【正文】 高回收率和提取物的純度。另一方面利于環(huán)境保護(hù)，無(wú)污染，屬于綠色. . . . .學(xué)習(xí)參考工程，它是一種具有廣闊發(fā)展前途的新技術(shù)。微波/超聲波復(fù)合智能化系統(tǒng)可應(yīng)用于合成化學(xué)、藥物有效成分的提取及分析樣品預(yù)處理領(lǐng)域，設(shè)計(jì)并研制出新型微波和超聲波相結(jié)合的復(fù)合多功能智能化儀器裝置，研究其對(duì)化學(xué)反應(yīng)、藥物提取及環(huán)境污染物萃取的促進(jìn)作用，為合成化學(xué)、藥物有效成分的提取及分析樣品預(yù)處理提供了新的實(shí)驗(yàn)手段和方法。本項(xiàng)目成果可為加大環(huán)境污染物的監(jiān)測(cè)的力度，使其樣品分析擺脫耗費(fèi)大量的有毒的有機(jī)試劑，程序繁瑣，工作量大的現(xiàn)況，為其分析樣品預(yù)處理，拓展一種高效的實(shí)驗(yàn)手段和方法。如對(duì)加標(biāo)土壤樣品（土壤樣品中的多溴代聯(lián)苯醚）進(jìn)行復(fù)合萃取，分別采用微波輔助萃取、超聲波輔助萃取、微波－超聲波復(fù)合萃取方法，得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是：在相同萃取 20 分鐘時(shí)間內(nèi)，使用微波輔助萃取和超聲波輔助萃取，其萃取效率分別為 42－75％、45－86％而采用微波－超聲波復(fù)合萃取體系時(shí)萃取效率則可提高到 92－114％。和常規(guī)的索氏提取相比，微波－超聲波復(fù)合萃取使用的溶劑量降至原來(lái)的 10％左右，萃取時(shí)間降低至原來(lái)的 5％左右。可見(jiàn)復(fù)合萃取對(duì)萃取效率有較大的增強(qiáng)效果。這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)示著：本項(xiàng)目成果推廣應(yīng)用，進(jìn)一步完善，可為分析樣品預(yù)處理提供一種新的高效的實(shí)驗(yàn)手段和方法。另外，對(duì)兔疫球蛋白 lgG 生物制品等的滅菌也開(kāi)始進(jìn)行有益的應(yīng)用探討，受到相關(guān)企業(yè)的關(guān)注。二、技術(shù)原理與工藝流程簡(jiǎn)介：1. 實(shí)現(xiàn)了在線消解/萃取裝置：包括微波諧振腔（諧振腔形狀與尺寸的設(shè)計(jì)、諧振腔材質(zhì)選取以及開(kāi)孔尺寸的設(shè)計(jì)與加工） 、微波傳輸系統(tǒng)與視窗的設(shè)計(jì)與加工；實(shí)現(xiàn)微波功率從 0～1000W 連續(xù)可調(diào)，利用手動(dòng)三銷釘調(diào)配器，調(diào)節(jié)不同負(fù)載下微波最佳傳輸，解決了微波效率問(wèn)題。在設(shè)計(jì)中特別注意了微波泄漏問(wèn)題，并能實(shí)時(shí)在線測(cè)量和顯示微波泄漏量，申請(qǐng)專利 5 項(xiàng)。2．研究微波場(chǎng)分布，避免產(chǎn)生過(guò)熱，發(fā)表研究論文 3 篇。3．完成了以 9052 為 PCI 接口，雙口 RAM，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)芯片 C8051F020組成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。利用 DDK 開(kāi)發(fā) PCI 設(shè)備的 WDM 驅(qū)動(dòng)程序的軟件編程，并利用 VC 開(kāi)發(fā)了應(yīng)用程序。4．設(shè)計(jì)了計(jì)算機(jī)與硬件設(shè)備的通信協(xié)議，用 VC++實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)硬件設(shè)備與計(jì)算機(jī)的通信，并對(duì)計(jì)算機(jī)與硬件設(shè)備的數(shù)據(jù)交換進(jìn)行了封裝；然后提出了高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中以內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù) eXtremeDB 為核心的數(shù)據(jù)保存方案，根據(jù)不同. . . . .學(xué)習(xí)參考系統(tǒng)的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了定時(shí)、強(qiáng)制、選擇三種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移方案，解決了高速數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)之間的矛盾；在比較各種控制算法的基礎(chǔ)上，確定采用模糊控制算法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)化學(xué)反應(yīng)溫度的控制，借助 MATLAB 對(duì)控制算法進(jìn)行了仿真，用C++實(shí)現(xiàn)了該控制算法；通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)與計(jì)算確定了微波功率與磁控管陽(yáng)極電壓、陽(yáng)極電壓與脈沖延時(shí)時(shí)間之間的關(guān)系，并將這些關(guān)系應(yīng)用到系統(tǒng)中，在實(shí)際應(yīng)用中取得了較好的控制效果；最后結(jié)合 VC 與 Labview，使用 activex 技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了比傳統(tǒng) VC 程序更加人性化、更友好的人機(jī)界面；設(shè)計(jì)了控制算法接口，方便操作人員對(duì)控制算法進(jìn)行在線調(diào)整以適應(yīng)不同的被控對(duì)象。5． 研制出 38KHz 超聲波功率，由鍵盤(pán)任意設(shè)定，從 0 至滿負(fù)荷連續(xù)可調(diào)，在控溫系統(tǒng)中超聲波功率也隨之改變。6．研究在強(qiáng)微波場(chǎng)中，利用常規(guī)測(cè)溫方法實(shí)現(xiàn)微波場(chǎng)的在線實(shí)時(shí)準(zhǔn)確測(cè)溫，采用模糊控制算法實(shí)現(xiàn)對(duì)化學(xué)反應(yīng)溫度的閉環(huán)控制，用 C++實(shí)現(xiàn)了該控溫算法。7．多功能智能化系統(tǒng)研究應(yīng)用于協(xié)同萃取－氣相色譜電子捕獲檢測(cè)器測(cè)定土壤中的多溴代聯(lián)苯醚，研究了微波、超聲波共同作用下在線萃取的增強(qiáng)作用，收到很好的效果。8．反應(yīng)瓶體積可 50～1000ml 內(nèi)更換。三、技術(shù)水平及專利與獲獎(jiǎng)情況：1. 樣機(jī)技術(shù)性能：◆ 微波功率從 0～1000W 連續(xù)可調(diào)，微波頻率 f=2450MHz；◆ 溫度范圍：室溫～300 度；◆ 研制出 38KHz 超聲波發(fā)射系統(tǒng)，功率從 0 至滿負(fù)荷連續(xù)可調(diào)，在控溫系統(tǒng)中超聲波功率也隨之改變；◆ 消解/萃取瓶體積：50～1000 毫升。：（1） 數(shù)字控制功率連續(xù)可調(diào)微波爐, 專利號(hào) 。（2） 手機(jī)電磁輻射檢測(cè)探頭，專利號(hào) ZL 。（3） 具有在線實(shí)時(shí)顯示微波泄漏的微波協(xié)助化學(xué)反應(yīng)諧振腔，專利號(hào) 。（4） 微波協(xié)助化學(xué)反應(yīng)的諧振腔，專利號(hào) 。（5） 微波/超聲波復(fù)合增強(qiáng)樣品消解/萃取的諧振裝置，專利號(hào). . . . .學(xué)習(xí)參考 。（6） 微 波 /超 聲 波 復(fù) 合 增 強(qiáng) 樣 品 消 解 /萃 取 的 諧 振 腔 體 ， 專 利 號(hào)。（7） 微波/超聲波復(fù)合增強(qiáng)樣品消解/萃取帶調(diào)諧的諧振腔，專利號(hào)。3. 發(fā)表論文：在國(guó)內(nèi)外發(fā)表了相關(guān)研究論文十二篇，其中核心期刊 6 篇（EI 收錄 1 篇） ，國(guó)際會(huì)議 5 篇（ISTP 收錄 1 篇） ，國(guó)內(nèi)微波化學(xué)會(huì)議1 篇。4. 三項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新為產(chǎn)業(yè)化與拓展應(yīng)用領(lǐng)城打下基礎(chǔ)：（1）將微波場(chǎng)與超聲波場(chǎng)兩種不同性質(zhì)的場(chǎng)施加于同一反應(yīng)物體，充分發(fā)揮各自的長(zhǎng)處、協(xié)同作用，為在化學(xué)、生物以及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用研究提供了新的實(shí)驗(yàn)手段和方法，在課題中解決了超聲波高效耦合問(wèn)題；（2） 實(shí)現(xiàn)了微波/超聲波協(xié)同作用下反應(yīng)物的控溫算法，采用可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言 XML 來(lái)存儲(chǔ)和表示模糊控制算法，并用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)思想結(jié)合 C++對(duì)該算法進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)，利用 Labview（圖形化編程語(yǔ)言）可視化技術(shù)建立良好的人機(jī)界面；（3）具有在線實(shí)時(shí)檢測(cè)和顯示微波泄漏量，當(dāng)超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，自動(dòng)切斷系統(tǒng)的電源，保證操作人員的安全。5. 獲獎(jiǎng)情況：南開(kāi)大學(xué)“微波/超聲波復(fù)合智能化系統(tǒng)及其應(yīng)用”項(xiàng)目獲得 2022 年度“石油和化工自動(dòng)化行業(yè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)” 技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)。四、能為產(chǎn)業(yè)解決的關(guān)鍵技術(shù)：微波/超聲波復(fù)合智能化管道流動(dòng)式反應(yīng)裝置已完成小試，正在進(jìn)行中試研究。2. 激光智能交通信息采集與處理系統(tǒng)成果與項(xiàng)目的背景及主要用途我國(guó)城市交通基礎(chǔ)設(shè)施的交通供給能力不能滿足現(xiàn)實(shí)和潛在的交通需求，基礎(chǔ)設(shè)施短缺與其利用的低效率并存，交通管理智能化可以提高路網(wǎng)通行效率、提. . . . .學(xué)習(xí)參考高道路利用率；智能化、全天候的交通信息采集處理系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)智能化管理的前提和基礎(chǔ)。本成果發(fā)明了一種具有安全、無(wú)障礙、全天候、在多車(chē)道及各種速度下準(zhǔn)確測(cè)量車(chē)速、流量、車(chē)型和道路利用率等多種信息的交通信息采集、信息處理系統(tǒng)，包含激光測(cè)量裝置和交通信息智能處理軟件兩個(gè)組成模塊。技術(shù)原理與工藝流程簡(jiǎn)介整個(gè)系統(tǒng)主要由激光收發(fā)探測(cè)子系統(tǒng)、信息快速處理子系統(tǒng)、信息傳輸子系統(tǒng)、信息綜合統(tǒng)計(jì)分析子系統(tǒng)組成。采用半導(dǎo)體激光窄波束收發(fā)主動(dòng)探測(cè)，可對(duì)車(chē)速進(jìn)行高精度測(cè)量；對(duì)不同分道上的車(chē)輛進(jìn)行流量、車(chē)型、車(chē)速和道路利用率等多種信息的即時(shí)采集與計(jì)算處理。對(duì)測(cè)量狀態(tài)可以進(jìn)行多方案的參數(shù)設(shè)定和程序控制，提供角度的交通信息數(shù)據(jù)查詢支持功能，綜合統(tǒng)計(jì)軟件系統(tǒng)獨(dú)立于具體的傳感器信息，以保證適應(yīng)系統(tǒng)外圍器件改變、系統(tǒng)功能的擴(kuò)展。技術(shù)水平能實(shí)時(shí)測(cè)量通過(guò)車(chē)輛的車(chē)速，并給出分時(shí)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)；能給出車(chē)輛分時(shí)流量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)；能實(shí)時(shí)判別通過(guò)車(chē)輛的車(chē)型（大、中、小型車(chē)）并給出分時(shí)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)；能給出道路占用率分時(shí)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)；能對(duì)超高、超速車(chē)輛給予報(bào)警。. . . . .學(xué)習(xí)參考圖 1：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖圖 2：信息流程圖應(yīng)用前景分析及效益預(yù)測(cè)隨著城市就交通問(wèn)題的日益突出，采用高科技手段提高交通管理水平稱為大勢(shì)所趨，本項(xiàng)目可以在全天候天津下運(yùn)行，為交通管理部門(mén)提供道路車(chē)輛信息、輔助決策管理，具有廣闊的應(yīng)用前景。應(yīng)用領(lǐng)域及能為產(chǎn)業(yè)解決的關(guān)鍵技術(shù). . . . .學(xué)習(xí)參考 本成果可以應(yīng)用于城市交通管理，為交管部門(mén)提供豐富的路況信息和決策支持。可以很好的解決全天候氣象條件下的交通信息采集，并能提供豐富的交通信息分析功能，以供管理部門(mén)使用。技術(shù)產(chǎn)業(yè)化條件本項(xiàng)目涉及到光電子、信息及軟件技術(shù)，屬于技術(shù)密集型項(xiàng)目，對(duì)于設(shè)備廠房的要求不高，投資規(guī)模要求不高。3. 基于體積圖形學(xué)的 MEMS 工藝仿真系統(tǒng)項(xiàng)目的背景及目的本軟件是 MEMS 器件的設(shè)計(jì)人員的輔助工具，通過(guò)該軟件設(shè)計(jì)人員可以在實(shí)際生產(chǎn)之前提前預(yù)覽到所設(shè)計(jì)器件的三維幾何形狀，如果不符合要求可以進(jìn)行重新設(shè)計(jì)或者對(duì)原來(lái)設(shè)計(jì)進(jìn)行修改。這樣可以大大的降低設(shè)計(jì)的成本和時(shí)間，為 MEMS 設(shè)計(jì)人員提供較為感性的認(rèn)識(shí)。技術(shù)原理與工藝流程基于體積圖形學(xué)的 MEMS 工藝仿真系統(tǒng)需要結(jié)合體積圖形學(xué)和專家系統(tǒng)以及物理模型，最終實(shí)現(xiàn) MEMS 典型工藝的真實(shí)模擬。該系統(tǒng)主要分成兩大模塊：基于專家系統(tǒng)的完整工序模擬和基于物理模型的單步工藝模擬。主要解決了三個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：多步工序的自動(dòng)模擬，體數(shù)據(jù)的計(jì)算以及體數(shù)據(jù)的可視化。多步工序的自動(dòng)模擬可以利用虛擬工藝中的專家系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。體數(shù)據(jù)的計(jì)算，即如何生成表示 MEMS 工藝模擬結(jié)果的體數(shù)據(jù)場(chǎng)，在本系統(tǒng)中是通過(guò)數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)中膨脹/腐蝕操作實(shí)現(xiàn)的。可視化的方式為體繪制。體繪制技術(shù)的應(yīng)用使用戶能夠觀察數(shù)據(jù)場(chǎng)內(nèi)部，從而更好地理解和掌握器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。主要技術(shù)性能指標(biāo)采用體積圖形學(xué)技術(shù)。該技術(shù)的應(yīng)用使 MEMS 工藝仿真的結(jié)果更加真實(shí)，模擬算法的通用性更強(qiáng)。1) 采用體繪制技術(shù)實(shí)現(xiàn)可視化，極大拓展了可以表現(xiàn)的信息。2) 采用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)工藝模擬中的表面演進(jìn)。3) 同時(shí)支持基于專家系統(tǒng)和物理模型兩類工藝仿真。. . . . .學(xué)習(xí)參考4) 支持絕大多數(shù) MEMS 工藝仿真，包括：各向同性/異性淀積，各向同性/異性刻蝕，濕法刻蝕，鍵合，光刻以及 CMOS 工藝中的氧化/注入等。技術(shù)水平及用途本項(xiàng)目是由南開(kāi)大學(xué)機(jī)器人與信息自動(dòng)化研究所獨(dú)立開(kāi)發(fā)的，得到國(guó)家“863”計(jì)劃項(xiàng)目和國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的支持。經(jīng)同行專家鑒定，該系統(tǒng)處于世界領(lǐng)先水平。適用于 MEMS 設(shè)計(jì)行業(yè)，其主要用途是輔助 MEMS 設(shè)計(jì)人員進(jìn)行 MEMS 器件工藝級(jí)設(shè)計(jì)。應(yīng)用行業(yè)：微機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì). . . . .學(xué)習(xí)參考4. 注塑機(jī)機(jī)械手人控制系統(tǒng)項(xiàng)目的背景及目的在工資水平較低的中國(guó)，塑料制品行業(yè)仍屬于勞動(dòng)力密集型產(chǎn)業(yè)，但機(jī)械手的使用已經(jīng)越來(lái)越普及。注塑機(jī)專用機(jī)械手的作用：第一、節(jié)省人力成本。第二、安全生產(chǎn)。第三、提高產(chǎn)品質(zhì)量。第四、提高生產(chǎn)效率。海爾機(jī)械手采用 PLC 作為控制器。為提高國(guó)產(chǎn)化率和自主創(chuàng)新水平，我們與海爾公司合作研制自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的機(jī)械手控制器。控制系統(tǒng)包括兩部分：多軸運(yùn)動(dòng)控制器，手持式編程控制器。實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人多軸運(yùn)動(dòng)進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，同時(shí)通過(guò)手持式編程控制器（盒）完成對(duì)多軸運(yùn)動(dòng)控制器的參數(shù)設(shè)置，工作狀態(tài)設(shè)置等工作。技術(shù)原理與工藝流程采用 DSP 與可編程邏輯器件實(shí)現(xiàn) 40 路邏輯信號(hào)輸入，40 路邏輯信號(hào)輸出。由可編程邏輯器件生成伺服電機(jī)控制信號(hào)。主要技術(shù)性能指標(biāo)1. 控制器伺服電機(jī)控制信號(hào)為：脈沖序列+方向信號(hào)+ 若干控制與狀態(tài)信號(hào)；脈沖信號(hào)的頻率范圍：100KHz —10Hz；2. 輸出的邏輯信號(hào)為集電極開(kāi)路的開(kāi)關(guān)信號(hào)，信號(hào)的電平為集電極開(kāi)路(邏輯 1)，和 0V(邏輯 0)，邏輯 0 電平時(shí)吸電流能力 ≥20mA ；3. 輸入的邏輯信號(hào)為+24V(邏輯 1)，和 0V(邏輯 0） ，輸入負(fù)載≥12KΩ(輸入電流 ≤2mA)；4. 控制器具有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)串行通訊接口（RS232 或 485） 。技術(shù)水平及用途作為一種特殊的工業(yè)機(jī)器人，注塑機(jī)機(jī)械手用于塑膠射出成型機(jī)械產(chǎn)品的取出。本課題研制的機(jī)械手運(yùn)動(dòng)控制器能夠同時(shí)對(duì) 5 軸運(yùn)動(dòng)方向進(jìn)行度控制，具有多達(dá) 40 路的邏輯信號(hào)輸入，40 路邏輯信號(hào)輸出通道，能夠?qū)C(jī)器人的運(yùn). . . . .學(xué)習(xí)參考動(dòng)狀態(tài)、限位情況，及周邊的輔助設(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯判別與邏輯保護(hù)功能，利用邏輯輸出信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的各種保護(hù)措施。應(yīng)用前景分析及效益預(yù)測(cè)應(yīng)用行業(yè)為制造業(yè)。開(kāi)發(fā)專用的機(jī)械手控制器，可以實(shí)現(xiàn)更靈活更強(qiáng)大的控制功能，提高控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、可靠性。實(shí)現(xiàn)機(jī)械手控制器的國(guó)產(chǎn)化可以減輕對(duì)國(guó)外技術(shù)的依賴，降低成本，提高國(guó)產(chǎn)機(jī)械手的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。5. 三維真彩色噴繪機(jī)