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本系統是針對現有固定床氣化與凈化系統存在的連續運行性差、產氣量小、 二次污染嚴重等問題研發的，國內首創。系統創新性地采用主動式氧量分層供 入技術、滾動式爐排結構等實現氣化過程的優化調控及連續穩定運行，采用基 于可再生循環溶劑作為焦油去除工質，集成冷凝、萃取、吸收和吹脫氣提等工 藝技術，實現對生物質焦油的高效低成本脫除凈化，避免了二次污染的產生。

本系統是針對現有固定床氣化與凈化系統存在的連續運行性差、產氣量小、二次污染嚴重等問題研發的，國內首創。系統創新性地采用主動式氧量分層供入技術、滾動式爐排結構等實現氣化過程的優化調控及連續穩定運行，采用基于可再生循環溶劑作為焦油去除工質，集成冷凝、萃取、吸收和吹脫氣提等工藝技術，實現對生物質焦油的高效低成本脫除凈化，避免了二次污染的產生。獲得2011年度省科技進步一等獎。該系統已先后在全國13個省市實現推廣400余處，并成為三大軍區13個師旅級單位指定產品，累計實現

微型飛行器小體積、輕質量、高機動，能夠在狹小空間執行拍照、探測和運輸等特種任務，在國民經濟領域擁有廣泛應用前景。然而，此類飛行器普遍存在飛行時間短的痛點問題，尤其當重量小于10克時，其飛行時間一般不超過10分鐘。這是因為目前微型飛行器的發動機驅動部件一般采用傳統的電磁電機，而電磁電機在微型化后轉速高、發熱大，能量轉化效率急劇下降，甚至降到10%以下。微型電磁電機效率下降后，如果采用供電方便的自然太陽光作為能量來源，受限于太陽能電池的面積，很難滿足飛行需求。 為了解決上述難題，北航科研團隊從微型發動機的原理方面尋求突破，提出一種新的靜電驅動方案，研制出了在微小尺寸下轉速低、發熱小、效率高的微型靜電電機，并首次實現了微型飛行器在純自然光供能下的起飛和持續飛行，在微型飛行器的發展進程中具有里程碑意義。 該飛行器主要由靜電發動機和超輕質高壓電源組成，具備低功耗（0.568瓦）和高升力（30.7克每瓦）優勢，首次實現了微型飛行器在純自然光供能下的起飛和持續飛行。 靜電發動機的核心是靜電電機，它是一種依靠靜子和轉子間的庫侖力來產生連續旋轉運動的新型微型電機，具備結構簡單和無需繞組的優勢，其高電壓（千伏級）、低電流（微安級）的工作特性也使其在工作過程中發熱少且無明顯紅外特征。相比傳統電磁電機，靜電電機表現出了顛覆式的效率和功耗特性，在小質量（5克以內）情況下，其能量轉化效率可達傳統電磁電機的10倍以上，產生相同升力所需功耗僅為電磁電機的1/10以內，因此即便采用小尺寸太陽能電池，也可以為微型飛行器提供飛行所需功率。 電機雖然效率高、功耗低，但仍需要千伏級高壓電流來驅動，然而傳統高壓電源由于體積和重量過大，無法搭載在微型飛行器上。因此團隊還針對飛行應用場景，研制了千伏級超輕質高壓電源，主要包括太陽能電池和升壓電路兩部分，其中升壓電路可以在1.21克的重量下，將太陽能（或鋰電池）輸入的低壓直流電，轉換為4 - 9千伏的高壓直流電，相比美國斯坦福大學研發的同類技術升壓比提高了92%。 在微型靜電電機和超輕質高壓電源的助力下，本項目研發出的飛行器整機僅有巴掌大小（翼展20厘米），重量比一張A4紙還輕（4.21克），尺寸和重量分別是此前世界最小、最輕太陽能飛行器的1/10和1/600。更進一步，團隊還提出一款翼展8毫米，質量9毫克的超微型靜電飛行器，飛行功耗不到1毫瓦，展示了靜電電機在飛行器進一步微型化中的巨大潛力。

本發明提出了一種基于交通狀態識別的交通干線雙向動態綠波控制方法，該方法將基于K均值聚類分析法的交通狀態識別方法和基于數解法的雙向綠波控制模型相結合，能夠根據路網交通狀態的變化動態地調整雙向綠波控制方案。該方法的具體步驟為：交通參數獲取、交通狀態判別、計算各假定的理想信號間距、確定實際信號相對于各理想信號的挪移量、確定合適的理想信號位置、連續行駛通過帶的設計、確定系統帶速。該方法能夠顯著減少城市道路交通流的延誤和停車率，提高城市道路的運行效率，為城市道路綠波控制提供有力的技術支撐。

1、成果簡介 調制（又稱鎖相，Lock-in）紅外熱像 (熱波)無損檢測設備以頻率可調的簡諧波或階躍函數方式對檢測對象進行連續光熱激勵，以紅外熱像的相位、幅值等信息檢測物體的內部缺陷，具有單次檢測面積大、非接觸、可單面檢測、不必拆下總裝后的部件、可在外場使用等優點。是一種適合于大型復合材料和多層膠接結構內部缺陷檢測的可視化檢測設備。與脈沖熱像法相比檢測設備簡單、檢測深度更深，但檢測時間較長。主要檢測對象有：航空航天復合材料結構的內部分層、脫粘；蜂窩結構和夾層結構的內部分層、脫粘、積水；各類多層膠接結構的脫粘；固體發動機絕熱層和包覆層脫粘；壁畫空鼓等。該設備和技術是2001年以來4.5次國家自然科學基金、3次航空科學基金、2次航天支撐技術基金共同資助下的自主創新研究成果，具有自主知識產權，有廣闊的應用前景。 典型技術指標： 加熱功率：1000～4000W； 圖像分辨率：320*240～620*480； 檢測時間：20-300s； 單次檢測面積：500mm*375mm及以上。 具體指標可根據實際需要的技術、經濟性能合理調整。2、應用說明 用于各類材料、結構內部缺陷的無損檢測，如航空、航天復合材料結構的內部分層、脫粘、異物和撞擊損傷，蜂窩結構和夾層結構的內部分層、脫粘、積水，鋁蒙皮和金屬板背面的腐蝕，熱障涂層的內部脫粘、裂紋，固體發動機絕熱層和包覆層脫粘。應用單位有航天二院201所、北京衛星制造廠，技術合作單位有航天6院389廠、北京航空材料研究院。3、效益分析 該設備和技術是自2001年以來4.5次國家自然科學基金、3次航空科學基金、2次航天支撐技術基金共同資助下積累的自主創新研究成果，具有國際先進的技術水平，有臺式、移動、便攜形式，有廣闊的應用前景。

1、成果簡介 脈沖紅外熱像（熱波）無損檢測設備以閃光燈為熱激勵源，以紅外熱成像方式檢測物體的內部缺陷，具有單次檢測面積大、速度快、非接觸、可單面檢測、不必拆下總裝后的部件、可在外場使用等優點。是一種適合于大型復合材料和金屬板殼結構內部缺陷檢測的可視化、數字化、定量化的檢測設備。主要檢測對象有：航空航天復合材料結構的內部分層、脫粘、異物和撞擊缺陷；蜂窩結構和夾層結構的內部分層、脫粘、積水；各類多層膠接結構的脫膠；鋁蒙皮和金屬板背面的腐蝕；熱障涂層的內部脫粘、厚度不均；固體發動機絕熱層和包覆層脫粘；壁畫空鼓，等等。該設備和技術是自2001年以來4.5次國家自然科學基金、3次航空科學基金、2次航天支撐技術基金共同資助下積累的自主創新研究成果，有廣闊的應用前景。 典型技術指標： 脈沖能量：3000～6000J； 圖像分辨率：320*240～640*480； 檢測時間：10～20s； 單次檢測面積：500mm*375mm及以上。 具體指標可根據實際需要的技術、經濟性能合理調整。2、應用說明 用于各類材料、結構內部缺陷的無損檢測，如航空、航天復合材料結構的內部分層、脫粘、異物和撞擊損傷，蜂窩結構和夾層結構的內部分層、脫粘、積水，鋁蒙皮和金屬板背面的腐蝕，熱障涂層的內部脫粘、裂紋，固體發動機絕熱層和包覆層脫粘。應用單位有航天二院201所、北京衛星制造廠，技術合作單位有航天6院389廠、北京航空材料研究院。3、效益分析 該設備和技術是自2001年以來4.5次國家自然科學基金、3次航空科學基金、2次航天支撐技術基金共同資助下積累的自主創新研究成果，具有國際先進的技術水平，有臺式、移動、便攜形式，有廣闊的應用前景。

本系統針對連續小波變換（CWT）對非平衡信號優良的時頻分析性能，采用連續小波變換對來自諸如汽車發動機、柴油機等往復式機械的聲音信號進行消噪和特征提取，然后利用多媒體技術將連續小波消噪和特征提取后的信號轉換成聲音信號進行重新播放，使故障特征能被簡單而清楚的識別，從而改變以前過多依賴于個人經驗進行這方面故障診斷的現狀。本系統對某型汽車發動機進行實驗，證明系統對

一、項目進展 創意計劃階段 二、負責人及成員 姓名 學院/所學專業 入學/畢業時間 學號 楊鈺萍 機電工程學院/測控技術與儀器 2016.9/2020.6 201631034227 劉玉潔 機電工程學院/測控技術與儀器 2016.9/2020.6 201631034210 黃祺 機電工程學院/測控技術與儀器 2017.9/2021.6 201731034414 黎峰 機電工程學院/測控技術與儀器 2017.9/2021.6 201731034425 李正煜 機電工程學院/測控技術與儀器 2018.9/2022.6 201831034413 任星星 機電工程學院/測控技術與儀器 2016.9/2020.6 201631034306 楊柳 外國語學院/英語 2016.9/2020.6 201631131301 胡玉蓮 外國語學院/英語 2016.9/2020.6 201631131304 三、指導教師 姓名 學院/所學專業 職務/職稱 研究方向 陳波 外國語學院/測試計量技術及儀器 實驗師 傳感器技術 四、項目簡介 本項目以電磁流量計的勵磁技術為切入點展開研究，了解了已有勵磁技術的優缺點，合理推導雙向梯形波具有的優點——既有穩態部分利于數據采集與處理；又存在緩慢的上升和下降沿可減少微分干擾。故設計了雙向梯形波勵磁擬解決現有勵磁技術微分干擾過大的問題，并可提高電磁流量計在流速測量中的精度。該項目一旦成熟推向市場時，可實現系列化生產，對提高流量流速測量精度，擴大電磁流量計的應用范圍有較大的現實意義。

基片集成類導波結構是近十幾年來微波毫米波學界發展起來的一種新型高性能平面集成導波結構，它具有極低的電磁泄露和互擾，其品質因數和功率容量遠高于傳統平面傳輸線，國內外數百所大學和研究機構開展了大量研究，使之成為微波毫米波領域最受關注的研究分支之一。 學科洪偉教授課題組是國際上這一學術分支的主要倡導者和貢獻者之一，在IEEE系列刊物上發表學術論文120余篇，在美、英、德、日、韓、波、葡等國家召開的國際會議上作大會報告、特邀報告20余次，論文被40多個國家的學者正面他引5000余次，獲授權國家發明專利50余項。 該研究成果在國內外都產生了比較大的影響，獲2016年度國家自然科學二等獎。

1 成果簡介隨著我國經濟的高速發展和人民生活水平的提高，環境污染、疾病監測、食品安全等民生熱點日益受到人們的關注。如何對上述問題進行簡單、快速的監控，將一些危害降至最低，保障人民生活和生產，這就需要一種可實時實地檢測、操作簡便的多應用傳感器件。 表面等離子體波（ SPP）傳感器是一種基于光學檢測的傳感器件，被廣泛用于藥物篩選、食物檢測、環境監測和細胞膜模擬等方面。相對于目前常見的化學、電子、力學等傳感器，SPP 傳感器擁有實時檢測、無需標記、對被檢測物無損害、探測方法簡單等眾多優點。為了降低成本、 穩定性能、減小體積，集成型 SPP 傳感器件的成為了現今研究熱點。然而現有的集成型 SPP 傳感器件普遍存在靈敏度低，探測范圍小等問題，限制了其應用的推廣。 課題組從 2006 年開始合作從事集成型 SPP 傳感器件研究，在清國家 973 項目、自然科學基金重點項目、教育部清華大學自主研究項目等項目資助下， 創新性提出一種基于 SPP-介質波導異質垂直耦合器的可集成生化傳感芯片，并對傳感芯片的傳感特性和應用進行了深入研究和探索。芯片的特點和性能如下：可集成，芯片體積小，可與便攜設備集成；可批量生產，價格低廉；靈敏度較傳統的集成型 SPP 傳感器件高出一個數量級；可實現對傳感區域的精確或者大范圍調節；可實現對納米量級大小的物質的探測；傳感性能穩定，應用領域廣泛。上述優點表明該芯片可以工廠大批量生產經營，也可以用于實驗室的科研研究，在化學，生物，醫學等多 個領域均有應用價值。查新表明，國內外目前尚未發現有相似原理的器件。 圖 1 (a) 集成型 SPP 傳感芯片與一元硬幣尺寸對比圖 (b) 傳感芯片的顯微鏡照片2 應用說明可集成型 SPP 生化傳感芯片在實驗室經多次驗證，可以實現對折射率液體以及納米級薄層物質的高靈敏探測，并初步應用于對雙酚 a（簡稱 BPA，一種塑料生長常用原料，每年生產將近 2700 萬噸含 BPA 的塑料類物質， BPA 具有胚胎致畸性和致毒性）的檢測。實驗結果表明，該芯片對于 BPA 的探測極限濃度可以達到 0.1ng/ml （歐盟公布食品準則中水含有BPA 的最高濃度為 1ng/ml）。3 效益分析由于目前國內尚無同類產品， 而且此產品在疾病檢驗，環境監測，藥品鑒別等多個領域具有應用價值， 因此本儀器具有較大的市場推廣空間。本傳感芯片價格低廉，使用簡便，對樣品無二次污染，性能穩定，甚至對納米量級的生化小分子探測均具有高靈敏度，相對于其他類型的傳感器件， 具有明顯的經濟和技術優勢。