热风炉

12月1日，2020年度上海市科学技术奖励大会在上海展览中心召开。此次共授奖281项（人），其中，中国科学院院士、复旦大学附属中山医院心内科主任葛均波获科技功臣奖，10人获青年科技杰出贡献奖，45项成果获自然科学奖，33项成果获技术发明奖，181项成果获科技进步奖，10项成果获科学技术普及奖，美国籍专家布鲁斯E瑞特曼则获国际科技合作奖。在获奖名单中，我们欣喜地发现了不少无损检测新技术、新成果和权威专家的身影，让人倍感骄傲自豪！虽然无损检测技术本身在某种程度上并非一种直接的生产力，但作为“工业医生”，其技术水平却能反映一个国家的工业水平。而现在无损检测技术的应用已经编及我国经济建设和人民生活的各个角落，与国民经济的健康水平密切相关。下面就让我们来详细了解一下此次获奖的无损检测新成果和权威专家吧！青年科技杰出贡献奖朱亦鸣（上海理工大学）教授，博士生导师，“国家优秀青年科学基金”“国务院特殊津贴”获得者，教育部“新世纪人才”，上海市“领军人才”“曙光学者”“浦江人才”“优秀学术带头人”和“五四青年奖章”“宝钢优秀教师奖”获得者，主讲课程获得“上海市全英示范性教学课程”。以实用化的太赫兹成谱系统为主线，以满足国家重大有机物检测需求为目标，如食品药品、军事检测和公共安全检测，通过解决太赫兹技术中的核心问题，如高效宽频太赫兹辐射源，太赫兹等离子体功能器件，全光纤一体化稳定系统等，并把这些核心器件应用系统中，研制了可用于有机物检测的一体型时域太赫兹波谱系统。打破欧美国家在太赫兹波谱技术对我国的封锁，改变了关键元器件长期依赖进口的局面。作为负责人承担国家及地方课题项目20余项，累计授权发明专利40余项，其中7项被转让或授权使用，累计经费达3064万。研发“主动式太赫兹人体安检成像系统”“基于太赫兹技术的食用油品质检测仪”等已出口巴基斯坦等国。发表SCI论文80余篇(其中光学领域前5%的共40余篇)。上海市技术发明一等奖【全光纤时域太赫兹波谱技术与应用】主要完成人：朱亦鸣，彭滟，陈麟，庄松林，臧小飞，赵佳宇，俞大海，高雪军，彭宁嵩，方波，郭旭光，章瑜，陆志文主要完成单位：上海理工大学，聚光科技(杭州)股份有限公司，江苏北方湖光光电有限公司，上海高晶影像科技有限公司，杭州大华仪器制造有限公司，西安应用光学研究所，杭州谱育科技发展有限公司，河南平原光电有限公司项目针对高性能太赫兹波谱仪核心元器件依赖进口的突出问题，在全光纤时域太赫兹波谱检测技术及关键元器件的自主研制开发以及应用方面取得了众多关键技术的突破，包括太赫兹源、太赫兹功能器件、太赫兹检测、微弱信号放大和采集等。采用从器件、部件、整机到应用为轴线的全链条式研发新模式，开发了可替代进口的高性能太赫兹波谱仪及其关键元器件，并进行了应用推广。全光纤时域太赫兹波谱技术及其相关衍生产品应用推广到国防军事、环境检测、公共安全、科教文卫等领域，取得了重大的社会与经济效益。上海市技术发明二等奖【低场核磁共振分析仪的关键技术研发及应用】主要完成人：聂生东，王欣，杨培强，范宜仁，刘宝林，葛新民，侯学文主要完成单位：上海理工大学，苏州纽迈分析仪器股份有限公司，中国石油大学(华东)，上海纽迈电子科技有限公司高端的低场核磁共振分析仪受到被检物质的影响小，可以广泛适用于石油、煤炭、岩土、食品、材料、生物等检测和分析领域，已成为当前除医学诊断外的必要检测分析手段之一，备受市场青睐。经过10多年的攻关，突破了控制电路、谱仪、磁体、探头线圈、温控系统、微弱信号处理及解释等系列关键技术，研发出具有自主知识产权并处于国际领先水平的高端低场核磁共振分析仪。该分析仪器售价仅为国外同类产品的四分之一，更易于在多领域推广应用，已占领国内70%左右的市场份额，并出口到美国、俄罗斯、韩国、新加坡等国家以及欧盟、中东、南美等地区，不断进军和渗透到国际市场。上海市科技进步一等奖【热释电陶瓷关键技术及红外探测应用】主要完成人：董显林，姚春华，王根水，毛朝梁，曹菲，郭少波，闫世光，周云，张洁伟，王文玮，陈建和，王永龄主要完成单位：中国科学院上海硅酸盐研究所，上海尼赛拉传感器有限公司项目瞄准热释电红外探测器核心敏感元热释电陶瓷及探测器应用，开展施主受主协同掺杂组分设计、热压通氧二次烧结技术、探测优值准确评估方法、抗电磁干扰器件开发等研究，为细晶粒、高致密、综合性能优异热释电陶瓷的双功能一体化、陶瓷晶片减薄和工程化提供关键技术，实现低阻PZT热释电陶瓷及探测器的商业化和进口替代，高阻PZT热释电陶瓷的重大工程和型号应用，保障关键材料自主可控；助力BST红外焦平面探测器国内首次成像，使我国成为世界上第二个掌握该技术的国家。项目获发明专利授权15项。上海市科技进步一等奖【非制冷红外焦平面及热像仪】主要完成人：沈憧棐，陈学枝，黄新龙，吴建华，赵高飞，徐益峰，吴慧文，迪可新，吴振华，潘昆，刘本俊，李克农主要完成单位：上海巨哥电子科技有限公司通过红外探测器设计及MEMS和真空封装等技术开发，实现了探测器芯片的规模化量产，大幅度降低了成本；开发了在线式热像仪、移动式热像仪、热成像模组等多种测温型产品，推动了热成像测温技术在工业自动化、工业物联网和消费类等领域的规模化应用。项目研发的热像仪测温精准，可靠性高，结合智能算法和大数据分析，为电力、铁路、石化、消防等数十个行业提供解决方案，被国家电网无人机和机器人巡检、高铁接触网沿线检测、特高压变电站电力物联网、APEC国际会议和青奥会防疫等重大项目采用。新冠疫情期间，项目研发的人体测温热像仪部署于虹桥机场、虹桥高铁站、上海火车站、上海地铁等重要公共场所，产品出口全球各国。上海市科技进步二等奖【石化行业VOCs泄漏检测与修复关键技术集成开发与应用】主要完成人：张心良，邹兵，张钢锋，刘峰，丁德武，邬坚平，夏薇，高少华，吴庆峰主要完成单位：上海市环境科学研究院，中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院，上海汉洁环境工程有限公司，中国石化上海石油化工股份有限公司项目紧密结合当前我国大气环境臭氧和灰霾问题依旧突出的大背景，围绕石化行业设备泄漏VOCs（挥发性有机物）减排关键技术问题，通过多年联合科技攻关，首次研发了集“政策标准-关键技术-核心装备-管控系统”为一体的成套体系，并在上海及全国石化行业进行成功应用。项目开发的“企业-地方-国家”三位一体VOCs泄漏检测与修复标准化体系、“射频-图像”耦合密封点建库和精准定位关键技术、“便携-防爆-智能”VOCs泄漏检测装备、“政府-第三方-企业”多层级综合管控系统是一个有机整体，为石化行业VOCs泄漏管控提供了一套切实可行的整体解决方案。通过项目成果的落地和应用，可以有效提升石化行业VOCs减排和管理水平，完善VOCs现代治理体系。该项目成果获专利授权5件、软件著作权11件，编写专著4部，发表论文52篇，制定各类标准10项。案例应用结果验证了整套技术的可靠性、实用性和有效性，也表明了该技术具有广阔的市场前景和应用空间，可进一步提升石化企业环保管理水平和促进石化行业高质量发展。上海市科技进步二等奖【铸机状态智能诊断系统】主要完成人：杨建华主要完成单位：宝山钢铁股份有限公司目前，困扰国内外连铸的一个普遍问题是围绕高等级产品质量、成本、设备等要素的一系列疑难问题的处理，尤其体现在挑战常规连铸设备性能和工艺手段的如“吉帕级”高性能汽车板等产品的生产与质量控制上。另一方面，大数据和智能化正在连铸这个环节蓬勃开展。但迄今为止，包括奥钢联和新日铁这些行业翘楚也只针对铸机某一子系统进行局部开发、应用。韩国浦项制铁于2019年开发的铸机诊断系统“PRISM”，其应用范围仅限于设备管控，也没考虑关键位置新增传感器的研发应用。铸机状态智能诊断系统就是在此背景下，长期扎根生产一线的杨建华结合其十多年对国内50多台次铸机异常诊断的实践，围绕生产操作、设备维护、工艺质量控制间相关参数的逻辑应用等，开展了100多项现场攻关和技术创新的成果。上海市科技进步三等奖【高速铁路电务轨旁设备状态视觉检测与图像智能分析关键技术研究与应用】主要完成人：张杰，陈伟革，朱挺，郑健，徐伟昌，胡细东，吴根财主要完成单位：中国铁路上海局集团有限公司科学技术研究所，中国铁路上海局集团有限公司电务部，中国铁路上海局集团有限公司上海电务段项目主要应用于高铁沿线电务轨旁设备的外观状态智能化巡检领域。基于既有钢轨探伤车上安装的图像采集、数据存储等设备，采用机器视觉、激光传感、图像识别和大数据分析等技术，在时速（80～160）km/h运行条件下，完成对高铁沿线电务轨旁设备检测区域图像实时、清晰采集。通过建立地面数据分析平台，构建数据比对模型，自动识别与分析成像区域内结构异常或缺陷部位的图像，实现对电务轨旁关键设备状态的智能化检测、预警。通过采用高效窄带滤光技术，设计线结构光和线相机匹配模式，解决了外部光线影响图像采集质量问题；研发设计的关键设备图像智能识别比对数据模型，提升数据分析效率20倍以上。成果安装在局管探伤车上，已在沪宁、宁杭及沪杭等高铁线路以及管内普铁线路上全面应用，累计完成检测和数据分析里程约26万公里，改变了传统人工上道巡检低效率作业模式，为高速铁路电务轨旁设备状态综合、高效检测提供有效技术手段。项目取得实用新型专利1件，发表EI论文1篇，并制定发布了集团公司“运管修”管理办法。上海市科技进步三等奖【集成机器视觉的双轨式钢轨超声波探伤仪】主要完成人：蔡培尧，毛少虎，匡俊，余天乐，姚继东，何为，康学燕主要完成单位：上海市东方海事工程技术有限公司利用双轨式钢轨超声波探伤小车车体平台作为载体，搭载钢轨探伤、钢轨表面监视、隧道巡检、轨道巡检、RFID定位等不同模块，将超声波无损检测技术与机器视觉技术、大数据分析技术融合，通过深度学习，实现对钢轨内部伤损、钢轨表面、道床表面、隧道表面等可视化缺陷的综合检测，是一套集高速数字图像采集、大容量图像数据实时采集、存储、定位技术、信息化技术于一体的先进的智能检测系统。该设备目前在北京京港地铁已形成示范应用，为轨道交通运输提供可靠的安全保障。上海市科技进步三等奖【特大型高炉热风炉的在线诊断、改造一体化综合技术】主要完成人：李俊峰，彭冬，吴彬，王毅，武猛，刘明路，袁志文主要完成单位：上海二十冶建设有限公司，江苏筑升土木工程科技有限公司，中国二十冶集团有限公司，上海星欣科技发展有限公司历经多年的研究，攻克了特大型热风炉在线大修改造的技术瓶颈，发明了基于弹性波原理的热风炉耐材在线诊断、热风炉的在线模块化拆除、热风炉炉壳的精益安装三大关键技术，为热风炉大修改造提供了新的解决方案。核心技术经鉴定达“国际先进”水平，共形成部级工法3篇，申请专利32件（已授权21件），登记软件著作权1项，获省部级科技奖2项。成果核心技术先后在宝钢、沙钢、河钢、永钢、联峰钢铁等20多项热风炉改造、建造工程中广泛应用，社会、经济和环保效益显著。

近年来，随着我国环保政策越来越严格，许多地区陆续出台了“禁油令”，极大地限制了油性涂料的发展，除此之外，在涂料行业“十三五”规划中也明确提出，要大力推动水性涂料和环保性涂料的发展。在喷涂行业“油改水”、“漆改粉”已成大势所趋，金属件的粉末固化应用越来越多。面临的挑战 然而，现在广泛使用的粉末涂料及涂装工艺，对于腐蚀防护要求较高的挖掘机产品，容易出现边角涂层膜厚较薄，以及复杂的阴角（凹下的角）部位露底等缺陷。 为了解决现有缺陷问题，采用了“干碰干”粉末涂料涂装新工艺。即：将新研制的粉末涂料分两种类型，底粉和面粉，底粉在边角孔洞位置附着力强且有优良的耐腐蚀性；面粉有优良的流平性和装饰性，适用于大面积的涂装涂层。面粉可以在底粉没有固化之前（即底粉为干粉状态下）进行喷涂，喷涂之后两种粉末在一起进行固化。但是，目前国内这种新的喷涂工艺大批量用于涂装生产线的较少，因为这对喷涂设备（喷枪）和固化方法都有较高的要求。所以如何在粉末涂装生产线改善工件固化品质（使表面流平变得更好更均匀）并改善边角固化（工件结构复杂的位置固化效果变好）是企业急需解决的问题。同时客户希望能够提高生产速度，以更快地完成客户的机械订单交付。贺利氏解决方案 客户原本使用的固化方式为传统热风炉加热，尽管这是行业的普遍做法，但是却有着升温时间慢以及占地面积大的问题。在了解了客户需求并在客户现场进行测试后，在贺利氏特种光源团队提出了在客户的热风烘道前，增加燃气催化红外炉对工件进行预热的方案（工艺由纯热风烘道变为燃气催化+热风相结合）。 采用红外预热和热风烘道加热相结合的方式，提高加热效率，节省场地空间，同时又获得了更好的工件表面喷涂效果。 燃气催化红外炉设备内部的情况（从前往后共3个区域，每块区域8块燃气催化加热板，共24块板） 工件经过燃气催化+热风相结合总过程加热曲线。 从曲线前段斜率可以看出在短时间内工件升温速度非常快，相比传统加热炉提升了效率，与此同时并没有影响温度均衡，且固化效果更好了。选择贺利氏的理由 秉承让事实说话的原则，让我们一起来看一下方案实施后现场实测的结果：涂装固化产线长度以及固化时间都缩短了约50%，整套方案的能耗节约了40%，整体固化工艺速度得到了显著提升。气体催化红外系统01.优势预热或固化时间通常为热风炉的1/3减少占地面积，释放有价值的工厂空间节能高达50%最小化系统内气流，消除了不同颜色批次之间的相互干扰无焰反应，生成水、CO2和热催化气体的波长特别适合粉末的吸收特性维护成本低02.适用工艺热敏基材的涂覆（如MDF）粉末喷涂（如金属基材和非金属基材）烘干工艺（如油漆、食品、皮革等）塑料的热成型

“Touch Taiwan 2016：贺利氏推出用于导电高分子薄膜上的乾膜光阻黄光图案化制程技术，并展示用于柔性触摸显示屏的快速红外固化解决方案” 在今年8月24-26日举办的Touch Taiwan 展览会上，贺利氏将推出通过DFR（Dry-Film Resist 干膜光阻）黄光蚀刻技术在Clevios导电高分子薄膜图案化的新触控面板制程。该工艺是与台湾工业技术研究院（ITRI）联合开发研制。展示全功能7英寸GFF型用DFR干膜光阻黄光蚀刻技术制程的触控面板。 “触控传感器的高解析度图案是高阶触控面板，特别是可弯曲及可折叠的触控显示器的先决条件。高解析度图案制程在Clevios薄膜上是一个很重要里程碑。我们的客户正在快速实施。他们的反馈极佳。”史伯德——电子化学品业务部总经理表示。 基于此项贺利氏的新创技术，可以轻松实现行50um的线宽解析度，甚至更细的解析度也可以达成。 现在整个Clevios触控面板制程的参数设置和工艺窗口均可提供客户在其生产中实施。Clevios薄膜和传感器可以轻松耐受超过30万次曲率半径低于1mm的折弯，而不产生损伤。 最佳创新：快速红外（IR）固化为优质基材做出贡献 贺利氏展台的第二项创新是基于超薄柔性聚酰亚胺基材的7英寸Clevios导电聚合物柔性触摸面板。聚酰亚胺固化是贺利氏特种光源的业务领域，其定制的快速红外固化技术实现超薄聚酰亚胺基材薄膜的最快速和高效的固化，而该材料是下一代柔性显示屏和触摸面板基材的关键材料。红外辐射器以极高的效率进行非接触式传热。与传统的热风炉相比，几分钟即可完成固化工艺，而不是以前的几小时。此外，由于没有空气流动，将污染减少至最低限度。与材料的吸收波长精确匹配的红外辐射器可以更快地进行加热。碳中波辐射器满足聚酰亚胺的吸收光谱要求，可以实现快速的红外固化和烘干。