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      北京物流信息聯盟

      2016科學儀器重大專項指南發布

      分析測試百科網 2021-10-25 13:46:56


      分析測試百科網訊 今天,科技部發布了《“重大科學儀器設備開發”重點專項2016年度申報指南》,詳情如下。

      重大科學儀器設備開發”重點專項2016年度申報指南

      科學儀器設備是科學研究和技術創新的基石,是經濟社會發展和國防安全的重要保障。為切實提升我國科學儀器設備的自主創新能力和裝備水平,促進產業升級發展,支撐創新驅動發展戰略的實施,經國家科技計劃戰略咨詢與綜合評審特邀委員會、國家科技計劃管理部際聯席會審議,“重大科學儀器設備開發”重點專項作為2016年度啟動的專項之一,并正式進入實施階段。

      主要任務

      1. 核心關鍵部件開發與應用

      攻克源部件、探測器與傳感器、分析分離與控制部件等科學儀器核心部件的關鍵技術,研究部件的核心關鍵材料以及生產工藝,形成具有自主知識產權、質量穩定可靠的核心關鍵部件。

      共性考核指標:目標產品應通過可靠性測試和異地測試,技術就緒度達到9級,至少應用于2種類型儀器。

      原則上,每個項目下設任務數不超過6個,承擔單位數不超過6個。

      1.1 源部件

      1.1.1 光源

      (1)高強度、高穩定空心陰極燈

      研究內容:研發高強度、高穩定空心陰極燈,優化空心陰極燈結構設計,研究合金陰極材料組成及制作工藝,改善空心陰極燈生產工藝,研制空心陰極燈性能測試特殊裝置,研究影響噪聲、同心度等關鍵指標的因素及改善方法。開展工程化開發和產業化開發,形成工程化和產業化能力。為原子吸收光譜儀和原子熒光光譜儀等儀器提供核心部件。

      考核指標:穩定性指標,銅燈在30min內基線漂移<0.2%,其它元素燈在5min內基線漂移<0.6%;普通元素燈的使用壽命≥6000mA.h,易熔、易揮發元素燈≥4000mA.h;改善空心陰極燈性能,燈噪聲≤±0.2%T,燈旋轉360°的能量偏移<10%。應提出明確合理的可靠性指標要求,項目完成時,目標產品應參照國家或行業相關標準進行測試。發明專利3項,技術標準3項。項目驗收后三年內年銷量達到2萬支。

      實施年限:不超過3年

      1.1.2 射頻源

      (1)ICP射頻源

      研究內容:開發ICP射頻源,研究大功率射頻自激發生、頻率鎖相、功率調諧和高效散熱技術,開發能夠有效的降低等離子體電勢的全固態自激式電感耦合等離子體射頻源;實施ICP射頻源的工程化和工藝化開發,形成可靠的產品,解決相關國產儀器對高性能射頻源關鍵部件需求的難題。

      考核指標:工作頻率27.12MHz,頻率穩定度±0.02%,功率輸出0.6~1.6 kW可調。發明專利3項,技術標準3項。項目驗收后三年內年銷量達到100只以上。

      實施年限:不超過3年

      (2)雙相射頻源

      研究內容:開發雙相射頻源,研究雙相射頻源高精度驅動與高穩定反饋、過載保護電路、輔助激發信號耦合與雙相射頻電源數字控制技術,開發能夠精密驅動線性離子阱的雙相射頻高壓電源;實施雙相射頻源的工程化和工藝化開發,形成穩定可靠的產品,有效解決相關國產儀器對高性能雙相射頻源關鍵部件的需求。

      考核指標:射頻高壓最大2kVpp,頻率0.9~2MHz,輔助信號帶寬50kHz~450kHz;射頻高壓最大10kVpp,頻率1M~1.2MHz,輔助信號帶寬10 k~550kHz。發明專利3項,技術標準3項。項目驗收后三年內年銷售達到100套。

      實施年限:不超過3年

      1.1.3新型質譜離子源

      研究內容:研究敞開式離子化新技術,研制新型電噴霧、介質阻擋放電、激光/氣體輔助噴霧和高度集成化敞開式的離子源,開展新離子化應用方法開發和數據庫構建,實施新離子源的工程化和產業化開發,滿足原位實時快速分析、單細胞分析、質譜成像分析、超痕量樣品分析需求,推動我國質譜離子化技術與裝置的跨越式發展。

      考核指標:形成6種以上具有自主知識產權的新型敞開式質譜離子源產品,有力支撐食品安全、環境應急、新藥研發、現場快檢、生物研究、質譜成像、公共安全等質譜檢測應用。形成敞開式質譜離子源工藝化、產業化基地,實現批量生產。發明專利3項,技術標準3項。項目驗收后三年內年銷售達到40套以上。

      實施年限:不超過3年

      有關說明:每個項目形成5種以上不同的離子源產品。

      1.2 探測器與傳感器

      1.2.1 光探測器

      (1)光電倍增管

      研究內容:開發側窗型、端窗型光電倍增管,研究側窗型、端窗型光電倍增管的結構設計,優化陰極材料及倍增極材料配方和制作工藝,研究包括激活工藝、封裝工藝等在內的各環節生產工藝,探究影響光電倍增管靈敏度、暗電流、響應時間等關鍵性能的因素及改進方法,進行工程化和產業化開發,為分析儀器、輻射測量儀器、高能物理研究、石油測井及軍用設備提供關鍵部件。

      考核指標:陽極光照靈敏度≥300A/lm(典型值);最大暗電流<50nA(30分鐘后);增益>106。發明專利3項,技術標準3項。項目驗收后三年內年銷售達到500支。

      實施年限:不超過3年

      (2)太赫茲探測器

      研究內容:研制基于柵控二維電子氣的新型室溫太赫茲探測器,突破場效應混頻探測器芯片及其模塊制造的關鍵技術,實現全國產化。建立定量化的場效應混頻探測器模型和模擬仿真技術;從外延材料、天線設計、阻抗匹配到模塊化集成實現場效應混頻探測器的優化設計;開發納米柵極及其低漏電率的工藝制備技術;研究二維電子氣場效應閾值電壓的調控技術,研制兩端結構的高靈敏度太赫茲場效應混頻探測器。

      考核指標:研制成0.1~1.1THz波段內系列化的室溫太赫茲場效應混頻探測器芯片及其模塊,滿足室溫下高靈敏度的太赫茲波探測需求。0.11、0.22、0.34、0.65和0.90THz探測器芯片的等效噪聲功率小于10pW/Hz1/2;響應度大于2800V/W;帶寬大于80GHz;響應時間小于100ns;硅透鏡和波導喇叭集成的兩種探測器模塊。發明專利3項,技術標準3項。項目驗收后三年內年銷售達到100套。

      實施年限:不超過3年

      1.2.2 輻射探測器

      研究內容:攻克高密度快衰減無機閃爍晶體生長及陣列加工制備、PIPS探測器的高阻硅材料研制、吸收區結構設計及漏電流工藝控制等關鍵技術,建立輻射探測器成套的完整生產、測試工藝,形成具有自主知識產權的高性能(高能量分辨率、高空間分辨率、高時間分辨率)、高可靠性輻射探測器系列產品,開展工程化和產業化研究,形成批量生產能力,為醫療診斷儀器、工業無損探測儀器和核輻射環境檢測儀器提供核心關鍵部件。

      考核指標:輻射探測器實現國產化和批量生產,基本滿足我國科學儀器和工業應用對輻射探測器的需要。閃爍晶體探測器光輸出≥45000ph/MeV;衰減時間≤100ns;密度≥6.5g/cc;能量分辨率≤9%@662keV;陣列規格:4×4~16×16;PIPS輻射探測器靈敏面積13mm2;暗電流小于2nA;擊穿電壓大于100V。位置靈敏型閃爍探測器像素面積1mm×1mm~6mm×6mm;暗電流<500nA;脈沖恢復時間<50ns;幾何填充因子>60%;PDE在380nm~550nm范圍內最小值不小于30%;批量生產90%以上產品雪崩電壓偏差<±0.2V;雪崩電壓隨溫度變化系數<50mV/℃;后脈沖<0.5%;微像素間串擾<10%;本征位置分辨率≤0.5mm;能量分辨率能量分辨率≤12%@662keV;時間分辨率≤300ps。X射線成像探測器靈有效靈敏面積≥100×100mm2,CMOS讀出工藝;X射線空間分辨率≥15lp/mm能量響應范圍:30~160keV。發明專利3項,技術標準3項。項目驗收后三年內年銷售達到1000支。

      實施年限:不超過3年

      1.2.3 物理量探測器

      (1)超高溫溫度和壓力傳感器

      研究內容:攻克信號背景噪聲抑制、高速動態光譜采集、高精度信號反演等關鍵技術,研究超高溫環境下工作材料試驗、結構設計、加工制作工藝、校準與標定方法,解決超高溫環境下溫度、壓力和振動參數原位測量問題,研究超高溫環境下溫度和壓力傳感器靜態和動態特性測試技術,開發高性光路系統、信號采集系統以及溫度反演軟件等,解決長期制約我國燃煤燃氣鍋爐、航空發動機等試驗參數原位測量問題,為我國自主研制航空發動機、高超發動機、重型燃氣輪機等先進能源動力系統提供有力支撐。

      考核指標:對于高溫溫度傳感器,溫度測量范圍—50~1800℃,響應時間200ms,綜合精度±5%;對于高溫壓力傳感器考核指標,工作溫度范圍—50~1200℃,頻響范圍:0~200Hz,壓力測量范圍0~400kP,綜合精度±5%(—50~500℃)、±10%(500~1200℃);對于高溫振動傳感器工作溫度范圍0~1200℃,頻響范圍0~1MHz,振動測量量程10g。發明專利3項,技術標準3項。項目驗收后三年內年銷售達到1000套。

      實施年限:不超過3年

      (2)高端應變式傳感器

      研究內容:攻克應變式傳感器多因素耦合計量特性仿真設計理論;研究高性能彈性體、應變計、粘貼劑及傳感器生產工藝;研究高穩定度傳感器檢測技術;形成自主知識產權的高端應變式傳感器及其檢測技術。并在此基礎上進行產業化開發,滿足我國力學量值傳遞、航空航天臺架測試、工業生產過程控制等領域對力傳感器的需求,打破關鍵領域國外產品的壟斷,為中國制造2025提供測量技術支撐。

      考核指標:量程為1kN~2MN,應用于國內量值傳遞領域的參考標準傳感器或傳遞標準傳感器,技術指標達到國際先進水平。線性≤0.01%FS;重復性≤0.002%FS;復現性≤0.005%FS;長期穩定度≤0.005%/年FS。實現量值傳遞等領域使用的高端傳感器的產業化;促進傳感器產品質量的提高。發明專利3項,軟件著作權3項,技術標準3項。項目驗收后三年內年銷售達到50套。

      實施年限:不超過3年

      (3)精密位置傳感器

      研發內容:針對高端數控機床、3D打印、幾何量計量、精密轉臺等應用需求,開發大量程、高精度金屬光柵,突破金屬光柵納米壓印成型工藝、新型光柵結構、高性能光柵讀數、光柵校準和誤差補償等關鍵技術,實現大量程、高精度長度測量與高精度動態角度測量等性能,在航空航天、機器人、機床等行業開展示范應用,在此基礎上開展工程化研發,開發具有自主知識產權的國產高精度金屬光柵,替代國外進口,為我國先進制造及制造業轉型升級提供關鍵部件。

      考核指標:平面光柵精度±0.5μm/m。發明專利3項,技術標準3項。項目驗收后三年內年銷售達到200個。

      實施年限:不超過3年

      1.2.4 化學生物傳感器

      研究內容:攻克基于紅外特征分子光譜、集成光學免疫傳感以及電化學測量的關鍵技術;研究高特異性、高親和力植物激素識別分子的方法和技術,并建立相應的生物傳感測定技術;研究基于基因工程生物放大原理的特異型生物傳感器、主要植物激素的高靈敏生物傳感器,建立特定結構分子的識別元件庫。建成基于傳感器的成套高靈敏在線測量系統,滿足研究大氣、環境、疾病等領域二次污染形成機理研究和生物醫學研究的需求。

      考核指標:針對含氮化合物N2O等大氣氣體檢測支持多檔量程,在0~10 ppm量程,分辨率達到0.001ppm,氣體類檢測穩定運行時間不少于3年,期間免校準;基于免疫或核酸適配體的電、光、磁傳感器,針對血液或體液特定分子開展快速檢驗,如甲胎蛋白、肌紅蛋白等標志物等特診分子,特征分子體系不少于30種標志物;基于基因工程生物放大原理的新型生物傳感器,實現不少于10種腫瘤標志物等特定生物分子目標檢測;10種主要植物激素的高靈敏生物傳感器。發明專利3項,技術標準3項。項目驗收后三年內年銷售達到500套。

      實施年限:不超過3年

      1.3 分析分離與控制部件

      1.3.1 光柵

      研究內容:開發體光柵,研究寬光譜基底材料的配方及制備工藝技術、高效率體全息曝光記錄技術、高損傷閾值技術和熱定影技術,研究高光譜選擇性和高角度選擇性的體全息光柵性能優化與制作工藝。進行工程化和產業化開發,為激光器行業、精密制造行業和國防工業提供核心關鍵部件。

      考核指標:完成體光柵在3種以上典型儀器的集成應用示范,衍射效率>95%,適用光譜范圍400nm~2600nm,光譜透過率>90%,損傷閾值20J/cm2。發明專利3項,技術標準3項。項目驗收后三年內年銷售達到80套。

      實施年限:不超過3年

      1.3.2 泵

      (1)高精度超高壓液相泵

      研究內容:開發高精度超高壓液相泵,研究耐高壓泵的制作工藝,攻克降低流量脈動和死體積的關鍵技術,研究影響產品可靠性的因素,開展工程化和產業化研究,形成批量生產能力,為國產超高壓液相色譜儀發展提供核心關鍵部件。

      考核指標:最大工作壓力≥100MPa(1mL/min流速);流量準確度≤1.0%;流量精度≤0.06%RSD;一定條件下連續運行1000h不漏液;死體積小于微升級別。滿足超高相液相色譜梯度分析需求,故障率低。發明專利3項,技術標準3項。項目驗收后三年內年銷售達到100套。

      實施年限:不超過3年

      (2)精密微量注射泵

      研究內容:開發精密微量注射泵,研究微量流體流量控制的準確性及穩定性的方法,研究制作工藝及制作材料,開展可靠性設計與測試,為流動注射分析儀、液相色譜儀、質譜儀等提供關鍵部件,滿足多種實驗需求。

      考核指標:流量范圍為0.01~50mL;準確度<0.5%;精度<0.05%CV;不漏液,耐腐蝕。發明專利3項,技術標準3項。項目驗收后三年內年銷售達到500套。

      實施年限:不超過3年

      1.3.3 流量控制部件

      研究內容:開發高精度、高穩定性、反控能力強的電子流量控制系統,研究流量控制精度及準確性的影響因素,攻克關鍵材料、關鍵零部件、算法等方面的關鍵技術,研究改善流量及壓力穩定時間的方法。提升國產氣相色譜儀智能化程度及性能。

      考核指標:流量及壓力穩定時間≤5s;流量控制精度≤0.001psi;滿量程偏差≤5%。具備溫度補償功能。發明專利3項,技術標準3項。項目驗收后三年內年銷售達到500套。

      實施年限:不超過3年

      1.3.4 自動進樣器

      研究內容:開發高可靠、高性能自動進樣器,研究產品制作工藝,研究影響質量可靠性的因素和保障措施,開發頂空進樣、固相微萃取、吹掃捕集、在線過濾、富集和分析等功能。為質譜、色譜等化學分析儀器、生命科學儀器配套。

      考核指標:進樣重復性RSD<0.2%,樣品殘留<0.01%,定位精度優于0.2 mm。發明專利3項,技術標準3項。項目驗收后三年內年銷售達到100套。

      實施年限:不超過3年

      1.3.5 樣品前處理儀

      研究內容:攻克在線提取、濃縮凈化、蒸餾分離的多元自動化控制、在線聯機、微痕量破碎等前處理關鍵技術,研制智能加樣、加載、分離、液面分層感應、色度識別、微流控等關鍵部件和模塊,開發農、食產品安全、環保等領域的樣品前處理的往復式在線數控提取儀、多道自動濃縮儀、程序消解儀、微流控核酸提取儀、高通量微量破碎儀、DNA富集“磁力槍”及多功能集成處理系統,軟件研究基于高精度激光光衍射算法,實現單元獨立控制和多元集成控制,達到破碎、消解、提取及濃縮等操作全程自動化,開展工程化和產業化開發,可與液相色譜、氣相色譜、質譜、定量PCR儀、基因測序儀等聯機匹配。

      考核指標:研發前處理儀器不少于10種,實現色度識別數字化,高壓制樣、富集等一體化,多道處理連續化?;厥章?、重復性等技術指標符合相關分析方法標準要求,滿足食品安全、環保、生物技術等領域樣品前處理快速、高通量、自動化需求。發明專利3項,軟件著作權3項,技術標準3項。項目驗收后三年內銷售達到500套。

      實施年限:不超過5年

      2. 高端通用儀器工程化及應用開發

      攻克分析儀器、物理性能測量儀器、電子測量儀器和計量儀器開發的關鍵技術。

      共性考核指標:目標產品應通過可靠性測試和異地測試,技術就緒度不低于8級。

      原則上,每個項目下設任務數不超過8個,承擔單位數不超過10個。

      2.1 分析儀器

      2.1.1 基于射線類的顯微成像儀

      研究內容:攻克多能譜光子計數X射線成像、多模態X射線成像、X射線成像探測器封裝和集成工藝等關鍵技術,開發基于多能譜光子技術X射線的圖像重建算法和處理軟件,形成具有自主只是產權、功能健全、質量穩定可靠的基于射線類顯微成像儀。并在此技術上開展工程化開發和產業化開發,解決小型化和產品化問題,形成工程化和產業化能力,實現生物體內器官和組織的深度、密度、體積等參數快速采集和全方位成像或結構件的顯微成像,為核醫學研究、工業無損探測和安全檢查等領域提供技術支撐。

      考核指標:分辨率優于3.6lp/mm,最高計數率108/mm2S,多能譜甄選閾值8能區,單系統成像面積400mm2,并可擴展拼接,單系統像素單元256×256像素尺寸100μm。發明專利3項,軟件著作權3項,技術標準3項。項目驗收后三年內產值達到1.5億元。

      實施年限:不超過5年

      2.1.2 高分辨熒光顯微成像儀

      研究內容:攻克光切面成像、動態成像、熒光標記與共定位、三維空間還原、定量或半定量分析、單分子熒光探測、熒光漂白后恢復技術;以及高速高精度掃描控制技術。研制復眼照明、高精度Z軸調焦、微分干涉、熒光濾色塊、平場復消色差物鏡等關鍵部件和模塊。開發四維全自動分析測量軟件。形成具有自主知識產權、功能健全、質量穩定可靠的高分辨熒光微分干涉顯微鏡。進行工程化和產業化開發,實現對活體組織微觀結構、各種腫瘤細胞的顯微成像,為細胞組學、基因組學、蛋白組學、腫瘤學等研究提供技術支撐。

      考核指標:具有復眼照明、高精度調焦、微分干涉、圖像分析,四維全自動分析等功能,平場復消色差物鏡,最高100倍,數值孔徑大于1.4,分辨率<0.2μm,發明專利3項,軟件著作權3項,技術標準3項。項目驗收后三年內年產值達到3000萬元。

      實施年限:不超過5年

      2.1.3 小型高靈敏度低能射線納米尺度三維成像儀器

      研究內容:攻克超高靈敏度低能射線探測、超高增益光信號采集、系統小型化等關鍵技術,研制激光等離子體低能量射線發生器、探測器等關鍵部件,開發組織深度、密度、體積等信息的快速采集軟件系統,構建相關數據庫,形成具有自主知識產權、功能完備、質量穩定可靠的小型化、靈敏度高、分辨率高、成像速度快的低能射線納米尺度三維成像儀。開展工程化和產業化開發,應用于生物體內器官、組織的空間結構、物理性質等信息的快速采集、分析和融合。

      考核指標:可實現單光子級別檢測,光電信號增益大于106,在2D成像時間低于30s、3D成像時間低于15min的情況下分辨率優于50nm。發明專利3項,軟件著作權3項。項目驗收后三年內年產值達到5000萬元。

      實施年限:不超過5年

      2.1.4 高分辨共軛激光顯微斷層成像儀

      研究內容:攻克共軛激光顯微高分辨及快速成像關鍵技術,開發高靈敏度弱光探測器、高精度掃描機電平臺等關鍵部件和模塊,開發超快響應速度、超高探測效率、超寬光譜探測范圍的探測系統。開發相關軟件系統和數據庫,形成具有自主知識產權、功能完備、質量穩定可靠的高分辨共軛激光顯微斷層成像儀,實現該儀器圖像分辨率和成像速度的同時提高,滿足對活體組織結構動態、定量、三維的顯微觀測需求。

      考核指標:光電探測靈敏度達到單光子級別、光譜有效探測范圍350nm~850nm、光探測效率60%、成像響應時間80ns、成像速度300幀/秒、平面分辨率0.15μm、軸向分辨率10nm。發明專利3項,軟件著作權3項。項目驗收后三年內年產值達到5000萬元。

      實施年限:不超過5年

      2.2 物理性能測試儀器

      2.2.1 差式掃描量熱儀

      研究內容:攻克寬幅變溫與控溫、高溫磁場耦合、磁環境精密測量、微型加熱與樣品固定等關鍵技術,研制寬幅變溫控溫和磁—熱—電耦合等關鍵部件,開展磁場環境熱分析儀器綜合集成,開發溫度和磁場精確控制、信號傳輸補償與校正、數據分析等軟件,豐富儀器功能,形成具有自主知識產權、功能健全、質量穩定可靠的差式掃描量熱儀。并在此技術上開展工程化開發和產業化開發,解決寬幅變溫差式掃描量熱儀器的工程化和產業化問題,形成可商業化、通用型熱分析儀器的系列化發展,滿足特征溫度、反應熱、熔融與結晶、結晶度、熱穩定性、固化、玻璃化轉變、比熱、質量變化、熱膨脹系數、反應動力學等參數測量要求,為精密測量和制造行業提供關鍵技術支撐。

      考核指標:溫度范圍100K~973K;溫度重復性±0.1K;溫度準確度0.1K;升/降溫速率0.01K/min~50K/min。發明專利3項,軟件著作權3項,技術標準3項。項目驗收后三年內年產值達到1000萬元。

      實施年限:不超過5年

      2.2.2 高精度數字散斑干涉檢測儀

      研究內容:研究超光滑、超精密、超高溫零部件形貌和誤差以及相關材料的力學性能測量、測試方法及儀器設備,攻克三維特征高精度動態重構、全息干涉條紋的高精度數值衍射算法和基于散斑技術的超高溫下材料性能測試等關鍵技術,研制相干與非相干照明光源、定向加熱激光、動態加載、數據采集處理等關鍵部件和模塊,開發軟件豐富儀器功能,形成具有自主知識產權、功能健全、質量穩定可靠的高精度數字散斑干涉檢測儀,并在此技術上開展產業化開發,實現常溫和超高溫對被測物體的位移、變形、振動及材料力學特性等參量的高精度動態無損檢測。研究數字散斑干涉及散斑結構視覺三維測量系統的集成;不同溫度下光測手段和材料高溫本構關系;數字散斑傳感器的精密標定;為不同條件下材料力學性能精密測量和精密制造行業提供技術支撐。

      考核指標:測量靈敏度小于50nm;測量面積大于200mm×200mm;測量速度大于20Hz;實現常溫和超高溫材料力學特性的測量;支持多相機同步測量,三維數據自動拼接。項目完成時產品應通過可靠性測試,技術就緒度達到8級,發明專利3項,軟件著作權3項,技術標準3項。項目驗收后三年內預計年產值達到2000萬元。

      實施年限:不超過5年

      2.2.3 超光滑表面無損檢測儀

      研究內容:研究多幅重疊干涉條紋的相位分離算法,形成具有自主知識產權、功能健全、質量穩定可靠的超光滑表面無損檢測儀。并在此技術上開展工程化開發和產業化開發,解決質量可靠性和產品化問題,形成工程化和產業化能力。開展新型連續變波長激光器在相位移中的應用研究,實現非透明物體超光滑表面及具有多層超光滑平行反射面透明物體的納米級表面形貌高精密測量,滿足現代工業對大面積表面形貌和厚度變化測量的需要,為LED、光伏和半導體制造行業提供關鍵技術支撐。

      考核指標:口徑尺寸≥120mm;測量精度達到RMS≤20nm;測量重復精度RMS≤10nm。發明專利3項,軟件著作權3項,技術標準3項。項目驗收后三年內產值達到2億元。

      實施年限:不超過5年

      2.2.4 精密光學器件在線檢測儀

      研究內容:攻克尖端光學器件的精密間距測量、偏心檢測與光學像質評價技術。探索鏡片間隙的非接觸式測量方法,實現在線的鏡片間距高精度測量與引導裝調;研究快速高精度的光學器件自動偏心測量方法;開展波前測量與波前標定方法研究,形成基于波前像差的光學像質判定算法。根據大型光學鏡面、高數值孔徑顯微物鏡、樹脂壓印鏡片等至少三種應用場景的需求,開發一體式的綜合測量儀器設備,并在國內高端的光學加工車間、國家質檢系統、規?;墓鈱W元器件生產線,開展應用示范,為精密光學加工、器件性能檢測和尖端物鏡裝調,提供儀器支撐。

      考核指標:口徑尺寸100mm;間距測量精度優于800nm;偏心測量精度優于100nm;波前測量精度RMS≤15nm,測量重復精度RMS≤7nm;發明專利10項,軟件著作權3項,技術標準2項。項目驗收后三年內,年產值達到3000萬元,年銷量達到100臺。

      實施年限:不超過5年

      2.3 電子測量儀器

      2.3.1 高性能多功能矢量網絡分析儀

      研究內容:攻克多端口微波網絡幅頻和相頻特性測量、半導體功率器件非線性特性測量、多端口網絡誤差修正算法、測量校準與量值溯源等關鍵技術;研制多通道大動態范圍低溫漂混頻、高隔離度定向耦合、超寬帶低相位噪聲激勵信號發生、寬頻帶開關倍頻濾波、寬帶同軸機械和電子校準件等關鍵部件和模塊;開發多端口網絡誤差修正算法、非線性網絡模型、時域和頻域分析等測試軟件,形成具有自主知識產權、功能健全、質量穩定可靠、不同頻段不同端口數量組合的系列化微波矢量網絡分析儀。并在此技術上開展工程化和產業化開發,解決質量可靠性和產品化問題,形成工程化和產業化能力,實現對微波毫米波網絡的S參數、X參數、噪聲系數、混頻器件變頻損耗、信號頻譜等參數進行高精度測量,為相控陣雷達、移動通信、衛星通信、衛星導航、電子偵察與電子對抗等電子設備科研生產提供關鍵技術支撐。

      考核指標:頻率范圍100kHz~67GHz;測試端口數量2和4;系統動態范圍80~128dB;具備機械和電子校準件、頻譜分析、噪聲系數測試、混頻器測量等附件或功能。發明專利3項,軟件著作權3項,技術標準3項。項目驗收后三年內年產值達到2000萬元。

      實施年限:不超過5年

      2.3.2 無線通信信道模擬與監測分析儀

      研究內容:攻克空中接口性能測試與比較、大多普勒頻偏及頻偏變化率模擬、長傳輸時延模擬、終端運動時延變化模擬、多天線通信終端多維度無線信道模擬、無線通信信道自動監測等關鍵技術,研制移動通信復雜傳輸環境模擬、衛星測控與通信信道模擬、電子對抗環境模擬等關鍵部件和模塊,開發路徑衰減、吸收損耗、遮擋衰落、多徑衰落、多普勒頻移、傳輸時延、群時延、多通道天線陣列相位等多種無線信道傳輸特性模擬軟件,形成具有自主知識產權、功能健全、質量穩定可靠的無線傳輸信道模擬與監測分析儀。并在此技術上開展工程化開發和產業化開發,解決質量可靠性和產品化問題,形成工程化和產業化能力,實現無線傳輸信道傳輸特性定量模擬和多種環境條件無線信道傳輸特性遍歷模擬,為移動通信、衛星通信、衛星導航、電子對抗等電子系統科研生產和工程建設提供關鍵技術支撐。

      考核指標:工作頻段1MHz~18GHz;通道數8;測試帶寬125MHz;每個信道衰落路徑48個。發明專利3項,軟件著作權3項,技術標準3項。項目驗收后三年內年產值達到2000萬元。

      實施年限:不超過5年

      2.3.3 時域電磁干擾測量監測分析儀

      研究內容:攻克大動態寬帶信號高速采樣、多通道并行采樣數據動態重構、寬帶信號并行數字檢波等關鍵技術,研制高速、寬帶時域電磁干擾測量監測儀,開發實時接收、分析等軟件,形成具有自主知識產權、功能健全、質量穩定可靠的時域電磁干擾測量監測分析儀。并在此技術上開展工程化開發和產業化開發,解決質量可靠性和產品化問題,形成工程化和產業化能力,為大型水面艦艇中復雜電磁環境效應快速測量評估提供關鍵技術支撐。

      考核指標:頻率范圍25Hz~3.6GHz、25Hz~7GHz、25Hz~26.5GHz;分辨率帶寬符合CISPR16—1—1和GJB151B的分辨率帶寬;實時分析帶寬≥40MHz;30MHz~1GHz頻段的測試速度較傳統電磁干擾測量接收機提升千倍以上;環境適應性、電磁兼容性和安全性均滿足GJB3947A—2009中對三級設備的相關要求。發明專利3項,軟件著作權3項,技術標準3項。項目驗收后三年內年產值達到2000萬元。

      實施年限:不超過5年

      2.4 計量儀器

      研究內容:研究寬帶大電流測量儀,攻克寬頻帶超大電流傳感和校準技術,研究寬頻帶大電流溯源方法,研發高精度寬頻帶大電流計量儀器及校準裝置,形成具有自主知識產權、功能健全、質量穩定可靠的寬帶大電流計量儀。在此基礎上,開展工程化開發和產業化開發,滿足我國高鐵、冶金、電力和國防軍工等行業對寬頻帶大電流高精度測量應用和溯源需求,為精密測量和制造行業提供關鍵技術支撐。

      考核指標:交流和直流大電流測量范圍100kA~300kA,不確定度0.2%~0.5%,k=2,帶寬≥10kHz。寬頻帶電流頻率測量范圍50Hz~2.5kHz~1MHz,電流測量范圍10A~2kA,不確定度:1E—5~1E—2,k=2。發明專利3項,軟件著作權3項,技術標準3項。項目驗收后三年內年產值達到2000萬元。

      實施年限:不超過5年

      有關說明:非企業牽頭申報,參與企業自籌資金與國撥總經費投入比例不低于1:1。

      3. 專業重大科學儀器開發及應用示范

      重點支持支撐經濟和產業發展、服務公益行業和民生改善、保障國家安全和公共安全的3類專業重大科學儀器。

      共性考核指標:目標產品應通過可靠性測試和異地測試,技術就緒度不低于8級。

      原則上,每個項目下設任務數不超過8個,承擔單位數不超過10個。

      3.1 支撐經濟和產業發展的專業重大科學儀器

      3.1.1 工業過程在線分析檢測儀器

      研究內容:研發石油、化工、制藥、能源、冶金、礦產、有色等重要流程工業的生產過程產物及排放物的在線監測技術,燃料、原料、材料等物質的物理與化學轉化過程的樣品在線快速采樣、高壓快速反應測試、在線無損檢測、產物高速分離分析及多組分高頻檢測技術,并研制形成具有自主知識產權、功能先進、質量穩定可靠的流程工業生產及物質轉化過程的在線分析檢測及監測儀器;開發儀器應用方法,實施儀器產品與系統的工程化,實現產業化應用。

      考核指標:達到相關國家標準,通過可靠性測試,技術就緒度8級以上,其中工業過程產物在線監測分析下限1ppm、系統響應時間<0.1s;物質轉化在線顆粒采樣<0.5g、高壓反應測試適用50atm壓力、產物在線高速分離分析適用20ppb~1000ppm濃度、多組分高頻檢測數據輸出頻率>100Hz并適用10個組分。發明專利3項,軟件著作權3項,技術標準3項。項目驗收后三年內年銷售達到50套。

      實施年限:不超過5年

      3.1.2 油氣探測與管道檢測儀器和設備

      研究內容:攻克陣列側向測量、巖性密度測量、油氣管道測量、陣列感應測量、在保護套中的懸掛、井下大功率高可靠電源、井下儀器測量信息與地面儀器信息的匹配技術,并集成補償中子測量、聲波測量、井徑測量、連斜測量、三參數測量等測井技術,進行軟件開發,豐富儀器功能,形成具有自主知識產權、功能健全、質量穩定可靠的油氣探測儀器,并在此技術上開展工程化開發和產業化開發,為石油、天然氣、頁巖氣等勘探領域提供關鍵技術支撐。

      考核指標:工作環境溫度—25~175℃,工作壓力≤140Mpa;儀器供電連續工作時間不小于30小時;數據采集與存儲,存儲間隔每幀250MS;適應4~12英寸井眼,可任選鉆桿輸送泵出存儲和電纜輸送方式,同時具備裸眼井測井、套管井固井質量測井功能。發明專利3項,軟件著作權3項,技術標準3項。項目驗收后三年內年產值達到2000萬元。

      實施年限:不超過5年

      3.2 服務公益行業和民生改善的專業重大科學儀器

      3.2.1 燃煤電廠超低排放監測儀器

      研究內容:針對燃煤電廠超低排放監測需求,研制基于光譜技術的氣態污染物在線監測系統,實現低濃度SO2、NOx等氣態污染物精確測量;攻克SO3的采樣和前處理關鍵技術,開發SO3以及硫酸霧在線監測系統;研制基于光散射與β射線技術融合的顆粒物監測系統以及低濃度顆粒物手工采樣設備,實現低濃度顆粒物的快速、準確測量以及手工比對。

      考核指標:SO2量程范圍0~75mg/m3,NOx量程范圍0~100mg/m3,線性誤差≤±2%F.S.,24小時零漂≤±2%F.S.;SO3量程范圍0~100ppm;最低檢出限0.5ppm;顆粒物檢測限≤0.1mg/m3,響應時間≤15s,測量準確性≤±10%,顆粒物手工采樣器測量范圍0~10mg/m3;形成技術標準體系并實現年產100臺套以上的生產能力。發明專利3項,軟件著作權3項,技術標準3項。項目驗收后三年內年銷售達到400套。

      實施年限:不超過5年

      3.2.2 水中半揮發性有機物自動監測儀器

      研究內容:針對地表水/飲用水中半揮發性有機物,采用固相微萃取、自動富集與熱解析技術,研制開發固相微萃取攪拌材料、自動萃取與熱解析裝置、GC—檢測器分離單元,定性、定量自動檢測水中半揮發性有機物和農藥殘留;通過系統集成,開發水中半揮發性有機物自動監測儀器;通過在水質自動監測系統及實驗室檢測示范應用,建立水中半揮發性有機物自動監測技術方法體系。

      考核指標:實現《地表水環境質量標準》(GB3838—2002)中至少24種半揮發性有機物監測因子的連續自動監測;準確度≤10%,線性≥0.99,檢出限≤0.5μg/L,重復性≤1%;形成技術標準體系并實現年產100臺套以上的生產能力。發明專利3項,軟件著作權3項,技術標準3項。項目驗收后三年內年產值達到2000萬元。

      實施年限:不超過5年

      3.2.3 大氣顆粒物源識別在線分析儀

      研究內容:研究大氣顆粒物特征提取和源識別在線測量方法,攻克高靈敏度和高對比度的弱散射信號檢測提取、多維信息實時同步處理、散射顆粒特異性分析、多維信息組合分類等關鍵技術。研制多角度高吸收氣密散射室、多參量同步偏振數據檢測器、高精度流量測量及控制單元、溫濕度動態補償采樣單元、微弱電信號提取及放大等關鍵部件和模塊;開發大氣顆粒物散射仿真模型和演化、反演顆粒物特定屬性和群分布特性等算法,以及顆粒物光學識別經驗數據庫的顆粒物分類辨識軟件,形成具有自主知識 產權、功能健全、質量穩定可靠的大氣顆粒物源辨識在線分析儀。開展工程化和產業化開發,應用于大氣污染防治、高污染產業升級和改造等所需的基礎數據采集,為獲得霧霾與特定污染源的關聯關系提供技術支撐。

      考核指標:快速識別至少三類典型顆粒物;顆粒物組成分析的百分比誤差,快速在線方式下小于50%,長時間校準方式下小于20%;顆粒物質量濃度范圍1~1500μg/m3;顆粒物測量分析的時間分辨率小于180秒;發明專利5項,軟件著作權2項,項目驗收后三年內年產值達到2000萬元,年銷售量不少于100臺。

      實施年限:不超過5年

      3.2.4 高通量微生物快速檢測儀器

      研究內容:攻克紫外激光誘發生物固有特征物質熒光、空氣動力學粒譜測量、高頻高Q懸臂梁傳感等關鍵技術,研制虛擬撞擊切割器、生物氣溶膠監測與甄別處理電路、懸臂梁陣列諧振器等關鍵部件和模塊,進行軟件開發,豐富儀器功能,形成具有自主知識產權、功能健全、質量穩定可靠的生物氣溶膠采樣器、生物氣溶膠監測儀、生物氣溶膠報警器、生物檢驗分析儀、高精度懸臂梁生物檢驗儀。軟件研究基于光譜特征信息提取數學模型及譜特征匹配等算法,實現對生物氣溶膠活性、生物病原體種類等現場在線自動監測檢測。研究數據甄別處理和自動系統集成,開發精密標定技術。開展工程和產業化研究,為生物安全防控和其他國家安全領域提供關鍵技術支撐。

      考核指標:生物氣溶膠監測報警時間≤30s,生物氣溶膠采樣流量不小于1000L/min,檢測時間≤30min,檢測種類涵蓋細菌、病毒和毒素等生物病原體,細菌檢測靈敏度105cfu/mL,毒素檢測靈敏度300ng/mL。發明專利3項,軟件著作權3項,技術標準3項。項目驗收后三年內年產值達到5000萬元,年銷售80—100臺。

      實施年限:不超過5年

      3.2.5 高性能智能化食品藥品無菌檢測儀

      研究內容:攻克基于VHP快速滅菌消毒及評價待檢樣品自動處理、細菌自動富集、功效檢測等關鍵技術,研制潔凈操作艙、傳遞系統、自動加樣系統、陽性菌加注、傳感反饋控制系統等關鍵部件和模塊,進行控制軟件開發,豐富儀器功能,形成具有完全自主知識產權、功能健全、質量穩定可靠的高性能智能化食品藥品無菌檢測儀。開發智能化管理軟件系統,實現無菌檢查自動監測檢測。開展工程和產業化研究,為食品藥品行業質量控制提供關鍵技術支撐。

      考核指標:VHP滅菌濃度持續穩定在1000ppm以上,滅菌保障水平達到10—6SAL;整體效率達到手工的5倍以上。同時實現檢測系統自動監控與遠程監管功能,具有全自動調壓氣壓控制,全自動精確傳遞定位機構,全自動操作系統,網絡遠程受控接口等,可自定測試程序。年產能達到300臺以上。發明專利3項,軟件著作權3項,技術標準3項。項目驗收后三年內年生產能力達到300套,銷售額達到5000萬元。

      實施年限:不超過5年

      3.2.6 新型全譜線快速光譜儀

      研究內容:研究全譜線快速采集技術、激發光源校正技術、高穩定蒸汽發生技術,研制全譜、高靈敏度、高傳輸效率的單色器系統,開發新型全譜線快速光譜儀器和檢驗方法,解決食品、農產品中微痕量元素分析廣普、精準的難題。形成具有自主知識產權、功能健全、質量穩定可靠的儀器產品,并開展工程和產業化應用,為食品和農產品領域提供關鍵技術支撐。

      考核指標:波長范圍190~320nm,波長誤差0.5nm,分辨率2nm,長期穩定性優于5.0%,光譜干擾、散射干擾<0.1%。發明專利3項,軟件著作權3項,技術標準3項。項目驗收后三年內年產值達到2000萬元。

      實施年限:不超過5年

      3.2.7 井下甚寬頻帶地震儀

      研究內容:攻克井下定位等關鍵技術,研制易于操作的下井裝置、與井壁進行良好耦合等關鍵部件和模塊,研制數據輸出可與現有臺站的甚寬頻帶地震計兼容的數據處理系統。形成具有自主知識產權、功能健全、質量穩定可靠的井下甚寬頻帶地震儀,實現對慢地震、固體潮汐、地震前兆和地殼運動等方面的觀測能力。進行工程化和產業化開發,為地震研究和地球科學提供關鍵技術支撐。

      考核指標:井下地震儀包括地震傳感器、井下密封裝置和下井裝置等部分,可用于井下地震觀測,具有遙控鎖松擺、遙控調零、遙控姿態調整、標定等功能,具有真實記錄長周期地震波、中長周期地震波和短周期地震波的能力。發明專利3項,軟件著作權3項,技術標準3項。項目驗收后三年內年產值達到2000萬元。

      實施年限:不超過5年

      3.2.8 空地全息三維自主技術裝備

      研究內容:研究新型低、中高空遙感技術裝備,攻克高分辨率激光成像總體技術、高精度激光指向控制技術和高靈敏度陣列探測技術等關鍵技術,進一步豐富多種平臺和環境下,對空地多種目標進行數據獲取的手段,基于多模式、多光譜、多時相、多平臺的裝備優勢,研制多種裝備一體化處理的智能后處理軟件,全自動處理生產三維模型數據,形成國產高端空地全息三維自主裝備體系,為航空航天、測繪等領域提供關鍵技術支撐。

      考核指標:系統兼有陸地、航空、低空等作業模式,具有集成化和輕量化設計,能保證穩定性與安全性;全息智能處理軟件支持多種平臺、多種數據格式,支持部件自動提取自動分類,準確率達到80%以上。發明專利3項,軟件著作權3項,技術標準3項。項目驗收后三年內年產值達到2000萬元。

      實施年限:不超過5年

      3.2.9 大視場機載高光譜成像儀

      研究內容:應用于遙感探測、地質找礦、環境保護、農業評估、海洋觀測等領域需求,研究大視場,寬譜段,高信噪比的機載成像高光譜儀。主要突破大視場,小F鏡頭,光分離技術,寬譜段譜儀及拼接技術,高信噪比的電子學技術以及大容量存儲技術。

      考核指標:視場大于60度,瞬時視場優于2豪弧度,F:1.5,光譜范圍400 nm~2500nm,波段大于128,光譜分比率由于15nm,信噪比優于500:1。項目驗收后三年內年生產、銷售2臺。

      實施年限:不超過5年

      3.3 保障國家安全和公共安全的專業重大科學儀器

      3.3.1 基礎設施安全在線檢測監測儀器

      研究內容:攻克材料劣化、缺陷演化過程中的無損檢測監測關鍵技術,研制智能化在線實時監測儀器的相關核心關鍵模塊,開發配套軟件,實現大規模遠程傳感器監測網絡的數據采集、缺陷智能化輔助識別、風險評估預警等功能。形成具有自主知識產權、功能健全、質量穩定可靠的民生或工業基礎設施安全在線檢測監測儀器,進行工程化開發和產業化開發,為重要民生或工業基礎設施安全領域提供關鍵技術支撐。

      考核指標:目標儀器缺陷探測能力和功能達到相關領域檢測標準與安全評價規范要求。發明專利3項,軟件著作權3項,技術標準3項。項目驗收后三年內年產值達到2000萬元。

      實施年限:不超過5年

      3.3.2 快速通關檢測專用儀器

      研究內容:攻克激光誘導擊穿、光頻梳激發分辨、指紋識別、微陣列分析等關鍵技術,研制高性能信號激發、光譜分辨、光密度掃描等關鍵部件和模塊,進行軟件開發,形成具有自主知識產權、功能健全、質量穩定可靠的工礦產品及固體廢物全元素分析儀、貴重貨物無損鑒別儀、有毒有害物高分辨散射譜儀、真菌毒素偏振熒光免疫檢測儀,病原生物紙基多靶快檢儀,生物恐怖因子氣溶膠監測儀,實現對跨境的大宗和貴重貨物無損鑒別、高風險有毒有害物快速檢測、病原及恐怖因子監測和及早預警。開展工程和產業化研究,為口岸安全和快速通關等領域提供關鍵技術支撐。

      考核指標:研發口岸安全快速檢測儀器不少于6種。對工礦產品,檢出限:Pb為0.01%,S為0.05%,Ca為0.1%,Cu為0.01%,Zn為0.01%,H為0.05%,F為0.1%,Cl為0.1%,C為0.01%,2分鐘內,所有元素同步給出。同時,完成金屬元素和非金屬元素的定量分析;對貴重品鑒別,建立不少于100種特征譜庫;對有毒有害物,單點測量時間小于10ms,檢出限滿足SN標準要求;對真菌毒素和病原生物,技術指標滿足國家相關要求;對恐怖因子,覆蓋國際組織公布的氣溶膠傳播全部生物恐怖因子。發明專利3項,軟件著作權3項,技術標準3項。項目驗收后三年內年產值達到5000萬元,年銷售80—100臺。

      實施年限:不超過5年

      3.3.3 物流安全快檢儀器

      研究內容:攻克多通道熒光探針設計與檢測、同軸嵌套多模離子化等關鍵技術,研制核心生物傳感器件模塊,進行軟件開發,強化系統集成、研制出具有自主知識產權、功能健全、質量穩定可靠的成套生物傳感檢測技術裝備、液—氣多模離子源檢測儀,精準控溫多道熒光定量核酸檢測儀,診療設備評價系統,建立物流安全監控系統,實現貿易全流程、即時風險預警。開展工程和產業化研究,為物流和公共安全等領域提供關鍵技術支撐。

      考核指標:研制物流安全的危害因子專用檢測儀器不少于4種,檢測范圍覆蓋違禁危害因子85%以上,檢出率95%以上;服務系統可達百萬級用戶。發明專利3項,軟件著作權3項,技術標準3項。項目驗收后三年內年產值達到2000萬元,年銷售80—100臺。

      實施年限:不超過5年

      3.3.4 放射性核素在線監測儀器

      研究內容:攻克專有低本底、高效率、多晶體譜儀部件直接探測水體放射性水平的測量技術以及數據通訊和集成分析軟件核心技術,攻克自動采集、制樣、實時在線監測水體的測量技術以及數據通訊和集成分析軟件核心技術;實現水中放射性實時在線快速監測、網絡化輻射監測,分別形成具有自主知識產權、功能健全、質量穩定可靠的放射性核素在線監測系統,進行工程化和產業化開發,為環保行業提供關鍵技術支撐。

      考核指標:γ核素探測下限137Cs,探測下限0.5Bq/L;90Sr探測下限10mBq/L;3H探測下限1.2Bq/L;14C探測下限2Bq/L;總α探測下限0.05Bq/L;總β探測下限0.1Bq/L;適用溫度—20℃~+50℃;適用濕度<95%;防護等級IP54。發明專利3項,軟件著作權3項,技術標準3項。項目驗收后三年內年產值達到2000萬元,三年銷售50臺套。

      實施年限:不超過5年

      3.3.5 航空航天裝備安全儀器

      研究內容:研究復雜工況下姿態運動的高精度視頻測量及其抗擾方法、海量時序視頻圖像特征的實時處理技術、載荷隨姿態運動的變化規律分析方法、測試數據的微弱特征提取方法;攻克高噪聲/振動環境下姿態運動的高精度實時測量,載荷/姿態測試數據的時/頻/空耦合分析,及其嵌入式軟硬件儀器化等關鍵技術,形成自主知識產權、功能健全、質量穩定可靠的復雜工況下姿態運動的高精度視頻檢測分析儀,在噪聲/振動環境下實現姿態運動的高精度測量、提供載荷/姿態運動間的耦合特性參數。

      考核指標:成像分辨率最高3600萬像素,時間分辨率1微秒~1秒,采樣頻率1~10000Hz;角度測量范圍0~360°;姿態角測量精度最高0.01°;工作環境噪聲0~130dB;單路時序視頻圖像特征的實時處理速度最高2GB/秒;檢測分析信號的信噪比可達—20dB。技術就緒度達8級,發明專利5項,軟件著作版權3項,企業技術標準3項。項目驗收后三年內產值達到1.2億。

      實施年限:不超過5年



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