利用红外低温探测技术查验旅客随身携带物品研究

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北京出入境检验检疫局结合口岸检测入境旅客携带低温保存的动植物源性生物材料和特殊物品等实际需求，与红外测温仪厂家共同研发出红外低温探测功能，将该功能整合进现有的红外测温仪，并研发出整合红外低温监测技术和“国境口岸入境人员信息采集系统”的新型多功能一体机（S222），开发出创新性的查验方法和查验思路，填补了此项业务的业内空白。　　从技术角度看，新型多功能一体机（S222）外形小巧美观、性能集成强大，可以监测人员体温和携带物品，大大减轻了人力执法成本，提升了信息采集效率，实现了从人工查验到信息化执法的转变，在检验检疫系统内部具有很强的实用性和可推广性。从检疫监管模式看，在系统内首次提出了集合入境人员卫生检疫和携带物查验的“人物合一”的查验模式，是对原有携带物查验模式的有效补充和积极创新，大大提升了口岸截获未经申报入境动植物源性生物材料及特殊物品的概率，有力震慑了跨境运输、非法携带该类物品的违法企图，对于保护国门公共卫生安全、降低生物安全风险，具有重大现实意义。　　申请发明专利一项，名为《一种国境口岸出入境检验检疫低温查验方法及系统》（申请号：201610326261.1）　　

3PA电磁阀开发项目

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由宁波分院与行益科技（宁波）有限公司联合共建浙江清华长三角研究院宁波分院气动技术研究中心，共预设3个科研团队:气动产品方向、软磁及工艺方向和橡胶及密封技术方向，通过机、电、材三方面技术结合帮助整个气动行业产业升级。去年共技术研发两个电磁阀项目，利用未来5年内国内快速起的人工智能、物联网技术及配套周边，努力实现“智能气动产品”领域赶超国外品牌。为中国的高端气动产业提供自主知识产品、技术支持、核心材料部件国产化、助力“中国制造2025”。气动中心主要涉足的行业领域包括：集成式真空发生器、电气比例阀、智能阀岛、微型阀、高端膜片、软磁材料、压力开关等传感器相关产品。

共建电磁兼容及抗干扰技术创新平台

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针对微电子芯片产生的电磁干扰、信号完整性、电源完整性问题，采用超大规模集成电路电磁兼容及抗干扰技术，从芯片和电路层面实现电磁兼容精准设计；针对大功率电力电子器件和装置产生的电磁干扰问题，采用大功率器件及装置电磁干扰建模及抑制技术，从电路模块和电气装置层面实现电磁兼容精准设计；针对汽车、高铁、飞机等复杂系统内部电子电气设备之间的电磁干扰交叉耦合问题，采用大尺寸复杂系统电磁兼容评估及设计技术，从系统层面实现电磁兼容精准设计。

基于SiC和IPOS模块化技术的高性能X-光机电源

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目前，我国高性能X光机电源约百分之80依靠进口，这严重限制了我国X光机行业的发展。本采用第三代功率半导体SiC器件，开关频率、动态响应、纹波等关键技术和指标国际领先；采用IPOS（输入并联输出串联）模块化结构，可靠性、制造和维护方便性高；采用软开关PWM（脉宽调制）技术，效率高、损耗/温升和体积小；全面优化了动态速度和精度、参数误差容限以及轻载运行模式等方面的性能；采用了先进嵌入式数字多级控制（DSPFPGA）、阳极旋转电机有源驱动、灯丝电流精确闭环控制等成套关键技术；在绝缘、漏电流、电磁兼容/EMC及散热等全面到达医疗行业安全规范要求。可广泛与医疗成像、工业检测、安保、生物工程、高能物理、以及军事等多个领域。

脉冲功率与等离子体技术

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以全固态复合开关为核心低电压、大电流、微秒脉冲（5-10kV,50kA,250MW），开关频率1-5kHz，脉冲底宽约40us，平均功率100kW，成功用于工程示范。以TLT多开关技术为核心，实现高电压、小电流、纳秒脉冲，20个开关可自动同步，输出20路同步脉冲，可根据需求实现多种电压电流输出（50-250kV,20kA,5GW），大量产生O,OH,O3,H2O2等活性物质，可用于大气量、快速的气体、液体净化等基于TLT多开关技术的高功率脉冲系统可应用到超大能量等离子体震源、等离子体射流消毒灭菌、电场消融等领域

智能制造之可预测性控制技术

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通过数字孪生技术，可将产品数字化、生产工艺流程数字化和设备数字化等高度集成为一个统一的数据模型，从而运用数据挖掘AI技术来实现可预测性的智能制造。适用于5G超密集网络，实现1ms级的超低时延控制；增强ARM嵌入式边缘计算单元，区域选择性就地调控或数据上传；区域选择性控制技术实现切片终端网络的分类、分区、分层的区域选择性耦合控制；终端设备群的连接方式多样性，CNN算法实现智能优化配置，发挥运行效能最大化；基于Mindsphere的智控APPs的开发，为客户提供更加便利、实时的控制指挥系统。该技术成本低、更高效、更安全，可以应用到智慧能源、智慧交通、智慧城市、智能建筑、未来社区等各个行业

烯基自控温材料

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烯基自控温材料是一种有机纳米碳复合材料。由以石墨烯为最基本材料单元的碳材料与有机纳米高分子材料复合而成。具有自动探测、调节、控制温度的智能加热性和温体共振效应的保健理疗功能。集“加热、测温、控温、保健”四种功能于一体，具有自感温、自控温、快升温、能耗低、不过热、不烫伤、零辐射、零污染、零噪音、增加干细胞增殖和修复、增强人体免疫力的优良特性。可广泛应用于建筑、交通、医疗、家居、家纺、服装、工业、农业等诸多领域。具有技术唯一、安全健康、节能低耗等优良特性，引领国际新一代智能材料养生取暖、理疗保健产品的发展方向。

动车单轨道岔梁焊接机器人工作站

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成果主要应用于高速铁路焊接。《中长期铁路网规划》指出，到2025年，铁路网规模达到17.5万公里左右，其中高速铁路3.8万公里左右；到2030年，基本实现内外互联互通、区际多路畅通、省会高铁连通、地市快速通达、县域基本覆盖的铁路网络。高速铁路的快速延伸，正在实现中国经济的再一次跨越性发展。它的高性能要求带动了高速铁路焊接机器人的市场需求极速增长。通过研究，在机械结构设计过程中，采用的柔性叠阀装置解决了大跨度、长距离的龙门焊接机器人系统运动过程中自动补偿纠错功能，从而保证产品加工质量的稳定。设计实现同轴双机器人激光跟踪同步控制，结合双机器人同步与激光跟踪系统极大降低对大型构件一致性的要求，提高百分之40生产效率。

基于显微视觉的精密检测关键技术及应用

王东琳

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“基于显微视觉的精密检测”涉及光学、电子学、控制科学、计算机科学等众多学科，是一门新兴的综合性前沿学科，具有广泛的应用前景，可应用于工业、生物医学、军事等众多领域。本项目主要针对传统视觉测量与控制的方法在显微视觉精密检测应用中的不足，研究显微视觉在精密检测中的瓶颈问题与关键技术，包括基于显微视觉敏感自由度的主动标定方法、多路显微视觉下的相对位姿检测方法、明暗场成像方法的融合等，并成功应用于精密多自由度微装配系统与大口径精密光学元件表面损伤检测中，为显微视觉引导下的复杂微器件的空间高精度装配提供了创新性的理论与方法。大口径精密光学元件表面损伤检测中的应用，切实解决了国内精密大口径元件检测依赖人工的现状。本项目一直沿着“以基础理论和方法研究为先导，以获取核心关键技术为重点，以关键技术的有效应用为最终目标”这一思路开展工作。结合先进的信息处理、控制与通讯技术，提出了基于显微视觉的精密检测技术与方法，并成功推广应用。项目取得的主要创新成果如下：1、提出了基于显微视觉敏感自由度的主动标定方法，充分利用显微视觉系统在高精度测量环境下存在超/微景深的特点，实现了显微视觉系统与运动系统的准确标定，进而建立了显微测量中2D图像特征变化量与运动坐标系下3D笛卡尔空间运动量之间的关系。该方法的应用解决了精密多自由度微装配系统集成过程中复杂校准的难题，简单的标定步骤即可建立运动系统与测量系统间的准确关系；另一方面，为极小景深下的高精密相对位姿测量提供了创新性的解决方法。2.提出了一系列基于多路显微视觉的相对位姿检测方法，基于敏感自由度的主动标定方法及图像雅可比主动标定方法，融合多路显微视觉系统的图像特征，实现了微零件三维笛卡尔空间的相对位姿测量、自动对准与过冗配合的自动装配。该方法成功应用于单目显微视觉引导下10μm微管与12μm微球孔的3D笛卡尔空间的高精度自动对准与插入。这一系列相对位姿检测方法为显微视觉引导下的复杂微器件的空间高精度装配提供了创新性的理论与方法。3.提出了显微视觉下明暗场成像方法的融合及相应的精密检测方法，明场成像具有成像细节丰富，测量准确但效率低的特点。暗场成像具有扫描速度快，可观测远小于分辨率的损伤，但由于非线性散射效应无法准确测量的特点。结合二者优点，实现了大口径光学元件表面瑕疵的自适应、快速、精确检测。利用明场显微视觉的小景深实现对大口径光学元件的姿态的自适应测量无需复杂的机械校准；利用暗场成像系统实现对大口径光学元件的快速扫描；基于暗场损伤图像，实现明场成像系统对暗场损伤图像的二次定位与准确检测。该方法解决了适应性、准确性、效率三个核心问题，该方法的应用切实解决了国内精密大口径元件检测依赖人工的现状。本项目突破了一系列的关键技术和应用难题，发表高质量学术论文26篇，出版专著一部，取得授权的国家发明专利11项，实用新型1项。关键技术已在中国工程物理研究院激光聚变研究中心得到应用，创造直接经济效益元2.5万元，间接经济效益5亿元，取得了很好的经济效益和社会效益。