应用于大型工程监测的光纤传感系统

徐鹏飞

-/先进制造与自动化

光纤传感器：新型的光纤温度、应变传感器具有高灵敏性、高精度以及体积小的特点，便于做分布式安装，达到多点化、实时化的精准测量。 光纤解调系统：研发了一系列新型的光纤光栅温度、应变传感在线监测仪。基于DSP技术，可实现波长解调速度200KHZ、智能分析、智能判断和实时传输。特别适合多通道多传感器以及多传感器有同步要求的监测设备。 研制了低熔点玻璃焊接封装的渗压计，极大降低了温度和湿度对压力测量的影响。

高压输电线路智慧监测系统

徐鹏飞

-/先进制造与自动化

本网络系统采用两层架构，底层是基于IEEE802.15.4的Zigbee网络，负责图像和标量数据的采集；骨干网为基于IEEE802.11的多跳自组织网络，负责数据的远距离可靠传输。具有可靠性高、可扩展性强、运行费用低等特点。技术优势： (1)抗毁性强。不依赖于任何预先部署的移动通信网络，完全依靠自身的自组织功能。某个（几个）杆塔的倒塌不影响其它杆塔的数据采集。 (2)多参数、全方位监控，可扩展性强。可随时增加和扩充各种类型的监测设备，包括图片和视频。 (3)监控网络通信带宽高，可支持实时视频和高清晰图片传输。 (4)使用清洁能源（太阳能，电磁能）供电，解决了野外通信设备的供电问题。 (5)一次性投资，安装方便，维护量小，并且没有高额通信费用。

用于票证的激光三代防伪材料和识别仪器

徐鹏飞

-/先进制造与自动化

将高科技应用于防伪是国际上普遍采用的方法之一，基于频率转换技术的特殊光学防伪措施就极具代表性，比如：紫外油墨防伪、激光防伪等。特殊光学防伪是利用发光器（如：激光器、特定波长光源等）激发涂覆在纸面上的特殊材料，发出特定波长的光，再利用接收系统对此光进行接收，从接收信号的有、无或编码顺序来识别真假。可以看出，特殊光学防伪涉及到几个重要的元器件，即特定波长半导体激光光源、窄带光学滤波器、光电探测器和专用处理芯片及配套的机具结构。在防伪鉴别系统的研制过程中，对这几种器件提出了很高的要求，即体积小、强度高、温度特性好、对特定波长接收敏感、自动漂移补偿等，以保证防伪机具的稳定性和可靠性。

我们采用的原理是频率变换光油墨，然后用某个特定波长的激光激发，最后用PD探测，以此组成防伪识别仪器。所谓光学频率转换理论是采用光谱发射器件以特定的波长激发被测物的表面产生另一个特定波长的光学信号，这个信号经过光滤波器件、专用光电接收器件后由专用信号处理电路进行识别，并使整个系统始终处于自动补偿状态。光子混合集成器件就是使新型光谱发射器件、专用光电接收器件、光滤波器件在一起有效地组合，可采用混合集成或光电集成来制成这种光子集成芯片调试、封装，再加上专用弱光信号处理及补偿芯片等元件实现优化组合和匹配，构成微型化系统模块。其原理图如下

图1防伪检测原理图

频率变换原理：当荧光物质被激光照射时，其电子就会吸收光子被激发而跃迁至激发态，当他向低能态跃迁时，就产生荧光。

从此发光过程来看，由于发光主要是电子跃迁引起的，并且经研究表明此种频率变换效应需要有晶体的机制才能发生，所以，简单的改变油墨涂料颜色等不会对它的频率变换有所影响。

高稳定金属膜电阻器用磁控溅射中高阻靶材及制备技术

徐鹏飞

-/先进制造与自动化

靶材炼制工艺如下图所示：

所制备的靶材(382mm×128mm×14mm)在溅射成电阻器薄膜后,电阻温度系数小(≤25×10-6/℃),电阻值高(要求不刻槽数量级为千欧,刻槽后数量级为兆欧)且稳定(随时间变化小),因此,在本靶材研究中,将选择Cr、Si作为高阻靶材的主体材料。由于Cr、Si熔点高,原子移动性低,因此由其所组成的薄膜稳定性高。通过在金属Cr中引入半导体材料Si来提高电阻器合金膜的阻值。Cr是很好的吸收气体的金属元素,在电阻器薄膜溅射过程中,可通过通入微量的氧来提高薄膜的电阻率,同时调节电阻温度系数。 技术指标如下： 温度冲击实验后ΔR/R≤±0.5%,过载实验后ΔR/R≤±0.5%,寿命实验后ΔR/R≤±1.0%,电阻温度系数TCR≤±20×10-6/℃。

微小零件批量检测

徐鹏飞

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（1）设计了2种芯片的检测系统，检测芯片上打孔深度。可以实现零件的量检，仍是抽查检验，可以有效提升良品率。 步骤：定位找点—>测量深度—>判断是否打孔过深，需要报废。 系统检查一个盘片需要4小时即可完成，人工需要1个人1个月的时间。 （2）测量电容器长宽是否符合标准。已使用半年，效果反馈很好。 电容很小，um级别，采用400*200um的48倍显微镜。 步骤：定位—>识别边影—>边界剔除—>测量长宽。 人工检测1个需要3分钟，系统几秒钟便可完成十几个。

电动汽车动力电池管理专用芯片

徐鹏飞

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电动汽车动力电池管理专用芯片用于电动汽车动力电池在电压、电流和温度测量，并具备单体电池均衡管理和电池包的保护功能。14位Delta-Sigma型模数转换器，实现高精确度（相对准确度0.5%）和宽范围线性度。采用BCD混合信号工艺，高电压大电流的电路实现。电路芯片的功能包括多通道电压/电流/温度采样，通讯接口功能，均衡电路控制和驱动功能。核心电路模数转换器14位精度，误差增益小于1%。芯片工作温度-40℃~125℃。 考虑到一次性成本和重复性成本，以及客户的承受能力，单套电动汽车电池组管理系统的售价大约为0.6万元左右。产业化量产后前2年只要销售1400套以上，销售收入预计850万元左右即可实现盈利。

模内外（IMD/OMD）装饰技术

钟兴

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项目简介：（包括项目的应用范围、主要性能、市场前景、成果来源及知识产权情况） 随着产品创新和环保需求，对制品表面装饰技术的要求逐渐提高，不仅要求表面图案文字纹理灵活多变，而且要能满足耐磨性、耐高温等功能要求。 IMD/OMD技术是近十几年发展起来的表面装饰工艺技术。主要用于各种键盘、汽车仪表盘、电饭煲面板、空调和冰箱等高档电器产品控制面板的表面装饰。 本技术正在逐步替代喷涂、水转印等高污染等表面装饰技术，市场前景广阔，具有自主知识产权。 技术特点（包括成果的成熟程度、创新性、先进性等）： 1、大拉伸IMD膜控制； 2、图案变形控制； 国内领先地位，已经进入中试阶段。 投入与经济效益（产业化投入金额、产业化目标及预期经济效益） 根据具体产品对象进行投入，厨房家电类投入设备估算不超过50万，预期经济效益能够提高现有产品利润，增加产品竞争力。 支撑与保障（技术及团队、实施案例及其它） 本成果由浙工大机械工程学院先进制造技术研究所研发团队和相关协作单位，在九阳部分产品上已经开始应用。 合作方式与费用： 合作开发，费用面谈。

金属模具激光熔覆三维打印技术及装备

南京师范大学

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激光熔覆是利用高能激光熔化金属粉末或者金属丝材，从而在基层材料形成熔覆层的一种高技 术工艺，具有能量密度高、热影响区小、稀释律低、金属冶金强度高等优点，在模具修复、高性能航空航天金属件打印等行业和领域有着极高的应用价值。

基于3DP工艺的彩色三维打印技术及装置

南京师范大学

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温升作为电机电器运行过程基于3DP工艺的彩色三维打印技术是属于高端装备与先进制造领域的技术。依靠微喷技术高真精 准再现设计模型，实现多元化需求已经成为该领域的研究主流之一，广泛应用在动漫、多材料3D 打印、生物工程等工业领域。它是基于现代CAD技术、计算机控制技术、精密伺服驱动技术、材料 学等的基础上，利用微滴喷射发展起来的一项先进技术，打印的解析度高，成本低，速度快。

旋转机械动平衡分析仪和软件

杨建刚

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不平衡是旋转机械最常见振动故障。动平衡仪用于测试各类旋转机械启停和正常运转时振动数据，提供频谱图、波形图等各类分析图表。动平衡分析软件融入了火电机组振动国家工程研究中心20多年来从事动平衡工作的理论和经验，功能全面，已被成功应用于300多台机组动平衡工作，并被30多家电厂、电力试验研究所和制造厂选用。

高效紫外激光智能清洗设备

肖海兵

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提出振镜一电机激光高效清洗算法，采用振镜动态定焦技术与电机速度动态规划技术提高清洗头，清洗过程中的振镜与电机协同效率。

旗客智能无人机

陈翔斌

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四轴倾转旋翼垂起固定翼无人机 新型倾转旋翼无人机。 起降、平飞使用一套动力系统，全时四驱动无“死重”， 单位有效载荷大，能耗低、航程远。

一种太阳能磁控节能开关器

张俊强

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针对现有光线感应开关结构存在结构复杂和持续耗能的问题,本成果提供了一种磁控节能开关结构。本成果解决上述技术问题所采用的技术方案如下:本成果提供了一种磁控节能开关结构,包括用电器干簧管、电磁铁、太阳能发电板和电源,用电器和干簧管串联在电源的两端,太阳能发电板的正极和负极分别电连接电磁铁,电磁铁在通电状态和断电状态下的切换用于控制干簧管的导通和断开。 根据本成果提供的磁控节能开关,通过设置干簧管连接电源和用电器,同时通过太阳能发电板与电磁铁连接,当太阳能发电板受到光照时,电磁铁通电产生磁场,干簧管受到电磁铁的磁场作用导通或断开,从而能够实现感应光照以启动用电器或关闭用电器的功能,适用于各类装置的光感启动或光感关闭,相对于现有的光感应开关结构,本磁控节能开关靠太阳能驱动开关,能够有效降低能耗,同时不需要额外设置控制器进行控制,稳定性较高,降低成本。

医用超高信噪比滤光元件研制与应用

靳京城

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本项目设计出满足深度截止多带通荧光滤光元件技术指标的光谱特性,同时解决了设计膜系在实际镀膜工艺的可行性与可靠性,包括材料折射率及厚度误差波动对膜系的影响,在深度截止带通滤光片研制过程中,甚至纳米级薄膜表面粗糙度也会严重影响滤光片薄膜的截止深度。超多层带通滤光片对制备工艺的稳定性和薄膜沉积容差要求很高,通过优化不同类别氧化物薄膜沉积条件,进行系统的膜系优化设计理论分析,研究影响医用领域所需的多带通滤光片膜系制备容差的主要因素,开展并实现超多层、高透过、锐、深度截止带通滤光片膜系设计、制备及小批量样品制备。项目将弥补我国在高端滤光片研制领域的技术短板、国外进口限制、国内的市场需求,提高高端制造领域的配件自主化。

激光抛光次生粗糙度的抑制及抛光工艺优化

罗博伟

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本项目分析激光抛光过程中的次生粗糙度的产生原因,对激光抛光熔池多物理场耦合过程开展系统理论分析,了解“熔峰填谷”过程中熔池温度场、张力场和流动场等多物理场相互耦合作用的规律,从而为攻破上述技术瓶颈提供学术理论基础。以连续线扫描激光抛光模具钢平面为例,通过熔峰填谷MP方法,利用五轴数控连续激光抛光设备(SDC-300)对金属工件表面进行抛光,基于多物理场数值模拟软件MultiphysicsComsol的激光对金属表面抛光的多物理场有限元模型,以传热学和流体力学为基础进行激光抛光过程的数值仿真,分析测试工件的热物性参数,建立激光抛光的热源模型分析热源和磁场等加载的方法以及模型的边界条件,进行熔池温度场、张力场和流场的多物理场耦合建立熔池CFD能量方程和动量方程,通过模拟分析单独萃取过流现象的仿真效果图,分析次生粗糙度的产生机理,从而对激光抛光工艺参数优化提供理论依据搭建五轴数控连续激光抛光实验平台,激 光抛光次生粗糙度抑制的工艺优化研究,针对Comsol仿真模拟的磁场强度对于激光抛光熔池过流引起的次生糙度抑制的影响规律进行实验验证。通过对比数值仿真结果与工艺研究结果,进一步修正和完善Coms电磁辅助激光仿真模型,为激光抛光提供工艺优化路径,实现抛光后粗糙度Ra<0.15um的目标。

多功能智能非接触开关

赵学华

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多功能智能非触摸开关是一个由开关面板就可以控制多盏灯的非接触 开关,极力推荐用于家居、医院的开关面板和电梯及公共活动场合的开关 控制。与传统的机械开关相比较我们优势在于,安全问题解决了,不用考虑 被接触介质的一些自身物理特性,比如漏电、开关打火花等危险情况;其 次比起现在市面上已有的非接触开关我们的非接触开关能通过非基础形式控制灯光亮度,通过WF进行无线控制,后期可更新接入网络实行远程管 理控制。其中,我们的开关面板能够在现有的家具上进行改装,能够满足 顾客在装饰上的爱美之心。产品的模块可单独使用,我们提供多种协议以便满足对控制器的兼容;也适用于显示器选择操作,我们只需要通过挥动手便能控制对应灯具设备,通过旋转手便能控制灯光亮度,这不仅仅提供了便捷而且还提升产品的创新性。

一种液压注塑机的节能方法及其应用模块

李超

-/先进制造与自动化

对于塑料制品行业来说，电耗是其生产成本的主要部分，而注塑机是塑料制品厂的主要能耗设备之一，注塑机的能耗成为注塑行业降低成本，提高产品竞争力的有效途径。

双曲面、椭球面麻花钻钻型与其刃磨新工

李超

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以双曲面、椭球面等二次曲面作为后刀面数学模型的麻花钻是一种还没有被广泛认识和深入研究的新钻型。其主要的原因是这种钻型用传统刃磨工艺无法刃磨或刃磨十分困难，使它的应用前景大打折扣。先期研究提出的二次曲面钻型点磨削成形工艺原理很好地解决了这类钻型的快速、低成本成形刃磨问题，对这类钻型的深入研究和应用提供了很好的技术支持。理论分析和初步的实验研究表明，这类新钻型有许多突出的优点，对其进行进一步的结构参数优化研究显得十分必要。通过对新钻型进行各种钻削仿真和实验，检测其定心精度、钻孔质量、切削抗力、刀具耐用度等指标来优化钻型结构参数和成形刃磨参数，为不同材料的高效率、高质量钻孔加工和数控生产线提供优良新钻型。在航空和其它装备制造等领域，对优化适用于新材料和提高原有材料钻孔质量的孔加工工具有重要的意义。