2022年CAIA獎一等獎:基于微流體技術的油液多參數檢測識別研究及應用
完成單位:大連海事大學
完成人:張洪朋,張興明,洪嘉駒,孫玉清,朱新河,王晨勇 ,徐志偉,謝雨財,于爽,張舒垚
成果簡介:
針對現有油液顆粒污染物檢測技術面臨的檢測靈敏度低、時效性差、檢測顆粒污染物種類少等技術瓶頸,歷經15年產學研聯合攻關,創新性地提出了基于微流體技術的油液多參數檢測識別關鍵技術,研發了可用于船舶、海工平臺和風電等機械設備的微阻抗式油液檢測裝置,構建了全鏈條油液多參數檢測關鍵技術體系。研究成果不僅能對系統進行有效的狀態監控,還能實現精準的故障定位,極大地提高了關鍵設備的安全性和可靠性,對于船海工程裝備的健康監測和故障診斷具有重要意義。
本項目已發表高水平論文108篇,培育全國船舶與海洋工程學科優秀博士論文和遼寧省優秀博士論文各2篇;獲授權PCT專利2項,發明專利23項,實用新型專利16項;出版專著1部;研究成果核心技術具有原始創新性,總體達到國際領先水平。
創新點及科學價值:
(1)首次將電感式油液檢測與微流體芯片技術相結合,研發了微電感油液檢測系統,攻克了現有油液污染物檢測技術精度不足的問題。
(2)首次提出了基于微線圈的電阻分量檢測法,極大地提高了對非鐵磁性金屬顆粒的檢測靈敏度,解決了電感檢測法對非鐵磁性金屬顆粒檢測靈敏度低的難題。
(3)開創性地提出了微阻抗全分析法,實現了單個傳感器對多種油液污染物的區分檢測,補齊了基于單一傳感原理的油液傳感器檢測參數單一的短板。
(4)研發了用于船海機械裝備狀態監測的微阻抗式油液檢測裝置,突破了現有油液污染物檢測裝置檢測周期長的局限。
社會經濟效益:研究成果已經在船舶、海工平臺和海上風力發電機組得到應用,能對機械設備油液中的顆粒污染物實現快速檢測分析,確定污染程度,有效地延長了設備的服役時間,降低了設備的故障率,大幅減少了停機檢修時間,創造了顯著的社會效益及經濟效益,得到了行業內的廣泛認同和好評。
應用前景:技術具有廣闊的應用前景,除船舶與海洋工程裝備外,還可應用于航空航天、電力、石油、化工、交通、港口、冶金、機械、汽車制造、制冷、電子、半導體等領域。隨著應用規模的不斷擴大,該技術將為推動我國工程裝備的轉型升級與健康可持續發展做出更大貢獻。