清华项目
三维磁强计
磁粉探伤的一个重要方面是确定磁化方式和磁化场强度,目前的测量仪器只能给出一维的测量结果,而磁化场是个空间矢量场,这就造成科研和工程实际工作的困难;在电力行业、变压器厂等单位,有时也需要测量电力系统部件附件的磁场并确定磁场泄露情况。为此,清华大学通过对微弱磁场的多年研究,研制了三维磁强计,该仪器既可实现对三维矢量合成磁场的测量,也可以实现三个正交方向磁场的单独测量。该测量计使用数字直观显示测量结果,可以和微机通过内置通讯、便于储存测量结果,同时小巧的探头可方便地实现点测量。
通过探测磁场的变化,本技术还可以用于裂纹检测仪上。本裂纹检测仪可探测出机件、螺纹等金属表面存在着的对安全生产有重大影响的裂纹。本裂纹检测仪可进行不接触式测量,在测量中可不停工;也可测量不规则、不清洁的机件表面。可方便全面的对大型机件进行检测。
裂纹检测仪样机
螺旋藻藻胆蛋白饮料的制备技术
螺旋藻是一种多细胞丝状蓝藻,内含一种其它生物所没有的特殊色素蛋白—藻胆蛋白,其含量约占藻体干重的10-24.8%。藻胆蛋白可以提高人体免疫机能、增强造血功能,还可用于肿瘤、贫血等疾病的辅助治疗。由于螺旋藻的销售和宣传,人们对螺旋藻的营养保健功能已逐渐了解、认同和相信。利用螺旋藻等生产单细胞蛋白还被国家科委列入我国
“八五”科技攻关计划。
但是迄今为止,国内仅有一种螺旋藻藻粉和胶囊的生产技术及其产品,由于螺旋藻生产技术难以被独家垄断,由此造成生产厂家众多,市场竞争激烈。同时,由于螺旋藻藻胆蛋白的提取工艺复杂,提取的成本相对较高,藻胆蛋白溶液的稳定性很低,目前国内外市场还没有螺旋藻藻胆蛋白饮料这种产品或商品。
清华大学将简化的低温自溶与增溶的藻胆蛋白提取技术与藻胆蛋白饮用前及时溶解技术(即饮即溶技术)结合起来,首创一种全新的螺旋藻藻胆蛋白饮料。我们提供的螺旋藻藻胆蛋白饮料的制备技术已经获得中国发明专利证书。
水质净化生态工程技术
水质净化生态工程技术是清华大学在原有人工湿地工艺基础之上改进和开发的一种新型生态工程技术。本技术具有高效的除磷脱氮特点,并且处理过后的污水满足废水回用标准。本技术的核心为:系统内部的填充介质采用特殊配制的填料,具有良好的通气透水性能,为微生物提供良好的生存条件,利用大量的土壤微生物
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实现对有机物质的高效去除;选取了适宜的水生植物,并改进植物种植方式,有利于污水中氮、磷的去除;通过复合填料的优良吸附作用以及化学沉淀反应、土壤微生物同化作用和地表植物的吸收作用实现对磷的高效去除。
该技术适用于城市生活污水的处理,特别涉及氮、磷处理要求高,污水处理后需要回用的场合。也适用于城镇、乡区、休假村、疗养院等分散居住地区的生活污水处理。除了满足污水处理的需要外,通过合理设计使其还可具有生态、景观作用。
该技术在欧洲、日本、美国等发达国家已得到应用。在我国,清华大学已经在高效填充介质的开发、植物选取和种植优化方面、系统内微生物调控、水力学特征、布水集水方式、操作条件和运行管理方面做了大量的研究和开发工作,技术已经十分成熟。
医用雾化给药微喷
这是一种微小型非注射给药装置-医用雾化给药微喷。该装置基于喷墨打印的工作原理,采用硅微刻蚀工艺,利用压电驱动方式实现药物的雾化给药。该微型喷由压电换能器和喷孔面两部分组成,其中压电换能器是由圆形压电陶瓷片与单晶硅材料的弹性腔膜构成,喷孔面则由在单晶硅片上刻蚀有600-2000个直径大小一致的微喷孔阵列构成。
微喷给药的方法可使药物直接进入靶器官,起效快,给药量低,降低药物毒、副作用;雾化给药时与给药部位无直接的机械摩擦,减少了对皮肤损伤、部位的刺激,免除了因注射给病人带来躯体的痛苦和过敏反应。该微喷产生的雾粒直径和速度的分布集中;结构简单,体积小,封装后携带方便,容易实现给药的精确控制;无噪音,给患者良好的治疗和休息环境。
该微喷主要应用于抗哮喘药物、改善肺循环药物和抗生素等药的雾化给药治疗。采用不同的微喷头,微喷也可用于糖尿病、哮喘等病症的治疗,还可以用于咽、鼻和眼等部位疾病的治疗。与计算机控制系统结合后该微喷也可用于雾化空气清新剂,以改善室内空气质量状况。
微喷结构原理图
新型大型龙门式五轴联动混联机床
新型大型龙门式五轴混联机床(XNZD2415)结构形式结合串联结构与并联结构的优点,采用双柱龙门移动式工作台;用直线驱动实现虚拟空间坐标位置,结构简单,多自由度运动,有更高的柔性和工艺集成度;采用高精度控制算法,应用数控后置处理系统,将标准刀位文件转换标准加工代码;采用两组平行四边形机构,刚度高,在作业空间内完成任意位置加工,具有硬件简单、软件复杂、五轴联动、造价低等特点,能够达到国际同类产品的技术性能指标,是体现制造业发展方向的新一代加工装备。
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新型大型龙门式五轴混联机床XNZD2415机床将直接用于哈尔滨电机厂有限责任公司的三峡混流式水轮机叶片加工,并将推广应用到其他螺旋桨和叶片加工,如加工飞机螺旋桨、大型叶片等大型复杂曲面。目前,国外在大型五轴联动数控机床上对中国实行技术封锁,我国每年需要花大量外汇从国外进口此类装备,新型大型龙门式五轴混联机床XNZD2415机床的研制成功将提升我国对大型复杂曲面零件的加工能力,提升我国先进制造装备水平。
大型火电机组性能与振动远程在线监测与诊断网络系统
如何保证大型火电机组安全可靠与经济运行是当前电力行业十分迫切的问题,“大型火电机组性能与振动远程在线监测与诊断网络系统”为火电机组安全与经济运行提供了一个全面的解决方案。它主要是把电厂现有DCS系统中的全部数据和机组振动波形数据实时采集到一个现场数据中心中,在现场进行在线实时监测分析和初步诊断。然后再通过电话网或其它手段把数据传送到远程的运行分析诊断中心,利用中心中所开发的多种方法和软件系统实现机组的远程状态监测、性能分析、故障诊断、寿命管理和操作指导等。
清华大学的大型火电机组性能与振动远程在线监测与诊断网络系统技术于1997年4月通过电力部组织的专家鉴定,并获1997年度电力部科技进步一等奖和1998年度国家科技进步二等奖。本系统可用于200MW以上大型火电机组,并已在山东电力科学研究院诊断中心的多台300MW和600MW机组中得到实际应用。
难选金矿和氰化尾渣提金及其综合利用技术
传统的提金方法为氰化法,每年产生大量的黄金冶炼氰化尾渣,而且随着金矿开采程度的加深,难选金矿的产量越来越大。为了提高金的提取率和降低黄金冶炼氰化尾渣对环境污染,利用催化氧化法处理难选金矿和氰化尾渣,可将这些矿物中中包裹金的硫化物、砷化物催化氧化掉,增加金与浸出剂的接触机会,从而可提高金的回收率。同时还可综合回收银、铜、铅等有价元素,并可利用其中大量的铁,生产超细透明的铁系颜料等。
难选金矿和黄金冶炼氰化尾渣经过催化氧化后的尾渣仅占原矿的大约20%(由原矿的性质决定),金、银、铜、铁等元素的提取率达到99%以上,故此法不但解决了含硫化铁或砷较多的金精矿回收率较低的难题,还最大限度地回收利用了其中的有价元素,并且解决了黄金冶炼行业尾渣堆放带来的环境污染问题-包括硫铁矿自燃、铅、砷和氰化物对土壤的污染,具有明显的社会效益。该技术在国内外还未见报道,经过金涌院士主持的项目评估认为该项目达到国际先进水平。目前技术已经进行了小试和中试,能够建厂。
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铁电微麦克风
微型麦克风和扬声器是在当今信息社会中重要的声学器件,在通信、军事、工业、日常生活中有着广泛应用,市场空间巨大。铁电微麦克风是将铁电薄膜技术与硅微电子技术相结合,是一种具有广阔应用前景的新型微声学器件,可广泛应用于民用、国防等领域。铁电微麦克风具有高品质的麦克风特性,还可实现微麦克风、扬声器、放大电路,及其它电路的单芯片集成。另外,在一个硅圆片上制作成百上千个价格比目前市场售价便宜而性能更优越的微麦克风产品,无疑将带来巨大的价格和成本优势。这一品质优异的新型声学产品极大地拓展了传统微麦克风的应用空间。
清华大学在国际上率先成功研制了高品质、实用化的铁电微麦克风产品。该产品具有微型化、高灵敏度、大频响带宽、高可靠性、低成本等突出特点,还可实现微麦克风、扬声器、放大电路,及其它电路的单芯片集成。可应用于:(1)手机;(2)助听器;(3)复读机;(4)多媒体电脑;(5)高档录音及音响设备;(6)声控系统;(7)声纳、定位、探测等国防与军事产品;(8)窃听器、警用耳机等。
高性能中日韩文档识别理解重构系统
在全球信息化时代,在信息资源获取的全球战略竞争中,中日韩文等国文字和文档识别研究对于获取和利用以文档为载体的全球化信息资源具有重要战略意义。清华大学研制成功的高性能中日韩文档识别理解重构系统为中日韩文档自动识别录入的信息获取、文档物理结构与逻辑结构理解、重构提供了统一全面的解决方案。经美国微软和SCANSOFT公司的测试,系统性能达到国际领先水平。
清华大学的中日韩文档自动识别系统通过了教育部主持技术鉴定会。鉴定意见如下:高性能中日韩文档识别理解重构系统实现了高识别率、高鲁棒性、超大字符集的统一印刷体汉、日、韩文字识别核心;具有融合字型结构的识别信息、字符外形以及上下文语言知识的多层次信息融合迭代运算的汉、日、韩文字与英文混排文本的字符切分技术;具有能够适应中日韩文本图像变化的自动版面分析技术和版面物理结构重构技术;具有文档逻辑结构自动理解,从多页文档页面物理结构及文本内容信息进行页面及整体逻辑结构的理解,并以此实现自动提取多页文档逻辑结构及原数据,最终重构生成PDF和以XML为基础的OEB标准电子图书等标准格式电子文档。
电去离子净水技术
为减轻环境污染和实现水处理系统的连续自动运行,国际上正在推广使用反渗透设备与电去离子净水设备的组合水处理系统,电去离子净水设备将替代混床作为精处理设备。电去离子净水技术可用于:1火力发电厂及电子、医药、化工、科研等单位制备纯水或超纯水;2为工业锅炉供水或为生活饮用制备软化水或部分脱盐水和饮用水。
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本技术又可称为“填充床电渗析净水技术”,是将电渗析膜技术与离子交换有机地结合起来,去除水中电解质离子杂质的一种新型水处理方法。本技术可连续不断流出合格的产品水、可自动化生产、不需要任何化学药剂再生,因此也不产生环境污染,同时本技术适应性广、运行成本低,经济效益好,易于推广应用。本技术已申报“电去离子软水方法及装置”发明专利。
具有红外反射和防结雾功能的汽车风挡玻璃
在半导体功能材料中,一些金属氧化物薄膜对太阳光中的可见光部分几乎或大部分(透过率≥80%)是透过的,同时对太阳光中红外线的大部分(78%)是反射的。当人或物体被太阳光辐照以后,感觉到热或温度升高,也就是说发生热效应,实际上只是红外线部分在起作用。目前汽车使用风挡玻璃(前窗玻璃)的结构中,PVB薄膜只是为了安全需要。如果在外侧玻璃的里侧采用磁控溅射的方法镀制一层具有红外反射性能的薄膜,那么可见光部分可以透过,而起热效应的红外光谱部分的绝大部分(≥78%)被这层金属氧化膜反射掉。因此,这种新型的汽车前窗玻璃可以起到冬暖夏凉的作用和还可以起到防结雾的作用。
清华大学对铟锡氧化物、锡氧化物、锌铝氧化物、以及过渡族金属的氧化物等半导体薄膜的制备方法和工艺,以及这些氧化物薄膜的光学性能、电子学和表面化学性能进行了仔细与系统的研究。经过工艺比较试验和性能试验,优化得到了红外反射薄膜和亲水自清洁薄膜的种类和优化工艺。可以为产业化研究和产业化提供可靠的依据。
城市垃圾清洁焚烧技术、设备及系统
清洁焚烧与综合利用是实现城市生活垃圾及其它可燃废弃物的“无害化、减量化、资源化”处理的有效途径。本项成果综合考虑中国城市生活垃圾成份杂、水份高、热值低的特点,提供一套适合中国国情的、安全经济、高效清洁的焚烧技术、设备及总体工艺系统。
本项目的主要设备是循环流化床焚烧炉、烟气综合处理装置和相应的控制系统。本项技术的主要优势可以概括为五条:焚烧炉内燃烧组织合理;污染控制有效;防腐措施全面;工艺系统完整;操作运行可靠;初投资及运行成本低。
本项目于2001年9月份通过了北京市科委组织的专家鉴定,鉴定意见认为“该垃圾焚烧技术达到了国内同类技术的领先水平。”
这种焚烧技术不仅适用于生活垃圾,也可用于其他固体废弃物的焚烧,比如造纸厂、烟厂、中药厂、污水处理厂的废弃物及各种特殊可燃废弃物的焚烧。
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