浙江省科技进步奖项目公示.doc

2016年度高等学校科学研究优秀成果奖（科学技术）项目公示 一、项目名称：超声水计量检测关键技术及产业化 二、推荐单位：宁波大学 三、项目简介： 本项目成果属于仪器科学与技术学科领域下的测试计量技术及仪器方向，借助电子信息、计算机、自动化、材料与流体力学等学科的相关方法，研究高精度、低功耗的超声水计量关键技术，同时面向DN50-600口径开发稳定性高、重复性好和便于信号传输的符合GB/T778－2007国家水表产品标准、JJG 1030-2007国家计量检定规程的以及HJ/T366-2007国家环境保护行业标准的单、双通道管段式超声水表，并实现了产业化。 主要研发内容包括三大部分，一是高精度低功耗超声水表的系统设计，研究了超声换能器结构和性能，建立了超声水表系统模型架构，提出了降低功耗和提高计量精度的方法；二是针对提高系统稳定性和计量精度等问题，深入剖析了影响稳定性的静态和动态的测量因素，构建了影响超声水表计量精度的零点漂移及管道内流体状态模型，依据流体雷诺数建立了提升精度的优化算法，提出了抗电磁干扰的微弱信号去噪及增强等技术；三是高精度低功耗超声水表原理样机开发与产业化，包括超声水表流量测量特性校正方法等技术的研发。 主要解决的关键技术问题：1）超声换能器共振频率的选择方法以及对测量精度的影响因素等；2）流体温度的变化会造成时间差与流量关系的变化，如何补偿这种变化直接影响测量精度；3）超声信号极易受外界环境的影响，超声换能器拾取信号的处理方法、系统降噪方法是保证计量精度、重复性的前提；4）所测时间差与流速、流量的关系，流速分布指数的确定以及修正参数的确定等；5）小流量、低流速状况直接影响计量等级、分辨率和量程比等重要指标的提升方法；6）电源管理方案、元器件选择以及软件优化设计对低功耗的影响； 7）如何保障在只需标定较少流量点的情况下能更好地校正超声水表，对产品规模生产非常重要。 主要技术指标，以DN100口径双通道超声水表为例，测量精度：±1.0%%；重复性：0.5%；测量范围：200L/h～100000L/h；工作温度：-25-55°C；电池供电寿命：水表检定周期+1年（当外接电池包后，除了可以完成水计量外，还可实现水表的实施监控等任务）；通信方式：RS232、RS485、M-BUS及点对点短距无线和远程GPRS无线通信；同时具有压力和温度补偿等功能。 超声水表已被国内外供水公司和水表企业认定为下一代电子水表，有可能产生颠覆性的变革，全面替换传统机械水表，且需求极大（目前每年需求量约为7000万台，宁波水表年产约800多万台）,截止2015年，实现销售总收入8957万元，利润2239万元，增加税收1522万元。 四、主要完成人情况表： 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 对本项目技术创造性贡献 曾获国家、省科技奖励情况 1 王让定 教授 宁波大学 宁波大学 本人为本项目第一完成人，主要负责建立构建了超声水表系统模型架构，解决抗电磁干扰的微弱信号去噪及增强等问题；提出并研发了一种超声换能器的防水结构及综合性能试验装置，提出获取超声波测量装置中电路延迟时间的方法，以及时差法超声水表静态漂移抑制模型与动态漂移的补偿算法。是创新点2、3的核心贡献者，是论文（附件20）的第一作者，是论文（附件19、21、22、25-28）的通讯作者，是论文（附件23,、24）的第二作者，知识产权（附件3-6、9-12）的主要发明人，本人在该科学发现研发工作中投入的工作量占本人工作总量的50%。 获浙江省科学技术三等奖1项(1/6)、宁波市科技进步一等奖1项(1/4)、宁波市科技进步二等奖1项(2/9)、宁波市自然科学论文一等奖1项(1/4) 2 姚灵 教授级高工 宁波水表股份有限公司 宁波水表股份有限公司 本人为本项目第二完成人，主要负责设计项目研究方案、技术路线和关键核心技术等工作。提出了超声水表不同流场分布状态下的特性校正方法、超声换能器试验及配对方法、超声换能器全性能试验装置设计等关键核心技术。是创新点1、3的核心贡献者，是论文(附件23、24）的第一作者，是知识产权（附件3、4）第一发明人。本人在该科学发现研发工作中投入的工作量占本人工作总量的30%。 宁波市科技进步二等奖1项(1/9)、宁波市科技进步三等奖1项(1/5)、宁波市江北区科技进步三等奖1项(1/5) 3 傅松寅 助理研究员 宁波大学 宁波大学 本人为本项目第三完成人，主要负责算法实现、系统软件设计和测试等工作。是知识产权（附件9-12）的主要发明人，本人在该研发工作中投入的工作量占本人工作量的20%。 宁波市科技进步二等奖１项(7/9) 4 左富强 高级工程师 宁波水表股份有限公司 宁波水表股份有限公司