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項目簡介近年來，在我國科技部、建設部等政府部門的大力推動下，地源熱泵空調系統在我國許多北方省市得到了大面積推廣應用。但是，淺層地熱能開發利用工作是一個綜合技術性較強的系統工程，如果設計不當，經常出現無法正常運行的情況，更有甚者系統已經報廢。導致地源熱泵系統失敗的主要原因有很多，例如在建設初期沒有進行充分的淺層地溫能測試以及地下換熱特性實驗、地層巖性取芯分析，完全憑借經驗參數設計，忽視了淺層地溫能資源分布的地域差異性；缺乏對建筑冷熱負荷的仔細計算，出現“大馬拉小車”或者“小馬拉大車”現象；缺乏對地源熱泵系統長期性能的分析與預測，忽視了淺層地溫的堆積效應；工程施工不規范；運行監測調控缺乏等等。因此，實施地源熱泵空調供熱系統，必須進行嚴格的技術，包括地下土壤熱特性測試、地層巖性取芯分析；建筑冷熱負荷的動態模擬計算、地源熱泵系統長期性能分析與預測；規范工程施工；建立有效的地下溫度場變化特性監測系統等，才能確保地源熱泵系統的長期可靠穩定運行，達到預期效果。1）地溫能勘查和地下換熱特性測試技術河北工業大學成功研制出了基于恒溫法的地下換熱性能測試裝置，已經申請國家發明專利。該系統能夠獲得地下溫度場、土壤導熱系數以及地下換熱特性等重要參數的實測數據，為系統設計提供科學依據。該裝置在天津、河北、山東、安徽等省市進行了大量的測試工作，積累了大量的實測數據。2）建筑物冷熱負荷的動態模擬技術通過采用目前國際流行的建筑能耗模擬軟件，結合建筑圍護結構、區域氣候、使用特點等特征進行可以充分反映出建筑物冷熱負荷的小時變化規律，為地下設計與系統運行策略提供重要的依據。在逐時負荷基礎上進行地下設計，可以有效避免設計不匹配現象。3）地溫場動態分析與節能預測技術通過基于地下溫度場和流體溫度變化的系統運行分析，可以為實際地下管群的優化提供具體的指導，從而保證整個埋管系統的合理布局，節省建設成本。該技術先后應用于天津和河北省的國土資源部淺層地溫能大調查項目。4）地源熱泵地下溫度場監測技術通過合理地設置地下溫度場測點，可以準確地反映出系統的運行狀況，及時發現淺層地溫的堆積效應，這有利于系統的運行節能，保證系統長期運行的可靠性和穩定性。目前，河北工業大學已經在天津和河北等地的地源熱泵系統工程中，成功設計了大量的地下監測系統，掌握了第一手的系統運行與節能數據，這對于地源熱泵系統的優化設計具有直接指導意義。項目負責人 王華軍   聯系方式 聯系電話：15122700298Email：[email protected]

團隊以深地工程地質災害預警與防控為切入點，將微震監測、智能云與新型支護技術相融合，打造了一套從底層算法到頂層智能物聯網算法完整的解決方案，最終實現了 “精準監測”到“云端預警”再到“智能防控”。  一、項目進展 創意計劃階段 二、負責人及成員 姓名 學院/所學專業 入學/畢業時間 李想 環工院/土木水利 2020.09-2023.06 曾俊 環工院/建筑與土木工程 2019.09-2022.06 馬佳驥 環工院/地質工程 2019.09-2022.06 吉翔 環工院/土木水利 2020.09-2023.06 盧向前 環工院/地質資源與地質工程 2020.09-2023.06 喻妮 環工院/土木工程 2020.09-2023.06 代坤坤 環工院/土木工程 2021.09-2025.06 文倩 商學院/應用經濟學 2019.09-2022.06 彭豐 環工院/土木工程 2020.09-2024.06 李超飛 環工院/地質工程 2020.09-2024.06 宋濤 環工院/地質工程 2017.09-2023.06 張航 環工院/土木工程 2016.09-2022.12 鄧葉林 環工院/土木工程 2019.09-2022.06 馬俊杰 環工院/地質工程 2019.09-2022.06 朱玥 商學院/應用經濟學 2021.09-2023.06 三、指導教師 姓名 學院/所學專業 職務/職稱 研究方向 馬春馳 環工院/ 無/副教授 隧道與地下工程 李天斌 環工院/ 院長/教授 隧道與地下工程 朱星 環工院 無/副教授 邊坡工程 崔圣華 環工院 無/講師 地質工程 楊曉軒 環工院 無/助教 無 趙偉華 環工院 系主任/副教授 邊坡工程 四、項目簡介 團隊以深地工程地質災害預警與防控為切入點，將微震監測、智能云與新型支護技術相融合，打造了一套從底層算法到頂層智能物聯網算法完整的解決方案，最終實現了 “精準監測”到“云端預警”再到“智能防控”。 根據國家西部大開發、扶貧開發、川藏鐵路、國防重大專項深地工程項目等重大戰略相繼開設，未來將有超過5.2萬億元的市場容量。①自主研發一套以傳感器—采集站—便攜檢測儀—云平臺為一體的高精度的微震監測系統。②基于智能云構架+MOC多輸出技術+BIM，研發了深地災害智能預警與防控云平臺。 ③自主研發了深地災害新型支護裝置。已完成智能預警與防控云平臺的研發設計，以及四個核心設備+三種新型支護裝置的小規模生產，具有專業背景的數據分析團隊已通過云平臺遠程處理監測數據。本項目正對硬件產品進行投入生產，計劃于2023年完成軟硬件的升級，2024年上線深地工程地質災害大數據云平臺，2025年實現掌上云技術。學生團隊已發表30篇高水平論文，申請發明專利18項，新型實用專利12項，軟件著作權5項，獲10余項國家、省部級創新創業類競賽獎勵。依托學校平臺已完成或參與國家、省部級項目10余項，合同總價值超千萬元，并獲得央視報道，引起了國內外社會的高度關注。

最近以來，LED照明以其節能環保等優點，獲得了大規模的應用。在實際應用過程中，熒光粉會由于熱量的產生，而發生發光強度的衰減，引起發光器件色坐標的偏移。 例如，BaMgAl10Ol7：Eu2+ (BAM)因在紫外、真空紫外光激發下具有優良的發光效率而廣泛應用于等離子體顯示(Plasma Display Panel，簡稱PDP)中。但BAM粉在涂屏過程及工作過程中會發生亮度衰減現象而使PDP的性能受到影響。因為在涂屏PDP過程中，經絲網印刷后，需600℃高溫焙燒，以除去有機溶劑。這樣會使作為發光中心的Eu2+被部分氧化成Eu3+。而工作過程中則會發生真空紫外激勵的輻照造成衰減和氣體放電離子濺射造成衰減。因為高能粒子的濺射會造成熒光粉表面缺陷使晶體的表面破壞從而導致發光亮度的降低。所以，如何解決藍色熒光粉的熱衰減與真空紫外輻照造成的衰減是目前亟待解決的課題。對熒光粉進行表面修飾——包覆是提高其抗衰減性能的一個有效途徑，因為通過包覆不僅可以解決由于電性能和表面化學活性不穩定造成的熒光粉性能下降。如中國專利CN1667081A公開了一種氧化鋁包覆熒光粉的方法；中國專利CN1664051A公開了一種氧化鎂包覆熒光粉的方法。這些方法均一定程度上解決了目前藍色熒光粉的衰減問題。但由于這些方法都是采用液相法,對溶液的酸堿性要求高，工藝較復雜，最終產品性能重復性差。 本專利通過一種新型包覆方法，在粉體表面沉積原子層的惰性層，通過精確控制碳的沉積厚度在1nm左右,如下圖，可保持表面包覆層在紫外至紅外波段的透明度,有效消除熒光粉表面缺陷而不影響光的入射和出射，從而有效地提高熒光粉的發光效率。 該方法適用于氧化物和氮化物熒光粉，普適性好，可提高熒光粉的熱穩定20%以上，具有成本低，工藝簡單，重復性好等優點，易于大規模生產。

最近以來，LED照明以其節能環保等優點，獲得了大規模的應用。在實際應用過程中，熒光粉會由于熱量的產生，而發生發光強度的衰減，引起發光器件色坐標的偏移。 例如，BaMgAl10Ol7：Eu2+ (BAM)因在紫外、真空紫外光激發下具有優良的發光效率而廣泛應用于等離子體顯示(Plasma Display Panel，簡稱PDP)中。但BAM粉在涂屏過程及工作過程中會發生亮度衰減現象而使PDP的性能受到影響。因為在涂屏PDP過程中，經絲網印刷后，需600℃高溫焙燒，以除去有機溶劑。這樣會使作為發光中心的Eu2+被部分氧化成Eu3+。而工作過程中則會發生真空紫外激勵的輻照造成衰減和氣體放電離子濺射造成衰減。因為高能粒子的濺射會造成熒光粉表面缺陷使晶體的表面破壞從而導致發光亮度的降低。所以，如何解決藍色熒光粉的熱衰減與真空紫外輻照造成的衰減是目前亟待解決的課題。對熒光粉進行表面修飾——包覆是提高其抗衰減性能的一個有效途徑，因為通過包覆不僅可以解決由于電性能和表面化學活性不穩定造成的熒光粉性能下降。如中國專利CN1667081A公開了一種氧化鋁包覆熒光粉的方法；中國專利CN1664051A公開了一

所分析研究的尾礦壩壩址區為一峽谷段，兩岸山頂高程可達500m左右，土壩于1978年施工后并投入使用。壩底高程為425m，壩頂高程為455m，壩高30m，壩頂寬5m，壩頂長90m。分設三個馬道，設計邊坡比自上至下分別為1:2.0、1:2.5、1:3.0，下游坡的變坡處設馬道寬2m，下游坡腳設排水棱體，排水棱體高7.5m，壩址堆石棱體坡比為1:1.5。相應設計總庫容77萬m3，有效庫容62萬m3，服務年限20年。壩體材料由人工填土、殘積土組成。尾砂壩運行以來，隨著尾砂的堆積和水位上升，整個壩體逐漸處于飽和狀態，壩面多處有水滲出。1998年2月13日，當時水位距壩頂約2m，右壩坡約447m高程處滲漏產生流土而失穩破壞。 該研究項目分析了土壩塌潰的原因和影響土壩穩定性的機理；對重建后壩體的安全穩定性進行了分析計算，并針對相應影響因素提出了綜合治理對策；對類似工程土壩的設計施工及運行管理提出了相應的注意事項和預防措施。有相應的分析軟件。

本技術提供了一種提高辣椒紅色素穩定性的微膠囊化方法。本 技術以非離子型表面活性劑-大豆分離蛋白混合液為乳化劑來制備 O/W 型辣椒紅 色素乳狀液，再緩慢加入殼聚糖溶液，通過調節 pH 值，促使殼聚糖與大豆分離 蛋白通過靜電相互作用，形成的復凝聚相沉降在辣椒紅色素乳滴周圍而得到微 膠囊。這種方法制得的 O/W 型辣椒紅色素乳狀液分散性更好，最終形成的微膠 囊的最內層是辣椒紅色素乳滴，乳滴周圍被非離子型表面活性劑-大豆分離蛋白青島農業大學科技成果介紹 2017 －43－ 混合液外殼均勻包裹著，最外層牢固且均勻地結合著殼聚糖；而直接將大豆分 離蛋白、殼聚糖和辣椒紅色素三者共混后再調節 pH 制備的辣椒紅色素微膠囊， 在辣椒紅色素乳滴周圍僅有一層大豆分離蛋白和殼聚糖通過靜電相互作用形成 的外殼。由此，本技術克服了三者共混時辣椒紅色素乳狀液容易破乳、微膠囊 的壁材厚度較小的問題，確保殼聚糖能夠較好的吸附在大豆分離蛋白表面形成 致密的微膠囊膜。 技術特點：本技術制備的辣椒紅色素微膠囊外觀形態好，不易吸潮，食用 安全；高溫、光照和一定相對濕度條件下儲存時穩定性明顯提高；辣椒紅色素 乳化效果好，分散性和包埋效率高。 應用領域及前景：本技術解決了脂溶性辣椒紅色素難以混合均勻的問題， 拓展了辣椒紅色素的應用領域。

植物絕緣油具有高燃點、可再生、可降解、無毒害的特點，是一種環保 型液體電介質。歐美在上世紀90年代研制出植物絕緣油商業化產品，至2006 年，美國Cooper電力的FR3植物絕緣產品已在上萬臺配電變壓器中應用，處于 市場壟斷地位，但價格昂貴，國內難以普遍應用。 由于我國電力行業缺乏新型植物絕緣油的研究經驗，面臨著大量的難點 問題亟待解決，主要涉及三個方面：(1)需要解決植物絕緣油擊穿電壓低、介 質損耗與運動粘度高、抗氧化能力差的問題，研制出一種高穩定性的植物絕緣 油；(2)需要揭示水分和雜質等因素對植物油紙絕緣擊穿特性的影響規律，建 立植物油紙絕緣在多因素下的壽命模型；(3)植物絕緣油與礦物絕緣油具有本 質的差異，已有標準的油中溶解氣體分析方法無法適用于植物絕緣油變壓器的 故障診斷，需要在大量的試驗研究和理論分析基礎上建立新的植物絕緣油中特 征氣體評估方法。本成果針對上述問題： 1.  主要技術的創新點體現在以下4個方面： (1)  在植物絕緣油批量制備工藝和方法上取得突破，發明了我國首套植物 絕緣油批量生產成套設備。在實驗室研究成果的基礎上，發明了植物絕緣油批 量多次堿煉和深度吸附工藝及方法，研制出我國首套年產300噸植物絕緣油 的中試生產線和年產1500噸植物絕緣油成套設備，并投入產業化批量生產， 油品各項指標達到預期要求。 (2)  發明了高穩定性植物絕緣油性能調控技術和制備工藝方法，發明了高 穩定性山茶籽、菜籽絕緣油，在提高植物絕緣油氧化安定性、降低油品介質損 耗與凝點方面取得突破，技術指標顯著優于國外產品先進水平。 (3)  高穩定性植物絕緣油制備工藝方法及復合抗氧化劑：發現了植物 絕緣油中脂肪酸、酚類抗氧化劑、金屬減活劑等含量對油品氧化穩定性的影 響規律，發明了植物絕緣油制備工藝方法以及基于多種酚類抗氧化劑和金屬 減活劑的抗氧化劑復配技術，發明了高穩定性山茶籽和菜籽植物絕緣油， 新油主要理化與介電性能指標與國外同類產品先進水平，其中擊穿電壓(85kV/2. 5mm)、介質損耗(1. 48%/90°C)、起始氧化溫度(210°C)等三個主 要指標顯著優于國外同類產品水平。 (4)  高穩定性植物絕緣油單分散納米添加劑：發現了納米粒徑與表面活性 劑對納米液體電介質陷阱深度的影響規律，在此基礎上調控納米四氧化三鐵粒 徑與表面活性劑厚度，發明了具有分散性且性能穩定的四氧化三鐵改性納米植 物絕緣油，解決了納米粒子在液體電介質中難以分散穩定的問題。   關鍵技術體現在以下4個方面： (1)  發明了植物絕緣油量產的多次堿煉和深度吸附技術，解決了量產油品 脫酸和介質損耗難以降低的問題，研制出我國首套具有全部自主知識產權的年產 1500噸植物絕緣油量產成套設備。 (2)  發明了抗老化的混合絕緣油，設計了植物絕緣油變壓器內部結構。 本成果建立了植物油浸紙電、熱老化的壽命模型，提出一種抗老化混合 絕緣油的制備方法，調整變壓器內部絕緣結構增加變壓器散熱性能和使用壽命， 取得的創新性成果有： (a)  提出了植物絕緣油浸紙熱老化壽命模型，揭示了植物油浸紙比礦物油 浸紙具有更高的電、熱老化特性；建立了植物油浸紙電、熱老化的壽命模型與 水解動力學模型，揭示了絕緣紙剩余壽命隨水解老化程度變化的規律；發明了 —種礦物油-天然酯混合絕緣油，發現自然酯分子與纖維素發生酯化反應生成的 酯基、水分向植物油中遷移是延緩絕緣紙纖維素老化根本因素。 (b)  發現植物絕緣油-紙絕緣中熱穩定紙聚合度明顯高于普通紙，采用 熱穩定紙、增大油道及調整鐵親絕緣等技術優化植物絕緣油變壓器絕緣結構， 有效提高了變壓器的綜合性能。 (3)  植物油變壓器油中溶解氣體分析技術及油品現場運行維護技術，解決 了傳統油中溶解氣體分析方法誤判率高和缺乏植物絕緣油現場處理手段的問題， 提高了植物油變壓器的運行可靠性。 (a)  植物油變壓器油中溶解氣體分析技術：發現植物油變壓器電熱故障特 征氣體含量與礦物絕緣油變壓器的具有顯著差異，導致已有的變壓器油中溶解氣 體分析方法不適用于植物油變壓器故障診斷，發明了適用于植物絕緣油故障診斷 的改進杜威三角形分析技術，建立了以H、CH和CH及H、CH和CH為特征量 的電、熱故障診斷模型，并定義了新的故障邊界條件，改進杜威三角形技術診斷 正確率從59%提高到87%。 (b)  植物油變壓器運維技術：通過大量油品劣化特性的試驗研究，發明了 以酸值、粘度、水分和介質損耗為關鍵指標的植物絕緣油劣化程度評估技術， 發明了以復合過濾微分凈化濾芯為關鍵技術的吸濾一體化植物絕緣油離線及 在線處理技術和成套設備，填補了植物油變壓器現場運維技術的空白。 (c)  基于以上關鍵技術發明，開發出10kV、35kV兩個電壓等級綠色高效 植物油配電變壓器系列新產品，發明了 2套植物絕緣油批量生產線和1套植物 油紙絕緣及部件電熱老化試驗平臺，為植物油變壓器絕緣系統設計和安全運行 提供了基礎數據。市場及經濟效益分析： 隨著社會經濟深入發展，人們對用電可靠性要求不斷提高，電網公司提 出推進綠色電網建設，變壓器絕緣油是電氣絕緣油最重要的產品，占電氣絕緣 油市場總需求的98%以上，植物絕緣油配電變壓器已被列入國務院《中國制 造2025》重點領域技術路線圖和國家三部委聯合印發的《配電變壓器能效提升 計劃》中，具有廣闊的產業化前景。團隊介紹： 團隊為“高電壓輸配電裝備安全理論與技術”國家自然科學基金創新群 體，擁有國家杰青及長江學者特聘教授4人、新世紀優秀人才1人(以上數 據不重復統計)。團隊圍繞學科前沿科學和國家重大需求，持續開展高電壓輸配電裝備運行安全應用基礎理論及關鍵技術研究，自然形成了高電壓設備狀 態監測與故障診斷、復雜大氣環境中電氣外絕緣、輸配電系統過電壓防護、 電工絕緣新材料與新技術等四個方向，作為負責單位承擔了國家973項目1項、 973課題7項、863課題2項、國家自然科學基金重點項目3項等，獲得國家 科技進步一等獎1項、二等獎3項，國家技術發明二等獎1項。

本實用新型公開了一種用于脊柱穩定性研究的坐姿突發加載姿勢干擾裝置，包括：一底座，用以支撐干擾裝置的基體；一套可調整的坐靠抵裝置，用于測試者在測試中的正確的坐靠抵姿勢的實現；一信號發射裝置，用于實現突然加載信號的發送控制；一與信號發射裝置信號連接的磁力鎖裝置，用于實現對測試者進行突然加載；一牽拉裝置，用于將測試者與磁力鎖裝置連接并實現突然加載控制的拉力裝置。本實用新型干擾裝置結構簡單，操作方便，數據準確性高，而利于該裝置進行測試的方法，采取半跪位作為起始姿勢，以達到限制髖關節和下肢的代償運動，從而為更好的研究軀干穩定肌在突發性加載下的表面肌電的影響提供準確的數據。