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Ⅲ类压力容器设计阶段风险评估系统
压力容器设计阶段风险评估的技术思路是世界压力容器设计技术的革命，最早是由欧盟在2002年强制执行的法规——《承压设备指令》（PED）中提出的。2009年以后我国借鉴这个思路，TSG R0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》规定了对第Ⅲ类压力容器在设计阶段应出具风险评估报告。但我国开展Ⅲ类压力容器设计阶段风险评估缺乏相应的理论依据和技术标准，只能参照国外RBI（基于风险的检验）技术进行。首先，无论是从风险识别、同类失效频率还是风险定量计算等环节国内外都存在着较大差异。如果完全采用国外的数据库及风险评估模型势必造成评估结果的不准确，影响容器本质安全。其次，设计阶段的风险评估并不等同于RBI，国内缺乏这方面系统的研究。本成果通过调研和理论研究，提出适合于我国实际的Ⅲ类压力容器失效可能性计算模型与失效后果分析模型修正方法并开发相应的风险评估软件。对我国重要压力容器在设计阶段开展风险评估，做到所谓“优生优育”，提高本质安全性具有重要的指导意义。另外，本软件能指导Ⅲ类压力容器设计阶段的风险评估工作，不仅为设计工作提供科学的理论依据，又能极大提高设计工作效率。 该软件能自动识别设计阶段Ⅲ类压力容器可能的风险因素、自动验算容器类别、自动定量计算风险值、自动生成风险评估报告并自动导出word文档的报告、失效事故案例库查询。
西南石油大学
2015-03-16
焦炉集气管压力智能预测控制系统
成果简介焦炉炼焦过程中所产生的荒煤气经集气管、 初冷器和鼓风机等环节处理后传输给化产及煤气用户。 传输过程中， 集气管压力系统和鼓风机调速系统的稳定优化控制对于炼焦生产有着十分重要的作用。 当集气管压力过高时， 一方面造成跑烟冒火，污染环境； 另一方面降低了荒煤气的回收率， 造成能源的浪费。 当集气管压力出现负压时， 空气就会从炉门、 炉盖等处进人炉体， 导致焦炭质量下降、 缩短炉体使用寿命及煤气中氧含量增加。 为此我们针对非对称分布多焦炉多集气管共用一套鼓冷装置的系统设
安徽工业大学
2021-04-14
黏性土孔隙水压力消散规律测试实验装置
黏性土孔隙喉道狭窄、连通性差、渗透性差，存在着相间的表面性质和作用（包括吸附作用、水化膜作用、盐组分渗吸作用、边界层作用、各种界面作用）在外荷载作用下的孔隙水压力消散缓慢，且消散规律无法利用现有土工设备实验得到等问题。
本成果提供一种测试黏性土中孔隙水压力消散规律的实验装置及方法，整套测试装置包括渗流测试系统（含数据采集软件）、固结压力施加系统和水压施加系统。其中渗流测试系统包括工作平台和设置在工作平台上的渗流筒，渗流筒侧面不同高度位置处设有水压传感器，上部设有固结压力和水压施加系统，底部设有泄水孔，所有进出水口连有测试仪表和传感器，且所有传感器均与计算机数据采集系统相连接。基于该装置和测试方法可得到复杂受力条件下的黏性土孔隙水压力消散规律。
对于黏性土渗透方面的参数获得，相关室内试验主要有渗透实验和固结实验两项，而这两项试验难以反映孔隙水压力的消散情况，如渗透实验存在不能给土体施加不同的固结压力和所施加的水压较小的问题，固结试验得不到土体中的孔隙水压力。
本成果能灵活改变固结压力和水压，模拟土样所处的实际压力环境，并直接测定土体中孔隙水压力的消散规律和渗透系数大小，解决了现有土工试验的不足。
南京工业大学
2021-01-12
煤矿井下巷帮钻场出矸装置
该装置由马达、卷筒、支架、滑轮、钢丝绳及耙斗等组成，装置安装在掘进机上。工作原理为：卷筒上的钢丝绳经滑轮组牵引耙斗实现井下巷帮钻场矸石的清理。该装置牵引动力源取自掘进机油源，支架可伸缩，可清理钻场边角处矸石。
安徽理工大学
2021-04-11
低场高性能稀土超磁致伸缩材料
国家“863”支持项目。采用一种新的制造技术，制造<110>轴向取向多晶棒材，在5MPa预应力和500 Oe磁场下的磁致伸缩系数达l//=950-1150ppm，重复性好，一致性高，工艺易于控制，成品率高。已获国家发明专利，拥有自主知识产权。 材料的应用领域及市场前景预测 (1) 国防、航空航天和高技术领域：主要用于制造声纳用水声换能器与水声对抗换能器、线性马达、燃油喷射器、传感器、噪声与振动控制系统等，可用于航空飞行器、地面运载工具和武器等。据预测2015年此领域的世界市场额将达到3.3亿美元。 (2) 运输领域：主要用于反噪声、减振和消振、刹车系统、燃油喷射系统、阀门、泵和线性马达等。预测2015年世界需求量将达到10.5亿美元，是本世纪初用量最大的领域。 (3) 现代高技术领域：主要用于超声波技术、波动采油技术、海洋通讯、海洋开发与勘察、海洋捕捞等。预计2015年此领域的世界市场额将达到3.3-4.0亿美元。
北京科技大学
2021-04-11
汽车虚拟试验场技术研究与开发
以某商务车为研究对象，将理论研究、仿真分析和实车试验结合，研究了汽车虚拟 试验场技术，并基于该技术，建立汽车整车的虚拟样机，用于部件特性、NVH、疲劳耐 久及碰撞安全性能等的研究。主要完成以下的工作： 1）研究汽车虚拟试验场技术的建模理论与方法，并建立某商务车整车虚拟样机； 2）采用动态的、非线性有限元方法，对整车在时域内的平顺性及其影响因素进行 研究； 3）采用声-振耦合有限元法和声辐射边界元法，对轮胎和乘坐室内的低频噪声进行 分析预测； 4）应用多轴疲劳理论，采用三种典型的可靠性路面计算了车身及后悬架的疲劳寿 命； 5）依据 GB11551-2003 正面碰撞安全法规和 GB20071-2006 侧面碰撞安全法规对汽 车进行碰撞安全性的仿真研究，并提出可行的优化措施。
同济大学
2021-04-13
基于声波的锅炉温度场测量系统
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。
东南大学
2021-04-13
量子相干控制超分辨荧光宽场显微成像
传统的光学显微系统受到阿贝衍射极限原理的限制，无法分辨尺度小于~200nm的事物，为了突破衍射极限，超分辨荧光显微技术应运而生，在生物成像等领域得到广泛应用。根据成像采集过程，超分辨方法主要可分为两类。一种是单分子定位显微方法（SMLM），通过荧光分子的光开关特性，孤立每个发光分子进行单独定位。此类方法具有不受衍射极限限制的特点，可以得到10-40nm的超高分辨率，但由于分子激活漂白的循环步骤使得采集速度和成像时间较慢。另一种是如结构光照明等宽场成像的超分辨显微技术，可以通过获得相邻区域/荧光分子间一定程度的响应差异来实现分辨率的提升。宽场成像的方法具有较高的时间采集效率，但由于同时激发视野内的全部分子，使得其分辨能力往往在100nm以上。目前还缺乏一种方法在理论上可以有效的兼顾宽场成像的时间采集效率和单分子定位方法的空间分辨率，因此亟需提出一种基于宽场成像对荧光分子高效调制的技术方案。 超分辨方法其本质都是通过识别单个荧光分子的独立的发射特性获得该分子的空间定位。如果可以对宽场成像中衍射极限以内各个发光分子荧光发射差异实现主动控制，则有可能获得更好的超分辨显微结果。近期，物理学院介观物理国家重点实验室极端光学研究团队提出了基于量子相干控制原理主动调制分子荧光发射而获得超分辨荧光显微的方法（SNAC），在宽场成像下实现了分辨率的提升。课题组在ZnCdS量子点体系下获得衍射极限范围内各个量子点的差异化激发。通过设计多个整形脉冲，单个ZnCdS量子点的荧光差异性会得到增强。课题组通过周期性改变整形脉冲和傅立叶增强提取荧光响应的差异。同时，主动控制的图像采集方案可以有效的抑制系统中不随调制周期变化的泊松随机噪声和CMOS工艺导致的固定噪声，极大的提升了信噪比。接着，利用独立开发的混合周期（Combination-FFT）和多高斯拟合定位算法获得最终的超分辨重建结果。研究模拟了邻近双点荧光发射的超分辨定位，其结果可以很好的分辨出低至50nm的相邻荧光分子。对于密集标记的线性结构，SNAC的分辨能力同样有显著性的提高，获得了30nm左右的径向定位精度。在量子点标记的COS7细胞样品的维管结构区域清晰的观测到了维管的平行取向和姿态排布以及纤维交叉区域的95.3nm的邻近双峰，显示出了比已有多种宽场超分辨方法更好的重建结果。这个研究将脉冲整形作为新的控制维度引入荧光超分辨，并将宽场超分辨成像技术的分辨率提升到了与单分子定位方法接近的50nm的水平。
北京大学
2021-04-11
锅炉炉膛温度场声学可视化技术
成果介绍
成果名称：锅炉炉膛温度场声学可视化技术
成果参与单位：华北电力大学
成果完成人：沈国清
炉内温度场的分布是反映燃烧过程的重要参数，直接影响到锅炉的安全性和经济性。炉膛温度作为反应炉膛内部燃烧情况最直接、最及时、最重要的参数，是燃煤锅炉安全高效环保运行最主要的控制参数，是垃圾焚烧炉二噁英排放最主要的控制手段，是SNCR优化最直接的运行依据，是钢铁、冶炼等工艺环节提高成品率最关键的控制参数。
由于炉膛处于高温、高尘、超大空间、湍流等复杂恶劣的测量环境，接触式测量技术不断出现结焦、温度漂移、短时间内烧毁等问题，更换频繁、维护工作量大。常规接触式测量技术难以在炉膛高温测量上持久应用，以致炉膛温度测量难以实现连续准确实时监测，燃烧调整赖以依靠的炉膛温度参数处于“缺失”状态，炉膛燃烧成为了运行调整的“黑匣子”。现有的垃圾焚烧炉脱硝普遍采用SNCR脱硝工艺，没有精确的温度窗口检测手段，喷氨调节无温度场分布数据依据，脱硝效率低，氨逃逸量高。
温度场声学可视化技术作为一种非接触式测量方法，对测量环境要求不苛刻，能直观、及时的反应炉内温度场分布，实现炉内高温、多尘、湍流等恶劣环境下的实时在线测量，也可以为喷氨调整提供最直接的温度窗数据，提高脱硝效率，减少氨逃逸量。
创新点
能够给出实时的二维温度场信息，包括区域温度图、等温线图和三维温度立体图，运行稳定可靠。便于运行人员及时判断温度分布和火焰中心是否偏移，防止水冷壁局部过热超温。通过使用该技术，为机组的燃烧优化调整提供了参考，降低煤耗，节省燃料成本；延长面命，节省换管费用；减少锅炉NOx排放，节省脱硝成本。
市场前景
自主研发的声学测温系统性能价格比优于国外同类系统。系统价格仅为国外同类产品的一半，系统的测量精度、温度场分辨率、稳定性等性能指标均优于采用国外产品和技术。在系统软硬件升级、备品备件供应、售后服务与人员培训等方面具有明显的优势与市场竞争力。
应用案例
获奖情况
华北电力大学
2023-07-13
中远红外波段光场局域化和剪裁
提出采用规则几何纳米结构和掺杂来实现光场在纳米尺度上的精确局域化和调控，实现了单层石墨烯规则几何纳米结构剪裁中红外电磁场在单原子二维平面的局域分布、波长与强度调控。通过构建单层石墨烯规则几何纳米结构，利用边界对表面等离激元波的反射，形成多重干涉效应，实现了对10.7 μm入射波的光场局域化，并且通过纳米结构的几何形状调控其空间分布，结果以封面文章发表在Light: Science & Applications 2017, 6, e17057上。另外，通过对单层石墨烯进行硝酸根化学掺杂，实现了单层石墨烯表面等离激元强度提高了约2倍、波长由150 nm提高到了280 nm还发现了二维层状范德华α-MoO3晶体的中红外双曲声子极化激元效应，将声子极化激元体系推广至半导体。二维层状α-MoO3晶体具有丰富的光学声子模式，该研究揭示了它们能够与中红外电磁场进行有效地耦合激发声子极化激元，从而实现二维平面上高度的电磁场局域。另外，该研究利用α-MoO3晶体较大的层间间距，通过金属离子插层的方法，实现了对其声子极化激元的传播调制以及“关闭”
中山大学
2021-04-13