【正文】 高回收率和提取物的純度。另一方面利于環(huán)境保護，無污染，屬于綠色. . . . .學習參考工程，它是一種具有廣闊發(fā)展前途的新技術。微波/超聲波復合智能化系統(tǒng)可應用于合成化學、藥物有效成分的提取及分析樣品預處理領域，設計并研制出新型微波和超聲波相結合的復合多功能智能化儀器裝置，研究其對化學反應、藥物提取及環(huán)境污染物萃取的促進作用，為合成化學、藥物有效成分的提取及分析樣品預處理提供了新的實驗手段和方法。本項目成果可為加大環(huán)境污染物的監(jiān)測的力度，使其樣品分析擺脫耗費大量的有毒的有機試劑，程序繁瑣，工作量大的現(xiàn)況，為其分析樣品預處理，拓展一種高效的實驗手段和方法。如對加標土壤樣品（土壤樣品中的多溴代聯(lián)苯醚）進行復合萃取，分別采用微波輔助萃取、超聲波輔助萃取、微波－超聲波復合萃取方法，得到的實驗數(shù)據(jù)是：在相同萃取 20 分鐘時間內，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－超聲波復合萃取體系時萃取效率則可提高到 92－114％。和常規(guī)的索氏提取相比，微波－超聲波復合萃取使用的溶劑量降至原來的 10％左右，萃取時間降低至原來的 5％左右?？梢姀秃陷腿腿⌒视休^大的增強效果。這一實驗結果預示著：本項目成果推廣應用，進一步完善，可為分析樣品預處理提供一種新的高效的實驗手段和方法。另外，對兔疫球蛋白 lgG 生物制品等的滅菌也開始進行有益的應用探討，受到相關企業(yè)的關注。二、技術原理與工藝流程簡介：1. 實現(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計、諧振腔材質選取以及開孔尺寸的設計與加工） 、微波傳輸系統(tǒng)與視窗的設計與加工；實現(xiàn)微波功率從 0～1000W 連續(xù)可調，利用手動三銷釘調配器，調節(jié)不同負載下微波最佳傳輸，解決了微波效率問題。在設計中特別注意了微波泄漏問題，并能實時在線測量和顯示微波泄漏量，申請專利 5 項。2．研究微波場分布，避免產(chǎn)生過熱，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 開發(fā) PCI 設備的 WDM 驅動程序的軟件編程，并利用 VC 開發(fā)了應用程序。4．設計了計算機與硬件設備的通信協(xié)議，用 VC++實現(xiàn)了系統(tǒng)硬件設備與計算機的通信，并對計算機與硬件設備的數(shù)據(jù)交換進行了封裝；然后提出了高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中以內存數(shù)據(jù)庫 eXtremeDB 為核心的數(shù)據(jù)保存方案，根據(jù)不同. . . . .學習參考系統(tǒng)的特點設計了定時、強制、選擇三種數(shù)據(jù)轉移方案，解決了高速數(shù)據(jù)存儲與海量數(shù)據(jù)存儲之間的矛盾；在比較各種控制算法的基礎上，確定采用模糊控制算法來實現(xiàn)對化學反應溫度的控制，借助 MATLAB 對控制算法進行了仿真，用C++實現(xiàn)了該控制算法；通過大量實驗與計算確定了微波功率與磁控管陽極電壓、陽極電壓與脈沖延時時間之間的關系，并將這些關系應用到系統(tǒng)中，在實際應用中取得了較好的控制效果；最后結合 VC 與 Labview，使用 activex 技術，實現(xiàn)了比傳統(tǒng) VC 程序更加人性化、更友好的人機界面；設計了控制算法接口，方便操作人員對控制算法進行在線調整以適應不同的被控對象。5． 研制出 38KHz 超聲波功率，由鍵盤任意設定，從 0 至滿負荷連續(xù)可調，在控溫系統(tǒng)中超聲波功率也隨之改變。6．研究在強微波場中，利用常規(guī)測溫方法實現(xiàn)微波場的在線實時準確測溫，采用模糊控制算法實現(xiàn)對化學反應溫度的閉環(huán)控制，用 C++實現(xiàn)了該控溫算法。7．多功能智能化系統(tǒng)研究應用于協(xié)同萃取－氣相色譜電子捕獲檢測器測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作用，收到很好的效果。8．反應瓶體積可 50～1000ml 內更換。三、技術水平及專利與獲獎情況：1. 樣機技術性能：◆ 微波功率從 0～1000W 連續(xù)可調，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 至滿負荷連續(xù)可調，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)可調微波爐, 專利號 。（2） 手機電磁輻射檢測探頭，專利號 ZL 。（3） 具有在線實時顯示微波泄漏的微波協(xié)助化學反應諧振腔，專利號 。（4） 微波協(xié)助化學反應的諧振腔，專利號 。（5） 微波/超聲波復合增強樣品消解/萃取的諧振裝置，專利號. . . . .學習參考 。（6） 微 波 /超 聲 波 復 合 增 強 樣 品 消 解 /萃 取 的 諧 振 腔 體 ， 專 利 號。（7） 微波/超聲波復合增強樣品消解/萃取帶調諧的諧振腔，專利號。3. 發(fā)表論文：在國內外發(fā)表了相關研究論文十二篇，其中核心期刊 6 篇（EI 收錄 1 篇） ，國際會議 5 篇（ISTP 收錄 1 篇） ，國內微波化學會議1 篇。4. 三項技術創(chuàng)新為產(chǎn)業(yè)化與拓展應用領城打下基礎：（1）將微波場與超聲波場兩種不同性質的場施加于同一反應物體，充分發(fā)揮各自的長處、協(xié)同作用，為在化學、生物以及醫(yī)學領域的應用研究提供了新的實驗手段和方法，在課題中解決了超聲波高效耦合問題；（2） 實現(xiàn)了微波/超聲波協(xié)同作用下反應物的控溫算法，采用可擴展標記語言 XML 來存儲和表示模糊控制算法，并用面向對象的設計思想結合 C++對該算法進行了實現(xiàn)，利用 Labview（圖形化編程語言）可視化技術建立良好的人機界面；（3）具有在線實時檢測和顯示微波泄漏量，當超過國家標準時，自動切斷系統(tǒng)的電源，保證操作人員的安全。5. 獲獎情況：南開大學“微波/超聲波復合智能化系統(tǒng)及其應用”項目獲得 2022 年度“石油和化工自動化行業(yè)科學技術獎” 技術發(fā)明二等獎。四、能為產(chǎn)業(yè)解決的關鍵技術：微波/超聲波復合智能化管道流動式反應裝置已完成小試，正在進行中試研究。2. 激光智能交通信息采集與處理系統(tǒng)成果與項目的背景及主要用途我國城市交通基礎設施的交通供給能力不能滿足現(xiàn)實和潛在的交通需求，基礎設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. . . . .學習參考高道路利用率；智能化、全天候的交通信息采集處理系統(tǒng)是實現(xiàn)智能化管理的前提和基礎。本成果發(fā)明了一種具有安全、無障礙、全天候、在多車道及各種速度下準確測量車速、流量、車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)，包含激光測量裝置和交通信息智能處理軟件兩個組成模塊。技術原理與工藝流程簡介整個系統(tǒng)主要由激光收發(fā)探測子系統(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)計分析子系統(tǒng)組成。采用半導體激光窄波束收發(fā)主動探測，可對車速進行高精度測量；對不同分道上的車輛進行流量、車型、車速和道路利用率等多種信息的即時采集與計算處理。對測量狀態(tài)可以進行多方案的參數(shù)設定和程序控制，提供角度的交通信息數(shù)據(jù)查詢支持功能，綜合統(tǒng)計軟件系統(tǒng)獨立于具體的傳感器信息，以保證適應系統(tǒng)外圍器件改變、系統(tǒng)功能的擴展。技術水平能實時測量通過車輛的車速，并給出分時統(tǒng)計數(shù)據(jù)；能給出車輛分時流量統(tǒng)計數(shù)據(jù)；能實時判別通過車輛的車型（大、中、小型車）并給出分時統(tǒng)計數(shù)據(jù)；能給出道路占用率分時統(tǒng)計數(shù)據(jù)；能對超高、超速車輛給予報警。. . . . .學習參考圖 1：系統(tǒng)結構圖圖 2：信息流程圖應用前景分析及效益預測隨著城市就交通問題的日益突出，采用高科技手段提高交通管理水平稱為大勢所趨，本項目可以在全天候天津下運行，為交通管理部門提供道路車輛信息、輔助決策管理，具有廣闊的應用前景。應用領域及能為產(chǎn)業(yè)解決的關鍵技術. . . . .學習參考 本成果可以應用于城市交通管理，為交管部門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，以供管理部門使用。技術產(chǎn)業(yè)化條件本項目涉及到光電子、信息及軟件技術，屬于技術密集型項目，對于設備廠房的要求不高，投資規(guī)模要求不高。3. 基于體積圖形學的 MEMS 工藝仿真系統(tǒng)項目的背景及目的本軟件是 MEMS 器件的設計人員的輔助工具，通過該軟件設計人員可以在實際生產(chǎn)之前提前預覽到所設計器件的三維幾何形狀，如果不符合要求可以進行重新設計或者對原來設計進行修改。這樣可以大大的降低設計的成本和時間，為 MEMS 設計人員提供較為感性的認識。技術原理與工藝流程基于體積圖形學的 MEMS 工藝仿真系統(tǒng)需要結合體積圖形學和專家系統(tǒng)以及物理模型，最終實現(xiàn) MEMS 典型工藝的真實模擬。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。主要解決了三個關鍵問題：多步工序的自動模擬，體數(shù)據(jù)的計算以及體數(shù)據(jù)的可視化。多步工序的自動模擬可以利用虛擬工藝中的專家系統(tǒng)實現(xiàn)。體數(shù)據(jù)的計算，即如何生成表示 MEMS 工藝模擬結果的體數(shù)據(jù)場，在本系統(tǒng)中是通過數(shù)學形態(tài)學中膨脹/腐蝕操作實現(xiàn)的。可視化的方式為體繪制。體繪制技術的應用使用戶能夠觀察數(shù)據(jù)場內部，從而更好地理解和掌握器件的內部結構。主要技術性能指標采用體積圖形學技術。該技術的應用使 MEMS 工藝仿真的結果更加真實，模擬算法的通用性更強。1) 采用體繪制技術實現(xiàn)可視化，極大拓展了可以表現(xiàn)的信息。2) 采用數(shù)學形態(tài)學技術實現(xiàn)工藝模擬中的表面演進。3) 同時支持基于專家系統(tǒng)和物理模型兩類工藝仿真。. . . . .學習參考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。技術水平及用途本項目是由南開大學機器人與信息自動化研究所獨立開發(fā)的，得到國家“863”計劃項目和國家自然科學基金項目的支持。經(jīng)同行專家鑒定，該系統(tǒng)處于世界領先水平。適用于 MEMS 設計行業(yè)，其主要用途是輔助 MEMS 設計人員進行 MEMS 器件工藝級設計。應用行業(yè)：微機電系統(tǒng)設計. . . . .學習參考4. 注塑機機械手人控制系統(tǒng)項目的背景及目的在工資水平較低的中國，塑料制品行業(yè)仍屬于勞動力密集型產(chǎn)業(yè)，但機械手的使用已經(jīng)越來越普及。注塑機專用機械手的作用：第一、節(jié)省人力成本。第二、安全生產(chǎn)。第三、提高產(chǎn)品質量。第四、提高生產(chǎn)效率。海爾機械手采用 PLC 作為控制器。為提高國產(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產(chǎn)權的機械手控制器?？刂葡到y(tǒng)包括兩部分：多軸運動控制器，手持式編程控制器。實現(xiàn)對機器人多軸運動進行協(xié)調控制，同時通過手持式編程控制器（盒）完成對多軸運動控制器的參數(shù)設置，工作狀態(tài)設置等工作。技術原理與工藝流程采用 DSP 與可編程邏輯器件實現(xiàn) 40 路邏輯信號輸入，40 路邏輯信號輸出。由可編程邏輯器件生成伺服電機控制信號。主要技術性能指標1. 控制器伺服電機控制信號為：脈沖序列+方向信號+ 若干控制與狀態(tài)信號；脈沖信號的頻率范圍：100KHz —10Hz；2. 輸出的邏輯信號為集電極開路的開關信號，信號的電平為集電極開路(邏輯 1)，和 0V(邏輯 0)，邏輯 0 電平時吸電流能力 ≥20mA ；3. 輸入的邏輯信號為+24V(邏輯 1)，和 0V(邏輯 0） ，輸入負載≥12KΩ(輸入電流 ≤2mA)；4. 控制器具有一個標準的計算機串行通訊接口（RS232 或 485） 。技術水平及用途作為一種特殊的工業(yè)機器人，注塑機機械手用于塑膠射出成型機械產(chǎn)品的取出。本課題研制的機械手運動控制器能夠同時對 5 軸運動方向進行度控制，具有多達 40 路的邏輯信號輸入，40 路邏輯信號輸出通道，能夠對機器人的運. . . . .學習參考動狀態(tài)、限位情況，及周邊的輔助設備的工作狀態(tài)進行實時監(jiān)測，實現(xiàn)復雜的邏輯判別與邏輯保護功能，利用邏輯輸出信號實現(xiàn)對設備的各種保護措施。應用前景分析及效益預測應用行業(yè)為制造業(yè)。開發(fā)專用的機械手控制器，可以實現(xiàn)更靈活更強大的控制功能，提高控制系統(tǒng)的實時性、可靠性。實現(xiàn)機械手控制器的國產(chǎn)化可以減輕對國外技術的依賴，降低成本，提高國產(chǎn)機械手的市場競爭力。5. 三維真彩色噴繪機