中国科学技术大学科技成果汇编

中国科学技术大学

科技成果汇编

（2010年）

联系人：李涛

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部分成果和实验室目录

信息、计算机类成果.................................................6

基于龙芯2号的国产万亿次高性能计算机.............................6

网络传播系统与控制系统..........................................6

环境水质在线检测与智能分析系统..................................7

微观交通仿真器..................................................8

城市交叉口交通智能控制系统......................................9

视线跟踪技术及其应用...........................................10

智能虹膜身份认证系统...........................................10

图像处理研究方向...............................................12

一种新颖的集大成的便于携带的多媒体设备..........................12

新一代移动通信系统关键技术与标准................................13

自平衡两轮代步电动车...........................................13

共形广角毫米波相控阵及其关键技术................................14

全数字式无线传输温湿度监测系统.................................15

基于无线传感器网络的环境监测系统................................15

高精度高分辨地震勘探系统.......................................16

智能溅射离子泵电源控制器.......................................16

小型数控雕刻机.................................................17

高阻抗四探针测试仪.............................................17

微弱信号万用表.................................................18

10飞安超高分辨电流放大器.......................................18

10飞安超高电流分辨扫描隧道显微镜（STM）......................19

工程科学软件...................................................19

化学与材料类成果..................................................20

双极膜电渗析法生产葡萄糖酸.....................................20

水性聚氨酯技术最新进展.........................................20

扩散渗析法回收废酸.............................................22

好氧微生物颗粒的废水处理新技术.................................22

生物质热解液化制取液体燃料.....................................23

纳米二氧化钛环保产品...........................................23

草甘瞬除草剂的光化学法生产新工艺................................25

高浓度结晶有机复混（复合）肥...................................25

一种对环境重金属强固定的新材料的开发............................26

医药类成果........................................................26

科安乳膏.......................................................26

逐博体表心室复极高频波检测仪...................................27

新型骨外伤医用纳微米材料扎带...................................27

新型含中西药的壳聚糖医用敷料...................................28

静音通风隔声室.................................................29

植物转基因技术.................................................29

血液生产蛋白功能肽作为食品、饲料添加剂........错误！未定义书签。

能源类成果........................................................30

固体氧化物燃料电池.............................................30

纯电动汽车用锌空气动力电池.....................................31

新型无焰燃烧技术在煤改气及燃气工业锅炉中的研究与应用...........31

太阳能在制冷制热方面的应用.....................................32

节能照明灯技术.................................................33

公共安全类成果....................................................34

火灾监控及火险评估技术.........................................34

聚合物无卤阻燃材料.............................................34

多组分细水雾灭火技术...........................................34

清洁高效气体灭火技术...........................................35

防灾减灾智能信息与决策支持系统.................................35

地质灾害预警技术...............................................35

高安全雷管.....................................................35

SafeGo安全疏散分析软件.........................................36

移动应急通信关键技术.........................错误！未定义书签。

矿山井下定位与应急联动系统.....................................37

高机动机器人...................................................37

公共安全核辐射监测网的研制.....................................37

冲击吸能结构研究及其在动车组车体耐撞性设计中的应用.............38

非色散型红外吸收气体浓度变送监控技术............................38

新型危险化学品洗消剂及洗消设备.................................40

高功率电子束加速器辐照中心的建设................................40

国家级实验室......................................................41

国家同步辐射实验室.............................................41

合肥微尺度物质科学国家实验室...................................43

火灾科学国家重点实验室.........................................43

五大公共实验中心..................................................44

理化科学实验中心...............................................44

生命科学实验中心...............................................45

工程与材料科学实验中心.........................................46

信息科学实验中心...............................................48

中国科学技术大学超级运算中心...................................49

物理学院..........................................................50

安徽省光电子科学与技术重点实验室................................50

凝聚态物理.....................................................50

激光生物实验室.................................................51

微电子学方向...................................................51

等离子物理学...................................................51

物理电子学.....................................................52

核电子学应用...................................................53

核信息处理.....................................................53

快电子实验室...................................................54

化学与材料科学学院................................................55

安徽省生物质洁净能源重点实验室.................................55

生物无机化学实验室生物.........................................55

功能膜研究室...................................................56

谱学电化学实验室...............................................56

低维材料表面科学与催化研究组...................................56

功能高分子实验室...............................................57

涂层辐射固化实验室.............................................57

高分子材料工程实验室...........................................58

聚合物光子材料和光子学实验室...................................58

高分子电学性能实验室...........................................59

高分子合成与新材料实验室.......................................60

医用、生物组织工程材料实验室...................................60

生命科学学院......................................................61

实验仪器中心...................................................61

实验动物中心...................................................61

生物安全实验室.................................................61

生物大分子结构与功能研究部与Bio-X交叉科学研究部...............62

安徽省医药生物技术工程研究中心.................................62

安徽省分子医学重点实验室.......................................63

神经发育与损伤修复实验室.......................................63

视觉研究实验室.................................................64

免疫学研究所...................................................64

NMRLab核磁共振实验室..........................................65

分子细胞遗传学实验室...........................................65

生殖生物学实验室...............................................66

工程科学学院......................................................66

材料力学行为和设计实验室.......................................67

渗流研究室一工程科学软件研究所.................................67

应用力学研究所.................................................67

低温生物医学工程研究所.........................................68

微系统工程中心.................................................68

信息科学技术学院..................................................69

多媒体计算与通信教育部一微软重点实验室..........................69

网络传播系统与控制联合实验室...................................71

无线网络通信安徽省重点实验室...................................72

光纤实验室.....................................................73

个人通信与扩频实验室...........................................73

信号统计处理研究室.............................................74

生物医学工程研究所.............................................74

智能信息技术研究所.............................................75

集成电路与系统实验室...........................................75

科大讯飞语音联合实验室.........................................75

微波毫米波工程研究中心.........................................76

视听觉信息处理与模式识别实验室.................................76

计算机科学与技术学院..............................................77

高性能计算及其应用.............................................77

自然计算理论与方法.............................................77

可信系统软件理论与方法.........................................78

网络与安全计算.................................................78

管理学院..........................................................79

企业管理实验室.................................................79

战略管理与政策分析研究室.......................................79

工业工程与运作管理实验室.......................................80

信息与决策研究所...............................................80

科技法学研究室.................................................80

信息、计算机类成果

基于龙芯2号的国产万亿次高性能计算机

在已见公开报道的运算次数达万亿次级的国内超级计算机中，中央处理芯

片主要来自IBM、Intel或AMD等国外公司，我校采用国产高性能通用处理器芯

片“龙芯2F”和其他国产器件、设备和技术研制成功了我国首台的万亿次高性

能计算机“KD-50-I"，这是我国高性能计算机国产化的一次重要突破。

“KD-50T”万亿次计算机采用单一机柜，集成了330余颗“龙芯2F”处

理器，理论峰值计算能力达到1万亿次，整机系统结构先进，采用了高密度节点

设计技术，在高度不到4厘米的1U标准机箱内部紧密部署12个处理单元，组成

1U12P高密度节点结构。

“KD-50-I”还具有低占地（相当于一台家用冰箱）、低功耗（小于6两）、

低成本（在80万元以内）、高计算密度等特点，特别适合于高性能计算教学和科

研方面的应用。专家称，“KD-50T”万亿次机的研制成功，是高性能计算机向

个人化方向发展这一理念的首次成功尝试。

网络传播系统与控制系统

十五期间，围绕流媒体服务系统核心技术，实验室完成了国家科技部863

重大专项''高性能宽带信息网（3TNet）”、国家发改委等八部委的“中国下一代

互联网CNGI”中多个课题，以及国家自然基金等在内的十多项科研项目，科研

经费1千多万元。其中863重大专项“高性能宽带信息网”，作为国家信息领域

两项重点成果之一，参加2005年9月国家十五重大科技成就展和2006年1月全

国科技大会成果展。科研场地1260M:科研设备约800万元。

实验室三项重要成果投入实际应用，分别是：

“支持三网融合的媒体服务系统”，系统特色：提供时移电视、高清点播和

视频短信等电视增值业务；已在上海嘉定、山东青岛、海南等数字电视双向改造

中推广应用。

“多业务负载均衡系统”，系统特色：支持多种业务负载均衡；支持服务自

动切换和跨网多服务器均衡；已在上海嘉定、山东青岛、海南等数字电视双向改

造中推广应用。

“媒体内容分发服务系统”，系统特色：以P2P方式完成海量媒体内容广域

网的快速分发；支持广域网的海量内容存储服务；已在上海嘉定、山东青岛、海

南等数字电视双向改造中推广应用。

该三项成果还可应用在其他方面：视频监控平台建设、数字化手术室建设、

广电机房播控系统建设、电视广告自动检测、互联网视频聚合与检索等

环境水质在线检测与智能分析系统

本系统由多个分布式检测节点和监控中心组成，各检测节点包括水质预处

理装置和多传感器在线检测系统；能够实现环境水质的主要参数包括：pH、EC、

溶解氧、浊度、温度、流速、氯、氨氮、氟、铜和铅等的在线检测，以及COD

的速测。并能够对水质进行在线评价、扩散建模与分析、突发排污报警等。

该系统的研发涉及到环境工程、电化学分析、传感器技术、人工智能、嵌

入式系统和计算机技术等多学科的交叉。

水质检测预处理装置多传感器在线检测系统环境水质监控与分析软件

系统特点

1、水质综合评价、突发排污的报警

2、通过水质建模对污染扩散状况进行分析与预测，为环境水污染监测和保

护提供有效的工具

3、支持数据、图形等多种方式实时显示监测点水质状况

4、检测节点支持太阳能供电、无线通信模式，能够实现无人值守

5、传感器的智能自校正与补偿

适用范围

本系统适用于环保局、环境监测站、污水处理企业、自来水厂等

微观交通仿真器

随着我国城市化进程的加快，交通拥堵和过饱和日益严重。微观交通仿真器

是解决交通拥塞的有效分析工具，是智能交通系统的关键技术之一。微观交通仿

真器的研发涉及到交通流理论、交通工程学、人工智能、系统仿真、计算机图形

学等多个学科。由微观交通仿真和虚拟信号机组成，能够对交叉口渠化方案、交

通信号控制方案和交通管理措施等进行微观层次上的、符合现实情况的科学评

估，同时，也可以对城市道路改造和扩建对城市交通的影响作出分析，并能够推

广应用至城市规划方案的分析。本系统能够实现对“T”型交叉口、十字交叉口

和环形交叉口的混合交通流进行建模与仿真分析，仿真范围可以超过100个以上

交叉口形成的区域，仿真形式包括2D/3D两种模式，能够提供各种重要的交通流

参数包括排队长度、平均延误、车头时距、道路占有率、平均速度、平均停车次

数和服务水平等，可以进行交通控制方案的自动比对。本系统以国家863引导项

目为基础，具有完全的自主知识产权，其推广应用具有重要的社会效益和市场前

景。

系统特点和性能参数

1、实现各种形式交叉口混合交通流的仿真

2、与真实信号机一致的虚拟信号机

3、开放的交通信号方案接口，可以对自适应、绿波带、区域协调控制方案

进行仿真分析

4、支持在线仿真模式

5、实现对各种交通场景的建模

6、仿真范围2100个交叉口

7、仿真精度95%

城市交叉口交通智能控制系统

城市交叉口是造成交通拥堵的瓶颈，交叉口交通信号智能控制能够有效提高

交通通行能力、降低平均延误、减少汽车尾气排放造成的城市污染。本系统由交

通信号控制机和上位监控软件组成，交通信号控制机采用嵌入式技术研发，符合

公安部制定的集中协调式信号机标准，具有32相位和96灯组，采用触摸屏的用

户输入模式，满足交通信号机的网络化、智能化和可靠性的要求。监控软件集信

号机、控制软件、优化和在线仿真与一体，能够实现交通信号的在线评价与优化

控制，基于XML的信号机通信协议支持不同厂家生产的信号机的通信，实现点、

线和区域交通信号的控制。

系统特点

1、基于ARM和CPLD的嵌入式交通信号智能控制机

2、两级绿冲突检测，提高了系统的可靠性

3、摸屏的用户输入模式

4、基于XML的信号机通信协议

5、实现自适应、双向绿波、区域协调等智能信号控制

6、监控软件的交通控制方案优化与在线仿真

适用范围

本系统适用于公安交警部门

视线跟踪技术及其应用

视线跟踪是指通过检测人眼瞳孔位置，实时计算出人眼在屏幕上凝视点的位

置，由此实现基于视线的人机交互与设备控制。

由于视线具有自然性、快速性和方便性的特点，视线跟踪作为一种新的人机

交互方式得到迅速的发展。

视线跟踪的应用

1、人机交互（鼠标能做的事情，通过视线跟踪也都能做，而视线跟踪具有更加

自然、快捷的优点。）

人机交互总是依赖手对键盘和鼠标进行操作，视线跟踪则摆脱了对手的依

赖。因此，在一些不能用手的场合，基于视线跟踪的人机交互就是一种很好的替

代方法。

斯坦福大学的研究小组尝试利用视线跟踪技术实现自动取款机上的密码输

入，这比用手输入要安全得多。

2、广告与市场分析

利用视线跟踪技术，可以记录分析用户阅读网站时视线的集中位置，为网站

结构策划上给出更多的参考。如图所示，红色是用户注视最多的区域，黄色区

域用户的关注较少一些，兰色区域用户的关注最少。

在商场里，通过记录顾客视线轨迹，可以知道顾客对什么样的商品感兴趣，

从而实现市场调查。

3、人的视觉行为分析

眼睛是心灵的窗户。通过分析视线的变化，可以分析人的心理状况，从而为

医疗提供帮助。

通过记录训练过程中运动员视线的变化，可以分析是否注意力集中，某个动

作是否符合要求。

4、残疾人辅助

轮椅由电脑控制，人通过凝视前方显示器中的菜单发出命令，使轮椅完成前

后移动、转弯等操作。

5、在军事领域的应用

飞行员培训I，通过记录训练过程中驾驶员的视线轨迹，分析驾驶员在不同情

况下的反映，及其的心理状态，为设计训练方案提供帮助。战斗机辅助操作等

智能虹膜身份认证系统

中国科学技术大学智能信息处理实验室的虹膜识别技术：中国科学技术大学

智能信息处理实验室经过多年的研究，相继研发成功了第一、二和第三代“智能

虹膜识别系统”。

•基于第一代智能虹膜识别的身份鉴别原型系统（KD-1.0）,通过了安徽省

科技厅的鉴定，并获得了2004年的安徽省科技进步三等奖。

•第二代智能虹膜识别系统样机曾在深圳召开的2006年高新技术交易会

上展览，获得广泛好评。

•实验室的虹膜识别算法参加了第一届（2004年）全国生物特征识别竞赛

虹膜组的竞赛，取得了第一名的成绩。

•改进后的算法又参加了第二届（2005年）全国生物特征识别竞赛虹膜组

的竞赛，取得了第二名的成绩。

系统特色.（概要性特点）

•采集友好性高：采血自动聚焦技术，提高虹膜图像的质量

•国际先进的识别算法：满足各种复杂条件下的使用要求

•虹膜识别迅速快捷：1.5秒完成从采集到识别的整个过程

•具有完全自主知识产权：已申请3项国家发明专利

第二和第三代智能虹膜识别系统样机如图2.1所示，它由采集部分和识别服

务器组成。

采集部分的特点.（具体特点）

■采用主动近&外光源来血亮用户的虹膜，这样使得虹膜采集不受外界光照

变化的影响。采集虹膜图像就像照像一样；

■操作非常方便：在摄像头前安装有半透半反镜（对于用户来说就像一面普

通的镜子），用户采集虹膜图像时，只需要从半透半反镜中看到自己的一

只眼睛，就表明已经对准。这样就降低了虹膜采集的对准难度；

■采集是非接触的，使用具有自动聚焦和自动调焦功能的摄像头来采集虹膜

图像，用户只要大致确定自己的眼睛离半透半反镜的距离在6cm到32cm

之间，就能采集到清晰的虹膜图像。而传统的虹膜采集装置需要用户前后

移动头部，来使眼睛位于摄像头的成像平面内；

■整个采集过程在1.2秒之内即可完成，这样就确保了用户使用的快速性；

■采集装置非常小巧，系统的样机尺寸为83mmX87mmX125mm,如果开发

成最终面向用户的产品，尺寸还可以大大缩小。

识别服务器的特点：

■采用快速图像清晰度判断算法，控制采集过程中的自动调焦和自动聚焦摄

像头，确保虹膜图像的清晰度以及采集过程的快速性；

■采用鲁棒性很高的虹膜定位算法，保证虹膜定位的准确性（高的虹膜定位

准确性是虹膜识别率高的前提）。

■采用高识别率的虹膜特征提取和匹配算法，确保整个智能虹膜识别系统的

识别等错误率（误识率和误拒率相交的点）小于0.设。与国际上先进的

虹膜识别算法进行对比实验，结果显示我们算法的识别性能不差于甚至更

好于这些算法。

■整个虹膜识别算法的速度小于0.3秒，单次虹膜匹配的速度更是少于

0.001秒，完全满足实时要求。

对于智能虹膜识别系统，我们具有完全的自主知识产权，已申请了3项国家

发明专利，其中1项已获授权。

智能虹膜识别系统的应用：

电子商务的应用、计算机和网络系统的安全登陆、出入控制，门禁系统、考

试身份验证系统、虹膜识别或其他生物特征ATM机、生物特征识别通关系统、社

保管理系统、常住户口，外来人口管理系统、大型保险柜生物特征识别系统。

图像处理研究方向

1.遥感图像压缩

超光谱一般有上百个波段，数据海量，这是目前影响超光谱遥感图像应用的

主要瓶颈，研究多种基于预测和变换的压缩方法，开发算法验证平台。

2.遥感图像目标识别

针对遥感图像中多种目标，研究识别算法，如桥梁识别，云量估计。

3.图像质量评价

通过计算多种指标，对图像质量进行自动评估。图像质量评价技术虽然不直

接产生图像处理的结果，但它在整个图像处理系统起到一个标尺作用，对图像获

取设备的设计，图像传输标准的制定，以及图像处理算法中参数的设置与调整都

起到重要的指导作用。

数字图象修复技术可以代替专业图象修复师实现对图象修复的数字自动化，

例如图象中的文字或物体的去除、计算机视觉中的去遮挡、高清晰的数字图象缩

放、基于边缘的图象编码与图象压缩等等。

一种新颖的集大成的便于携带的多媒体设备

为适应教学及学术交流和商务演示等场合对轻便多媒体设备的需求，比如

进行商务演示，需要有计算机，功放，音箱，还需要投影机，这些设备在使用前

都需要连接各种线缆，给使用者带来麻烦；同时各种设备的搬运也需人力。我们

开发的这种“便携式多媒体一体机”，它集电脑，音响，和投影仪于一体，具有

体积小，重量轻，方便携带，功能齐全，操作简便，可以说它就是一台移动式的

多媒体讲堂。由于该成果具有上述的优点，市场前景极好。主要针对大中小学校,

学术机构，研究院所，公检法机关，以及宾馆，工商企业等均为潜在市场。

新一代移动通信系统关键技术与标准

国际电信联盟已确定4G（第四代移动通信系统）技术征集时间表，计划于

2008年2月开始征集，2008年10月结束征集，2009年完成技术评估，2011年

完成整体技术规范。国家中长期发展规划将新一代宽带无线通信系统列为16个

重大专项之一。国家863计划正在酝酿在重大专项之前先期启动相关的重点项

目。科大是主要的建议单位。科大在“九五”、“十五”期间都是3G、4G研发的

总体单位。

目标出口：面向未来国际标准和产业应用，启动院知识创新工程的方向性项

目，在4G研究上占得先机。以国家重大科技专项为契机，改变和提升科学院在

宽带无线通信领域的地位与作用。为介入国家863计划重点项目和宽带无线重大

专项做好铺垫和准备。

成果形式和指标：无线传输关键技术验证系统移动环境下传输速率

200Mbps频谱利用率5bit/s/Hz,系统仿真分布式与接力组网技术MIM0切换技术。

自平衡两轮代步电动车

自平衡电动代步车是一种两轮式左右并行布置结构的具有自平衡系统的电

动车。利用倒立摆控制原理，使车体始终保持平衡。在车体内嵌入式CPU的控制

下，采集平衡传感器以及速度、加速度传感器的数据，通过建立的系统数学模型

和控制算法，计算输出PWM信号，自动控制两个伺服电机的转矩，使车体持平衡

并能够根据人体重心的偏移，自动前进、后退及转弯。

和传统的电动代步车比较具有以下优点：

1、车辆的转弯半径为零，可以在小空间范围灵活运动；

2、无刹车系统，由CPU自动给出正反转力矩，从而达到快速稳定的刹车效

果；控制极其方便，前进后退自如。

3、可应用于对于步行街、广场、游乐场和大型会场等场合，汽车无法通行，

步行又很不便。

整车质量约为30公斤。在正常工作时，人员经10分钟左右训练后可以驾驶

其任意行走。身体前倾时车子自动加速，后倾时自动减速。通过控制手柄，可原

地转弯任意角度。时速可达10公里每小时。连续行驶里程约30公里。

使用时，打开电源总开关，系统启动，CPU开始工作。当车体平衡静止时;

左右驱动轮力矩输入为零。需要前进时，驾驶者向前倾斜，水平仪传感器或角度

传感器得到整车倾斜角度信号送入CPU,CPU根据此信号并综合左右车轮转速传感

器及加速度传感器的信号算出所需力矩，控制车轮转动前进并始终保持车体平

衡。倾角越大，加速越快。倾角达到某一数值后，加速停止，整车匀速前进。当

需要减速、刹车或后退时，驾驶者向后倾斜，CPU同样可以根据各传感器的信号

综合计算出所需反力矩的大小，控制车轮产生合适的反力矩，使整车减速、刹车

或后退。需要转弯时，驾驶者通过按下转向控制按钮给出一个信号，CPU根据信

号特征并综合其它传感器信号计算得出左右轮需要的不同力矩大小，利用左右轮

的转速差，可以控制车体转动到所需角度。由于使用了三维动力学的倒立摆控制

原理，在前进、后退或刹车以及转弯等各种运行状态下，整车能始终保持平衡稳

定的状态。

自平衡电动代步车税前成本初步核算约为3400—4100,按销售价8,200元

（1,000美元），远低于美国同类产品。由于其自主的知识产权及高科技含量使

得产品的唯一性和专有性得到法律的保护。该产品目前的使用场所仅限于大型广

场、游乐场、车间、以及邮政投递，大范围广场的执勤等特殊场合以及境外消费

水平相对较高国家的代步工具。市场前景极为广阔。

共形广角毫米波相控阵及其关键技术

1.X/L波段宽波束微带天线

完成X/L波段宽波束微带天线研究。图1给出了X波段宽波束微带天线实物图

和实测结果。该微带天线实测E面和H面波束宽度分别为130°和160°,远远宽于普

通微带天线。

2.X/ku波段混合左右手串联馈电网络

完成了X波段混合左右手串联馈电网络研究，该网络可以在10%带宽范围内

实现相位和幅度的一致性分布。图2为X波段串联馈电网络以及实测结果。

3.X/Ku波段混合左右手高功率移相器

课题组进行X/Ku波段混合左右手高功率移相器研究，并获得初步结果。图3

为高功率移相器样品和实测结果。图4和图5为4位数字式混合左右手高功率移相

器和"一控多"4位移相器实物。

专利：

1.朱旗等，发明专利：宽带宽波束微带天线单元，申请日期：2005.12.21,

申请号:200510123192.6,公开号：CN1983718

2.朱旗等，发明专利：左手微带传输线以及基于该传输线构成的时间延时线，

申请日期：2006.6.17,申请号：200610088017.2,公开号：CN1874056

3.朱旗等，发明专利：利用左右手混合传输线结构的宽带/超宽带微带滤波器,

专利号：ZL200710022597X

4.朱旗等，发明专利：基于平面型左手传输线的微波移相器，申请日期：2007.11.

28,申请号：200710190469.6

5.朱旗等，实用新型：基于平面型左手传输线的微波移相器，申请日期：2007.11.

28,申请号：200720041667.1

全数字式无线传输温湿度监测系统

一、特性

（1）采用国际最先进的数字式温度、湿度一体化传感器和单片无线收发一

体芯片；

（2）选用433MHz国际通用的数传频段，无需申领使用许可证；

（3）发射功率低、接收灵敏度高、通信距离远；

（4）FSK调制，抗干扰能力强；

（5）低电压供电、内置环形天线、功耗低、传输速率高；

（6）传感器安装无任何限制且无须布线。

二、技术指标

（1）测量相对湿度范围：0-100%；

（2）测量温度范围：―40〜+120℃；

（3）测量精度：±2%RH（湿度）、±0.5℃（温度）；

（4）分辨率：±0.1%RH（湿度）、±0.1℃（温度）；

（5）响应时间：4s（湿度）、10s（温度）；

三、应用领域

农业温室大棚、气象、环保、档案馆、博物馆、军械弹药库、卷烟厂的发酵

库、醇化库、成品库、储丝房，生化医药、食品餐饮、电子、超市、仓储等。

基于无线传感器网络的环境监测系统

在国家发改委下一代互联网示范工程项目和国家863计划的支持下，成功研

制基于IPv6无线传感器网络的环境监测系统，建立了一个稳定可靠的、针对流

域全方位的，包括水情、生态水环境和精准农业等的监测平台框架，实现了可在

Cernet2上对淮河的水情、水质和节水灌溉进行远程监控。

高精度高分辨地震勘探系统

运用地震波的地层反射原理，对深层地质精细结构进行分析，获取复杂地

表条件下复杂构造的高精度成像。

研究目标：探索万道以上乃至百万量级地震仪器的系统架构及其关键技术。

涉及领域：

高精度（24bit）低噪声（＜L6uV）数字化技术

高可靠、低功耗嵌入式控制系统

低功耗、大距离范围数据传输

大数据量地震信号的存储与处理

广域范围内的同步采集技术

系统特点：

24bit120dB大动态范围数据采集

前端仪器噪声＜L6uV

信号总谐波畸变＜0.0005%

单道功耗＜450mW

大线实时带道能力＞1000道@lms采样

仪器实时带道能力＞10000道@lms采样

大线数传速度40Mbps@220米双绞线

智能溅射离子泵电源控制器

溅射离子泵（Sputter-ionpump）由于其清洁无油、对多种气体的抽气能力、

以及不怕震动和易于维护，是目前超高真空获得系统中使用最广泛的一种真空

泵，广泛应用于分析仪器、材料研究、加速器、光束线、储存环、空间环境模拟、

镀膜技术以及其它要求无污染的环境。溅射离子泵的工作原理是利用电磁场的作

用产生潘宁放电，使气体分子电离，利用电离产生的离子轰击并溅射阴极板（钛

板），使电离了的气体分子收附于其中或利用溅射的吸气剂膜层（钛膜）来抽气。

几十年的溅射离子泵的发展过程中，近十年来国外变化最大的是离子泵电源

控制器，主要表现在采用高频开关电源代替50Hz功频电源，以及电源的智能化

和数字化。

本产品按目前国际行业标准提供了一种基于开关电源方式的智能溅射离子

泵电源控制器（国家专利：00112595.8、00240529.6）,全面使用开关电源替代

过去的功频电源，重量轻、体积小、输入电压范围宽、高效节能。

主要特点：体积小、重量轻、智能化，使用界面友好；RS232微机通讯接口，

便于联网控制；输入电压范围宽，开关电源，高效节能；电磁兼容性及安全防护

符合国际标准。

小型数控雕刻机

小型数控雕刻机，采用PC机直接进行数字控制，能进行高精度的三维自由

曲面雕刻。雕刻机与PC机通过USB接口连接，无需专用的数控系统，操作简便、

界面友好、具有良好的开放性。整个系统体积小、结构简单、很容易根据客户需

求增加各种固定加工模式等功能定制。市场前景广阔。系统生产成本低、所需投

资小。

市场状况及市场预测：适用于印制电路板雕刻、三维文字图形雕刻、小型精

密模具加工、工艺品制作、CAM数控系统教学、科普等多种应用场合。目前国家

强调培养学生的实践动手能力，鼓励创新，其中每年在大学生中开展机器人大赛、

电路制作大赛等活动，学校对这类能制作小机械零件、快速雕刻电路板的装置需

求较大。数控系统教学，尤其是G代码程也有一定的空间。

本系统经过改造，还可利用缝纫机在衣物、台布、毛巾上绣汉字、图形，用

于服装销售、餐饮、洗浴等高档化的服务行业。

效益分析：每台产品机械加工费约3600元，电路部分400元，软件成本（一

般文字雕刻机）100元、电路板雕刻1万元。每台电路板雕刻产品销售5万元（台

湾产类似产品12万）；一般文字图形雕刻机2万。

高阻抗四探针测试仪

半导体材料和器件研究方面，都需要对半导体的表面方块电阻进行测量。目

前主要采用四探针测试仪测量半导体材料的方块电阻，但是，我们了解到，目前

国内科研院所使用的四探针测试仪都是老式的用于硅单晶测量的，对于新兴的宽

禁带半导体材料的电阻率测量无能为力，而由于国外的相关仪器产品价格昂贵，

使得许多从事宽禁带半导体材料和器件研究的课题组没办法测出他们的需要的

参数。

经过两年夜以继日的努力，我们设计研发了高阻抗四探针测试仪，不但价格

低廉，而且性能又能满足国内目前的科研需求，填补了我国的空白，具有很好的

市场前景。

项目产品达到的主要技术与性能指标：

我们设计的高阻抗四探针探测仪，电阻率测量范围10,〜lO'Q-cm,方块电

阻测量范围内置恒流源电流量程范围InA〜100mA,内置电压

测量单元量程范围10mV〜10V,输入阻抗大于测量精度4位半。

微弱信号万用表

国际上第一台真正意义上的微弱信号万用表：低成本、便携式多功能掌上微

弱信号万用表，基本功能包括:（1）测〉10T万m高阻（2）测＜10fA噪音（3）测

＜10fA弱电流（可加偏压）（4）测纳伏以下弱电压（5）测＜O.lpF弱电容（6）提

供10fA弱电流源（7）测温度（8）测高阻的RC常数（9）测量运放的性能。

10飞安超高分辨电流放大器

利用我们纳米效应与器件实验室的专利技术研制成功国际上第一台低成本

飞安级分辨率的电流放大器。抛弃了当前技术中常用的防护环（GuardRing）技

术，制成我们自主研制的无环电流放大器，使得无论是成本还是操作难度都大大

降低。测量时可根据需要对待测器件施加偏压来产生微弱电流。10飞安的超高

电流分辨也能满足大多数半导体工业、显微镜领域、电化学测量、通迅、光电子

测量等的应用需求。

10飞安超高电流分辨扫描隧道显微镜（STM）

利用我们纳米效应与器件实验室的多项专利技术研制成功国际上第一台10

飞安电流分辨率的扫描隧道显微镜（STM）。该显微镜同时也是国际上第一台全低

压（＜15V）STMo其不仅电流分辨率高，且噪音极低，大气条件下原子分辨率成

像的质量远高于国际上同类产品。该显微镜不仅操作简单、稳定，且温漂低、成

本低、体积小易于极端条件化。

一般STM的使用寿命或淘汰时间为5年。国内对STM的需求量随纳米科技的

发展而逐年增加得非常快。国内近年对STM购买的总金额粗估约为每年三千万元

以上，且多数为从欧洲进口。而本成果具有成为国际STM标准设计的潜力，有望

能逐渐取代现有大部分进口或国产STM而成为未来市场的主流产品。

工程科学软件

中国科大工程科学软件研究所，十多年来先后为中国石油部门、美国

Maurer石油公司及交通部门等开发过一系列石油工程软件及桥梁监测仿真软件。

主要有：试井软件、射孔优化软件、钻井系列软件、多层砾石充填完井压力评价

软件、数字化大桥等，这些软件中有的曾荣获中国科学院科技进步一等奖、国家

科技进步三等奖、石油部科技进步一等奖等，安徽省科技进步一等奖，其中DKS2.0

现代试井软件在国内外各大油田被广泛使用，钻井系列在29个国家的石油公司被

广泛使用，数字化大桥软件在许多桥梁上使用。

主要软件成果及软件

1.WTES3.0试油综合评价软件对欠平衡、空气及雾化钻井的各种

■DKS2.0现代试井软件升级版动力学问题进行计算

■包括各类渗流力学方程解9万余■井壁及地层温度预测

种4.数字化大桥软件

■可对各种常规及复杂条件的压力■硬件采集及数据处理

进行解析分析■结构有限元计算

2.射孔优化及砾石充填完井评价软件■计算仿真及实时监测青藏铁路运彳

■采用不稳定渗流方程研究射孔参■桥梁监测及计算大型数据库5

数对产能的影响■桥梁养管的决策支持

■射孔经济评价及射孔设计

■多层砾石充填井底污染评价

■砾石充填区、射孔区、地层径向流

TES3.0试油综合评价软件

区压力分布

■分层产量计算等

3.钻井系列软件

■为美国Maurer石油公司开发，可

化学与材料类成果

双极膜电渗析法生产葡萄糖酸

在葡萄糖酸内酯规模化应用中采用三隔室双极膜电渗析实现了葡萄糖酸钠

的转化，有机酸盐的转化率达到95.6%o该研究项目已经通过江西省科学技术厅

鉴定（鉴字［2007］第232号）。达到产业化的技术水平。

项目属于有机酸生产领域，可以用于柠檬酸、乳酸等、醋酸、氨基酸、抗坏

血酸、异抗坏血酸等有机酸的生产。主要是采用双极膜电渗析实现葡萄糖酸钠向

葡萄糖酸的转化和NaOH的循环利用。与传统的工艺相比，该法可以替代90%以

上的离交操作，在实现有机酸盐转化的同时大幅度削减离子交换树脂再生负荷及

其再生过程中的酸消耗和盐污染。能够有效降低葡萄糖酸产品中的残糖含量，因

此可以直接以葡萄糖酸钠为原料进行生产，取消葡萄糖酸钠精制这一耗煤耗电的

程序，这样不仅可以简化工艺而且可以有效减少三废的排放。拟定葡萄糖酸生产

能力1000吨/年，采用双极膜电渗析替代90%的离子交换，那么在酸化阶段每年

节省硫酸220吨，少排放硫酸钠约325吨；副产品NaOH约180吨；节约葡萄糖

酸钠精制过程标煤约至少160吨，少排放废气约200万m3,废渣约30吨。

水性聚氨酯技术最新进展

一、水性聚氨酯树脂的应用

1、织物涂层整理，涂层的柔软和弹性，耐水压和高透湿透气性

2、皮革涂饰剂，满足市场需求：高档光亮剂、漆皮用光亮剂、防尘耐污型皮革

涂饰剂、抗粘连性。解决方案如下：

■相容性好的多元醇光亮剂的透过性；

■氟改性水性聚氨酯耐污性及抗粘连性;

■硅改性水性聚氨酯耐水性和抗粘连性;

■MDI系水性聚氨酯降低成本；

■H12MDI系聚氨酯抗粘连性

3、胶粘剂，提高水性聚氨酯的结晶；在水性聚氨酯分子链段中引入的极性基团;

水性聚氨酯固化剂WDI。

4、涂料，木器涂料；建筑涂料；纸张上光

木器涂料存在的问题

耐撕折起、耐水性、耐醇性、封闭性、抗粘连性

纸张和建筑涂料

■用作纸张上光的水性聚氨酯树脂要求高的硬度、光泽度和较高的固含。这

些指标可通过采用聚酯型聚氨酯和后扩链工艺来解决。

■建筑涂料用水性聚氨酯树脂采用聚酸型，IPDI和HDI系，对附着力、耐

候性以及柔韧性都有较高的要求，不过这些要求比较容易解决，存在的主

要问题是制作树脂的成本较高。

5、鞋化用树脂

鞋化材料使用的水性聚氨酯树脂主要用作表面光亮剂和填充剂；目前市场的

要求是涂层清透和黑亮，这就要求树脂透光性好。

解决方案

■光亮剂，采用IPDI和相容性好的多元醇解决透过性的问题；

■填充树脂，采用TDI系水性聚氨酯树脂以降低成本。

6、人造革树脂

在人造革上使用时主要采用喷涂或滚涂面层加工工艺，可直接涂布，也可转

移法施工；用在服装革上可获得比溶剂型更优良的手感。

存在的问题：很软的水性聚氨酯树脂时成膜会发粘；硬的水性聚氨酯树脂，耐

折性差；耐水解性差；成本。

解决方案

■采用PBA、PTMG提高分子链段的规整性，提高低温耐折性和耐水解性；

■MDI系水性聚氨酯解决成本和软粘的问题；

■采用后扩链工艺提高分子量。

7、水性聚氨酯油墨用树脂

■印花涂料•，要求：高弹不粘，耐水性好。

■鞋底，要求：硬度高，在不同基材附着力优异。

8、PVC手套用水性聚氨酯树脂

要求：优异的抗粘连性和柔韧性

■提高树脂的润湿性，手套在浸涂时涂层量高；

■采用后扩链工艺，树脂分子量高，柔韧性好；

■硅改性水性聚氨酯，提高抗粘连性。

9、水性聚氨酯塑胶用树脂

要求：对于PE、PP、PVC、ABS等基材有着优异的附着力。

■溶剂型塑胶涂料主要是采用极性溶剂溶解塑料表面，提高附着力；

■聚氨酯侧基引入极性基团氟基，其强极性基团，其吸电子作用仅次于硝基,

睛的分子极性较大，分子间引力很大。在聚氨酯中引入鼠基，能提高其粘

结力，对不同基材有着优异的附着力。

二、水性聚氨酯工艺

■无溶剂法制备水性丙烯酸酯/聚氨酯树脂

■MDI系水性聚氨酯树脂：MDI的高反应活性；硬段结晶；MDI的保存。

■HDI系水性聚氨酯树脂：HDI的低反应活性；硬段结晶；HDI的自聚反应。

结论

■提高附着力、抗粘连性、初粘力是水性聚氨酯拓展应用领域的研究方向；

■MDI系水性聚氨酯具备产业化的条件；

■无溶剂法制备水性丙烯酸酯/聚氨酯工艺已经具备产业化条件，其优点是

成本低；

■新的应用领域将会出现。

扩散渗析法回收废酸

本产品膜及其装备主要用于酸与金属盐类混合液的分离、提纯，是涉及废

酸领域中的良好选择，它具有操作简便、节省能源和资源、无二次污染等优点，

回收的酸可循环使用，分离酸后的残液可回收有价金属。可广泛用