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1、南开大学应用科技成果项目选编南开大学科技处（邮编300071）联系人：米江林孙小杰电 话：(022)23508838传 真：(022)23504856电 邮： kjcjskf目 录八、仪器设备、光学及光电子类124104.声表面波传感器及其应用124105.显微镜通用自动操作系统125106.微注射控制器126107.玻璃微针拉制仪127108.玻璃微针煅制仪128109.光纤光栅传感技术与应用129110.增益平坦的超宽带光纤放大器129111.光纤栅阵列传感器件及检测技术130112.栅式多参数、多功能、分布式传感技术与网络系统130113.太阳光伏发电131114.多层折叠式柔性太阳电池
2、发电系统134115.硅薄膜太阳电池集成组件的制备技术135116.智能型太阳能充电控制器135117.牙根管细径显微诊断仪136118.电去离子（EDI）集成膜过程制备工业高纯水成套技术与设备138119.便携式智能数字心音分析仪140120.LCoS微显示技术142121.激光除污机143122.激光标识和激光防伪应用144123.用于激光精密加工的266nm深紫外光源145124.脑血氧饱和度检测仪147125.家庭中水自动处理装置147126.COD（化学需氧量）快速测定仪148八、仪器设备、光学及光电子类1. 声表面波传感器及其应用声表面波（SAW）器件由压电材料、叉指换能器（IDT
3、）和振荡电路构成。SAW器件已经广泛地应用于通信、雷达、电子对抗、广播电视等民用和军用领域中。由SAW器件可以构成的多种传感器，其原理是器件周围物理量、化学量和生物量的变化引起SAW器件振荡频率的偏移，通过检测频率的变化来监测加速度、温度、湿度、压力、剪切、弯曲等参量。SAW传感器具有独特的优点。与常用的半导体气敏传感器相比，它不受温度影响，灵敏度高，稳定性好；设计结构灵活，对电、热、力、声、光、化学及生物等多种因素敏感；采用SAW技术其输出信号为振荡器频率的变化，无需经过A/D转换，易于与计算机接口；抗干扰能力强，灵敏度高，检测范围线性度好，测量重复性好，适合远距离传输和实现遥测遥控。其采用
4、集成电路中的平面工艺制作，可实现集成化、智能化，使得SAW传感器体积小、重量轻，携带方便。更重要的是，SAW传感器件的成本低，能够进行大批量生产，更符合产业化要求。SAW化学传感器是继半导体传感器和光纤传感器之后的新秀。SAW化学传感器依据不同的基底材料、不同化学薄膜可以检测SO2、H2、NH3、H2S、NO2、丙酮、甲醇、水蒸气、等多种化学成分。因此可广泛用于大气环境监测、化工过程控制、汽车排放尾气控制、毒品检测、临床分析等领域。这种传感器还可以检测破坏人体神经、血液的毒气，包括Sarin（沙林）、Soman（梭曼）、VX、Mustard（芥子气）、Nitrogen Mustard（氮芥）、
5、Hydrogen Cyanide（氰化氢）、Cyanogen Chloride (氯化氰)、Lewisite（刘易士毒气）、有机磷、有机硫等化学战剂。化学战剂检测问题受到各国高度重视。化学战剂的检测设备种类繁多，声表面波化学传感器具有独特的优点，更符合实战要求。近年来，一些国家（美国、荷兰、英国、日本、德国、意大利等）投入了大量的人力和物力开发SO2、NO2、水蒸气、丙酮、甲醇、氢气、硫化氢等SAW化学传感器，已经达到实用化水平。目前美国等国家已经将SAW技术运用到化学战剂的检测中，其联合化学剂探测器JCAD（Joint Chemical Agent Detector）能够自动检测，识别，量化
6、待测参量。可装备到舰船、飞机、装甲车辆和单兵。SAW传感测量系统具有极高的灵敏度，应用前景广阔。专家预测，在军事、环保、医学以及工业应用的声表面波传感器需求将逐渐超过SAW滤波器在移动通信领域中的需求，具有广阔的市场前景。南开大学研制的多通道SAW气体传感器可以检测外界气体成分，应用于环境保护、安全监测、化学战剂检测、临床分析等多种民用、军用领域。经科技检索部门查新，国内外未见相关的报道，本项目研究具有创新性。SAW传感探测器可以发展为网络探测器，我们已完成传感信号的无线网络传输，实现了多路传感信号实时远程自动监测。采用SAW传感器可以进行多个传感信号的同时检测，实现实时远程自动监测。南开大学
7、承担的与本项目相关的课题主要包括：1. 新型多通道声表面波气体传感器研究，国家自然科学基金项目。2. 多通道声表面波化学传感器的研制，天津市科技发展计划科技攻关项目。3. 新型声表面波射频识别（RFID）及无线传输系统的研究，天津市科技发展计划科技支撑重点项目。4. 常压储罐泄漏光纤监测系统开发，中国石化集团合作项目。5. 光纤光栅阵列传感及无线网络数据传输远程监测技术研究，高等学校博士学科点专项科研基金项目。 6. 光纤栅阵列传感器件及检测技术研究，天津市自然科学基金重点项目。7. 新型波分复用全光纤声光器件的研究，国家自然科学基金资助项目。8. 光纤光栅传感信号的解调和传输，光电信息技术科
8、学教育部重点实验室课题。2. 显微镜通用自动操作系统项目的背景及目的在微操作过程中，由于操作对象十分微小，必须借助显微镜观察操作物体。显微镜可以看到微小的物体，但同时也存在视野小、景深短等问题，这些问题限制了微操作机器人的实际操作范围，影响了机器人系统的性能，甚至导致一些操作无法完成。因此，理想的微操作机器人系统应该具有“广阔”而“深远”的视觉反馈，也即在平面方向拓展观测范围，使显微镜具有更“广阔”的视野；在光轴方向加深显微镜景深，使其在更“深远”的范围内成清晰的像。技术原理与工艺流程显微镜通用自动操作系统的出现使通过图像处理拓展显微视野成为了可能，自动显微镜将载物台、物镜转换器、调焦部件及调
9、光照明装置等显微镜部件改造为电动方式，并通过控制器实现显微镜的自动操作。主要技术性能指标显微镜通用自动操作系统：自动平台操作范围7525 mm，操作精度是1m。显微镜物镜头自动转换，自动调焦。大视野的图像拼接。技术水平本项目得到国家“863”计划项目支持，专利（授权）号：ZL200310106631.1。应用前景分析及效益预测应用行业1.生物工程2.医学工程显微镜通用自动操作系统是对现有的显微镜进行改造，安装方便，成本低。而进口的自动显微镜需更新全套显微镜系统，成本相当高。目前，国内绝大部分使用价格昂贵进口设备。要使显微镜通用自动操作系统应用普及的话，就必须使操作设备国产化，所以应用前景还是很
10、好的。如果得到普及的话，每年需求约在数百台以上。3. 微注射控制器项目的背景及目的在生物医学的科学研究和临床检验中，细胞级的微操作越来越受到人们的重视。在此类试验中，向细胞中注射或从细胞中抽取物质，对注射量和抽取量要求都十分的精确。目前国内操作人员完全依靠经验，手动完成实验，成功率低，对操作人员要求高，精确度无法保证。因此我们设计出一种可编程的高精度微注射控制器，它具有精度高、可编程、使用方便等特点，可以大大提高细胞注射的成功率和注射精度，给科学实验和临床注射带来极大的方便。技术原理与工艺流程微注射控制器实现了微注射过程中动作的压力、时间的设定和控制，可以完成吸入、注射、压力平衡、释放平衡、清
11、除、吸持、释放吸持、清除吸持八种动作。并且还具有单步工作和连续工作两种模式。该控制器主要由气动部分和电路部分组成。1、电路部分：以单片机为控制核心单元，配备程序和数据存储单元、AD信号采集单元、液晶显示、键盘输入单元等，主要控制气路阀的通断和测量压力的大小以实现不同的动作。2、气动部分：以一定压力的氮气作为气源，以真空发生器作为动力元件，配以压力控制和方向控制电磁阀，来完成各种动作的气流通路。主要技术性能指标注射精度：5 pl(皮升)技术水平及用途目前此设备填补了国内空白，达到国际先进水平，专利（申请）号：200410018840.7；应用行业：1.生物实验2. 医学实验3. 临床医学。应用前
12、景分析及效益预测我国有上千家单位在从事转基因工程、蛋白质工程、细胞工程和胚胎工程的研究，他们都需要进行细胞级的操作，但一般都没有自动化的控制仪器，可以说面向生物工程应用的微注射控制器有很大的潜在市场。目前国内市场上还没有此类的仪器，国外只有一家日本公司生产此类的仪器，但是价格十分的昂贵。所以微注射控制器不仅具有广泛的市场，同时经济效益也非常的客观。4. 玻璃微针拉制仪项目的背景及目的在微操作过程中，直接对生物体进行作用的是微操作工具（玻璃微针）。生物用玻璃微针是由玻璃管、或玻璃棒经专用仪器拉制而成的，这种仪器叫做玻璃微针拉制仪。在进行生物显微切割试验时，所用的玻璃微针可以由玻璃管、或玻璃棒制成
13、，不同的玻璃材质可以拉制出具有不同韧性的玻璃微针，微针末端的直径由微针拉制仪器的工作条件设定，最小可到0.5um。技术原理与工艺流程通过加热线圈对毛细玻璃管加热，对毛细玻璃管两端加拉力，使毛细玻璃管拉成玻璃微针。采用两次加热拉制方法。主要技术性能指标拉制的玻璃微针尖端最小可到0.5um技术水平及用途本项目得到国家“863”计划项目支持。应用行业：1.生物工程2.医学工程。 应用前景分析及效益预测目前，国内绝大部分使用价格昂贵进口设备。要使玻璃微针拉制仪应用普及的话，就必须使操作设备国产化，所以应用前景还是很好的。如果得到普及的话，每年需求约在百台以上。5. 玻璃微针煅制仪项目的背景及目的在微操
14、作过程中，直接对生物体进行作用的是微操作工具（玻璃微针）。生物用玻璃微针是由玻璃管、或玻璃棒经专用仪器拉制而成的。可制作不同直径的针尖，制作固定针和注射针，则必须使用玻璃微针煅制仪。技术原理与工艺流程通过加热丝对玻璃微针尖端部加热、煅制， 加工出不同直径的尖端及圆滑端。锻针仪由安装玻璃微针的三维微动平台、固定加热丝的二微微动平台、显微观测镜、控制电路组成。技术水平及用途本项目得到国家“863”计划项目支持。应用行业：1.生物工程2.医学工程。应用前景分析及效益预测目前，国内绝大部分使用价格昂贵进口设备。要使玻璃微针煅制仪应用普及的话，就必须使操作设备国产化，所以应用前景还是很好的。如果得到普及
15、的话，每年需求约在百台以上。6. 光纤光栅传感技术与应用南开大学在“863”计划项目、市科技攻关项目和国家自然科学基金支持下，光纤光栅传感技术与应用课题组取得诸多创新性研究成果。如成功构建了可编程、微位移光纤光栅写入设备，并成功研制出高性能国产化光纤光栅；以光纤光栅作为传感基本元件，利用其波长编码与温敏力敏等优良特性，采用独特的材料和工艺进行封装，创新性地设计并开发出多种光纤光栅传感技术以及系列器件；研制和开发具有多参数、多功能、分布式的全光纤光子传感网络系统；同时，构建多光纤光栅线阵、面阵及体阵等多种拓扑结构，将光纤光栅传感器网络布设于高层建筑用于对其健康状况监测，取得了良好的经济效益。所研
16、制的光纤光栅传感网络系统可广泛应用于石油、电力、冶金、大型建筑等的分布式温度及应变传感网络测量。系统成本约为10万元，预计投资100万元。该项目获2003年度天津市技术发明一等奖。7. 增益平坦的超宽带光纤放大器南开大学研发的“增益平坦的超宽带光纤放大器”主要应用在光纤通信系统，用于光信号的发送、传输、接收放大。也可于光纤光栅和光纤传感系统测试中，作检测光源和信号放大。样机的性能指标1.在C波段：带宽36nm（15251561），增益36dB；平坦度0.65dB; 噪声小于4.67dB ；2.在L波段：带宽36nm（15701605），增益36dB；平坦度0.9dB; 噪声小于5.4dB；3.
17、在C+L波段（同时用）：带宽（15251605nm），增益大于20dB；平坦度1.5dB; 噪声小于6dB；经查询，目前还没有这种产品，另外可把C波段和L波段的放大器作为单独的产品，也比现有的商品性能优越。本成果在实际推广应用中可转化为三个产品，即C波段的增益平坦的掺铒光纤放大器；L波段的光纤放大器和C+L超宽带光纤放大器。因此，该成果具有巨大的市场前景。该项目获2004年度天津市技术发明二等奖。8. 光纤栅阵列传感器件及检测技术本项目的创新点主要是采用环形镜解调和GSM数字移动网传输信号的技术。具有响应速度快、调谐范围宽、可实时检测、使用寿命长、抗电磁干扰能力强等优点，有重要实用意义。光纤光
18、栅传感器阵列的每一个光栅反射率大于90%，线宽小于0.4nm，各光栅中心波长间隔大于1nm。研制出宽带光源等实验装置，宽带光源输出功率大于1mw，带宽30nm；已成功应用于光纤光栅传感器阵列检测实验。研制出宽带光源、高双折射光纤环镜滤波边缘滤波解调系统的实验样机。研制出快速环形镜边缘滤波，使速度比机械调谐提高2个数量级以上。通过研究分析GSM数字移动网数据传输远程监测系统，可以实现多点分散测量、集中监测，数据安全、实时、可靠、成本低、不受地形限制。该成果主要应用于重要建筑物、桥梁、立交桥、港口、大坝、铁路、公路、油井、油罐、仓库等多点实时的应变监测，并且可以实现多点和多种参数实时监测和处理，发
19、展智能建筑结构。在车、船、飞行器传感等的安全监测方面亦具有广泛的应用前景。9. 栅式多参数、多功能、分布式传感技术与网络系统该成果将光纤光栅与多种通信复用技术相结合，采用一种新型的光纤光栅调谐解调技术，具有当前最先进技术特点的多参数、多功能、分布式光纤光栅传感网络系统。该系统能够同时对多点（1-32点）、多个物理量（例如温度、应变、振动等）进行测量。其检测的最大应变量20000，应变分辨率1 ，可检测温度范围-30200，温度分辨率0.03 ，并可给出相关物理量的分布曲线。该成果在实际应用中将推广和转化为两个方向的产品：1.广泛应用于各类重大工程建筑，包括大型桥梁、大楼、大坝、输油管道、化工等
20、安全在线健康监测、检测的传感网络仪器设备；2.用于海洋、水下、地下石油探测和检测的网络传感仪器设备。据估计，近五年内，仅我国市场对光纤光栅传感器及其网络解调设备的需求容量将达到10亿元RMB以上，对光纤光栅传感网络解调设备的年需求量达3000台套以上。目前，国外同类设备的市场价格每台为5-10万美元，本成果的市场价估算只有15-20万元RMB。因此，只要该成果得到成功实施和应用推广，必将对光电产业提供一个新的经济增长点及产生巨大的经济、社会效益。该项目2003年6 月通过省级技术成果鉴定。10. 太阳光伏发电太阳电池是一种半导体光电子器件，它利用该器件的“光伏效应”原理直接将太阳能转变成电能。
21、其发电机制是一个纯物理过程，不排放任何化学物质，是一种十分理想的洁净的可再生能源。与其他发电方式相比较，光伏发电系统有着无污染、不需要燃料、无转动器件、运行安全可靠、使用维护简便、维护费用极低，发电系统可大可小，随意组合等一系列重大优点，从而使其应用范围十分广阔，覆盖着从几瓦、几十瓦的小型便携式电源直到几兆瓦的并网发电系统。应用领域近年来，随着光伏发电系统的价格降低和性能的提高，其应用范围也越来越广泛，国内已应用的领域如下：通讯：微波中继站、电视转播站、卫星及地面站、载波电话系统等。边远地区军、民及农用：光伏独立电站、照明及电视户用系统、边防哨卡及海岛驻军用电、小型充电器、电围栏、水泵系统等。
22、交通：道路及高速公路警示牌、路灯、铁路及公路交通信号、航标灯、灯塔等。阴极保护：闸门、石油及天然气管道。气象站：森林防火系统、地震站、水文站等。光伏建筑：独立光伏屋顶发电系统、光伏建筑并网发电系统.。其它：军事用途、便携电源、游艇、钟、玩具、太阳帽、计算器、电动自行车等。外销：主要用在庭院灯、应急灯、小型充电器、汽车用扇等。研制中及待研究的领域：海水及苦咸水淡化、光伏制氢等。应用方案1、光伏屋顶太阳能供电解决方案“太阳光伏屋顶计划”，利用屋顶光伏发电，在屋顶上安装“太阳能并网屋顶光伏发电系统”一个屋顶好比一台小型发电机组。太阳能电站发电有两种方式，一种是太阳能独立（离网）发电；另一种是太阳能并
23、网发电。 独立（离网）发电方式系统由太阳电池组件及支架、蓄电池组、逆变器、充电控制器等几部分组成，基本的原理是在白天有太阳光照时，把电存储到蓄电池中，在晚上需要用电时，通过逆变器的作用，把蓄电池的电能取出给交流负载供电。离网光伏系统中含有蓄电池储电环节，一般配置长寿命蓄电池（最长10年）需要精心维护，使后期成本相对增加，电站的建造成本较并网方式高1/4以上。这种发电方式主要用于无电或少电地区及目前我国光伏并网发电普及推广前的过渡阶段。 并网发电方式并网光伏系统相对于离网系统省去了蓄电池组，而以电网作为储电环节。其基本的工作原理是在晴天有光照时，将电力送入电网即卖电，而在晚上时再从电网汲取电能即
24、买电。太阳电池 逆变器 户内配电箱 电量计量装置户用太阳能发电系统原理结构图示范电站范例1、南开大学太阳能发电示范电站南开大学太阳能并网发电示范电站的设计总容量为4.3kW，其中非晶硅电池和多晶硅电池各占50%。电站的设计融合了建筑一体化、远程监测、远程数据采集和实时显示等先进技术，电站自建成至今运行正常，既达到了科普教育和美化校园的作用，又可为以后的科学研究提供条件。电站整体造价约20万人民币。国内第一座柔性非晶硅太阳电池示范电站国家西部计划项目新疆100KW太阳能并网示范电站国内第一座叠层非晶硅太阳电池风光互补示范电站海拔最高的叠层非晶硅太阳电池示范电站（西藏墨竹工卡县唐加乡）电站系统组成
25、太阳能电站由太阳电池板（组件）、蓄电池、逆变器及控制电路组成。户用光伏电源系统太阳能户用电源具有配套完善、使用方便、便于携带、维护量小等优点，很适合无电地区居民点或农林牧民一家一户使用，在军事和野外作业等特殊场合也有重要意义。太阳能户用电源以单机装配太阳电池功率划分有：10、15、20、40、50、80、100Wp等主要规格，目前以20Wp到50Wp电源应用较广，20Wp太阳能户用电源一般可供两个48W节能灯，一台收录机及一台黑白电视机用电，50Wp以上的电源还可供彩色电视机和其他小型家用电器用电，能基本满足最低农牧民家庭用电需要。近年来50Wp及以上功率的产品需求比例大幅增加，牧民已不满足照
26、明和看电视，冰箱和音响等电器正逐步进入家庭，300W风机与150Wp太阳能电池组合的风光互补型户用电源成为热销产品。这些产品也非常适合人数不多的哨所、岛屿居住点生活通讯使用，人数多的驻地可使用千瓦以上的固定式小型光伏电站。系统框图如图三所示。太阳能路灯、草坪灯和庭院灯在草坪绿地和花园道路安装草坪灯、庭院灯以及太阳能路灯，白天阳光给太阳能灯充电，晚上太阳能灯自动启动照明，与光伏屋顶的太阳能发电系统形成配套，相映成趣，使环境更高雅美观。无需布线施工简单。太阳能路灯采用130瓦太阳能电池板，26瓦2/12伏专用高效节能灯，灯体高13米，安装灯距50米，可在城市道路、住宅小区、广场、公园风景区登山发挥
27、它的环保节能照明作用。我国除了原有的五条单晶硅生产线和两条非晶硅生产线外，近年来国家又引进多条多晶硅生产线。南开大学在天津市和国家的支持下引进的高效低价叠层非晶硅电池生产线，太阳能大规模推广应用的时机很快就要到来，希望与企业携手合作共同推动这项利民利国的绿色环保事业。11. 多层折叠式柔性太阳电池发电系统便携、可折叠式柔性太阳电池发电系统由12块柔性太阳电池组成，其中6块电池串联为一组，然后两组并联固定在挂胶防水的维尼龙纺织布上，使得该发电系统可以折叠成平常的书本一样，容易携带、储存和转移。由于该发电系统采用柔性衬底太阳电池组成，所以在连续发电的过程中可以被摔、被踩，特别适合部队和野外作业单位
28、的长途跋涉、登山以及职业摄影师使用，还可以进行野外通讯、应急电源以及蓄电池维护。功能：1.使用时放在帐篷顶或地上，也可挂在高处或树上，接上负载即可使用。2. 由于该发电系统的每个子电池封装内含有旁路二极管，所以该太阳电池发电系统在部分电池被遮挡、甚至被子弹穿透的情况下也能提供电力（即使某个子电池损坏或不发电，也可继续通过二极管提供电能）。3. 每块子电池电压2V功率2.5W，工作电压12V，整体输出功率30W。4. 用该发电系统给蓄电池充电时，需配用光电子所专门研制的充电控制器，该控制器可控制蓄电池欠电自动充电，充满自停。同时该控制器还可控制蓄电池过放电。5. 蓄电池过充电压：14V 蓄电池过
29、放电压：10.5V12. 硅薄膜太阳电池集成组件的制备技术本发明涉及一种硅薄膜太阳电池集成组件，它的结构和制备技术，特别是具有氧化锌(ZnO)背反射电极的硅薄膜太阳电池集成组件及其制备技术。而ZnO背反射电极是硅薄膜太阳电池陷光结构的重要组成部分，可大幅提高电池效率。它涉及硅薄膜太阳电池集成组件的关键工艺子电池内联集成技术，属于新型能源中薄膜太阳电池的技术领域。本发明采用掩膜蒸镀金属电极，结合湿法腐蚀ZnO的方法，实现具有ZnO背反射电极的硅薄膜太阳电池子电池的内联集成技术，最终获得硅薄膜太阳电池集成组件。该方法简单、成品率高、成本低，有利展示硅薄膜太阳电池低成本的优势。是一个结构设计思想巧妙
30、的制备技术。专利（申请）号: 200510014307.8。13. 智能型太阳能充电控制器本实用新型涉及一种太阳能充电控制器，是一种太阳电池向蓄电池充电的方法及全自动多功能蓄电池保护电路，主要应用在无电地区。它由充电控制、单片机系统、蓄电池及检测控制、负载控制及保护几个部分构成。它根据铅酸蓄电池的充放电特性；利用太阳电池内阻大的特点，采用独特的太阳电池输出和蓄电池直接相连的方法，由单片机根据检测的蓄电池实际电压值和预设值比较后；改变PWM脉冲的占空比控制并接在太阳电池输出端的大功率MOS管的导通和截止的时间比例来控制充电电流，充分利用了电能，最大限度的提高了充电效率。控制器具有欠压报警和自动切
31、断负载的功能，延长了蓄电池的使用寿命。同时控制器还可监测控制蓄电池的温度以进行精确的电压控制。一种智能型太阳能充电控制器，它包括充电控制(2)、单片机系统(3)、蓄电池及检测控制(4)、负载控制及保护(5)；充电控制由MOS大功率管组成，其中源极、漏极并联在太阳电池的输出端，栅极与单片机系统连接，检测控制一端与蓄电池连接，另一端连接单片机系统；负载控制及保护连接单片机系统同时将电能输送到负载(6)；其特征在于：由单片机系统中产生的PWM脉冲控制并接在太阳电池输出端的大功率MOS管控制、调整充电电流，同时由单片机输出的数字信号控制串接在输出回路的大功率MOS管控制负载的通断，即将太阳电池和蓄电池
32、直接连接，使用MOS管代替继电器控制负载通断。专利（申请）号: 200420028253.1。14. 牙根管细径显微诊断仪概述本产品的核心内容是生产医学临床上用于微创和介入疗法的关键器械细径柔性光学内窥镜。该器械国内尚无产品，且受到进口限制。细径柔性光学内窥镜是近20年发展起来的一种新型内镜，它可在极小创伤下进入人体狭窄部位，直接观察病变、进行诊断和治疗，是临床医学微创和介入疗法理想的诊断治疗工具。此种疗法成为21世纪的发展方向。为提高我国的医疗水平，使医院能普遍应用细径柔性光学内窥镜的关键是，国内能生产具有自主知识产权的高水平的内窥镜设备。然而国内此类高指标的内窥镜仍属空白。当前国外先进的内
33、窥镜企业如日本Olympus的先进产品，至今仍不向中国销售，进入中国的内镜产品不但指标不先进，且价格昂贵。南开大学开发的细径光学内窥镜技术，分辨率可以达到每毫米12对线以上，并依据该技术首次研制出可临床应用的产品，即牙根管细径显微诊断仪（简称根管仪）样机，及与之相应的批量生产工艺。技术转让建立国内以本项技术为依托的高新技术创新型企业，从事细径内窥镜的开发和生产，为国内提供急需的细径内镜医疗设备，满足临床需要，使细径内窥镜产品在国内具有垄断地位，在国际市场上占有相当的份额。创新企业的竞争优势1.根管仪属国内首创，性能达到国际先进水平，具有传统医疗方法所不具备的功能：（1）根管仪可直接清晰观察到牙
34、齿髓腔、髓室底及根管口的解剖形态结构。（2）根管仪可伸入到根管内，检查根管预备后情况是否符合临床治疗要求，以及观察根管弯曲程度和部分钙化情况。（3）用根管仪检查折断器械和根管异物的情况和部位。a.具有显微分辨能力，可诊断小至0.06mm尺寸的口腔及根管内病灶。b.可用于牙周病及口腔粘膜病治疗。2.创新性(1)根管仪的核心技术是采用先进的微型光学元件及特殊的传像光纤，使系统在保证优越的光学性能和高分辨率情况下，探头外径尺寸达0.8mm。其探头可伸入到狭窄的黑暗根管内，使牙医直接实时观察到细微的病灶。与传统方法用小镜子和无菌钢制探针探查相比，这种技术具有直观性、准确性。(2)照明系统采用LED发光
35、二极管，可降低光源功率，减少热能对系统工作的影响。(3)根管仪手把与摄像头一体化,操作方便,使仪器具有很高的稳定性和牢固性.(4)采用先进的数码技术，用计算机作为图像输出系统。它不但可对图像进行实时采集、显示和存储，并能对图像作后期处理。同时可采集资料进行档案管理，为今后实现先进的远程实时诊断提供可能性。 此项成果是对牙科医疗器械技术的一个重大突破，具有独立自有的知识产权，目前国内外尚未见此种医疗器械的临床应用。3.与国外先进设备比较(1)根管仪探头可伸入根管，直接观察根管内部情况；而根管显微镜在口腔外部必须借助于口镜反射间接观察髓腔情况，治疗需凭医生经验，有时造成治疗不彻底。(2)根管仪操作
36、方便简单，只需将探头直接插入观察部位即可；而根管显微镜必须反复调整观察距离、角度和视野，当术中患者变换体位时，往往需要重新调整距离及角度以寻找观察的视野。(3)应用根管仪较根管显微镜更节省治疗时间，提高治疗效率，完善治疗效果，获得医患双方满意。4.可进一步开发的产品(1)在现有的根管仪增加红光通道，使之有治疗炎症功能，成为诊断治疗一体化仪器。(2)利用其核心技术可开发研制一系列细径柔性、刚性内窥镜用于各种介入疗法。如一次性血管镜、颅内镜、肾镜、胆道镜、胰腺镜、眼底镜，等。所有这一系列产品都属于国内首创、国际领先或先进水平的内镜设备。目标市场及预测 上面描述的每一种内窥镜在国内目前都不能生产，也
37、没有研究成果的报道。少数临床医学所使用的内窥镜全部从国外进口。因此能生产出指标先进的内窥镜产品就能独占国内市场。以根管仪为例，全国综合性医院和口腔专科医院约五千余家，总共有口腔治疗椅约数万台，若每所医院配备一台根管仪，需求量为五千台，若年销售量为10%，产值超过千万元。如果考虑民营口腔诊所及社区医院，需求量将更大。风险本项目具有自主知识产权，技术水平是国内领先，国际先进，并能在此核心技术基础上不断开发新产品。在建立创新型企业中，需考虑以下风险：1.强悍的创业团队是企业创新发展的关键。因此必须精选团队核心和加强团队管理。团队分裂是企业最大风险。2.人才培养管理。人才流失是企业稳步发展的致命风险，
38、若核心技术流失，将会产生企业新的竞争对手，因此要有严格的人才培养、管理、激励制度，确保掌握核心技术人员队伍的稳定性。3.政策性风险。医疗器械企业有许可证制度，要考虑申请许可证延误带来的风险。以根管仪作为第一个产品，属二类医疗器械，待批准后再申请三类产品，可减少政策性风险。4.产品质量及售后服务。 此为企业生存的关键所在。企业按国家管理要求，对生产环境、质量、检测等要求实行严格管理，并按客户要求不断提升产品质量，以避免产品质量及售后服务不到位带来灾难性的风险。5.销售及财务风险是企业常有的风险。风险伴随企业成长而隐藏。防范风险才可使企业迅速发展。15. 电去离子（EDI）集成膜过程制备工业高纯水
39、成套技术与设备所属学科：环境工程应用行业：1、电力；2、电子；3、生物制药；成果与项目的背景及主要用途：基于EDI的全膜法超纯水技术属于最新一代的纯水技术，传统离子交换树脂化学制水工艺需酸碱再生，耗费大量酸碱，存在二次污染、低效、间歇运行、操作复杂等问题。EDI技术为当前世界最先进的深度除盐制备超纯水技术，所用少量树脂无须酸碱再生，整个过程相当于连续获得再生的离子交换混床，酸碱零消耗、废酸废碱零排放、无须建设备用系统，节省占地，高度自动化。形成绿色生产，保护环境。技术原理与工艺流程简介：其原理在于传统电渗析与离子交换技术二者的有机结合：在电渗析器的隔室中填充离子交换树脂，从而实现连续深度除盐。
40、全膜法工艺流程主要由超滤系统、反渗透系统和电去离子系统组成。对于电子和制药业而言，还需设计终端膜过滤系统（微滤或超滤）。技术水平：l 单堆制水量和产水水质达国外企业的同类产品水平；l 单堆最大产水量4吨/小时，产水电阻率15-18MWcm；l 已建成小型“UF/RO/RO/EDI”示范工程，稳定运行15个月；l 实现产化，具有较高性价比；l 首届“挑战杯”中国大学生创业计划竞赛金奖；应用前景分析及效益预测：目前国内EDI产品超过90%的市场份额为进口产品所占据，年新增装机容量已超过15000吨/小时，相当于已实现5000个3吨/小时的工业级EDI模块的市场，总额约1.5亿元/年。潜在的市场总量
41、约100万吨/小时，参照当前的市场价格，潜在市场总额约在15-20亿元/年。实现国产化，降低产水成本，相对进口产品具有显著的价格竞争优势。按年产销3吨/小时级EDI模块400台计，预计可实现销售利润约600万元/年。应用领域及能为产业解决的关键技术：主要应用领域：电子材料、电子元器件、微电子行业生产过程清洗水，制药工业纯化水，发电及高压工业锅炉补给水，电镀业清洗水等；主要解决传统的以离子交换树脂为核心的化学制水工艺不可避免的酸碱再生、二次污染、低效、间歇运行、操作复杂等问题，实现清洁生产。产业化条件：以400台/年为例，固定资产和流动资金各需约100万元（不含无形资产），所需厂房等面积不低于4
42、00平米，所需人力资源为12-15人。16. 便携式智能数字心音分析仪成果与项目的背景及主要用途目前，对于心脏进行检测的仪器主要有两类：一类是基于心脏电学特性的心电图；一类是基于心脏声学的特性的听诊和心音图。心电图是现在医院普遍采用的心脏监测方式，它能够较为准确和全面的反映心脏的健康状况。但是，有些心脏疾病，当它在心音图上反映出来的时候在心电图上还没有反映，所以，心电监测较心音检测有一定的滞后性。一个完整的心动周期，心脏会产生两个声音：第一心音（S1）和第二心音（S2）。有些情况下，比如幼年和老年的时候也会出现第三心音（S3）、第四心音（S4），但正常情况下，一般只能听到S1和S2。S1的形成
43、主要来自于心室收缩期开始时二尖瓣和三尖瓣的关闭；S2的形成主要来自于心室舒张期开始时主动脉瓣和肺动脉瓣的关闭。 （图1、心音的主要成分）许多心血管疾病，尤其是瓣膜类疾病，心音都是重要的诊断信息，在临床医学中有非常广泛的应用。但是，传统的心脏听诊容易受医生经验、听诊水平的影响。因此，如何能够利用先进的数字信号处理技术和计算机技术，提取反映心脏健康状况的定量的全方位的心音信息，已成为当今研究和医疗应用的热点。便携式心音分析仪不仅可以用于家庭的医疗保健，方便用户进行平时的心脏监测，提早发现和预防心脏异常；而且，可以通过心音各种特征参数的提取，为医生的心脏诊断提供定量的依据。技术原理与工艺流程简介软件
44、算法：短时傅立叶变换、小波变换等多种信号处理的时频算法。硬件平台：基于哈佛结构的数字信号器。较计算机相比更适用于数字信号处理算法的快速实现，其体积小、功能针对性强的优点更有利于产品的开发和实现。技术水平当前最先进的时频分析算法。如小波变换，被誉为“数学显微镜”，不仅能够分析心音各种成分的时间、频率信息，而且能够反映出频率随时间的变化情况。应用前景分析及效益预测当今社会，心脏疾病已成为威胁人类健康的“头号杀手”。全世界每年因心脏病死亡的人数占死亡总数的1/4；在美国，每天大约有650万人死于心脏病；我国平均每天就有13698人因心脏病而死亡，占死亡总数的1/3。医学表明，80%的心脏疾病都是可以
45、预防的，但是众多的死亡人数中只有1/4的患者能够在心脏病的早期发现症状。所以，一款便捷实用的心音分析仪器将极大地满足广大心脏病患者和健康关注人士的日常心脏监测需求，具有广阔的市场前景和巨大的社会效益。应用领域及能为产业解决的关键技术家庭保健：心音的采集、数据保存、波形显示、频谱分析、心率计算、异常情况报警。医疗器械：在家庭保健的基础之上，提供更详细的第一心音、第二心音及心杂音的时间、频率、能量等特征信息，服务医生的诊断。图2、研制中的便携式心音分析仪17. LCoS微显示技术LcoS是利用微电子集成电路技术，在硅衬底上制作显示像素矩阵和驱动电路，可以实现高画质和轻型化的新型液晶显示器。LcoS
46、主要用于大屏幕投影显示和近眼微型显示，包括数字电视、立体电视、便携式电视、计算机显示器、移动通讯设备、军事领域的头盔显示器等等。南开大学在LCoS微显示芯片、模块、控制电路等方面取得了较好的进展，做出了国内首例具有完全自主知识产权的LCoS显示芯片和显示屏。专利名称专利号时间专利属性NKD-B5显示芯片 BS.03500114.3 2003集成电路布图设计LCoS-V.C1显示芯片 BS.03500209.7 2003集成电路布图设计硅基液晶显示器用高反射率薄型镜面电极 ZL03257847.4 2004实用新型硅上液晶场序彩色显示控制器 ZL03239875.1 2004发明硅上液晶子场数据动态暂存场序彩色数据处理 ZL03239874.3 2004实用新型通用型平板显示控制器200420056557.92005发明硅基液晶显示芯片的像素单元存储电容器200420029969.32005实用新型部分LCoS显示器方案：1.用0.6mm n-阱CMOS三层金属工艺设计彩色时序显示模式的VGA 分辨率的LCoS显示芯片：芯片尺寸为11mm9.4mm、像素截距为12mm12mm。2.用0.6mm n-阱CMOS四层金属工艺设计投影用单色显示模式的SVGA 分辨率的LCoS显示芯片(已在国内集成电路厂成功小批量试生产)：芯片尺寸为17mm12.4mm、像素截距为16mm
