2008年度高校科研成果产业化推进项目申请书

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项目领域：电子信息
项目类别：
2008年度高校科研成果
产业化推进项目申请书
项目名称智能型液体泄漏检测仪的产品化研究
承担单位苏州科技学院
合作单位苏州工业园区安达电子系统工程有限公司
项目第一负责人付保川电话
职务职称教授
E-mail: fubc@
单位地址苏州新区滨河路1701号邮编
江苏省教育厅制
二○○八年
填写说明
1．本申请书适用于江苏省普通高校科研成果产业化推进项目计划。

2．申报领域为：电子信息、生物技术与新医药、新材料、现代装备制造、新能源及节能环保、现代农业。

3．项目类别为拨款项目和自筹经费项目。

4．项目的宗旨是体现产学研结合，加速高校科技成果转化，发展高新技术产业。

5．经费预算支出范围，请参照国家财政部印发的“科技三项费用管理办法”填写。

6．单位地址、邮编、电话均填写第一承担单位情况。

7．单位意见盖章：由承担单位和合作单位签署意见并加盖单位公章。

一、项目基本情况
1、项目意义与必要性：综合阐述项目国内外发展现状及趋势、对社会经济发展以及对相关产业的带动作用。

随着人们生活水平的不断提高，对建筑环境的安全性要求越来越高，管道液体泄漏已成为影响建筑环境安全的重要因素，尤其是在计算机（网络）机房、图书馆、博物馆、档案馆等对环境安全要求较高的场所，管道液体泄漏是环境安全的潜在隐患。

因为在这些场所使用的环境设备数量较多，相应的各种管道数量也较多。

而这些管道（例如供暖制冷管道、日常用水管道、消防用水管道等）大多分布于房间的角落、楼板夹层中或地板下面较为隐蔽的地方，轻微的管道渗漏很难被及时发现，因此管道泄漏成为影响环境安全的主要因素之一。

对于管道而言，由于老化、腐蚀、磨损、管壁疲劳等原因而发生泄漏是不可避免的事情，问题的关键在于如何及时发现并排除隐患。

在上述这些场所，发生任何一次泄漏而不能及时地被发现和排除，都会导致严重后果，例如引起数据丢失或重要资料被破坏，造成巨大损失。

因此，实时地对管道泄漏进行检测或预测，及时发现并排除隐患，对保证建筑环境安全非常必要。

目前，国内所使用的具有定位功能的液体泄漏检测设备，主要依
靠进口，价格较高，国内尚缺乏同类检测设备。

虽然近年来国内的部分监控系统采用了美国Raychem公司的Trace Tek泄漏检测系统，但由于该产品所提供的测试手段相对单一，使用起来不够灵活，加上产品本身的价格较高，因此难以在中国市场上大量推广，无法满足国内市场的需要。

而具有泄漏预测功能的网络化检测设备，国内市场尚未见此类产品。

如果把具有自主知识产权的智能型液体泄漏检测仪LLD-1推向市场，将可以填补同类产品在国内市场的空白。

2、项目技术、产品与国内外同类技术、产品的比较
目前，市场上销售的液体泄漏检测仪主要有电极检测和电缆检测两类，但这些检测方法大多基于被动方式工作，即只有当泄漏的量达到较大程度时，装置才能检测到泄漏发生，而此时往往已经造成了不可挽回的损失。

而本项目将要产品化的液体泄漏检测仪能够自动识别渗漏的前期特征，把泄漏的程度划分为渗漏、轻度泄漏、中度泄漏、严重泄漏和泄放等多种级别，针对不同的泄漏程度采取不同的处理措施来达到预测的效果，从而可以避免因大量泄漏所造成的严重后果。

与国内外同类产品相比，该检测仪主要具有如下特点：
①采用了一种新的液体泄漏检测方法，具有泄漏预测功能和快速准确的定位功能；
②基于实时嵌入式平台，实现了对检测数据的本地化处理和标准
化的网络传输，设备的体积小巧，便于安装；
③实现了前端的现场总线协议RS485/RS232与TCP/IP协议之间的相互转换，并提供了以太网接口和无线网络接口，允许用户使用Web浏览器通过Internet对该设备进行远程访问；
④采用了标准化的网络接口，便于和其它系统实现集成；
⑤由于检测原理简捷，设备结构相对简单，因此检测仪成本较低，适合大量推广。

3、项目基本情况概述（包括项目来源、创新点、知识产权、获奖等，以及项目实施所处的阶段）。

“智能型液体泄漏检测仪”是建设部建设领域信息技术科技项目（项目编号：02-5-1.14），该项目主要研究了管道液体泄漏预测的方法，基于嵌入式网络实现了智能型液体泄漏检测仪样机。

该项目于2002年5月由建设部批准立项，至2005年10月完成并通过建设部验收。

2006年获得苏州市科技进步三等奖。

通过该项目的研究，在液体泄漏预测方法和嵌入式控制器体系结构设计两个方面提出了创新思路，并就此申请了两项国家发明专利。

这两项专利分别是：①管道泄漏预测方法（专利号：1.9）；②基于802.11无线网络协议的嵌入式控制器（专利号：5.8）。

其创新点主要包括以下几方面：创新点1：管道液体泄漏预测。

以往对液体泄漏的检测大多采用
被动方法，即只有等到出现明显的泄漏特征（如管道压力变化、流量变化、液位变化等），才能检测到泄漏发生。

而泄漏预测则是通过巧妙的构思来捕捉泄漏发生的前期特征，将泄漏的前期特征转变为普通的电参数变化，因此只要出现泄漏迹象就可以及时发现并采取相应措施，从而可以避免造成严重后果。

创新点2：管道液体泄漏的栅格定位方法。

这种定位方法强化关键点检测、兼有连续线缆定位的准确性和电极定位低成本的优点，克服了电极定位不准（仅定位到一个区域）的缺点。

这种方法特别适用于对多个相邻点的同时检测，把这些检测点组成检测矩阵，即可形成栅格定位法。

创新点3：嵌入式设备的网络化方法。

将基于CGI的动态数据交互方法应用于嵌入式泄漏预测设备中，使嵌入式设备成为独立的网络节点，并将其直接接入Internet 网络，便于用户通过网络进行远程访问，以适应远程监控的需要，这是该检测仪区别于其它泄漏检测设备的主要特点。

在项目验收之后，对检测仪的体系结构进行了多次改进和优化，并于2007年下半年与苏州安达公司签订了合作协议，双方拟共同出资对该检测仪进行产品化研究和市场推广。

二、项目的关键技术
1、关键技术
该项目立足于对管道液体泄漏前期特征的研究，提出了液体泄漏预测的思路和方法，并基于此方法设计出具有预测功能的LLD-1型网络化泄漏检测仪样机。

其关键技术在于如何提取管道泄漏的前期特征参数来达到预测的目的，并将检测到的信息在本地智能节点中进行处理，再把处理的结果通过网络传送到监控中心，便于实现远程访问。

该检测仪采用嵌入式系统结构、内置嵌入式Web服务器，支持用户通过网络进行远程访问。

该项目研究的主要内容包括：
①对液体泄漏检测方法的研究。

目前采用的测漏传感器主要是感应电缆，这里要完成感应电缆与TDR（时域反射计）检测方法的比较实验，探讨采用TDR对液体泄漏实施有效检测可能性。

②液体泄漏位置的定位方法。

只有准确定位漏液的位置，才能实施有效的控制措施，因此需要建立检测位置与检测参数关系模型。

基本的检测手段是采用分布式感应线缆，感应线缆的每一部分都可感应液体的存在。

线缆不同位置接触到液体就会引起分布阻抗的变化，据此就可以对液体泄漏位置进行准确定位。

③设备监控软件的开发。

系统的智能性是通过系统软件表现出来
的，设备的功能在一定程度上说就是系统应用软件所具有的功能。

因此开发高质量的系统监控软件和提供灵活的系统接口（用于联网和系统集成），是该项目研究的关键问题之一。

通过对上述内容的研究，已经开发出具有预测功能的液体泄漏检测仪，但要将其推向市场，还有不少工作要做。

例如现场检测电缆的封装工艺问题，网络对数据传输的可靠性问题，无线网与有线网的兼容问题等。

2、主要经济技术指标、应用规模
LLD-1型智能液体泄漏检测仪，采用模块化的嵌入式体系结构，根据实际需要可以灵活地组合成多种结构。

如点对点的通信系统结构、DCS集散型结构等。

LLD-1型智能液体泄漏检测仪的主要性能指标如下：
①电源电压：220V交流电
②工作温度：0-40℃
③通信协议：支持RS485/RS232、TCP/IP通信协议
④可测的湿度范围：10%-100%
⑤可测的线缆抗范围：∞-10KΩ
⑥湿度分辨率：1 %
⑦采样周期：1秒
三、项目承担单位的基础条件：承担单位现有的技术研究开发、产业
化情况，特别是自主知识产权的状况，以及人员、队伍、基础设施、仪器设备现状，同时说明各承担单位具体分工与合作内容。

本项目将由苏州科技学院电子与信息工程学院与苏州工业园区安达电子系统工程有限公司合作完成。

苏州科技学院电子与信息工程学院始终以学科和专业建设为龙头，以师资队伍建设和实验室建设为核心开展工作，为该项目的研究奠定了坚实的基础。

尤其近年来，在财政部实验室专项建设资金的支持下，已将其电子信息实验中心建成江苏省示范实验中心，该中心良好的实验条件对各项科研活动的开展提供了强有力的支撑。

在科研队伍方面，该学院现已形成了以网络控制技术、嵌入式技术、智能测控技术、光电子技术等特色的几个研究方向，他们之间相互支撑、相互协作，形成了有一支基础扎实、结构合理、年轻精干的科研团队（承担该项目的主要人员是该科研团队中的一个方向）。

近年来先后承担并完成建设部、江苏省及苏州市科技项目和各类校企合作项目20多项，涉及的领域有环境监测、防灾减灾、楼宇控制、安保设备、智能网络控制、智能信息处理等方面，其中有6项科研成果被企业直接采
用、3项研究成果获省市科技成果奖，申请和授权专利10项，发表论文200余篇。

苏州安达电子系统工程有限公司是长期从事智能化工程的专业公司，对产品需求有准确的把握，可以对产品测试和市场推广提供全面的技术支持。

本项目由苏州科技学院电子与信息工程学院科研团队在其独立申请的国家发明专利“管道泄漏预测方法”（专利号：1.9）、“基于802.11无线网络协议的嵌入式控制器”（专利号：5.8）的基础上进行产品化研究，并将充分利用电子信息实验中心（江苏省示范实验中心）的基础设施，同时结合项目的实际需要再添置少量必备仪器，完成产品的中试，而产品的需求分析和测试则由苏州工业园区安达电子系统工程有限公司负责。

项目产品中试完成后将推向市场，对产品的推广销售主要由苏州工业园区安达电子系统工程有限公司负责完成（对产品的推广销售由苏州科技学院与苏州安达电子系统工程有限公司另行签订协议）。

四、项目实施方案：突出项目产业化过程中需解决的关键技术
问题，具体技术方案和实施步骤，预期取得的自主创新成果等。

说明项目实施产业化的目标、任务及实现方案。

预期知识产权情况及预期
经济社会效益等。

说明项目实施产业化的目标、任务及实现方案。

该项目产业化的目标是把已有的具有独立知识产权的专利成果转化为实用化产品，并在市场上推广应用。

其具体任务是，抓住产业化过程中需要解决的关键技术问题，重点从产品的可靠性、测量的准确性、响应的实时性等方面加以考虑，使其成为实用化产品。

具体地说，需要解决好以下几个问题：
①液体泄漏检测线缆的缠绕工艺以及检测端子的防潮处理；
②采用补偿的办法解决误报警的问题；
③解决分散的多点协同检测的问题；
④网络传输的安全性及实时性设计；
⑤嵌入式设备的可靠性研究。

通过上述几个问题的解决，可以研制出一种实用化的产品，对其结构设计和封装方法可以再申请1-2项实用新型专利。

五、预期成效：包括预期目标成果、预期知识产权情况及预期经济社会效益等。

通过该项目的立项研究，把具有预测功能的液体泄漏检测仪进行产品化，达到可批量生产的程度，并借助于安达公司将其推向市场。

由于市场对该类产品的需求量大，而国内又缺乏同类产品，因此该产
品具有显著的经济效益和社会效益。

如果以全国每个地市级城市有200个需要监控的机房或相关场所来估算，全国至少有此类场所8万个。

如果每年有10%的机房采用该设备，则一年至少可以销售8000台。

以每台利润2000元计算，即可获得直接经济效益1600万元。

如果将此设备再应用于其他领域，例如城市供水管网的安全检测等，则其市场更为广阔。

六、计划进度（包括年度计划、完成时间）与具体考核指标。

该项目总体完成时间为两年半，共分为五个阶段进行：
第一阶段，2008年2月-10月，整体方案的优化设计与实验阶段。

主要研究感应的缠绕工艺以及检测端子的防潮和检测仪的误报警问题，同时对网络传输性能进行试验；
第二阶段，2008年10月-2009年4月，组装测试阶段。

组装2-3台优化过的样机并进行测试；
第三阶段，2009年5月-8月，将以测试好的样机安装到工程现场进行试用；
第四阶段，2009年9月-12月，产品定型、加工模具并小批量生产。

同时对产品性能指标进行全面测试，并进行老化试验和可靠性测试；
第五阶段，2010年1月-6月，全面整理系统研究报告、测试报告、用户试用报告等相关资料，准备进行项目验收。

七、经费预算
项目预计总经费18 万元，其中拨款项目向省教育厅申请经10万元；承担单位配套 5 万元；其他渠道经费 3 万元。

自筹经费项目承担单位自筹及其他渠道经费万元。

（请注明经费支出预算方案）
注：如申报的拨款项目未立项，是否同意转为自筹经费项目
同意□不同意□（打“√”）。

八、主要参加人员
九、承担单位意见合作单位意见
盖章盖章
年月日年月日
十、专家咨询意见
组长（签字）：
年月日
十一、省教育厅意见
年月日
十二、相关附件（鉴定（验收）证书、合作协议、专利证书等）。