性及催化性能三者之间的关系，尝试从科学角度去构建适用于SCR脱硝催化剂等环保催化剂的纳米钛白粉的制备关键技术。进而在此基础上，制备高品级的纳米钛白粉，包括钨钛，硅钛，钒钛等一系列产品，达到国外同类产品技术水平。同时通过探讨不同因素在蜂窝状脱硝催化剂成型过程中的影响，制备工业级别的蜂窝状催化剂，从而最终改变目前国内烟道气脱硝催化剂尚处于的“来料加工”状态，掌握完全自主的知识产权。在研究中，我们采用改进的水热合成法，在较为温和的条件下(< 100°c的低温、常压下)，以偏钛酸为原料出发，制备具有高比表面积和良好耐热稳定性的纳米钛白粉(图-1)。同时在制备钛白粉的过程中，充分考察浆料的ph值、杂质含量、助剂(钨、硅)等的添加、煅烧温度等对最终产品的影响。另一方面，在催化剂成型中，我们对添加剂种类、加入顺序、加入量和操作条件等对催化剂机械性能和活性等的影响进行了彻底的研究。在充分考虑泥团的酸碱，硬度，塑性等多种指标的前提下，采用独自的多段搅拌技术制备了蜂窝状催化剂(图-2)。在纳米钛白粉粉体及成型性研究的同时，我们对其作为载体或催化剂在脱硝、脱臭及光化学催化中的应用也开展了研究，例如电厂、大型锅炉、垃圾焚烧厂、船舶(新型轻质波纹板催化剂)等大型设备的烟气SCR脱硝催化剂、VOCs(挥发性有机化合物)催化燃烧催化剂等，以及小型工厂、自动车、民用等SCR脱硝、VOCs催化燃烧等。图-3为纳米氧化钛在VOCs催化燃烧中的应用，图-4为工业级火电厂脱硝用纳米氧化钛挤出型蜂窝状SCR催化剂，图-5为工业级柴油车尾气脱硝用涂层式蜂窝状催化剂。与商业钛白粉的耐热性对比(900°C 9 h in air)    不同掺杂物质对纳米氧化钛比表面积的影响图-1 高比表面积和良好耐热稳定性的新型纳米钛白粉2. 新型金属整体式催化剂载体(PCT专利WO2005/089939A1，日本专利2011-31162) 催化剂的活性组份、结构化载体和反应器三者集成化的思想，已成为当前催化领域重要的且被逐渐接受的新思维。从宏观尺度出发研制的具有结构化的整体式催化剂，由于糅合了催化剂设计和反应器设计，从而具有传质传热好、床层压降低、紧凑小型、工程放大简单等优点，有利于提高催化反应的活性和选择性等。在大气环保和催化燃烧等气固相反应中已得到广泛应用，在多相反应中也显示了巨大的潜力。但传统的涂层式整体式催化剂，因活性组分涂层与基材物性(堇青石或金属合金)的较大差异，使得涂层的粘附稳定性不高，易剥离的问题尚未得到完善解决。针对传统涂覆法制备的金属基体整体式催化剂(MMC)的活性涂层易剥离的瓶颈，以及近年来发展的非涂覆式MMC的比表面积小、孔道难以调控的缺点，我们利用多孔阳极氧化铝材料(PAA)的金属自生长氧化铝膜与金属基体间具有高度粘附性的特点，在保持其有序孔骨架结构的前提下，通过“阳极氧化-扩孔-水热反应-焙烧”的方法，对其孔道结构和化学特性进行改性修饰，制备一种具有大比表面积的新型非涂覆式MMC。在材料合成过程中，结合阳极氧化和扩孔处理对多孔膜的几何参数的调变，解析水热反应中拟薄水铝石层的形成机制以及由此带来的封孔效应，创新性地利用金属自生长和原位相变技术在MMC上实现大范围尺度可调的规则双孔道结构。在此基础之上，我们通过探索PAA催化剂的构效关系，获得既利于分散和反应又有利于扩散传质的孔道特征，发展了一套面向具体反应可控合成MMC的新方法。改性PAA膜与金属基材间紧密的一体化构造，实现了反应场上热量的快速供给与转移。高度可塑性的金属基材使得催化剂可以具有复杂的立体结构，确保了装置的低压损和小型化(图-6)。采用Al/Fe–Cr–Ni Alloy/Al覆层铝材制备的高温型PAA载体，实现了快速通电加热，从室温到1000°C仅需数秒，大幅提升了系统启动性和响应性(图-7)。另外，开发了金属中间扩散层技术和微小龟裂技术用于改善PAA膜在剧烈机械或热冲击下的韧性和稳定性，在40000次通电加热1000°C – 室温急冷的循环测试中，未发现PAA膜的剥落。在研究PAA载体的同时，对其在环保和新能源领域，尤其是对系统压损、启动性、热应答性/热耦合、轻质化及小型化等具有严格要求的体系中的应用，均开展了长期的研究，例如自动车尾气脱硝处理，VOCs/CO/NH3的催化燃烧，甲烷/甲醇/乙醇/DME/煤油的重整制氢等等。3. 贵金属替代型高效催化燃烧(含尾气污染的催化燃烧治理)目前在工业催化燃烧中，主要以贵金属为活性组分，多使用颗粒状充填反应器或堇青石蜂窝状反应器。主要问题是：① 贵金属催化剂性能优异，但价格昂贵；② 设备较为庞大，能量利用率低和运转费用过高，从而严重限制了向中小型企业的普及应用。贵金属替代催化剂和高效节能的紧凑型反应器的开发成为该领域的主要发展趋势。我们对于有机挥发性气体VOCs、CO及NH3的催化燃烧净化，使用多种类型的催化剂进行了研究。主要包括：传统的粒状负载催化剂、负载型改性PAA整体式催化剂、Bulk型复合金属氧化物催化剂、改性TiO2催化剂、含碳素的非贵金属催化剂等。目前为止，所开发的Bulk型Cu-Co系、Cu-Mn系、Fe-Mn系等催化剂，在芳香族(苯、甲苯、二甲苯)的燃烧上接近贵金属催化剂。在CO、NH3、乙酸乙酯、己烷等的燃烧上达到或超越贵金属催化剂(表-1)。当前，我们在整合PAA改性修饰技术和复合金属氧化物技术的基础之上，正在从事负载非贵金属的PAA催化燃烧催化剂的开发，并把它用于化工供热源及大气污染的燃烧治理(VOC、NH3、CO、HC等)。充分利用金属整体式催化剂在可塑性和传热性上的优异性能，通过合理的催化剂成型及反应器设计，提高放/吸热耦合性，实现高效节能和小型化的目的(诸如采用Multi-tube型、Wall-type型、多层同心圆等反应器设计，在平板状催化剂的两侧分别设置燃烧反应和换热介质)。同时，在结合金属整体式催化剂特性的基础之上，根据具体的用途对反应体系进行合理的工艺设计。例如对于低浓度大风量尾气的处理，采用“浓缩–燃烧”一体化设计，并在反应启动阶段采用通电启动催化反应(图-8)。图-8 大中小型VOCs催化氧化处理系统4. 多功能型重整制氢催化剂的研究 (日本专利2011-31162) 碳氢化合物的重整制氢主要用途为PEFC燃料电池的制氢及H2和CO化工原料的制备。但是由于重整制氢多为强吸热反应，反应体系对吸/放热的耦合有严格要求，另外PEFC制氢的启动性和小型化等也被较多地关注。2004年起，我们启动了多功能重整制氢催化剂的开发(甲烷、DME、甲醇、乙醇、煤油等)，为降低催化剂成本，使用低价Ni为主要活性成分(图-9)。为解决镍催化剂中常出现的镍氧化、结焦、烧结等失活问题，在孔道控制的基础之上，通过Nickel Aluminate中间层及痕迹量贵金属添加等技术的开发，制备了具有较高寿命并且可以自活化•自复活的AAO镍催化剂。在与商业催化剂（SÜD–CHEMIE的RUA和FCR-4，新日本石油的RUA-2）的对比测试中，该催化剂表现出更加优异的性能。使用都市煤气13A为原料，3000h静态寿命测试及500回DSS模式测试(Daily startup and shutdown)均取得良好结果(图-10)。基于板式通电加热型PAA催化剂的水蒸气重整制氢的测试结果表明，采用阶段式通电加热，系统启动时间可从传统的外加热式的1h缩短为10min，从而为实现PEFC的快速启动提供了有力的技术保障。多用途是该催化剂的重要特点。除天然气的水蒸气重整之外，在甲醇、乙醇、灯油的水蒸气重整，甲烷直接部分氧化重整，甲烷二氧化碳重整等体系中均取得了良好结果。迄今为止，在非贵金属催化剂中，多功能型重整催化剂尚未见报道。目前的主要工作是：1) 催化剂的进一步改良优化；2) 以流程集成化和强化传热为目的，进行Multi-tube或Wall-type型反应器的设计(重整–燃烧一体化) (图-11)；3) 整合非平衡式“CO2吸附–重整”一体化设计，超越CO的SHIFT反应的平衡限制，例如采用CO2吸附技术，或催化膜反应器等；3) 生物质原料(生物质甲醇、乙醇、甲烷等)的重整制氢，及CO2的重整等研究；5. 整体式催化剂的新用途在上述研究的基础之上，我们根植于材料化学工程国家重点实验室和化学工程与技术国家一级重点学科，进行跨专业跨学科的合作，充分发挥整体式催化剂的特点，逐步拓展其在能源和环保等领域中的应用，例如：1) 金属基催化剂的放电电极和催化反应效果的叠加2) 再生式环控生保系统二氧化碳的Sabatier反应3) 加氢、裂解、C1及C2合成4) 水污染治理上的应用5) 传统化工领域的技术革新，例如，在催化精馏中实现流道设计用的塔填料与反应用的催化剂的一体化构造，用以实现装置的小型化、降低床层压降以及解决催化精馏常出现的液泛等问题。

石油资源的日益枯竭和日益严格的环保要求，使得清洁替代燃料的开发和应用步伐大大加快。其中可再生能源，生物柴油更是得到了各国的广泛重视。目前工业化生产的生物柴油当中，对于富含水或FFA的价廉的低品质原料油，则需要复杂的前处理工艺。因此开发一种方便、高效的可采用低品质油合成生物柴油的技术意义重大。 蓖麻为世界十大油料作物之一，在我国具有丰富资源,其产量位居世界第三，是优良的替代石油的可再生性“绿色能源”资源。油桐是我国特有的木本油料树种,因其种子含油量高,被列为我国四大木本油料之一。以上述两种非食用油制备生物柴油不仅可以缓解对食用油的需求压力，还可以大力推动此类油品植物的种植业的发展。

对于非圆截面的回转体的高速车削加工，必须开发高频响的伺服刀架，并由计算机控制刀架在径向做高频运行。本项目开发了高频响的电液伺服刀架，其频响高达130赫兹，可以满足近4000转/分切削转速的要求，行程可达±4mm，由计算机完成的先进控制策略可以保证加工的高精度。对于磨削加工，仅需将车削更换为气动磨头，车床更换为磨床。