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鐵路作為一種現代化交通運輸工具，在世界范圍內具有廣闊的發展前景。目前鐵路發展的整體趨勢是高速和重載化，對重軌鋼質量提出了更高的要求，不僅要求高潔凈度，高強度、高韌性，而且必須具有良好的抗疲勞性能。重軌鋼生產過程及使用過程中，非金屬夾雜物是影響其質量最重要的原因之一，常引起探傷不合、易產生疲勞裂紋等，主要是由于其鋼中非金屬夾雜物控制存在以下三個難題：（1）夾雜物尺寸大且化學成分復雜；（2）冶煉工藝復雜，尤其在于脫氧及精煉等重要環節；（3）尖晶石類夾雜物突出，嚴重惡化鋼軌性能。因此，合理控制重軌鋼中的非金屬夾雜物，對重軌鋼產品質量的提生及鐵路事業的進步具有重要意義。 （1）重軌鋼冶煉脫氧及原輔料成分設計技術。重軌鋼采用無鋁脫氧工藝，但是在脫氧劑的使用方式及用量上缺乏理論指導，因此，重軌鋼脫氧過程中必須對脫氧劑的使用方式及用量進行合理優化控制，本項目提出僅在轉爐出鋼時加入少量硅鈣鋇脫氧劑控氧，同時配合精煉擴散脫氧，能將鋼中 T.O. 含量控制在 10 ppm以下，不僅有效節約了生產成本，而且促進了夾雜物的去除、有效降低了夾雜物的尺寸。在重軌鋼冶煉原材料的控制方面，國內企業生產時更傾向于買價格低廉的鐵合金等原材料，從而降低生產成本，但是對于鐵合金及鐵合金對重軌冶煉的影響研究幾乎為空白。本項目提出了使用低鋁鐵合金，降低鋼中的酸溶鋁含量，抑制鋼中高 Al 2 O 3 夾雜物的形成，從而提升夾雜物變形能力，有效防止因脆性夾雜物造成的疲勞缺陷。 （2）重軌鋼中硫化物夾雜控制技術. 由于 MnS 有良好的變形能力，而且重軌鋼軋制過程中變形量大，MnS 夾雜物可能延伸很長，可能成為夾雜物超標和引起超聲波探傷不合的重要原因之一。此外，大尺寸長條狀 MnS 可能成為裂紋的起點，在應力作用下首先在和鋼基體的交界處形成裂紋源。本項目首先通過優化精煉造渣制度進一步去除鋼中 S 含量，提出將鋼中得 S 降低到 40ppm 以下。其次，通過對重軌鋼連鑄坯及鋼軌硫化物的分布進行研究分析，從而對冷卻制度進行優化，提出先若冷后強冷的原則，使激冷層優先析出的大量細小的 MnS，減小其他凝固區的 S 的壓力，從而來控制重軌鋼中硫化物。此外，還提出了使用 CSC（Comparison-Segmentation-Combination）方法，計算了 MnS 在不同溫度下在不同溫度范圍內的準確的熱力學生成曲線，并研究了熱處理工藝升溫速率、保溫溫度和保溫時間等對 MnS 夾雜物的影響，促進已生成的長條狀 MnS 向彌散的紡錘形轉變，從而達到控制 MnS 形態的目的。 （3）重軌鋼中尖晶石類夾雜控制技術 重軌鋼采用無鋁脫氧工藝，但是鋼中發現MgO-Al 2 O 3 夾雜物，且部分尺寸較大，嚴重影響產品質量。本項目首先對重軌鋼中尖晶石夾雜物的形成機理進行研究，得出重軌鋼中危害較大的尖晶石類夾雜物來源于鋼中復雜氧化物夾雜在降溫冷卻過程中的析出，從而提出使用低鋁低鎂合金，VD 前扒渣降低耐材侵蝕等減少夾雜物中 Al 2 O 3 和 MgO 含量，抑制尖晶石夾雜物的析出。此外，VD 前扒渣也有利于控制復雜氧化物夾雜中 CaO 含量的成分，對控制夾雜物的尺寸及提高產品質量有重要作用。

成果與項目的背景及主要用途： 成果背景：由于建筑能源消耗的急劇增加，熱泵作為一種通過消耗少量高品位能量，把熱量從低溫處傳輸到高溫處的裝置，日益受到人們的關注。熱泵通過使用清潔的冷熱源如太陽能、土壤能、空氣能等，能夠同時實現制冷、制熱、提供生活用熱水。這種復合可再生能源系統的出現，給人們提供了更具靈活性的方案，來實現潔凈能源系統的三聯供功能。 系統主要用途：多熱源熱泵系統是指以太陽能-空氣源-地源等為熱源的熱泵系統，主要包括：太陽能集/散熱系統、空氣源集/散熱系統、埋地盤管集/散熱系統（含室內蓄熱體）、水源熱泵系統、房間熱力系統、控制系統。本方案利用先進的智能控制技術，將太陽能源、空氣源和地源熱三者有機結合，通過水源熱泵機組實現向建筑物供熱、供冷和提供生活熱水。太陽能集/散熱器的利用可彌補地源熱泵因埋地管束多而導致的投資過大的缺點，同時減少地下環境受到過度的熱污染，而少量地源和蓄熱系統的使用可彌補太陽能和空氣源熱泵受氣候條件影響大的缺點，使系統即使在惡劣的氣候條件下也能在高能效狀態下工作。太陽能-空氣源-地源熱泵聯合系統可以設計為基本工作模式，還可以根據具體情況開展因地制宜的設計，組合成適合當地地理及氣象特點的系統。系統采用全新的智能控制技術，采集實時的系統參數，提高溫度調節的準確性，使系統始終維持在高效狀態下工作。通過將太陽能源、空氣源集/散熱器做成外圍護結構的一部分，實現新能源與建筑結構的完美結合。結合三步節能建筑技術的普及推廣，本技術產品的目標是實現空調和采暖方面的一次投資和日常費用僅為傳統空調+暖氣方案的 50%。 技術原理與工藝流程簡介：  夏季： 系統處于制冷工況，需要把從室內吸收的熱量轉移到室外，太陽能散熱器、空氣源散熱器、埋地換熱器分別提供冷源，此外，在房間內有相變蓄能材料，晚上積蓄冷量，減輕熱泵系統在白天的熱負荷。由于空調系統在夏季并不處于常開狀態，如果空調不處于制冷狀態時，使系統處于制熱工況，關閉室內熱力系統，并且打開閥 V4 和 V6，關閉閥 V5，此時系統成為太陽能熱泵式熱水器，可以提供穩定的熱水。兩種工況的切換通過實時測量的室內溫度和熱水箱溫度等參數，由智能控制系統進行判斷。 冬季： 系統處于制熱工況，太陽能集熱器和埋地換熱器作為熱源給建筑供熱，同時供生活熱水。當熱水箱溫度達到設定值時，關閉閥 V4 和 V6，打開閥 V5。此外，在房間內有相變蓄能材料，白天積蓄冷量，減輕熱泵系統在夜晚的工作負荷。三個熱源可以任意兩個之間并聯工作，也可以分別工作，要依具體的工作狀況，包括環境溫度、室內溫度、熱源溫度等狀況而定。技術水平及專利與獲獎情況：該技術已申請專利，并通過小試鑒定。 應用前景分析及效益預測： 應用前景分析：本項目的實施可以加快可再生能源產業化的發展，促進建筑節能與熱泵系統的有機結合，對空調行業進一步向綠色能源的發展，都有非常顯著的作用。三步節能的盡快實現，客觀上也促進了新能源的普及推廣。 效益預測：下面以天津地區為例對本系統的一次投資成本及運行費用進行說明，將本系統與單冷空調+暖氣、地源熱泵、空氣源熱泵比較。建筑面積 150m2，采暖天數 125 天，制冷天數 120 天，每天制冷 10 小時，平均運行負荷按 70%計，電費 0.41 元/度以三步節能后的指標計，供暖負荷取 36W/m2，總供暖熱負荷為 5400W/m2，制冷負荷 72W/m2，總的制冷負荷為 10800W/m2。 第一種方案采用單冷空調+集中供暖，集中供暖中室外采暖的投資為 85 元/m2，室內的費用為 25 元/m2，總的費用為 110 元/m2，天津地區的暖氣費用為15 元/(m2 年)，設制冷系數為 2.5。 第二種方案完全采用地源熱泵，冬季單位鉆孔長的取熱率為 30W/m，夏季的放熱率為 50W/m，約需 210m 的鉆孔長，管長和施工總費用取 90 元/m。 第三種方案完全采用空氣源熱泵，冬季采用電輔助加熱的時間為全部取暖時間的一半，冬季制熱，夏季制冷系數為 2.5，冬季制熱系數取為 2。 第四種方案為本項目系統，太陽能集熱板取 17m2，地源熱泵系統的冬季負荷為 1500W，夏季負荷為 2500W，地源熱泵約占總負荷的 25%，夏季性能系數取為 4，冬季的性能系數取為 3。 應用領域：建筑節能；新型熱泵、空調系統；制冷、供暖系統工程；可再生能源建筑。 技術轉化條件（包括：原料、設備、廠房面積的要求及投資規模）：熱泵、空調及控制系統。 設備：機械加工及系統安裝設備。 廠房面積：1000m2 以上。 投資規模：600 萬以上。 合作方式及條件： 合作方式：技術入股、合資經營。 條件：對建筑、節能及可再生能源利用感興趣且致力于該技術的推廣實施。 

石油和天然氣是重要的能源礦產和戰略資源，與國民經濟、社會發展和國家安全息息相關。在石油天然氣的運輸過程中，管道輸送具有經濟性、安全性和連續性等優點。管線鋼主要用于加工制造油氣管線，性能上要求高強度、高韌性、良好的焊接性能和良好的抗腐蝕性能。而非金屬夾雜物是影響管線鋼性能的主要因素之一，主要危害有：（1）會造成水口結瘤，影響生產順行；（2）能夠能夠導致管線鋼產生疲勞裂紋；（3）會影響管線鋼的沖擊韌性；（4）會降低管線鋼的抗腐蝕性能，尤其是 A 類和 B 類夾雜物，會造成氫致裂紋的產生；（5）會惡化管線鋼的焊接性能。因此，開發了管線鋼中非金屬夾雜物控制關鍵技術，為我國管線鋼產品質量的提升做出了貢獻。 （1）管線鋼精準鈣處理模型以及在線指導軟件。鈣處理是管線鋼夾雜物的最主要方式，通過鈣處理能夠將 MnS 夾雜物改性為 CaS，將 Al 2 O 3 為主的夾雜物改性為鈣鋁酸鹽，從而降低夾雜物對管線鋼性能的危害。然而在大部分企業生產過程中，鈣處理過程的鈣線喂入量都缺乏一個標準，主要是依靠經驗進行操作。由于各爐次的鋼渣成分和溫度等的差異，導致不同爐次間的鈣處理效果波動很大，有些爐次鈣處理后產品性能還發生惡化。本項目建立了管線鋼精準鈣處理模型，通過對管線鋼不同鋼液成分和溫度條件下鈣處理窗口進行的計算，確定了管線鋼的不同成分條件下最優的喂鈣線量。與國外同類型模型相比，考慮的工藝條件更完全，考慮的反應物和產物也更全面，因此也更接近生產實際，準確率更高。同時，以管線鋼精準鈣處理模型為基礎開發出了鈣處理在線指導軟件，可實現管線鋼生產過程中針對每一爐次的工況條件進行精準喂鈣量的在線指導，并已實現了在管線鋼生產中的在線應用，計算結果更直觀。 （2）低鈣含量處理控制管線鋼 B 類夾雜物技術。傳統的管線鋼鈣處理一般都是采用高鈣處理路線來使夾雜物改性為高 CaO 含量的較高熔點鈣鋁酸鹽，如圖 2中窗口 B 所示。但是在高鈣含量處理時容易在鈣處理后生成大尺寸鈣鋁酸鹽夾雜物，而且在鈣處理后的過程中由于鋼中 Ca 的揮發或者鋼液二次氧化的消耗，鋼中鈣含量會有所降低，導致高熔點鈣鋁酸鹽往液態鈣鋁酸鹽轉變，當尺寸較大時會在軋板中形成 B 類夾雜物，危害產品性能。因此，本項目從另一角度考慮，開發了低鈣含量處理控制管線鋼 B 類夾雜物技術，如圖 2 中窗口 C 所示，即高 Al 2 O 3一側的 50%液相點至 100%液相開始點所對應的 T.Ca 含量范圍。在此情況下，夾雜物由部分液相和部分固相組成，這樣既不會在澆鑄過程發生水口結瘤，又不至于在軋制過程中形成 B 類夾雜，同時由于喂入的鈣含量較低，整體上夾雜物尺寸要更小。此技術應用到企業的管線鋼生產實踐中，能夠有效減小夾雜物尺寸和降低 B 類夾雜物評級。 （3）含 Ca 硅鐵鈣處理技術。在管線鋼生產過程中會添加大量的合金，合金的純凈度會對鋼液成分甚至鋼中夾雜物產生重要影響，一般來說這種影響是有害的或者是無用的。本項目針對硅鐵合金中含有一定量的 Ca，通過研究變廢為寶，開發了含 Ca 硅鐵鈣處理技術，并應用于管線鋼的生成，實現了用硅鐵合金代替鈣線來進行管線鋼夾雜物的鈣處理改性，降低生產成本。首先通過鈣處理模型計算得到夾雜物改性所需的鈣含量，然后在總的硅鐵加入量不變的情況下根據硅鐵合金中的 Ca 含量計算得到在出鋼工序和鈣處理工序的硅鐵合金分配量，進而實現夾雜物的精準鈣處理改性，如圖 3 所示。此技術的優點包括：（1）總的硅鐵合金加入量不變，不會增加額外成本；（2）減少甚至取消了鈣線的喂入，降低了生產成本；（3）硅鐵合金鈣處理過程鈣的收得率高，而且不會造成鋼液的噴濺，因此不會惡化鋼液的潔凈度。

傳統發酵食品加工過程中生成的胺(氨)類物質，如氨基甲酸乙酯（EC）、生物胺類等是影響發酵食品安全的重要因素。本成果在國內外率先進行了微生物干預減少發酵食品中 EC 及其前體的系統研發。主要技術內容包括： (1) 揭示了醬油發酵過程 EC 前體形成的微生物物質代謝機制； (2) 采用高通量篩選方法獲得可在醬油發酵過程中顯著減少 EC 前體積累的菌株； (3) 采用非基因工程手段在工業規模將醬油中 EC 含量降至低于 20 ppb，且對醬油主要理化指標和風味物質未產生影響。 本成果已獲授權核心發明專利 11 項，形成了包括利用 EC 或其前體菌株的篩 選與選育、微生物干預控制醬油中氨(胺)類有害物的專利群，發表論文 29 篇。 本技術對于解決基于混菌發酵過程的傳統發酵食品安全性的提升，具有普適性意 義和推廣前景；對于引領生物技術在傳統發酵食品中的應用、提升傳統發酵食品生產企業的技術水平、實現傳統發酵食品工業產業升級和可持續發展，具有重大 的科學意義和工業應用價值。 

1、項目簡介： 本項目是江南大學孫秀蘭教授主持的完成的，成功扭轉了我國長期以來食品 企業規模化脫毒技術和設備不足的局面，獲 2018 年度江蘇省科技進步獎一等獎。 2、主要創新內容及技術突破： 構建了高效抑制產毒真菌生長并降解毒素的食品級發酵菌株：針對傳統發酵 工藝，構建了基于自主知識產權的降解菌株稻殼固定化技術和生物酶定向脫毒技術，實現毒素形成的源頭控制； 建立了毒素降解中間產物潛在毒性傳感評價新體系：針對消減過程中毒素毒 性效應變化，構建基于毒性靶點基因、特異性生物蛋白、代謝標志物的細胞微流控和熒光傳感技術，實現毒素降解過程中產物潛在毒性及聯合毒性效應的高效評價；創制了毒素高效去除與降解一體化技術：針對單一化學降解對組分本身的破壞，構建高頻超聲、磁分離協同納米催化降解一體化技術，實現降解過程中毒素產物有效控制。 系統集成工業化生產脫除設備及現場檢測裝置：集成產毒基因莖環探針、離 子液體介導及端面場效應增強材料，建成工業化“超聲+臭氧”毒素穩定去除裝置，形成主動干預調控技術策略，實現了產業化推廣應用。 

模仿現代工業生產過程中常見的物理量，諸如溫度、壓力、流量、液位等參數，對其進行測量、控制，分析。參數變化特性，研究過程控制規律，集合多種控制方式，再現實際工業現場使用的控制手段，采用聲光報警系統，并提供用戶更友好的二次開發接口。

該系統是一款新能源電動汽車中永磁同步電機及控制系統的教學、開發平臺，并提供控制器C語言程序代碼、原理圖、實驗指導書、主要芯片數據手冊等資料。通過學習掌握電機控制系統原理，具備系統開發、故障診斷能力。

310mm×230mm×200mm，自動控溫，自動翻蛋。

一、系統介紹        光電傳感器是各種光電檢測系統中實現光電轉換的關鍵元件，它是把光信號轉變成為電信號的器件，是以光電器件作為轉換元件的傳感器。它可用于檢測直接引起光量變化的非電物理量，如光強、光照度、輻射測溫、氣體成分分析等;也可用來檢測能轉換成光量變化的其他非電量，如零件直徑、表面粗糙度、應變、位移、振動、速度、加速度，以及物體的形狀、工作狀態的識別等。       光電式傳感器具有非接觸、響應快、性能可靠、精度高等特點，而且可測參數多，傳感器的結構簡單，形式靈活多樣，因此應用非常廣泛，涉及整個科學技術、國防、航空、航天、交通運輸、能源、機械、石油、化工、輕工、紡織等工業部門和環境保護、生物醫學工程等和日常生活的各個領域，是現代信息技術的重要支柱技術之一。       我司始終致力于為國家培養更多更優秀的光電技術人才為己任，將我國光電事業發揚光大為目標。為更快實現這一目標，我司將各類光電傳感器件的工作原理、特性參數測量和實際應用相結合，研發出了一套光電傳感器原理與應用實訓系統。本系統以提高學生動手動腦能力為出發點，采用理論和實踐相結合的方法，全方位地展示廣泛應用于各領域的多種光電傳感器件，例如光敏電阻、光電二極管、PIN光電二極管、APD光電二極管、光電三極管、硅光電池、光電耦合器件、PSD、四象限、光電倍增管等，讓學生并了解并掌握每一種光電傳感器的工作原理、特性參數以及應用領域，為畢業后就業或者創業打下堅實的基礎。   本系統規模適中，高配共設有10個工位（工位可增減），最多可同時容納20人，為高校師生解決了理論強、實踐弱以及實訓困難的問題，深受高校師生的歡迎。 二、涉及專業及課程     光電信息科學與工程、  光電子技術、測控技術與儀器、電子科學與技術、光電信息工程、電路原理、模擬電子技術、數字電子技術、光譜學、光電器件技術、單片機等。 三、實訓內容 工位一、光電傳感器件組裝與測試工位A 1、搭建并測量光敏電阻特性參數； 2、搭建并測量光電二極管特性參數； 3、搭建并測量光電三極管特性參數； 4、搭建并測量光電池的偏置與基本特性參數； 5、搭建并測量雪崩光電二極管（APD）特性參數； 6、搭建并測量PIN光電二極管特性參數； 7、搭建并測量光電耦合器件特性參數； 工位二、光電傳感器件組裝與測試工位B 1、搭建并測量PSD位移傳感器特性參數； 2、搭建并測量四象限光電傳感特性參數； 3、熱敏器件與熱釋電探測器實驗； 4、紫外線探測傳感器特性參數測量實驗； 5、紫外線強度測量實驗； 6、紫外線驗鈔機原理實驗 ； 工位三、光電傳感器件實際應用工位A 1、光敏電阻光控開關系統設計實訓； 2、光敏電阻光控燈系統設計實訓； 3、光電報警系統設計實訓； 4、硅光電池光照度計系統設計實訓； 5、音頻信號的光源調制解調系統設計實訓； 工位四、光電傳感器件實際應用工位B 1、熱釋電報警系統設計實訓； 2、太陽能充電系統設計實訓； 3、太陽能節能臺燈系統設計實訓； 4、大功率LED驅動系統設計實訓； 5、LED玩具系統設計實訓； 工位五、光電傳感器件實際應用工位C 1、簡易光功率計系統設計實訓； 2、對射式、反射式光電耦合開關里程表系統設計實訓； 3、對射式、反射式光電轉速計系統設計實訓； 4、光電測距系統設計實訓； 工位六、光電傳感器件實際應用工位D 1、基于R、G、B的顏色識別系統設計實訓； 2、線陣CCD驅動系統設計實訓； 3、紅外體溫計系統設計實訓； 4、紅外遙控器系統設計實訓； 工位七、光電傳感器件實際應用工位E 1、PSD位移測量系統設計實訓； 2、四象限位置測量系統設計實訓； 3、數字溫度計系統設計實訓； 4、光電指紋識別系統設計實訓； 工位八、光電倍增管電流倍增特性參數測量工位 1、光電倍增管暗電流ID的測量； 2、陽極電流靈敏度SA的測量； 3、光電倍增管增益G與供電電源電壓的關系； 4、光電倍增管陽極輸出特性的測量； 5、陽極電流靈敏度SA與供電電壓之間的關系； 6、測量微弱輻射光信號的強度； 工位九、LED角度特性參數測試工位 1、測量LED正向電壓； 2、測量LED反向電壓； 3、測量LED的正、反向工作電流； 4、測量發光光源中心軸空間角； 5、測量發光光源的半發光強度的角度； 6、測量發光光源中心軸與機械軸的偏差角； 工位十、LED光譜特性的測量與光柵光譜儀實驗工位 1、測試各種顏色LED的光譜分布； 2、測試LD半導體激光器的光譜分布； 3、測試其他光的光譜分布； 二次開發實驗（52單片機開發實驗） 1、52單片機程序編寫實驗； 2、52單片機外圍電路設計實驗； 3、基于52單片機的數字時鐘設計實驗；

多媒體智能控制系統，物聯網控制管理，網絡遠程管理，音視頻控制，適用于高校、高職院校教室建設。