品牌專業(yè)特色專業(yè)建設點的管理

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上附件1：河海大學大學生創(chuàng)新訓練計劃項目申請表項目名稱高光效大功率感應耦合等離子光源項目編號項目所屬一級專業(yè)門類工程材料學項目所屬二級專業(yè)類功率電子學項目實施時間起始時間： 2010 年 5 月 完成時間： 2012 年 5 月申請人或申請團隊姓名年級學校所在院系、專業(yè)聯(lián)系電話E-mail主持人羅正亮2007級河海大學機電工程學院機械工程及自動化lzlbreeze邵晴怡2008級河海大學計算機信息學院通信工程成 員孫曉宇2008級河海大學計算機信息學院電子信息工程王珊2008級河海大學計算機信息學院電子科學與技術Shan馬濟通2009級河海大學計算機信息學院電子信息工程

2、majitong123趙愷2009級河海大學計算機信息學院電子信息工程指導教師姓名陳秉巖年齡32單位河海大學物理實驗中心行政職務/專業(yè)技術職務實驗師指導教師姓名朱昌平年齡55單位河海大學物理實驗中心行政職務/專業(yè)技術職務副院長、教授一、課題論證1、本課題國內(nèi)外研究現(xiàn)狀述評及研究意義綠色照明和發(fā)展低碳經(jīng)濟已經(jīng)成為國際上最熱門的話題，目前世界照明用電量占總用電量的19%，2008年我國的照明用電量占全國用電總量的12%，高達4100億度。在理論上，超過50%的照明用電可以通過先進的照明發(fā)光原理、方法和技術被節(jié)省下來，這相當于整個歐洲半年的用電量1300TWh，約合3000億歐元的能量消耗1-4。按

3、照一噸標準煤可發(fā)電3000kWh，產(chǎn)生2.62噸CO2計算5-6，則可減少排放噸CO2。感應耦合等離子體(Inductively Coupled Plasma：ICP)光源是最近幾年新興的光源技術，是一種將感應耦合等離子體、電子節(jié)電技術、電光源技術融為一體的高科技新型的光源，它不用燈絲（俗稱“無極燈”），采用電磁場能量來激勵氣體電離、放電和發(fā)光。ICP光源由激勵電源、功率耦合器和燈泡三部分組成7-14?；竟ぷ髟硎菍㈦娔芡ㄟ^高頻變壓器耦合到封閉玻璃管內(nèi)，間接作用在由汞和其它惰性氣體構成的混合氣體上，使汞原子在高頻交變電磁場的作用下產(chǎn)生電離以及汞原子的電子能級躍遷(激發(fā))產(chǎn)生253.7nm紫外

4、光，并作用于內(nèi)壁熒光粉而發(fā)出可見光。ICP光源的理論光效率可達到300lm/W。但是，由于電子鎮(zhèn)流器的開關損耗、電感(或變壓器)的損耗、玻璃管對可見光的衰減等因素，光效通常只有6080lm/W。目前市場上的照明光源主要有白熾燈、日光燈、冷陰極燈(Cold Cathode Fluorescent Lamps：CCFL)、LED、金屬鹵素燈(高壓鈉燈和低壓鈉燈)、HID(High Intensity Discharge 高壓氣體放電燈，俗稱“氙氣燈”)和ICP光源。綜合資料1-4,15-16可得ICP光源在理論壽命、發(fā)光效率、顯色指數(shù)、啟動特性、抗震特性和成本等綜合性能上具有顯著的優(yōu)勢，且由于LE

5、D照明在大功率應用場合存在封裝、散熱、光衰和高成本等不能有效解決的問題，使得ICP光源在高能效、長壽命、低成本的大功率光源應用領域的發(fā)展帶來契機，成為是最具潛力和發(fā)展前景的大功率光源產(chǎn)品之一。同時ICP光源技術在紫外殺菌8-9、等離子微量元素檢測8-9,17-21、化學轉化8-9,17-21和污水處理8,22-23等領域均有廣泛的應用。如何有效結合電力電子、等離子物理和電子技術等學科，進一步提高ICP光源的發(fā)光效率具有較為普遍的意義和實際應用價值。2、本課題研究的主要內(nèi)容、基本思路、研究方法、重點難點、基本觀點和創(chuàng)新之處本課題主要從電磁學、等離子物理和電力電子學交叉學科入手，分析高光效大功率I

6、CP光源燈體和電磁驅動的原理、結構、參數(shù)等對等離子氣體發(fā)光效率的影響關系，探索應用于高光效大功率ICP光源的低能量損耗大功率的電磁耦合驅動技術，預期研制出功率可達200W以上、發(fā)光效率可達8095lm/W，功率因素可達到0.98以上。創(chuàng)新點：(1)采用CI、T和E形等特有的無電極感應耦合等離子發(fā)光和散熱結構，保證了高光效大功率感應耦合等離子光源燈管六萬小時以上的長壽命；(2)采用最高工作溫度可達240的高頻磁性殘料作為感應耦合裝置的重要部件，通過材料的選取和制造工藝的改進，可適應高溫環(huán)境；(3)采用可自動回收汞蒸氣的環(huán)保固態(tài)汞齊技術，燈管破壞時無汞污染；(4)綜合采用電磁學、感應耦合等離子和電

7、力電子等學科和技術，實現(xiàn)獨特的高效率電磁驅動電路結構，有效提高能量耦合效率。3、前期相關研究成果：本課題來源于“校企聯(lián)盟”合作單位(江蘇省科技廳備案號：B)常州凱森光電技術有限公司委托給河海大學物理科技創(chuàng)新實驗室的光電技術開發(fā)和人才培養(yǎng)需求，本課題在基本完成了校區(qū)學生科技基金項目(教師命題)“外耦合40W等離子體無極燈開發(fā)”的基礎上進一步進申報，目的是研制應用更為廣泛的大功率ICP光源。參考文獻：1徐殿國.照明技術專輯特邀主編評述J.電力電子技術，2007，Vol.41(10)：12徐殿國，張相軍，劉曉勝等.照明電子技術的發(fā)展現(xiàn)狀與未來J.電力電子技術，2007，Vol.41(10)：2-93

8、陳文成.國際半導體照明前沿技術R.常州市半導體照明論壇，2009.104袁峰.常州市半導體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究R.常州市半導體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展座談會，2009.75黃雷，張彩虹，秦琴.環(huán)境成本與林木生物質(zhì)發(fā)電J .， 2007，Vol. 9(10)：77-80 6國家電力監(jiān)管委員會.電力市場建設文件選編M .北京中國電力出版社，2004.7蘇達，王德苗.大功率LED散熱封裝技術研究的新進展J，電力電子技術，2007，Vol.41(10)：13-158辛仁軒編著. 等離子體發(fā)射光譜分析M，北京化學工業(yè)出版社，20059劉芳，黃海濤，黃紹松等.電暈放電等離子體殺菌的實驗研究J，工業(yè)安全與環(huán)保，2009

9、，Vol.35(8)：1-310Lim, Sung-Jo; Kim, Dae-Gwang; Kang, Dong-Joong.A method to detect multiple plane areas by using the Iterative Randomized Hough Transform(IRHT) and the plane detectionJ.Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineer,v 57,n 11,p2086-2094,November 2008.11Achara,P.;Viriya,P.

10、; Matsuse, K.Analysis of a half-bridge inverter for a small-size induction cooker using phase-shift control under ZVS and NON-ZVS operationJ. Proceedings of the International Conference on Power Electronics and Drive Systems, p 157-163, 2007, 7th International Conference on Power Electronics and Dri

11、ve Systems, PEDS 200712Lin, Bor-Ren;Tseng, Chao-Hsien.ZVS half-bridge SMPS design for LCD monitor and LCD-TVJ International Journal of Electronics, v 96, n 2, p 189-204, February 200913Sanjaya Maniktala. Switching Power Supplies A to ZM. Elsevier(Singapore) Pte Ltd. 200814Keith Billings. Switching P

12、ower Supply Handbook(2 Edition)M .McGraw-Hill Companies, Inc. 199915鄭有炓.把握機遇，加快發(fā)展半導體照明產(chǎn)業(yè)R.常州市半導體照明論壇，2009.1016唐國慶.國內(nèi)外半導體照明產(chǎn)業(yè)技術特點和19張楊.電感耦合等離子體發(fā)射光譜法檢測水、污水、廢水底泥和土壤中微量元素J，巖礦測試，2009，Vol.28(5)：I0002-I000417譚雪英，張小毅.電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定錳礦中15種主次成分J，冶金分析，2009，Vol.29(10):36-2918趙慶令，李清彩.電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定鉬礦石中鈷鉻銅鉬鎳鉛錫

13、鎢釔鋅J，巖礦測試，2009，Vol.28(5)：488-49019高孝禮，黃光明，張培新.電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定磷礦石中的碘J，巖礦測試，2009，Vol.28(5)：423-42620時曉露，劉洪青，孫月婷.電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定巖石樣品中的鋯鈮鉿鉭兩種預處理方法的比較J，巖礦測試，2009，Vol.28(5)：427-43021陳波，馮永明，劉洪青.空氣濾膜采集大氣浮塵樣品中多元素的測定J，巖礦測試，2009，Vol.28(5)：435-43822賀啟環(huán)，葉招蓮.超聲波紫外光氧化處理有機廢水技術綜述J，兵工學報，2002， Vol.23(3)：388-39123朱昌平.“超聲、臭

14、氧、紫外協(xié)同處理廢水的機理與參數(shù)優(yōu)化研究”自然科學基金(）二、項目方案（包括項目的訓練目標、前期準備、組織實施、過程管理、實踐環(huán)節(jié)、教師指導、項目結題等）訓練目標：對高光效大功率ICP光源進行研究，學習并實踐課題所涉及的功率電子學、功率磁材學和等離子物理等交叉學科，同時設計高效電磁驅動模塊，開發(fā)出功率為200W，光效為85lm/W的高光效大功率ICP光源。前期準備：(1)知識上的準備：對項目所涉及到等離子物理、電子技術、電磁學、MCU技術、電力電子學和電磁兼容技術等知識進行學習；(2)組織分工上準備：該項目分為文檔資料準備和硬件設計兩個部分。要求項目組的每個成員充分理解整個項目所涉及的理論和技

15、術環(huán)節(jié)，在此基礎上，項目組分為兩組，以羅正亮為負責人的小組負責高光效大功率ICP光源相關實驗電路的設計調(diào)試，以邵晴怡為負責人的小組負責收集、整理和書寫各類文字資料。項目組人員保證每周集中2次互相交流，負責各個部分的成員講解近期的工作，討論所取得進展，使所有成員對項目進程有全面的了解。組織實施過程安排及實踐環(huán)節(jié)：（1）2010年5月-2010年10月所有成員完成項目所涉及到等離子物理、電磁學、電力電子學等知識的學習，完成部分的單元電路的設計以及參加江蘇省物理設計大賽作品的制作；（2）2010年11月-2011年4月，結合所學知識并在老師的指導下試制高光效大功率ICP光源，分別完成各部分電路的設計

16、，并進行實驗等工作；（3）2011年5月-2011年10月，對高光效大功率ICP光源，進行光電參數(shù)、EMI和高溫等特性測試，并優(yōu)化參數(shù)，進一步完善。（4）2011年11月-2012年4月結合理論分析書寫科技論文，并進行修改完善。同時著手書寫設計報告，準備項目結題驗收。教師指導: 陳秉巖，男，1978年5月22日出生，苗族，云南普洱人，碩士，實驗師。2002年6月畢業(yè)于華中師范大學物理科學與技術學院獲物理學學士學位，2010年1月畢業(yè)于南京大學獲碩士學位。主要研究方向為電力電子與電力傳動、物理電子學和自動化儀器儀表技術。河海大學教師，中國電子學會、中國儀器儀表學會和中國物理學會會員；江蘇省科技服

17、務社會“校企聯(lián)盟”物理電子學學科帶頭人(江蘇省科技廳登記備案號：B)，河海大學“高頻電子電路精品課程”教學團隊成員，常州市凱森光電有限公司、常州市良久機械制造有限公司等“校企聯(lián)盟”合作單位的物理電子和電力電子技術顧問。于2004-2008年先后3次主持河海大學自制儀器設備項目(XZX/04A001-06，XZX/06A001-04，XZX/07A001-01)；2006-2008年，主持常州市無線電元件六廠和常州市良久機械制造有限公司委托河海大學的課題(A11/HA0117和A11/HA0172)；2009年，主持江蘇省輸配電裝備重點實驗室開放課題(CS0906)、河海大學中央高?；究蒲袠I(yè)務

18、經(jīng)費項目和河海大學青年基金項目(XZX/09B001-04)，河海大學教育教改課題(物理電子創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式研究與探索09A004-21)；先后參與朱昌平教授的國家自然科學基金(，)、江蘇高校高新技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展項目(JHB05-08)和常州市科技攻關(CE)等項目。從2005年與校外多家企業(yè)合作開始，先后從事電機驅動與控制、感應耦合等離子光源、LED照明等電力電子、物理電子和自動化方面的交叉學科的研究和技術開發(fā)工作。申請專利6項(發(fā)明專利4項)、軟件著作權2項，發(fā)表科研論文16篇(EI/ISTP檢索2篇次，中信所檢索8篇)，參與完成教育部技術鑒定1項。獲得河海大學教學成果獎4項(一等獎2項)，2

19、008年11月獲高等學校自制教學儀器設備成果獎，2010年1月28日獲中國電子學會電子信息科學技術三等獎(第四完成人)；負責2007-2009年度江蘇省物理及試驗科技作品創(chuàng)新競賽工作，指導多項大學生創(chuàng)新訓練計劃項目(國家級3項)。所指導的學生在省級及以上學科競賽中累計獲得24個獎項(其中一等獎8項)，兩次被評為優(yōu)秀組織單位和優(yōu)秀指導教師。三、完成項目研究的條件和保障（1申請人或團隊情況，包括自身具備的知識條件、自己的特長、興趣、已有的實踐創(chuàng)新成果等；2.學校提供條件，包括項目開展所需的實驗實訓情況、配套經(jīng)費、相關扶持政策等。）1、申請人已完成校級大學生創(chuàng)新訓練計劃項目一項，在第六屆江蘇省科技實

20、驗作品競賽中獲得一等獎，自2008年進入物理科技創(chuàng)新實驗室以來，主要學習電力電子相關知識，知識儲備和硬件設計均有提高。團隊成員也已在指導老師的帶領下了解相關知識，均為相關專業(yè)學生。2、該課題來源于“校企聯(lián)盟”合作單位常州凱森光電技術有限公司委托給河海大學物理科技創(chuàng)新實驗室的光電技術開發(fā)和人才培養(yǎng)需求，項目在基本完成了校區(qū)學生科技基金項目（教師命題）“外耦合40W等離子體無極燈開發(fā)”的基礎上進一步申報。項目在研究過程中可以充分利用常州凱森光電技術公司的高溫測試設備、光電測試設備和實驗室進行相關參數(shù)的檢測。3、項目所在實驗室經(jīng)過進幾年的發(fā)展，在學校和企業(yè)的幫助下，已經(jīng)添置了數(shù)字示波器、防靜電焊臺、電參數(shù)測試儀、LCR數(shù)字電橋等必備設備。4、節(jié)能減排、發(fā)展低碳經(jīng)濟是目前世界經(jīng)濟發(fā)展的主流，國家大力提倡培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，本課題的研究對節(jié)能減排具有積極的作用。課題有利于學生了解新技術的發(fā)展趨勢和前景，掌握相關技能，開拓思路，提高創(chuàng)新能力。四、預期成果1.制作感應耦合等離子光源系統(tǒng)一個（主要技術指標為：功率P200W；