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大气透过率、气溶胶光学厚度和水汽总量测量用全自动太阳辐射计

交易信息: 完全转让-面议元     
专利: 技术成熟度:通过小试  

技术领域:电子信息技术,环境保护与资源综合利用 应用领域:环境保护 最后更新时间:2017-09-12 10:40:08
所在地:中国 安徽省 合肥 高新区 (蜀山区)
所属用户简介:
中科院合肥物质科学研究院(以下简称“合肥研究院”)是中国科学院在安徽设立的一个综合性科研基地和人才培养基地,位于合肥市西郊科学岛上,由中科院安徽光学精密机械研究所、中科院等离子体物理研究所、中科院固体物理研究所、中科院合肥智能机械研究所、中科院强磁场科学中心、中科院核能安全技术研究所、中科院合肥研究院技术生物与农业工程研究所、中科院合肥研究院医学物理与技术中心、中科院合肥研究院应用技术研究所等10个研究单元组成,和中国科技大学建有科教融合的核科学技术学院、环境科学与光电技术学院、合肥大科学中心等协同创新单元。建有21个省部级重点实验室/工程中心,以及全超导托卡马克东方超环EAST和稳态强磁场两个大科学装置,已成为中国科学院重要的科技创新基地、高技术发展基地和人才培养基地之一。 截止2017年末,合肥研究院现有在职职工2688人,其中专业技术人员2334人,占在职职工87%。正高级人员392人,副高级人员745人。有研究生学历的占在职职工63%,其中45岁以下占88%。在站博士后85人。当前队伍中,拥有两院院士6人、国家“万人计划”6人、国家“千人计划”14人、科技部“创新人才推进计划”4人、中科院“百人计划”52人、安徽省“百人计划”13人、“新世纪百千万人才工程”国家级人选6人、杰青/优青9人、首席专家32人、省部级创新团队14个。通过组织优势科研团队,研究所组织和承担国家重大重点科研任务的能力不断加强,形成了等离子体物理、大气环境、纳米材料、生命科学等多个创新团队和973、863团队。2015年入选国家创新人才培养示范基地,2017年入选中国首批十大科技旅游基地。 合肥研究院定位在面向国家洁净能源与环境安全需求,面向极端与复杂条件下物质科学前沿,建设依托全超导托卡马克、强磁场、大气环境立体探测研究网等大科学装置群的综合性国家科研基地,形成等离子体物理、大气环境光物理/化学、极端和复杂环境下材料与生物物理等优势学科群,发展磁约束聚变堆、大气环境探测、强磁场及能源环境健康等需求的功能材料与智能系统等战略高技术。目标是在聚变物理与工程、强磁场科学技术、大气环境光学等三个领域取得重大创新性成果,在聚变反应堆基础理论研究与数字托卡马克、大气环境物理化学、极端条件下生物与材料特性、机电一体化全寿命设计与智能制造、医学物理与技术等领域的研究取得实质性进展,在太阳能材料与工程、大气环境监测仪器、先进核能与核能安全技术、新型医疗技术等高新技术产业化方面创新发展一批具有自主知识产权的核心关键技术。目前已建成以大科学装置为主,多学科交叉综合性研究平台,为双创基地提供了有效支撑。 合肥研究院承担了相关领域大量国家科研任务,经费总量不断攀升,2016年度经费达到16.5亿,位居中科院科研机构前列。合肥研究院SCI收录论文总数连续两年位居全国科研机构三甲,EI收录论文数量位居全国科研机构第三位。近五年共申请专利1460件,获授权795件,获安徽省科研院所发明专利授权量第一名。十年来,合肥研究院共获得国家科技奖20项、省部级科技奖48项。还获华人物理学会亚洲杰出成就奖、国际内耗学最高奖甄纳奖等多项国际科技大奖。在过去的两年间,中国科学院先后组织权威专家开展了诊断评估和“十二五”验收工作,给予合肥研究院高度评价。国际评估专家组认为合肥研究院在磁约束核聚变、大气环境监测、强磁场科学与技术方面已跻身国际先进行列,部分方向已处在国际领先方阵;有望成为世界级的科学研究、高技术发展和创新人才培养基地。中科院“十二五”验收结果将合肥研究院列入第一方阵,其中“超导托卡马克创新团队”入选中科院“十二五”重大科技成果及标志性进展,磁约束核聚变、强磁场科学技术、大气环境光学被评为优秀。 合肥研究院积极面向国民经济主战场,以合芜蚌自主创新综合试验区、国家技术创新工程试点省和皖江城市带承接产业转移示范区建设等重大需求为导向,围绕新能源、医疗健康、环境监测与治理、现代农业等产业领域,以中科院合肥技术创新工程院(国家级技术转移中心)等院地合作平台为依托和抓手,加快推进政产学研用深入融合,集聚科技资源,增强科技服务发展能力,为推动地方创新驱动发展做出了扎实的贡献。在“十二五”期间直接获得各类地方合作经费6.7亿元;100余项专有技术或专利得到转移转化,吸引社会投资超30亿元;有710余项中科院科技成果在地方企业得到应用,为企业新增销售收入960多亿元,利税113亿元。合肥研究院是安徽省第一家试点股权激励的单位,也是完成股权激励企业数量最多的单位,目前共有42家参股公司,总注册资本15.12亿,知识产权作价共2.24亿,股权激励6661万,2016年实现营业收入70亿,利税6亿元。
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l 必要性及需求分析: 大气气溶胶在大气辐射和气候变化中具有重要的作用,它是光学工程应用中必须考虑的因素,如可见光和红外天文观测中,大气气溶胶影响大气透过率和大气背景辐射,降低了目标的对比度,对目标的定量测量精度也有重要的影响。由于大气气溶胶复杂的时空变化,要了解二者的区域光学特征就需要长期连续的观测。在典型地区进行气溶胶光学性质的长期观测对辐射传输、气候变化、大气环境和光学工程的应用等方面都有重要的意义。气溶胶光学厚度是表征大气气溶胶光学特性的最基本参量,是评价大气环境污染,研究气溶胶辐射气候效应的一个关键因子和辐射传输计算中的一个重要参量。  安徽光机所研制了0.4~1.1mm 8波段DTF型太阳辐射计和0.8~2.4mm 8波段ISP型太阳辐射计系列产品,并拟实现产业放大和产品推广。该型太阳辐射计多通道测量,多参数输出,通道选取波段范围宽,支持自定义通道和通道扩展,防尘防雨设计,野外全天候无人职守全自动测量,可在线定标,直接输出大气透过率、气溶胶光学厚度和水汽总量并进行实时显示,相对于目前的市售太阳辐射计有着明显的优势。项目将面向全国提供太阳辐射计技术群进行大规模产业化推广的成熟技术,在太阳辐射计产业领域提升我国民族工业的水平,促进产品更新换代,减少进口依赖或增加产品出口品种,最终可为形成有我国特色自主知识产权的产品技术群(发明专利和标准群)起到积极的推动作用,具有重要现实意义。 l 现有工作基础: 目前0.4~1.1mm 8波段DTF型太阳辐射计已实现6台/批量级生产,并已进行大气透过率、气溶胶光学厚度和水汽总量测量的长期应用效果探索(实物图如上图左图所示);0.8~2.4(m 8波段ISP型太阳辐射计也已研制完成,并已进行初步应用效果探索(实物图如上图右图所示)。具体如下: 开发了原始信号和测量结果(大气透过率、气溶胶光学厚度和水汽总量)随时间实时变化的曲线显示软件(测量控制软件)以及在线实时定标和数据批处理软件,如下图所示。 测量控制软件界面(左)  数据批处理及定标软件(右,测量控制软件子对话框)将太阳辐射计测得的水汽总量分别与微波辐射计和POM02型太阳辐射计进行了对比,误差都在8%以内,如下图所示。 水汽总量与微波辐射计对比与微波辐射计线性关系与POM02对比结果将太阳辐射计测得的可见光波段气溶胶光学厚度和近红外波段的透过率也与POM02型太阳辐射计进行了对比,误差也都在8%以内,如下图所示。  与POM02气溶胶光学厚度比较      与POM02近红外波段透过率比较     将太阳辐射计应用于我国多个典型地区大气透过率、气溶胶光学厚度和水汽总量测量,得到多个地区各参数逐月统计变化,结果如下图所示。  l 预期经济和社会效益:     新型全自动太阳辐射计防尘防雨,野外无人职守测量,全天候、全自动跟踪太阳,可在线定标,直接输出整层大气透过率、气溶胶光学厚度和水汽总量,并进行网络传输和显示,因此可替代现有太阳辐射计产品应用于科研院所、天文选择观测和气象监控部门,仅气象部门就具有30台/年的市场规模,因此具有广阔的市场前景。仅以年产50台太阳辐射计中试线的生产能力,每台太阳辐射计25-40万元计算,预计仅中试线即可完成年产值1250-2000万,毛利在750-1250万。



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