一、項(xiàng)目名稱：超聲水計(jì)量檢測(cè)關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化
二、推薦單位：寧波大學(xué)
三、項(xiàng)目簡(jiǎn)介：
本項(xiàng)目成果屬于儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科領(lǐng)域下的"測(cè)試計(jì)量技術(shù)及儀器"方向，借助電子信息、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化、材料與流體力學(xué)等學(xué)科的相關(guān)方法，研究高精度、低功耗的超聲水計(jì)量關(guān)鍵技術(shù)，同時(shí)面向DN50-600口徑開(kāi)發(fā)穩(wěn)定性高、重復(fù)性好和便于信號(hào)傳輸?shù)姆?/span>GB/T778－2007國(guó)家水表產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、JJG 1030-2007國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程的以及HJ/T366-2007國(guó)家環(huán)境保護(hù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的單、雙通道管段式超聲水表，并實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。
主要研發(fā)內(nèi)容包括三大部分，一是高精度低功耗超聲水表的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，研究了超聲換能器結(jié)構(gòu)和性能，建立了超聲水表系統(tǒng)模型架構(gòu)，提出了降低功耗和提高計(jì)量精度的方法；二是針對(duì)提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和計(jì)量精度等問(wèn)題，深入剖析了影響穩(wěn)定性的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的測(cè)量因素，構(gòu)建了影響超聲水表計(jì)量精度的零點(diǎn)漂移及管道內(nèi)流體狀態(tài)模型，依據(jù)流體雷諾數(shù)建立了提升精度的優(yōu)化算法，提出了抗電磁干擾的微弱信號(hào)去噪及增強(qiáng)等技術(shù)；三是高精度低功耗超聲水表原理樣機(jī)開(kāi)發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，包括超聲水表流量測(cè)量特性校正方法等技術(shù)的研發(fā)。
主要解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題：1）超聲換能器共振頻率的選擇方法以及對(duì)測(cè)量精度的影響因素等；2）流體溫度的變化會(huì)造成時(shí)間差與流量關(guān)系的變化，如何補(bǔ)償這種變化直接影響測(cè)量精度；3）超聲信號(hào)極易受外界環(huán)境的影響，超聲換能器拾取信號(hào)的處理方法、系統(tǒng)降噪方法是保證計(jì)量精度、重復(fù)性的前提；4）所測(cè)時(shí)間差與流速、流量的關(guān)系，流速分布指數(shù)的確定以及修正參數(shù)的確定等；5）小流量、低流速狀況直接影響計(jì)量等級(jí)、分辨率和量程比等重要指標(biāo)的提升方法；6）電源管理方案、元器件選擇以及軟件優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)低功耗的影響； 7）如何保障在只需標(biāo)定較少流量點(diǎn)的情況下能更好地校正超聲水表，對(duì)產(chǎn)品規(guī)模生產(chǎn)非常重要。
主要技術(shù)指標(biāo)，以DN100口徑雙通道超聲水表為例，測(cè)量精度：±1.0%%；重復(fù)性：0.5%；測(cè)量范圍：200L/h～100000L/h；工作溫度：-25-55°C；電池供電壽命：水表檢定周期+1年（當(dāng)外接電池包后，除了可以完成水計(jì)量外，還可實(shí)現(xiàn)水表的實(shí)施監(jiān)控等任務(wù)）；通信方式：RS232、RS485、M-BUS及點(diǎn)對(duì)點(diǎn)短距無(wú)線和遠(yuǎn)程GPRS無(wú)線通信；同時(shí)具有壓力和溫度補(bǔ)償?shù)裙δ堋?/span>
超聲水表已被國(guó)內(nèi)外供水公司和水表企業(yè)認(rèn)定為下一代電子水表，有可能產(chǎn)生顛覆性的變革，全面替換傳統(tǒng)機(jī)械水表，且需求極大（目前每年需求量約為7000萬(wàn)臺(tái)，寧波水表年產(chǎn)約800多萬(wàn)臺(tái)）,截止2015年，實(shí)現(xiàn)銷(xiāo)售總收入8957萬(wàn)元，利潤(rùn)2239萬(wàn)元，增加稅收1522萬(wàn)元。
四、主要完成人及技術(shù)貢獻(xiàn)：
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排名 |
姓名 |
技術(shù)職稱 |
工作單位 |
完成單位 |
對(duì)本項(xiàng)目技術(shù)創(chuàng)造性貢獻(xiàn) |
曾獲國(guó)家、省科技獎(jiǎng)勵(lì)情況 |
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1 |
王讓定 |
教授 |
寧波大學(xué) |
寧波大學(xué) |
本人為本項(xiàng)目第一完成人，主要負(fù)責(zé)建立構(gòu)建了超聲水表系統(tǒng)模型架構(gòu)，解決抗電磁干擾的微弱信號(hào)去噪及增強(qiáng)等問(wèn)題；提出并研發(fā)了一種超聲換能器的防水結(jié)構(gòu)及綜合性能試驗(yàn)裝置，提出獲取超聲波測(cè)量裝置中電路延遲時(shí)間的方法，以及時(shí)差法超聲水表靜態(tài)漂移抑制模型與動(dòng)態(tài)漂移的補(bǔ)償算法。是創(chuàng)新點(diǎn)2、3的核心貢獻(xiàn)者，是論文（附件20）的第一作者，是論文（附件19、21、22、25-28）的通訊作者，是論文（附件23,、24）的第二作者，知識(shí)產(chǎn)權(quán)（附件3-6、9-12）的主要發(fā)明人，本人在該科學(xué)發(fā)現(xiàn)研發(fā)工作中投入的工作量占本人工作總量的50%。 |
獲浙江省科學(xué)技術(shù)三等獎(jiǎng)1項(xiàng)(1/6)、寧波市科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng)(1/4)、寧波市科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)(2/9)、寧波市自然科學(xué)論文一等獎(jiǎng)1項(xiàng)(1/4) |
|
2 |
姚靈 |
教授級(jí)高工 |
寧波水表股份有限公司 |
寧波水表股份有限公司 |
本人為本項(xiàng)目第二完成人，主要負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)項(xiàng)目研究方案、技術(shù)路線和關(guān)鍵核心技術(shù)等工作。提出了超聲水表不同流場(chǎng)分布狀態(tài)下的特性校正方法、超聲換能器試驗(yàn)及配對(duì)方法、超聲換能器全性能試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)等關(guān)鍵核心技術(shù)。是創(chuàng)新點(diǎn)1、3的核心貢獻(xiàn)者，是論文(附件23、24）的第一作者，是知識(shí)產(chǎn)權(quán)（附件3、4）第一發(fā)明人。本人在該科學(xué)發(fā)現(xiàn)研發(fā)工作中投入的工作量占本人工作總量的30%。 |
寧波市科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)(1/9)、寧波市科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)1項(xiàng)(1/5)、寧波市江北區(qū)科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)1項(xiàng)(1/5) |
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3 |
傅松寅 |
助理研究員 |
寧波大學(xué) |
寧波大學(xué) |
本人為本項(xiàng)目第三完成人，主要負(fù)責(zé)算法實(shí)現(xiàn)、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)和測(cè)試等工作。是知識(shí)產(chǎn)權(quán)（附件9-12）的主要發(fā)明人，本人在該研發(fā)工作中投入的工作量占本人工作量的20%。 |
寧波市科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)１項(xiàng)(7/9) |
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4 |
左富強(qiáng) |
高級(jí)工程師 |
寧波水表股份有限公司 |
寧波水表股份有限公司 |
本人為本項(xiàng)目第四參與人，主要負(fù)責(zé)研究和分析超聲水表單聲道和多聲道的權(quán)重函數(shù)工作。研究了超聲水表低功耗流量算法，既保證了計(jì)量精度又降低了系統(tǒng)功耗，延長(zhǎng)使用壽命；是論文（附件23、24）的第三作者，是知識(shí)產(chǎn)權(quán)（附件8）第一發(fā)明人。本人在該科學(xué)發(fā)現(xiàn)研發(fā)工作中投入的工作量占本人工作量的10%。 |
寧波市科學(xué)技術(shù)二等獎(jiǎng)1項(xiàng)(3/9)寧波市江北區(qū)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)(3/5)、寧波市江北區(qū)科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)2項(xiàng)(2/5、5/5) |
|
5 |
嚴(yán)迪群 |
副教授 |
寧波大學(xué) |
寧波大學(xué) |
本人為該項(xiàng)目第五參與人，主要負(fù)責(zé)研究和分析提高精度、減小誤差的軟件補(bǔ)償技術(shù)。本人在該科學(xué)發(fā)現(xiàn)研發(fā)工作中投入的工作量占本人工作量的10%。 |
寧波市科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng)(2/4)、寧波市科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)(6/9)、寧波市科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)1項(xiàng)(3/8)、浙江省科學(xué)技術(shù)三等獎(jiǎng)1項(xiàng)(2/6) |
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6 |
杜呈透 |
副高級(jí) |
寧波大學(xué) |
寧波大學(xué) |
本人為本項(xiàng)目第六完成人，主要負(fù)責(zé)超聲換能器的防水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是創(chuàng)新點(diǎn)3的主要貢獻(xiàn)者，是知識(shí)產(chǎn)權(quán)（附件2）的主要發(fā)明人，本人在該科學(xué)發(fā)現(xiàn)研發(fā)工作中投入的工作量占本人工作總量的20%。 |
寧波市科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng)(3/4)、寧波市科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)(4/9)、寧波市科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)1項(xiàng)(5/8)、浙江省科學(xué)技術(shù)三等獎(jiǎng)1項(xiàng)(3/6) |
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7 |
王欣欣 |
工程師 |
寧波水表股份有限公司 |
寧波水表股份有限公司 |
本人為本項(xiàng)目第七完成人，主要負(fù)責(zé)超聲水表表殼設(shè)計(jì)，是創(chuàng)新點(diǎn)3的主要貢獻(xiàn)者，是知識(shí)產(chǎn)權(quán)（附件5、6）的第一發(fā)明人，是知識(shí)產(chǎn)權(quán)（附件8）的主要發(fā)明人，本人在該科學(xué)發(fā)現(xiàn)研發(fā)工作中投入的工作量占本人工作總量的20%。 |
寧波市科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)1項(xiàng)(5/10)；寧波市江北區(qū)科技進(jìn)步獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)1項(xiàng)(3/5) |
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8 |
朱瑩 |
講師 |
寧波大學(xué) |
寧波大學(xué) |
本人為本項(xiàng)目第八完成人，主要研究超聲換能器的防水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是創(chuàng)新點(diǎn)2和創(chuàng)新點(diǎn)3的主要貢獻(xiàn)者，是知識(shí)產(chǎn)權(quán)（附件2）的第一發(fā)明人，本人在該科學(xué)發(fā)現(xiàn)研發(fā)工作中投入的工作量占本人工作總量的20%。 |
浙江省科學(xué)技術(shù)三等獎(jiǎng)1項(xiàng)(5/6) |
五、主要完成單位及創(chuàng)新推廣貢獻(xiàn)
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排名 |
單位名稱 |
對(duì)本項(xiàng)目科技創(chuàng)新和推廣應(yīng)用支撐作用情況 |
| 1 |
寧波大學(xué) |
解決了抗電磁干擾的微弱信號(hào)去噪及增強(qiáng)等技術(shù)問(wèn)題，研發(fā)了一種超聲換能器的防水結(jié)構(gòu)及綜合性能試驗(yàn)裝置，提出了獲取超聲波測(cè)量裝置中電路延遲時(shí)間的方法以及時(shí)差法超聲水表靜態(tài)漂移抑制模型與動(dòng)態(tài)漂移的補(bǔ)償算法等相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)。 |
| 2 |
寧波水表股份有限公司 |
研究了項(xiàng)目進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化過(guò)程中的相關(guān)問(wèn)題，一是提出了一種分段流量測(cè)量特性校正的新方法，產(chǎn)業(yè)化過(guò)程中的快速標(biāo)定方法以及降低系統(tǒng)功耗的綜合技術(shù)；與合作單位寧波大學(xué)合作，解決了本項(xiàng)目中的其它相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)；按項(xiàng)目立項(xiàng)的要求，投入了開(kāi)展產(chǎn)業(yè)化的生產(chǎn)和測(cè)試裝置，為量產(chǎn)提供了很好的條件。加大市場(chǎng)開(kāi)拓推開(kāi)力度，打開(kāi)了產(chǎn)品的銷(xiāo)售空間。 |
六.推廣應(yīng)用情況
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應(yīng)用單位名稱 |
應(yīng)用技術(shù) |
起止時(shí)間 |
單位聯(lián)系人電話 |
經(jīng)濟(jì)效益(萬(wàn)) |
|
寧波水表股份有限公司 |
超聲水表系列產(chǎn)品 |
2013年1月至今 |
葉琪珺0574-88195808 |
8957 |
|
昆山龍銘科技電子技術(shù)有限公司 |
超聲水表 |
2014年7月至今 |
陳賀13812934117 |
|
|
沈陽(yáng)沈?qū)幩畡?wù)計(jì)量技術(shù)發(fā)展有限公司 |
超聲水表 |
2013年5月至今 |
陳威強(qiáng)13858228670 |
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七、本項(xiàng)目曾獲科技獎(jiǎng)勵(lì)情況
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獲獎(jiǎng)項(xiàng)目名稱 |
獲獎(jiǎng)時(shí)間 |
獎(jiǎng)項(xiàng)名稱 |
獎(jiǎng)勵(lì)等級(jí) |
授獎(jiǎng)部門(mén)/單位 |
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超聲水計(jì)量檢測(cè)技術(shù)研究及其產(chǎn)業(yè)化 |
2015-11-01 |
寧波市科技進(jìn)步獎(jiǎng) |
二等獎(jiǎng) |
寧波市人民政府 |
八、主要知識(shí)產(chǎn)權(quán)及發(fā)明人：
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知識(shí)產(chǎn)權(quán)類別 |
具體名稱 |
國(guó)家/地區(qū) |
授權(quán)/申請(qǐng)?zhí)?/span> |
授權(quán)日期 |
證書(shū)編號(hào) |
權(quán)利人 |
發(fā)明人 |
|
發(fā)明專利 |
一種獲取超聲波測(cè)量裝置中電路延遲時(shí)間的方法 |
中國(guó) |
ZL200910100566.0 |
2012/7/4 |
第988532號(hào) |
寧波大學(xué)、寧波水表股份有限公司 |
孫廣清，姚靈，王讓定，徐云，陳昌根，王亞華，祝向輝 |
|
發(fā)明專利 |
一種壓電超聲換能器的防水結(jié)構(gòu) |
中國(guó) |
ZL201010197253.4 |
2012/6/6 |
第967735號(hào) |
寧波大學(xué) |
朱瑩，杜呈透，姚靈，王讓定，李志民，陳昌根，段允，王亞華 |
|
發(fā)明專利 |
單聲道超聲水表流量測(cè)量特性校正方法 |
中國(guó) |
ZL201110441265.1 |
2014/6/18 |
第1421608號(hào) |
寧波水表股份有限公司 |
姚靈，王讓定，陳昌根，左富強(qiáng)，王欣欣 |
|
發(fā)明專利 |
一種超聲水流量換能器綜合性能試驗(yàn)裝置及其使用方法 |
中國(guó) |
ZL201210573562.6 |
2013/4/24 |
第1609040號(hào) |
寧波水表股份有限公司、寧波大學(xué) |
姚靈，王讓定，左富強(qiáng)，王欣欣 |
|
實(shí)用新型專利 |
一種鋁合金超聲水表表殼 |
中國(guó) |
ZL201120550754.6 |
2012/12/12 |
第2568460號(hào) |
寧波水表股份有限公司、寧波大學(xué) |
王欣欣，王讓定，左富強(qiáng) |
|
實(shí)用新型專利 |
一種超聲水表?yè)Q能器 |
中國(guó) |
ZL201120550756.5 |
2012/9/26 |
第2419761號(hào) |
寧波水表股份有限公司 |
王欣欣，王讓定，陳昌根，左富強(qiáng)，杜呈透 |
|
實(shí)用新型專利 |
一種超聲水流量換能器綜合性能試驗(yàn)裝置 |
中國(guó) |
ZL201220727379.2 |
2013/6/12 |
第2964746號(hào) |
寧波水表股份有限公司、寧波大學(xué) |
姚靈，王讓定，左富強(qiáng)，王欣欣 |
|
實(shí)用新型專利 |
一種超聲水表?yè)Q能器 |
中國(guó) |
ZL201220736777.0 |
2013/6/12 |
第2964122號(hào) |
寧波水表股份有限公司 |
左富強(qiáng)，王欣欣 |
|
計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán) |
超聲流量計(jì)系統(tǒng)軟件V1.0 |
中國(guó) |
2010SR022584 |
2010/5/14 |
軟著登字第0210857號(hào) |
寧波大學(xué)、寧波水表股份有限公司 |
|
|
計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán) |
超聲流量計(jì)測(cè)試及修正系統(tǒng)V1.0 |
中國(guó) |
2010SR046406 |
2010/9/6 |
軟著登字第0234679號(hào) |
寧波大學(xué)、寧波水表股份有限公司 |
|
|
計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán) |
超聲流量計(jì)系統(tǒng)軟件V2.0 |
中國(guó) |
2011SR030614 |
2011/5/21 |
軟著登字第0294288號(hào) |
寧波大學(xué)、寧波水表股份有限公司 |
|
|
計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán) |
超聲流量計(jì)新型無(wú)溫參量算法系統(tǒng)軟件 |
中國(guó) |
2011SR031490 |
2011/5/25 |
軟著登字第0295164號(hào) |
寧波大學(xué)、寧波水表股份有限公司 |
|
