机械与动力工程学院.docx

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1、机械与动力工程学院1、高通量换热器项目简介：表面多孔高通量管是一种高效换热管，采用粉末冶金方法在光管(沸腾侧)内表面或者外表面烧结一薄层多孔层，显著强化沸腾传热，对烷烃、烯烃、芳烃类、醇类、水、氟利昂、液氮等多种工质均适用。沸腾传热系数可比光管提高一个数量级。目前世界上主要由美国UOP公司实现技术与产品垄断，近3年国内进口约76台高通量管换热器，约值人民币5亿元。华东理工大学从1999年起开始研发烧结型表面多孔高通量管及其换热器，2003年成功申请获得批准，联合中国石化扬子石油化工股份有限公司承担了中国石油化工股份有限公司科技开发项目“高通量换热器国产化研制”。开发成功具有我国自主知识产权的烧

2、结型外表面多孔换热管，并制成高通量高效换热器，填补了国内空白。高效换热元件技术指标达到国际同类产品技术水平，多孔表面管的换热效果最高可达光管的15.6倍，能显著提高换热管的强化传热效率。2005年2月获得国家发明专利授权(专利号ZL03116481.1)。华东理工大学获得国家“十一五”863课题、国家高等学校博士点基金赞助和中国石化重大装备国产化研制项目进行研究与技术开发，已经实现铜基粉末、铁基粉末、铜镍合金粉末表面多孔管烧结工业化生产。目前华东理工大学已开发成功碳钢管、合金钢管、铜镍合金管内外表面烧结铁基合金粉末、铜基合金粉末、铜镍合金粉末工艺技术，完成工业化烧结系统建设及批量生产。外表面铜

3、基粉末多孔管高通量换热器在扬子炼油装置气体分馏脱乙烷塔再沸器上成功应用。采用93.4M2的高通量换热管替代了原122.7M2的光滑管，换热面积减少了27.5%，总传热系数从光滑管的230W/M2升高到434 W/M2，提高了89%，设备负荷提高了16%，所需蒸汽温度降低了23.7，节能效果显著。内表面铁基合金粉末多孔管高通量换热器在扬子芳烃重整加氢预分馏塔再沸器上成功应用。外表面铁基合金粉末多孔U形管高通量换热器在扬子芳烃歧化单元甲苯塔再沸器上成功应用。中国石油乌鲁木齐石化分公司100万吨/年对二甲苯芳烃联合装置高通量管重沸器6台。其中苯塔重沸器、抽余液塔重沸器A/B、抽出液塔重沸器、脱庚烷塔

4、重沸器计5台重沸器(直径f18002200mm、单台换热面积大于1000mm2)为立式虹吸式固定管板结构，管内塔釜液再沸，管外热流体冷凝。采用f323mm外表面刻槽、内表面烧结铁基合金粉末表面多孔高通量管，4m长管2500根、5m长管9000根。抽余液塔蒸汽重沸器为卧式U形管结构(直径f2000mm、换热面积1470mm2)，管外塔釜液再沸，管内蒸汽冷凝，采用f192mm外表面烧结铁基合金粉末表面多孔高通量U形管2100根。所属领域：能源 、装备项目成熟度：产业化应用前景：炼油、化工、石油化工、海水淡化、液化气和液化天然气、空分、制冷等行业的沸腾换热器、重(再)沸器、蒸发器、汽化器。知识产权及

5、项目获奖情况：获得中国发明专利授权“一种表面多孔管低温烧结工艺”(专利号ZL03116481.1)。中国实用新型专利授权“波形扁钢折流杆换热器”(专利号ZL 01253449.8)。申请中国发明专利“铜镍合金多孔表面管的烧结方法”（申请号200710043508.X）、“铁基粉末多孔表面换热管的低温烧结制备技术”，申请实用新型专利“一种管壳式换热器”（专利号2006200478921）等。合作方式：技术服务2、化工装置设备用能诊断与换热网络优化项目简介：主要对加热炉、换热器、再沸器、冷却器等用能现状进行热力学计算分析与评价，诊断出能量利用薄弱环节及用能瓶颈，确定歧化装置各换热单元设备用能效率及

6、系统薄弱环节。编制了换热网络夹点技术优化设计软件，以及基于VB与Matlab混合编程的夹点技术软件，获得国家软件著作权。采用夹点技术对化工生产装置换热网络进行用能合理性分析，考虑换热网络变动的复杂程度和经济性，并提出切实可行的优化改造方案，包括采用高效换热器进行换热网络调优与热回收，可明显的减少公用工程的使用量，节能效果显著。对化工系统工艺流程存在的用能不完善环节，通过研究对反应器出料系统、塔进料系统和塔顶气与塔底液系统进行用能分析，提出流程再造方案，并进行可行性分析研究。项目成熟度：已经在石化行业应用，芳烃歧化装置节能改造后产生了670万元/年的直接经济效益，还解决了塔回流比不够和高压加热蒸

7、汽不能全部冷凝的问题。所属领域：化工、能源、装备应用前景：炼油、化工、石油化工、制药、生工等行业。知识产权及项目获奖情况：获得国家软件著作权。合作方式：技术服务3、换热器性能评价与高效化改进研究应用 项目简介： 在石油、化工、冶金、热能动力等工程领域中，管壳式换热器被广泛地用于物料的蒸发、冷凝、加热及冷却等过程。传热效率低、体积大、操作费用高是普通管壳式换热器普遍存在的缺点。华东理工大学机械与动力工程学院化工机械研究所受中国石化扬子石油化工股份有限公司的委托, 对扬子公司催化、芳烃、乙烯装置中的1978台换热设备进行性能标定、评定与高效化改进研究。在广泛调研的基础上从各类设备中发现90多台换热

8、效果差，能耗大的换热设备。根据工艺条件和传热方式，对部分设备采用改善内部壳程结构和采用强化传热管的方法，进行高效化改造。对换热设备的管外采用杆式支撑等纵向流形式，或采用螺旋折流板支撑的螺旋流形式来替代传统的弓形挡板结构；换热管则根据不同的传热形式采用经多年自主研发或经测试性能优良的多孔表面管、波纹管或螺旋槽管等高效特型换热管，二者结合形成复合强化传热的结构。所属领域：能源项目成熟度：产业化应用前景：高效换热器性能评价与高效化改进研究应用成果可广泛应用于企业节能改造、扩能改造、进口设备国产化等方面，具有广阔的应用前景。知识产权及项目获奖情况：由华东理工大学自主开发成功的烧结型内外表面多孔高通量管

9、是一种高效换热管，与光滑管相比能成10倍地提高换热系数，并将沸腾温差降低为光滑管的1/7- 1/8，临界热负荷提高2倍以上，已申请多项专利，具有全部自主知识产权。获得中国发明专利授权“一种表面多孔管低温烧结工艺”(专利号ZL03116481.1)。中国实用新型专利授权“波形扁钢折流杆换热器”(专利号ZL 01253449.8)。申请中国发明专利“铜镍合金多孔表面管的烧结方法”（申请号200710043508.X）、“铁基粉末多孔表面换热管的低温烧结制备技术”，申请实用新型专利“一种管壳式换热器”（专利号2006200478921）等。合作方式：技术服务、技术转让、专利（实施）许可皆可。4、抑制

10、乙烯裂解炉炉管结焦与渗碳技术项目简介：开发一种在乙烯裂解炉清焦操作后，用化学有机物对裂解炉管实施在线预处理，从而在炉管内表面产生一种无催化活性的抗结焦表面涂层的技术，以减缓乙烯裂解炉炉管的结焦，延长裂解炉运行周期，提高乙烯产量。实验室试验片状试样上涂层的结焦抑制率为67%，管状试样的结焦抑制率达到83%，预膜涂层与炉管基体的结合强度大于10MPa，能够承受常温至900热震试验6次以上。建成了一套能够模拟裂解工况进行结焦评价的中试装置，得到了优化后的涂层中试制备工艺，在中试炉管进、出口涂层厚度比较均匀（进出口涂层厚度相差1-2微米）。预膜涂层与未处理炉管相比，盘管结焦量减少40%以上。所属领域：

11、石油、能源、装备项目成熟度：已经完成实验室研究、中试，近期将进行工业化应用考核。应用前景：石油化工乙烯裂解装置。知识产权及项目获奖情况：申请2项国家发明专利，上海市科技进步二等奖。合作方式： 技术服务、技术转让。5、抗露点腐蚀耐蚀涂层 项目简介：炼油、化工、石油化工、冶金、电力等生产装置中加热炉对流段炉管及空气预热器中普遍存在着低温露点腐蚀，造成加热炉对流段钉头管、空气预热器、省煤器等腐蚀穿孔。化学镀镍磷合金是以次磷酸盐为还原剂，经过自催化的氧化-还原反应而沉淀出Ni-P合金镀层的工艺。在Ni-P化学镀层中加入硬颗粒形成复合镀层，在保持一定耐蚀性能的基础上，可以提高镀层的综合性能，从而具有更为

12、广泛的应用前景。Ni-P-SiO2复合镀层为非晶结构，具有优良的耐蚀、耐磨性能。本项目将纳米技术应用到化学镀中，开发了一种含纳米二氧化硅的化学镀镍磷复合金属涂层，并成功实现工业化实施。将该技术应用于中国石化茂名石化公司重质白土装置加热炉对流段炉管，该加热炉对流段炉管原使用2个月后就发生腐蚀穿孔泄漏，而采用纳米复合镀防护后的炉管已安全运行5个月，状况良好。应用领域包括：炼油、化工、石油化工等行业的换热器、冷却器、加热炉对流段炉管、省煤器。所属领域：化工、石油、材料、项目成熟度：已经工业化应用。应用前景：根据本项目的研究成果，提高加热炉对流段炉管耐硫酸露点腐蚀性能，从而提高设备稳定运行周期，经济效

13、益和社会效益显著。知识产权及项目获奖情况：拥有自主研发的知识产权、已申请2项国家发明专利。合作方式：技术服务、技术转让。6、循环氢脱硫工艺与装置 项目简介：循环氢脱硫溶剂发泡，引起胺液跑损，夹带的分散相提高了循环氢的分子量，增加了循环氢压缩机的能耗，降低了氢气的纯度，缩短了催化剂的使用寿命和反应的效率。针对我国石油炼制行业原料油含硫量逐渐提高，循环氢气夹带重烃升高的趋势，提出并首先实现循环氢旋流脱烃、脱硫方法，发明预旋流脱重烃的循环氢气脱硫新工艺：采取预旋脱烃方法控制脱硫剂发泡、降低循环氢压缩机工质的分子量；采取后旋脱胺方法回收“跑损”胺液、降低胺液微粒危害。该工艺，在脱硫塔前设置了循环氢分烃

14、设备，有效地脱出其中的液相组成，从源头上、根本上解决了循环氢带液的问题；在脱硫塔增加旋流分离器组，控制循环氢带液量，节约能源，部长环氢压缩机长周期连续稳定运转。该工艺可推广应用到炼油厂加氢裂化、催化裂化、焦化、重整以及催化裂解等装置产生的循环氢、液态烃、柴油和低分气的脱硫系统，以及含硫污水净化系统，还可以推广到由油田伴生气、天然气、水煤气合成等加工过程附产的液化气和燃料气的脱硫系统。所属领域：化工、石油、能源、环境、项目成熟度：产业化应用前景：项目技术在国内4个省市(山东、浙江、新疆、广东)建立11套科技示范装置。此外，本项目技术还应用到包括环己酮行业、聚氨脂行业、脱硫与制硫行业、环境保护行业

15、、煤化工行业等5个小行业的80多套大型生产装置。根据国家相关预测和规划，到2020年，我国每年的石油消费量将从2007年的3亿吨增加到5亿吨至6亿吨，需要新建近15000万吨/年加工能力的石油加氢处理装置和3000万吨/年加氢裂化装置。此外，本技术还可以应用到煤制油、煤制烯烃、未来的生物质采收和炼油联合装置。知识产权及项目获奖情况：本项目研究成果及衍生成果已申请了11件中国专利。其中，中国发明专利9件，授权中国发明专利3件和实用新型专利2件，负责编写国家标准1件(GB/TXXX-XX 液-液分离旋流器技术条件计划编号：20079030-T-606)。目前拟再申请国家发明专利3件。合作方式：技术

16、开发7、超高耐磨橡胶制品的制备 项目简介：本项目生产的超高耐磨橡胶主要应用于矿山行业、冶金、冶炼、化肥、水泥、陶瓷、化工等行业的渣浆泵橡胶过流件、球磨机衬板、振动筛筛板中，以取代传统的金属配件。与传统的金属配件相比，本项目生产的橡胶制品具有高耐磨、抗冲击、防腐蚀等特征，从而提高配件的使用寿命，降低相关企业的生产成本。本项目产品可以根据不同的作业环境调制不同的材料配方，使用不同的生产工艺，使产品能达到最佳使用状态，使用寿命是国内同类产品的24倍，产品质量达到了国际先进水平，完全可以替代进口产品。同时开发了胶乳液相法工艺制备超高耐磨产品。本工艺主要技术创新点:一是在国内首次采用胶乳液相法工艺制备超

17、高耐磨橡胶制品。本项目直接将各种助剂加入到胶乳中，在胶态状态下进行分散加工，取消了塑炼、混炼过程，有效减少了混炼设备、能源和劳动力的投入，达到了操作简单、方便、节能、高效的目的。更为重要的是保留了天然橡胶的分子结构，制备了性能优越的超高耐磨橡胶制品，大大提高了橡胶产品的使用寿命。二是解决了纳米粒子的分散问题。本项目采用含磷蛋白质对白炭黑纳米粒子进行表面处理，抑制其强烈的自聚集特性。在适当的稳定体系中，将得到的白炭黑与天然胶乳进行共分散，同时结合超声作用，制备出具有显著的高弹性及超耐磨的天然橡胶纳米复合材料。所属领域：材料项目成熟度： 传统工艺橡胶制品可以产业化生产，胶乳液相法处于中试阶段应用前

18、景：中国属于世界主要矿产资源国之一，国内现有各种金属大小矿山业18万个，年开采矿产品31270万吨，年投入选矿机械设备230 亿元人民币。近几年来，随着橡胶备件在选矿中具有耐磨、抗冲击性好等特点，越来越多的矿山企业选择以橡胶备件替换原传统的全金属材料备件。本项目产品具有高耐磨、抗冲击、防腐蚀强等特性，正是矿山企业高效选矿、降低成本、提高企业效益的最好生产工具。根据世界主要有色金属矿产资源分布分析报告显示，有色金属矿产资源主要分布在澳大利亚、智利、美国、俄罗斯及一些非洲国家，丰富矿产资源是他们国家的快速发展物质基础，大量的矿产品开采需要消耗大量选矿设备，而本项目产品的高端技术，在未来的一段时期内

19、将在国内、国际上都会有长期稳定的市场。知识产权及项目获奖情况：具有完全的知识产权合作方式： 传统橡胶工艺可以采用技术转让的方式； 胶乳液相法工艺采用技术开发的方式。 8、双转子连续混炼技术及设备 项目简介：随着塑料、橡胶加工工业的发展，对于混炼设备的要求越来越高。华东理工大学机械与动力工程学院过程设备材料及加工研究室经过历时近十年的研究，在密炼机基础上开发出了一种新型高分子材料混炼方法双转子连续混炼技术。其核心设备双转子连续混炼机，除了具有密炼机优异的剪切混合和分布混合特性以外，还具有双螺杆挤出机连续工作的特性，在节能和环保方面具有独特的优势，已经通过了江苏省科技厅和中国石化集团公司组织的技术

20、鉴定。采用该技术开发的高浓缩炭黑母粒连续混炼造粒生产线和高压电缆屏蔽料连续混炼造粒生产线采用计算机集成控制、水下造粒、高精度失重式计量加料等先进的技术手段，解决了相关产品生产过程中的碳黑排放污染环境的问题，实现了生产的连续化、自动化，其技术性能指标已经达到了进口设备的先进水平。实现了相关产品的高效、节能、环保化生产。已经被成功地应用于PE80、PE100高压水管料专用高浓缩母粒生产、含量为50%的高浓缩高档碳黑母粒、导电纤维母粒和高压电缆屏蔽料的生产。所属领域：化工、材料、装备项目成熟度：产业化应用前景：目前，运用该技术开发的4500吨/年高浓缩炭黑母粒生产装置已经被成功地应用于PE80、PE

21、100高压水管料专用高浓缩母粒生产、含量为50%的高浓缩高档碳黑母粒、导电纤维母粒和高压电缆屏蔽料的生产。知识产权及项目获奖情况：获国家发明专利、江苏省科学技术进步奖三等奖合作方式： 技术开发9、铜合金耐磨零部件制造 项目简介：铜合金是应用最为广泛的摩擦副材料，其耐磨性能很大程度上决定了设备的使用寿命及精度。本技术通过对铜合金材料的摩擦零部件表面进行变性处理，可将其显微硬度提高到原有的2倍以上；其磨擦性能在干摩擦条件下，摩擦系数略有减小，耐磨性提高3倍以上。本铜合金处理技术在国内外均处于领先。所属领域：材料及其表面改性项目成熟度：本项目制造的铜合金材质的摩擦副零件在宝钢已具近十年使用经验，深受

22、好评。应用前景：应用本技术对铜合金部件进行处理后，大大延长了磨损部件的寿命，提高了设备的精度。合作方式：为客户加工处理铜合金部件10、耐污垢可清洗板组式换热器项目简介：换热器在化工、炼油、发电、食品等行业应用广泛，降低换热器的能耗对实现国家节能目标意义重要。含尘排放气、工业污水等在工业余热中所占份额很大，普通换热器使用在上述场所，使用时间很短（有时是以小时计）就会在换热器表明形成污垢，影响换热器的传热效果。耐污垢可清洗板组式换热器就是为此而研制。高效可清洗板组式换热器，是继模压成型板式热交换器后出现的新型板式换热设备，板片内腔可承受高压。板外侧为废热源通道。对于气相介质，采用低频声波在线除尘（

23、如锅炉烟气余热利用的取热设备）；对于液相介质，采用高压射流清洗（如高炉冲渣水余热利用设备）；本设备的技术关键是利用污垢形成机理，在永久性污垢形成之前，在线适时清洗，以保证在换热表面上不可能形成永久性污垢，使换热器始终处于高效工作状态。该设备是适用于钢铁厂冲渣水余热回收、造纸厂黑液余热回收、烟气余热回收等余热利用以及其它类似场所的通用换热器。所属领域：化工、石油、生物、医药、能源、环境、装备项目成熟度：已完成产业化应用前景： 目前正与宝山钢铁股份有限公司、韶关钢铁股份有限公司就冲渣水余热综合利用系统、烧结炉烟气余热利用利用系统的取热设备进行研究。耐污垢可清洗板组式换热器的应用前景非常广阔。炼油厂

24、高炉烟气，钢铁厂冲渣水低温余热，造纸厂黑液，酒厂和药厂低温废液余热等都可以采用本产品进行余热回收，能够实现极佳的经济和环境效益。知识产权及项目获奖情况：已申报中国专利。合作方式：技术开发、技术转让、专利（实施）许可等11、高效紧凑板式燃气换热器 项目简介：随着全球能源的不断消耗，能源价格不断攀升，各国政府从国民经济可持续发展观点出发，加大了对环保、节能产品在经济与政策上的支持力度。本项目主要针对燃气热水器行业烟气换热器的技术改造，采用基于高效全焊接不锈钢板组式换热器和与之匹配的水循环成套系统，代替目前普遍应用的铜管翅式换热器，在保持高换热效率前提下，实现节约铜材，降低企业加工成本的目的。能源短

25、缺的社会问题突出，燃气热水器能效标准的提高使得冷凝式燃气热水器成为开发热点。将高效全焊接不锈钢板组式换热器应用于冷凝式燃气热水器，取代铜制的翅式换热器作为燃气热水器中烟气-水换热器，这将大大降低热水器的生产成本，节约铜材。同时，相比于传统的燃气热水器，冷凝式燃气热水器可以普遍提高热效率12%15%，减少燃气消耗13%；同时，可以明显的降低排烟中的NOX、SOX以及CO的含量。可见，冷凝式燃气热水器、在节能、环保具有明显的优势，是未来燃气热水器发展的新方向。所属领域：化工、能源、材料、能源、环境、项目成熟度：小批量产业化应用前景：本项目是节能环保产品，与国家发改委发布的节能中长期专项规划相衔接和

26、协调，本产品的市场供应在2010年5月可达到8万台，2011年可达到12万台。本项目市场潜力大，预计到2010年有3%的消费者使用这种节能环保产品，市场需求约在20万台左右。知识产权及项目获奖情况：本项目具有核心技术（自主知识产权）、已申请实用新型专利2专利申报、,预计本项目产生发明专利1项，实用新型3项，本项目在国际铜业协会组织的2007-2008年度三等奖。合作方式：面议12、节能节水蒸发式冷凝器 项目简介：冷换设备是工业和生活中最常用的设备之一，蒸发式冷凝器主要是利用水蒸发时吸收热量而使管内的蒸汽冷凝，它具有节能、节水、占地面积小和安装控制方便等优点。蒸发式冷凝器主要利用水的蒸发潜热带走

27、工艺流体热量，完成对工艺流体的冷却冷凝过程，同时实现水的重复利用。高效节能蒸发式冷凝器高效节能蒸发式冷凝器符合国家近年重点支持和鼓励发展的高新技术领域，相对于传统的水冷凉水塔系统节能25%35%，节水10% 15%。高效节能蒸发式冷凝器可以广泛应用于啤酒、乳品、食品、化工、冶金、医药等轻工行业的低温加工、冷藏、速冻以及建筑宾馆的空气调节领域。蒸发式冷凝器相对目前市场上的风冷式和水冷式冷凝器具有节水、节能、占地面积小等优点，尤适用于对现有风冷式或水冷式冷凝器在不改变占地面积，同时要求提高制冷量的项目改造。所属领域：化工、石油、能源、环境项目成熟度：产业化应用前景：1） 目前已在工业和民用建筑中初

28、步推广应用，炼油和化工行业中各种塔顶油气的冷凝冷却、油品的冷却、压缩机级间冷却；电力、冶金、制冷等行业中的冷却水、蒸气、致冷剂及其他工艺流体的闭路循环冷却，尤其80以下介质的冷凝、冷却是与其他冷却设备相比具有难以匹敌的优点。2） 蒸发式冷凝器蒸发式冷凝器能够有效、安全、稳定地应用于化肥厂、化工厂冰机系统压缩机冷却器，煤油、化工厂的酮苯脱蜡（脱油）装置、气体分馏装置、丙烷（丁烷）脱沥青装置、烷基化装置、烷基苯装置、糠醛装置、重整装置、芳烃抽提装置、干气脱硫装置、制氢装置、汽油异构化装置、汽油醚化装置、正已烷装置、汽油柴油加氢装置、航煤加氢装置、航煤脱硫醇装置、常减压装置、催化装置以及天然气轻烃回

29、收装置和冶金行业等。3） 民用建筑中进行了一些示范工程建设，已应用机组包括：科学中心学术中心（10000m2，2500kW），沙河商贸中心（2400kW）环保技术推广所（650kW）。制冷空调暖通行业设备中可采用蒸发式冷凝器替代的冷水机组、冷却塔年产值600多亿元，并以年增长幅度超过15%的速度增长；近年来又从工业拓展到民用，如大楼中央空调系统等，需求量非常巨大，以广州市为例，全市安装中央空调的大楼在10000幢以上，每幢大楼需要的蒸发式冷凝器数量为12台，仅建筑行业的蒸发冷凝器市场容量就可达到10000-20000台知识产权及项目获奖情况：2007年1月新型高效节能节水蒸发式冷凝器通过省部级

30、鉴定，达到国际先进水。“交变曲面波纹盘管蒸发式冷凝器”获2006教育部推荐中国高校发明专利二等奖。专利1：交变曲面波纹盘管蒸发式冷凝器 授权号：02227886.9专利2：蒸发式换热器盘管表面纳米亲水涂层 申请号：200420046031.2合作方式： 技术开发、技术转让13、扭曲管换热器 项目简介：本项目应工业生产过程对节能传热设备需求量日益增长的发展机会，充分利用我们在高效节能设备研制和产业化方面的成功经验，自主研制新型扭曲管换热器，并实现扭曲管换热器制造产业化。本项目通过采用扭曲管可以使换热器传热能力增加10%20%，壳程阻力下降50%70%，将大幅度提高扭曲管换热器的节能潜力，实现节能

31、25%35%。扭曲管换热器提升了我国新型高效节能设备的整体技术水平和市场竞争力。所属领域：化工、石油、能源、资源、能源、装备项目成熟度：产业化应用前景：目前扭曲管换热器多为国外引进，价格和交货期都有问题，如果我们拥有了自主产权的技术，就可以摆脱国外制造商的限制。该项目研究工作，针对国内市场，有助于该设备的国产化，对工业生产及装备高效节能有重要作用，对全国的化工过程节能具有重要的经济和社会意义。知识产权及项目获奖情况：扭曲管发明专利获教育部发明专利二等奖.。专利名称：交变曲面波纹盘管蒸发式冷凝器 ZL 02 2 27886.9,2003.6.25合作方式：专利（实施）许可14、基于ARM系列的机

32、电控制系统的开发项目简介：数字化控制（NC）是当今机电控制技术发展的主流，是电力电子技术与运动控制学科中的一项重要技术。本项目设计了一种基于ARM7微控制器和uC/OS-实时操作系统的万能材料试验机测控系统软硬件开发方案。关键技术： 伺服控制系统需满足其控制精度的要求，因此对AD转换精度，位移监测精度上都有较高要求，同时实现控制系统的PID闭环调节控制；借助于实时操作系统来提高系统的实时性。关键技术路线：根据市场需求确定系统所需实现的功能，将功能模块化，之后根据功能结构划分硬件结构与技术难点的分析，硬件电路制作，软件编写，上机调试，再根据调试结果对硬件电路以及软件部分进行必要的改进。本系统所选

33、控制器保持了强大了外设和快速中断处理能力，处理器采用Philips公司的LPC2214（ARM7）。LPC2214是一种基于支持实时仿真和跟踪的16/32位ARM7TDMI-STM CPU的微控制器，带有256KB嵌入的高速Flash存储器和16KB的RAM。128位宽度的存储器接口和独特的加速结构使32位代码能够在最大时钟速率下运行。因此能方便的设计出高性能的控制系统，使得开发周期短，成本低，体积小。对系统而言不仅简化电路设计结构，同时使得系统具有抗干扰强，可靠性高的特点。所属领域：机电一体化、信息技术要点：系统可靠性强，硬件成本低，实时性高。伺服电机控制系统和伺服液压系统的引入，以及PID

34、闭环控制算法的应用，材料试验机控制精度有了很大的提高，保证了测试精度。将实时性操作与非实时性操作分离开，同时将实时性操作系统移植其中，提高系统的实时性与可靠性。现处于实验调试阶段。应用前景：可应用领域十分广泛，如电机控制、电子家电、设备监控、汽车电子、工业控制、网络通信设备、移动通信与多媒体、嵌入式应用。具有很大的市场应用前景。知识产权及项目获奖情况： 其核心技术部分已经申请国家发明专利，具有自主知识产权。应用案例：目前实验室主要应用于电子万能材料试验机，其微控制器选用ARM7TDMI-S，一款低功耗的32位RISC处理器，支持多种操作系统。将基于uC/OS2实时操作系统嵌入控制器以实现高精度

35、的万能材料试验机测控系统。万能材料试验机控制器驱动伺服控制器或变频控制器，控制电机运转，经精密减速器减速后，带动双螺旋丝杠，驱动横梁上下移动，从而实现对试样的加载过程，完成试样的拉伸、压缩等力学性能试验。光电编码器安装在试验机的螺旋丝杆上，丝杆转动带动光电编码器从而输出一定数量的脉冲。力传感器一端固定在夹具上，另一端固定在机座上。当夹具上有负载时，传感器弹性体上的由电阻应变片所组成的测量电桥失去平衡，从而产生一个弱小的不平衡电压输出。合作方式：希望与企业联合开发。 15、基于AVR系列的机电控制系统的开发项目简介：简易型手动卧式拉力机，控制器选用ATMEL公司研发出的增强型内置Flash的RI

36、SC(Reduced Instruction Set CPU)精简指令集高速8位AVR单片机。它可以广泛应用于计算机外部设备、工业实时控制、仪器仪表、通讯设备、家用电器等各个领域，一般分为 ATtiny系列、AT90S系列、ATmega系列，产品类型多。与其他类型单片机相比，具有指令执行速度快，在线编程技术ISP，并可对其反复擦写1万次以上等；与此同时，支持 AVR开发软件多，操作方便性价比高，在机电系统控制应用中有很广泛的前景。关键技术：I2C通信与AD转换精度，系统通过C8051F350采集力传感器的电压信号，通过其内部自带的24位AD转换模块将电压值转换为数字信号后发送给AVR控制芯片；

37、如何更好的保证AD转换的精度要求系统对力值采集的硬件电路部分有合理的设计。关键技术路线：根据市场需求确定系统所需实现的功能，将功能模块化，之后根据功能结构划分硬件结构与技术难点的分析，硬件电路制作，软件编写，上机调试，再根据调试结果对硬件电路以及软件部分进行必要的改进。本系统结构简单，开发周期短，成本低，体积小，抗干扰强，可靠性高的特点同时又能满足一定的精度要求。所属领域：机电一体化、信息技术要点：系统可靠性强，硬件成本低，结构简单。本系统采用双CUP的结构，上位机完成人机界面的交互控制，下位机完成力值的采集与高精度转换。现处于产品应用阶段（深圳一家公司生产的拉力机产品）。应用前景：可应用领域

38、十分广泛，如网络通信、电子家电、设备监控、汽车电子等。知识产权及项目获奖情况：其核心技术部分已经申请国家发明专利，具有自主知识产权。应用案例：在实验室目前主要将其应用于简易型手动卧式拉力机，其微控制器采用ATmega系列的ATmega64L，一款高性能低功耗的8位微控制器；AD采集采用的是新华龙公司的C8051F350，一款带24位AD转换模块的芯片。本控制系统现已应用于深圳一家公司生产的简易型手动我是拉力机，产品销量良好，一直受广大客户好评。合作方式：希望与企业联合开发。 16、基于dsPIC30F系列的机电控制系统的开发项目简介：快速，实时性强，可靠性高已成为现代机电控制系统的主要研究对象

39、，其主要依赖于数字控制系统的发展，因而数字化控制（NC）是当今机电控制技术发展的主流，是电力电子技术与运动控制学科中的一项重要技术，而DSP已成为这项技术的核心。dsPIC30F系列单片机为Microchip公司开发的一款集单片机（MCU）控制功能与数字信号处理器（DSP）的计算能力和数据吞吐能力于一身的16位微控制系统。其具有快速复杂和灵活的中断处理，丰富的数字和模拟外设，电源管理等功能。以伺服冲床控制系统为例。关键技术：伺服控制系统需满足其控制精度的要求，因此对AD转换精度，位移监测精度上都有较高要求，同时实现控制系统的闭环控制对误差进行补偿；借助于实时操作系统来提高系统的实时性与可靠性。

40、关键技术路线：根据市场需求确定系统所需实现的功能，将功能模块化，之后根据功能结构划分硬件结构与技术难点的分析，硬件电路制作，软件编写，上机调试，再根据调试结果对硬件电路以及软件部分进行必要的改进。本系统所选控制器保持了强大了外设和快速中断处理能力，同时融合了先进的高速数字信号处理功能，因此能方便的设计出高性能的控制系统，使得开发周期短，成本低，体积小。对系统而言不仅简化电路设计结构，同时使得系统具有抗干扰强，可靠性高的特点。所属领域：机电一体化、信息技术要点：系统可靠性强，硬件成本低，实时性高。本系统采用双CUP的结构，将实时性操作与非实时性操作分离开，同时将实时性操作系统移植其中，提高系统的

41、实时性与可靠性，实现伺服系统的闭环控制，从控制算法上实现对电机的复杂运动控制以及误差的自动补偿。现处于研发阶段（代码移植，其各分功能已在其他系统中实现）。应用前景：可应用领域十分广泛，如电机控制、网络通信、电子家电、设备监控、汽车电子等。尤其是在电机控制领域应用十分广泛，随着电机应用领域的扩大与延深，对电机控制的要求越来越高，完成电机控制的运算也越来越复杂，而本系统所选取的控制器集成的强大外围设备以及嵌入了高速数字信号处理功能能很好的完成这些任务。具有很大的市场应用前景。知识产权及项目获奖情况： 其核心技术部分已经申请国家发明专利，具有自主知识产权。应用案例：实验室目前将其应用于伺服冲床的嵌入

42、式控制系统，其微控制器采用dsPIC30F5016的芯片，高性能改进型RISC CPU,DSP引擎，强大的外设功能，正交编码器接口以及电机控制PWM模块等。本控制系统是一种全新的开放式NC系统，主要包含两部分，上位机人机界面部分与下位机实时控制部分。其中上位机（dsPIC30F5016+ uCOS-）主要是完成文件管理，人机界面，网络通信，监控与错误分析等非实时性任务，下位机在实时性操作系统的管理下，主要完成补偿运算，伺服进给控制等实时性任务。合作方式：希望与企业联合开发。 17、基于DSP系列的机电控制系统的开发项目简介：快速，实时性强，可靠性高已成为现代机电控制系统的主要研究对象，其主要依

43、赖于数字控制系统的发展，因而数字化控制（NC）是当今机电控制技术发展的主流，是电力电子技术与运动控制学科中的一项重要技术，而DSP已成为这项技术的核心。DSP芯片，也称为数字信号处理器，是一种具有特殊结构的微处理器。DSP芯片内部采用程序和数据分开的哈佛结构，具有专门的硬件乘法器，广泛采用流水线操作，提供特殊的DSP指令，可以用来快速地实现各种数字信号处理算法。TMS320系列是DSP大家族中的一个分支，其中包括：定点、浮点、多处理器DSP和定点DSP控制器。TMS320系列DSP的体系结构专为实时信号处理而设计，该系列DSP控制器将实时处理能力和控制器外设功能集于一身，具有快速复杂和灵活的中

44、断处理，丰富的数字和模拟外设，电源管理等功能，为控制系统应用提供了一个理想的解决方案，以伺服冲床控制系统为例。关键技术： 伺服控制系统满足其控制精度与实时性要求，AD转换精度的提高，实时操作系统的移植，控制算法的实现以完成对电机的复杂控制运动，位移信号采集。控制算法的设计软、硬件的设计与开发控制器的实现控制算法设计及快速原型控制器的实现(a) 传统设计方法(b) RCP设计方法传统的控制器设计方法与RCP设计方法比较本系统将借助于RCP设计理念解决控制器设计的瓶颈问题（如图a/b所示），它将控制算法设计、软硬件设计集成在一起，使设计人员在实际产品生产之前，直接可以看到仿真结果，并通过快速迭代对

45、设计进行修改以达到所要求的最佳控制效果。并且RCP设计方法具有代码的自动转换功能，设计者只需要根据所用的控制理论在MATLAB/SIMULINK环境中设计好控制模块框图，选择好编译器，就可以直接把控制模块自动的转换为可执行的源代码，移植到DSP中。因此RCP设计方法可以大大的缩短产品的开发周期，降低成本，提高生产效率。关键技术路线：根据市场需求确定系统所需实现的功能，将功能模块化，之后根据功能结构划分硬件结构与技术难点的分析，硬件电路制作，软件编写，上机调试，再根据调试结果对硬件电路以及软件部分进行必要的改进。本系统所选控制器保持了强大了外设和快速中断处理能力，同时融合了先进的高速数字信号处理

46、功能，并借助于RCP的设计理念，因此能方便的设计出高性能的控制系统，使得开发周期短，成本低，体积小。对系统而言不仅简化电路设计结构，同时使得系统具有抗干扰强，可靠性高的特点。所属领域：机电一体化、信息技术要点：系统可靠性强，硬件成本低，实时性高。将实时性操作系统移植其中，提高系统的实时性与可靠性，实现伺服系统的闭环控制，从控制算法上实现对电机的复杂运动控制以及误差的自动补偿。现处于实验调试阶段。应用前景：可应用领域十分广泛，如电机控制，网络通信，电子家电，汽车电子等。尤其是在电机控制与电机家电领域应用十分广泛，随着电机应用领域的扩大与延深，对电机控制的要求越来越高，完成电机控制的运算也越来越复

47、杂，而本系统所选取的控制器集成的强大外围设备以及嵌入了高速数字信号处理功能能很好的完成这些任务。具有很大的市场应用前景。知识产权及项目获奖情况： 其核心技术部分已经申请国家发明专利，具有自主知识产权。应用案例：目前实验室主要应用于电子万能材料实验机上，其控制芯片采用TMS320F2812，一款采用高性能静态CMOS技术，使得DSP的外围供电电压降为3.3V，内核的供电电压仅为1.9V；片内有高达128K字X16位的Flash程序存储器（EEPROM，4扇区）；高达8K字X16位单口SARAM；高速的执行速度使指令周期缩短到6.67ns(150MHz)，从而提高了控制器的实时控制能力；12位ADC转换器，其特性为：最小转换时间为80ns；CAN总线模块等。硬件结构主要包含：电源模块、人机界面、力值采集、位移采集、实时时钟、伺服控制等几部分。本系统主要包含的功能有：人机界面、信号采集、打印输出、伺服控制、实时时钟、CAN通信等。