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1 成果簡介激光皮帶秤是一種全新概念的皮帶秤。 皮帶秤用于在線測量輸送皮帶上散裝物料的重量，其應用范圍廣，應用數(shù)量大。就行業(yè)而言，皮帶秤廣泛應用于大量散裝物料的加工、利用、儲存、運輸行業(yè)，諸如煤炭、冶金、電力、化工等大量物料加工、利用企業(yè)，以及碼頭、倉庫、料場等等物料運輸、存儲企業(yè)。就應用目的而言，皮帶秤可以用于生產(chǎn)管理、指導結(jié)算，組成各種自動控制系統(tǒng)等。在很多場合，皮帶秤的應用都可以為企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟效益。 現(xiàn)有皮帶秤主要是電子秤和核子秤。它們往往存在測量準確度低或維護量大等缺點。隨著各企業(yè)提高自身生產(chǎn)效率的需求日益迫切，對工藝控制和管理水平要求越來越高，相應的，希望有準確度更高、維護量更低的皮帶秤。 激光秤針對電子秤和核子秤的缺點，把“重量測量”轉(zhuǎn)化成“體積測量”和“密度測量”兩個問題，利用激光掃描散裝物料的體積，利用 Gamma 射線測量物料的密度，從而準確測量出物料重量。 激光秤項目經(jīng)過多年的醞釀和研究， 2003 年開始樣機投入現(xiàn)場試驗。至 2006 年底，共有近十套產(chǎn)品投入煤炭行業(yè)現(xiàn)場使用。即使在環(huán)境惡劣、測量條件較差的煤炭行業(yè)，也得到了用戶的認可。2 應用說明激光秤適用于測量粉料、塊料、混和料等各種固態(tài)散裝物料，非常適合在灰塵多、震動大、有腐蝕性、濕度大的工業(yè)環(huán)境條件下使用。 由于所采用的測量方案先進，又是非接觸式測量，激光秤具有以下三個主要優(yōu)點：準確度高，標定時好于 0.25％，實際測量準確度在 0.5~1.0%，取決于具體情況；穩(wěn)定性好， 測量參數(shù)長期穩(wěn)定， 無需頻繁標定；安裝方便、 故障率極低、 維護量極小；激光秤的適用范圍很大：適用量程范圍大（ 0.01T/h～10000T/h），可以適用于變速皮帶，可以適用于變長皮帶，可以適用于超大流量。由于激光秤測量參數(shù)比較固定，所以其用作“公平秤”（中立測量設備）十分合適。3 效益分析根據(jù) 2003~2006 年應用情況，激光秤平均無故障時間超過一年，在安裝、維護、軟件功能各方面都日趨成熟，可以說激光秤已經(jīng)具備了大規(guī)模推廣的條件。 激光秤的效益取決于每個具體應用的實際情況。 目前一般電子秤和核子秤售價在 2~5 萬元不等，高端電子秤售價可達 10 多萬。激光秤售價相當于高端電子秤。

成果簡介：主動紅外夜視儀可以利用近紅外半導體激光器作為照明光源，星 光級 CCD 作為圖像探測器，配合高倍變焦光學系統(tǒng)，實現(xiàn)在夜間探測目標的 目的。針對軍事和準軍事以及民用的需求，研制系列的激光照明成像系統(tǒng)， 具有成本低、使用方便、空間分辨率高、晝夜適用、探測距離較遠、能夠在 一定程度上識別目標偽裝等特點。 項目來源：自行開發(fā) 技術領域：光學（激光夜視） 應用范圍：公安、武警和邊防線監(jiān)控等應用。

多維曲面激光精密測量系統(tǒng)包括基于激光位移精密傳感器的測量機構和數(shù)據(jù)采集與分析軟件系統(tǒng)。能夠?qū)χ饼X輪、斜齒輪、圓錐齒輪和弧齒圓柱齒輪以及葉片、蝸輪、蝸桿等復雜曲面零件進行非接觸式快速測量；軟件系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對復雜曲面零件模型任意截面數(shù)據(jù)的提取與測量路徑自動編程，并且對測量數(shù)據(jù)進行各項誤差分析。

依托國家重大儀器專項“高精度光梳成像分析儀應用與工程化開發(fā)”（2012-2019年）、國家重點研發(fā)計劃“超短脈沖激光隱形切割系統(tǒng)及應用” （2018-2022年），在可見和近紅外波段實現(xiàn)了高光束質(zhì)量、高偏振消光比、抗環(huán)境干擾的超短脈沖輸出。期間，攻克了超短脈沖自穩(wěn)定鎖模技術、低非線性無畸變脈沖放大技術，解決了脈沖鎖模器件易受光致?lián)p傷這一制約超快激光發(fā)展和應用的根本問題，成功實現(xiàn)了鎖模光纖種子源光路的永久免維護。項目開發(fā)了國內(nèi)首臺第三代半導體晶圓劃片激光器，在應用單位進行芯片封測量產(chǎn)，解決了機械劃片效率低、易崩邊的難題。項目開發(fā)的激光光源在THz光譜儀器、光子3D打印、非線性光譜成像、激光精密測量等領域進行示范應用。

1) 管材內(nèi)表面激光強化處理系統(tǒng) 該系統(tǒng)采用YAG固體激光器，采用光纖導光，由于金屬材料對YAG激光的吸收率約為50～60%，所以泵筒不需要進行黑化處理，可直接進行激光淬火。采用管道機器人作為淬火執(zhí)行裝置，用工控機控制系統(tǒng)的運行，使系統(tǒng)具有很好的靈活性和實用性，而且造價低，使用方便，不受管長的限制。該系統(tǒng)獲國家科技進步三等獎。

1. 痛點問題 線寬和頻率穩(wěn)定性是激光器的重要性能參數(shù)。為了實現(xiàn)更窄的線寬和更高的頻率穩(wěn)定性，通常會把激光器頻率鎖定在F-P腔或者飽和吸收譜等外部參考信號上，利用激光頻率與外部參考的差別產(chǎn)生誤差信號，將處理后的誤差信號反饋給激光器本身，進而建立閉環(huán)反饋回路來壓縮激光器線寬。但是這種反饋控制都有一定的工作區(qū)間，一旦某些噪聲沖擊使得信號跳出工作區(qū)間，反饋系統(tǒng)便無法自行恢復，造成激光頻率脫離鎖定。這種激光跳鎖問題極大地降低了原子物理系統(tǒng)穩(wěn)定性、內(nèi)態(tài)調(diào)控的可靠性以及信息處理的連續(xù)運行時間。 2. 解決方案 本軟著提供了一種成本低、可靠性高、易復制的激光器脫離鎖定后自動恢復鎖定的方案。主要包含以下流程：檢測鎖定狀態(tài)并記錄自參考信號，如發(fā)生脫鎖則關閉反饋，根據(jù)自參考信號調(diào)節(jié)激光器輸出波長到反饋工作區(qū)間，重新打開反饋，重復以上過程直到重新鎖定。 合作需求 尋求基于原子物理的量子計算方向的企業(yè)開展業(yè)務合作。

光纖激光器和放大器是當前國際上激光領域的研究熱點，也是我們的一個重要研究方向。光纖激光器和放大器是現(xiàn)代光通信的產(chǎn)物，是隨著光纖及通信技術的發(fā)展而崛起的一門嶄新技術。由于光纖激光器件與傳統(tǒng)的固體激光器件相比，具有低閾值、高效率，穩(wěn)定性和耐熱性能好，結(jié)構簡單緊湊、重量輕，容易實現(xiàn)、性能價格比高，易于小型化、易于維護等明顯優(yōu)勢，它已廣泛應用于光通信、工業(yè)加工、軍事和國防、激光醫(yī)療、光纖傳感、微波產(chǎn)生等諸多領域。 密集波分復用（DWDM）、光纖入戶中有線電視（CATV）網(wǎng)絡以

全元素快速定量檢測方法及綠色技術，實現(xiàn)在線實時檢測的需求。 一、項目分類 關鍵核心技術突破 二、成果簡介 1、研發(fā)背景 在食品、藥品、冶金、煤炭、化工等各行業(yè)的工業(yè)現(xiàn)場特定工業(yè)步驟上需要原料在線全元素監(jiān)測設備，以保證生產(chǎn)質(zhì)量，因此，都需要快速獲取其成分及元素信息的在線檢測系統(tǒng)，用以實現(xiàn)在線原料配比、工業(yè)品判別、質(zhì)量評價等過程管控，實現(xiàn)無人值守的智能化生產(chǎn)制造，節(jié)能增效，現(xiàn)在基本采用傳統(tǒng)的靠經(jīng)驗、抽檢、人為調(diào)配方式，難以精確生產(chǎn)、人為因素影響大、品質(zhì)難于保障。離線的全元素分析方法有氣相色譜法、液相色譜法、質(zhì)譜法等工序復雜，耗時長，無法實時指導在線生產(chǎn)。因此，不能滿足智能工廠和數(shù)字工廠對現(xiàn)場工藝的實時調(diào)控與質(zhì)量監(jiān)測等升級換代的需求，如智慧電廠對煤炭在線檢測和實時自動配煤的需求、藥廠對于藥品質(zhì)量的實時監(jiān)測和管控、食品安全方面農(nóng)殘等有害物質(zhì)的快速評測等。一直缺少相關全元素快速定量檢測方法及綠色技術，難以實現(xiàn)在線實時檢測的需求。 針對不同行業(yè)的不同產(chǎn)品所涉及多種不同元素，特別是輕元素（Z<11）的快速實時定量檢測需求，本前沿技術依托脈沖激光誘導原子發(fā)射光譜的綠色技術，解決全元素快速檢測的技術問題，開發(fā)快速全元素定量檢測智能光譜技術，從而解決智能制造領域的關鍵傳感器環(huán)節(jié)的產(chǎn)品需求，將在食品、藥品、煤炭、土壤、冶金等領域?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模應用，填補相關傳感器缺失的技術空白。 2、解決主要問題 瞄準國家智能制造快速全元素檢測技術空白，針對煤電企業(yè)十三五規(guī)劃節(jié)煤降耗重大需求，注重理工結(jié)合，基于微區(qū)增強光譜理論及技術研制開發(fā)了在線煤質(zhì)分析儀。利用大介電常數(shù)限域理論及放電增強光譜技術部分抑制了基體效應的影響【OE，2017；OE，2018】，光譜強度增加近10倍，光譜穩(wěn)定度提高了57%，實現(xiàn)了高精度光譜測量，解決了煤質(zhì)檢測準確性低、穩(wěn)定性差的問題，進而完成了高穩(wěn)定性全元素快速檢測光譜系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化應用【JAAS，2020】，建立了產(chǎn)業(yè)化基地。該系統(tǒng)可完成C、H、N、S在內(nèi)的50余種元素高精度快速定量分析，并給出煤熱值、灰分、揮發(fā)分、水分四大指標。 3、創(chuàng)新性 技術創(chuàng)新：利用大介電常數(shù)限域理論及放電增強光譜技術部分抑制了基體效應的影響【OE，2017；OE，2018】，光譜強度增加近10倍，光譜穩(wěn)定度提高了57%，實現(xiàn)了高精度光譜測量，解決了煤質(zhì)檢測準確性低、穩(wěn)定性差的問題。 算法創(chuàng)新：依托智能算法，實現(xiàn)了六個月以上的穩(wěn)定監(jiān)測，有效的抑制了環(huán)境導致的信號變化。 技術先進性：突破了激光激發(fā)穩(wěn)定性，算法魯棒性等重要問題，目前是目前市場上唯一可選的依托激光光譜技術的煤質(zhì)在線檢測設備，是全國第一臺安裝在電廠的在線激光煤質(zhì)監(jiān)測設備；是唯一已經(jīng)在工業(yè)化現(xiàn)場工作超過6年的工業(yè)化系統(tǒng)；唯一的算法穩(wěn)定性超過半年的工業(yè)化設備。 4、推廣應用價值為該行業(yè)提供了綠色煤質(zhì)在線檢測解決方案，先后在華電國際集團鄒縣、章丘等電廠裝機七套，打通煤電企業(yè)燃燒控制最后一個技術環(huán)節(jié)，每個機組可年均節(jié)能百萬元，總計節(jié)能千萬余元，并大大降低了元素檢測不當導致的鍋爐事故率，將改變煤電行業(yè)的粗獷式運行方式。該系統(tǒng)還將在海關、土壤、醫(yī)藥等民用領域?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模應用，服務于“中國制造2025”的國家戰(zhàn)略。

項目的背景及目的 距離的高精度實時測量在現(xiàn)代工業(yè)的各個領域中的應用越來越廣，工件的表面輪廓，目標物體的相對位置，形狀描述等都離不開距離的高精度測量，非接觸，小型化，數(shù)字化，智能化成為距離測量系統(tǒng)發(fā)展的趨勢。隨著數(shù)字信號處理器（DSP）功能越來越強，光電耦合器CCD的日益普及，使符合實際工業(yè)生產(chǎn)要求的非接觸高精度在線距離測量系統(tǒng)的研制成為可能。 技術原理與工藝流程 光學三角法檢測技術。光學三