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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，應用數量大。就行業而言，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，諸如煤炭、冶金、電力、化工等大量物料加工、利用企業，以及碼頭、倉庫、料場等等物料運輸、存儲企業。就應用目的而言，皮帶秤可以用于生產管理、指導結算，組成各種自動控制系統等。在很多場合，皮帶秤的應用都可以為企業帶來巨大的經濟效益。 現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。隨著各企業提高自身生產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。 激光秤項目經過多年的醞釀和研究， 2003 年開始樣機投入現場試驗。至 2006 年底，共有近十套產品投入煤炭行業現場使用。即使在環境惡劣、測量條件較差的煤炭行業，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、濕度大的工業環境條件下使用。 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；穩定性好， 測量參數長期穩定， 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 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，可以說激光秤已經具備了大規模推廣的條件。 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，實現在夜間探測目標的 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， 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 技術領域：光學（激光夜視） 應用范圍：公安、武警和邊防線監控等應用。

多維曲面激光精密測量系統包括基于激光位移精密傳感器的測量機構和數據采集與分析軟件系統。能夠對直齒輪、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；軟件系統能夠實現對復雜曲面零件模型任意截面數據的提取與測量路徑自動編程，并且對測量數據進行各項誤差分析。

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”（2012-2019年）、國家重點研發計劃“超短脈沖激光隱形切割系統及應用” （2018-2022年），在可見和近紅外波段實現了高光束質量、高偏振消光比、抗環境干擾的超短脈沖輸出。期間，攻克了超短脈沖自穩定鎖模技術、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損傷這一制約超快激光發展和應用的根本問題，成功實現了鎖模光纖種子源光路的永久免維護。項目開發了國內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，解決了機械劃片效率低、易崩邊的難題。項目開發的激光光源在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) 管材內表面激光強化處理系統 該系統采用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行裝置，用工控機控制系統的運行，使系統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。該系統獲國家科技進步三等獎。

1. 痛點問題 線寬和頻率穩定性是激光器的重要性能參數。為了實現更窄的線寬和更高的頻率穩定性，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間，一旦某些噪聲沖擊使得信號跳出工作區間，反饋系統便無法自行恢復，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穩定性、內態調控的可靠性以及信息處理的連續運行時間。 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：檢測鎖定狀態并記錄自參考信號，如發生脫鎖則關閉反饋，根據自參考信號調節激光器輸出波長到反饋工作區間，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開展業務合作。

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代光通信的產物，是隨著光纖及通信技術的發展而崛起的一門嶄新技術。由于光纖激光器件與傳統的固體激光器件相比，具有低閾值、高效率，穩定性和耐熱性能好，結構簡單緊湊、重量輕，容易實現、性能價格比高，易于小型化、易于維護等明顯優勢，它已廣泛應用于光通信、工業加工、軍事和國防、激光醫療、光纖傳感、微波產生等諸多領域。 密集波分復用（DWDM）、光纖入戶中有線電視（CATV）網絡以

全元素快速定量檢測方法及綠色技術，實現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、研發背景 在食品、藥品、冶金、煤炭、化工等各行業的工業現場特定工業步驟上需要原料在線全元素監測設備，以保證生產質量，因此，都需要快速獲取其成分及元素信息的在線檢測系統，用以實現在線原料配比、工業品判別、質量評價等過程管控，實現無人值守的智能化生產制造，節能增效，現在基本采用傳統的靠經驗、抽檢、人為調配方式，難以精確生產、人為因素影響大、品質難于保障。離線的全元素分析方法有氣相色譜法、液相色譜法、質譜法等工序復雜，耗時長，無法實時指導在線生產。因此，不能滿足智能工廠和數字工廠對現場工藝的實時調控與質量監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、藥廠對于藥品質量的實時監測和管控、食品安全方面農殘等有害物質的快速評測等。一直缺少相關全元素快速定量檢測方法及綠色技術，難以實現在線實時檢測的需求。 針對不同行業的不同產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射光譜的綠色技術，解決全元素快速檢測的技術問題，開發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節的產品需求，將在食品、藥品、煤炭、土壤、冶金等領域實現大規模應用，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，針對煤電企業十三五規劃節煤降耗重大需求，注重理工結合，基于微區增強光譜理論及技術研制開發了在線煤質分析儀。利用大介電常數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，光譜穩定度提高了57%，實現了高精度光譜測量，解決了煤質檢測準確性低、穩定性差的問題，進而完成了高穩定性全元素快速檢測光譜系統產業化應用【JAAS，2020】，建立了產業化基地。該系統可完成C、H、N、S在內的50余種元素高精度快速定量分析，并給出煤熱值、灰分、揮發分、水分四大指標。 3、創新性 技術創新：利用大介電常數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，光譜穩定度提高了57%，實現了高精度光譜測量，解決了煤質檢測準確性低、穩定性差的問題。 算法創新：依托智能算法，實現了六個月以上的穩定監測，有效的抑制了環境導致的信號變化。 技術先進性：突破了激光激發穩定性，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在線檢測設備，是全國第一臺安裝在電廠的在線激光煤質監測設備；是唯一已經在工業化現場工作超過6年的工業化系統；唯一的算法穩定性超過半年的工業化設備。 4、推廣應用價值為該行業提供了綠色煤質在線檢測解決方案，先后在華電國際集團鄒縣、章丘等電廠裝機七套，打通煤電企業燃燒控制最后一個技術環節，每個機組可年均節能百萬元，總計節能千萬余元，并大大降低了元素檢測不當導致的鍋爐事故率，將改變煤電行業的粗獷式運行方式。該系統還將在海關、土壤、醫藥等民用領域實現大規模應用，服務于“中國制造2025”的國家戰略。