科技部重大专项“激光高温湿度传感器研发”启动

2017-09-20 11:41:53 来源: 中国科技网 作者: 桂楷东、邹雪利

科技部重大专项“激光高温湿度传感器研发”启动

图说:项目启动会现场

中国科技网讯(桂楷东、邹雪利)9月19日,国家科技部重大科学仪器设备开发专项——“面向复杂工况的激光高温湿度传感器研制及产业化”项目启动仪式在北京召开。该项目牵头单位——北京航天易联科技发展有限公司项目负责人在启动仪式上宣布:将用两年时间,突破包括湿度大动态范围自适应测量技术在内的4项关键技术、成功研制工作温度在20℃~350℃的激光高温湿度传感器并最终实现产品化和工业化推广应用。

“激光高温湿度传感器研制及产业化”项目的主要任务是研发面向复杂工况条件的激光高温湿度传感器。该类激光湿度传感器基于TDLAS技术(可调谐半导体激光吸收光谱技术的简称)实现湿度的测量。19日上午举行的启动仪式上,该项目专家组负责人、我国著名激光和非线性光学专家、中科院院士姚建铨言简意赅地介绍了TDLAS技术的基本原理:即基于每种气体存在吸收特定波长光的现象,通过特殊波长的激光光源照射气体,气体吸收使之强度变弱,判断变弱程度计算气体浓度。相比于传统测量方式,在高温环境下使用该技术进行湿度测量,具有无交叉干扰、测量范围大、精度高、实时测量等优势,可实现高温湿度实时监测。该传感器一旦研制成功,可提升我国高温湿度监测水平,提高环保排放测算准确性、工业过程节能减排。

图说:中科院院士姚建铨担任该项目技术专家组组长

启动仪式上,来自科技部、航天科技集团、北京经济技术开发区、中国航天空气动力技术研究院的相关领导参加了该活动。科技部高技术研究发展中心的专家介绍了项目研制及产业化相关政策并同时表示,开展该仪器专项研制就是要解决我国环保、工业过程控制等多个领域高温湿度准确测量的难题。“高温环境下湿度测量,其准确性直接影响环保领域计算排放总量或工业生产领域过程控制效率。以环保领域为例,工业锅炉排放的污染物浓度测算需要测量烟气湿度。因此,烟气含湿量测量的准确性直接影响排放总量,影响国家环保指标考核。” 高温湿度测量如此重要,但其技术实现的难度却非常大,正因为如此,该项目于今年8月获批科技部重大科学仪器设备开发专项申请。

图说:项目组负责人、北京航天易联科技发展有限公司总经理李刚在汇报项目实施方案

根据国家重大专项研发的相关要求,此次启动仪式一项重要议题就是由项目牵头单位——北京航天易联科技发展有限公司向技术专家组和用户委员会汇报项目具体实施方案。此前,航天易联已经开展四年 TDLAS技术研发,具备相关基础,并于2016年6月开展高精度TDLAS湿度测量技术的成果评价,技术水平达到国际先进。该公司负责人李刚在汇报中对研究背景、目标、研究内容、技术路线、科研团队及研究基础、预期成果、项目研究周期等做了详尽汇报。据他介绍,项目组将围绕测量环境湿度大、工况干扰因素多(腐蚀气、静电、烟尘、液滴等)、缺乏高温高湿标定技术及恶劣工况下器件可靠性等关键问题,突破湿度大动态范围自适应测量技术、复杂工况多波长测量控制技术及激光器温度电流控制技术,研制工作温度20℃~350℃的激光高温湿度传感器,开展示范应用改进优化,达到烟道气、废气、锅炉汽等高温湿度实时测量的目的,实现最终传感器产品化、产业化。

来自环境监测、无线电、仪表仪器等相关领域的技术专家组和由电力、环保、航天、石化等行业用户组成的用户委员听取了项目组汇报,审阅论证材料并进行质询,同时针对产品示范应用阶段提出了相关建议。经过项目组答疑,专家组和用户委员会讨论后认为:方案目标准确,内容翔实,技术路线可行,一致同意该方案通过评审,建议尽快组织实施,围绕典型代表性工况开展更具针对性的设计开发、示范应用。

图说:与会嘉宾了解TDLAS产品

据了解,该项目研发是航天易联与中科院半导体研究所、中科院电工研究所、武汉市天虹仪表有限责任公司的强强联合。北京航天易联科技发展有限公司是航天科技集团公司第十一研究院控股公司,具有四年TDLAS技术研发基础,拥有三款具有自主知识产权产品,承担项目传感器研制和产业化工作;中科院半导体研究所在半导体激光器研发领域一直处于我国领先行列,为本项目研制小型化半导体激光器;中科院电工研究所长期从事电力电子控制研究,擅长信号处理、仪器设计,为本项目开发核心算法和测量技术;武汉市天虹仪表有限责任公司在环保仪器设备领域有近二十年的科研开发经验,为本项目现场测试、示范应用推广提供有力支撑。

在项目实施方案中,研发团队提出:将在两年时间内,将本项目开发的激光高温湿度传感器应用在便携式烟道气参数测量仪、烟气排放连续监测系统和工业过程气湿度分析仪器中,开展5项示范应用,解决我国环保、工业过程控制等多个领域高温湿度准确测量难题。同时,形成自主知识产权,申请发明专利3项,文章1~3篇,标准1项。完成传感器质量体系文件,技术就绪度达到9级,开展产业化推广,项目完成后三年内实现年销售500套,年销售额2500万。

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责任编辑: 桂楷东
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