科 技 成 果 汇 编
哈尔滨工业大学科学与工业技术研究院
2010.3
哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
前 言
哈尔滨工业大学坐落于中国的北方冰城哈尔滨，是隶属于工业和信息化部的
全国重点大学，创建于 1920 年。经过 90 年的建设，哈工大已经发展成为一所以
理工为主，理、工、管、文、经、法相结合，多学科、开放式、研究型的国家重
点大学。20 世纪 50 年代，哈工大是我国政府确定的学习苏联先进教育制度的两所
院校之一。1954 年哈工大进入国家首批重点建设的 6 所高校行列，1984 年再次被
确定为国家重点建设的 15 所大学之一，1996 年首批进入国家“211 工程”重点建
设的院校；1999 年被确定为国家“985 工程”重点建设的 9 所大学之一。
学校具有一支锐意进取、业务精良和作风过硬的师资队伍，他们教书育人，
科研攻关，硕果累累。学校有专任教师 2589 人，其中教授 888 人，副教授 1656
人，工程院院士、科学院院士 25 人（含双院士 2 人） “长江
，国家教学名师 7 人，
学者”34 人，教育部创新团队 9 个，有博士生导师 795 人。哈工大的学科建设以
航天特色为主，突出通用性为准则，充分发挥学科交叉、融合的优势，形成了由
重点学科、新兴学科和支撑学科构成的较为完善的学科体系。学校以学科划分为
21 个学院（系），其中本科专业 79 个、硕士学位授权一级学科 28 个、二级学科
148 个、博士学位授权一级学科 18 个、二级学科 82 个、博士后科研流动站 21 个、
国家重点学科 15 个，国家级重点实验室 8 个、国家工程研究中心 3 个、省（部）
级重点实验室（院、所、中心）37 个。哈工大还创办了深圳研究生院、威海校区，
建立了科学技术研究院和工业技术研究院，现在哈工大已经形成了“一校三区”
的办学格局。
2009 年学校科研经费总额达 15.98 亿元，在科研规模、水平和经费上均居全
国重点高校前列。学校取得了一批国内领先、接近或达到世界先进水平的科研成
果。
建校 90 年来，哈工大以她悠久的办学历史、优良的办学传统和深厚的文化底
蕴，为国家培养出了 10 余万优秀毕业生。如今哈工大人也在与时俱进、不断开拓，
在创建世界一流大学的道路上不断抒写着新的壮丽诗篇。
地址： 黑龙江省哈尔滨市南岗区一匡街 2 号 哈尔滨工业大学科学园 2H 栋 532 室 工
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-I-
哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
目 录
大尺寸蓝宝石单晶 .......................................................................................................... 1
特种复合材料高压气瓶制造技术 .................................................................................. 2
高性能镁合金及镁基复合材料 ...................................................................................... 3
电子封装用铝基复合材料 .............................................................................................. 4
形变 W-Cu 电极材料制造技术....................................................................................... 5
连续纤维增强金属基复合材料包覆挤压工艺 .............................................................. 6
聚对苯撑苯并双噁唑（PBO）纤维 .............................................................................. 7
磷化锗锌晶体生长与器件制造 ...................................................................................... 8
含硫硅烷偶联剂产业化工艺的研究 .............................................................................. 9
超疏水金属网材料的制备 ............................................................................................ 10
超疏水纤维材料的制备 .................................................................................................11
聚丙烯纤维在混凝土材料中的应用研究 .................................................................... 12
高强度轻骨料混凝土的研制 ........................................................................................ 13
水泥高效复合助磨剂 .................................................................................................... 14
直接甲醇燃料电池（DMFC）研制 ............................................................................. 15
电动汽车动力电源高孔率基板材料制造技术 ............................................................ 16
离子电池正极材料磷酸钒锂的合成与改性 ................................................................ 17
铝合金轮毂无氰浸锌合金技术和高耐蚀电镀技术 .................................................... 18
新型抗凝血涂层材料和技术 ........................................................................................ 19
高热裂敏感金属薄板焊接热裂与变形的控制研究 .................................................... 20
激光-TIG 电弧复合热源焊接技术 ............................................................................... 21
轻量化、高刚度复杂结构激光焊接技术 .................................................................... 22
高效、柔性自动化焊接装备技术 ................................................................................ 23
异种金属扩散连接技术研究 ........................................................................................ 24
陶瓷、陶瓷基复合材料与金属的的先进连接 ............................................................ 25
镁合金先进焊接技术与产业化研究 ............................................................................ 26
铝、镁合金变极性 TIG/PAW 焊接工艺及设备 .......................................................... 27
点焊焊点质量实时成像自动检测与缺陷识别 ............................................................ 28
陶瓷颗粒增强的复合钎料技术 .................................................................................... 29
汽车结构件内高压成形技术 ........................................................................................ 30
全方位离子注入技术 .................................................................................................... 31
-I-
哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
多功能等离子体表面改性装置 .................................................................................... 32
工模具表面的液中放电沉积陶瓷层技术 .................................................................... 33
大型铝合金制件液态模锻精密成形技术 .................................................................... 34
大型复杂镁铝合金铸造关键技术 ................................................................................ 35
表面陶瓷涂层柱塞、轴套类产品 ................................................................................ 36
混粉电火花精密加工技术 ............................................................................................ 37
微机控制步进电机式低频振动攻丝机 ........................................................................ 38
激光加工新技术 ............................................................................................................ 39
九自由度弧焊机器人系统 ............................................................................................ 41
管道机器人技术 ............................................................................................................ 42
面向反恐侦察的微声爬壁机器人 ................................................................................ 43
智能服务机器人 ............................................................................................................ 44
面向光纤作业的微操作机器人 .................................................................................... 45
水平井牵引机器人 ........................................................................................................ 46
仿人机器人舞蹈、足球系统 ........................................................................................ 47
汽车零部件自动化装配生产线 .................................................................................... 48
并联机床的研发与产业化 ............................................................................................ 49
数字化装配技术 ............................................................................................................ 50
金属橡胶阻尼减振技术 ................................................................................................ 51
先进设备的精密滚动轴承、润滑与密封技术 ............................................................ 52
数控纤维缠绕机 ............................................................................................................ 53
大功率超声功率源和换能器 ........................................................................................ 54
微小型正弦活齿减速器 ................................................................................................ 55
MEMS 检测及微操作系统 ........................................................................................... 56
PECC 功率方波电流脉冲电源 ..................................................................................... 57
以超级电容器为能源的城市公交电动客车 ................................................................ 58
高档伺服系统 ................................................................................................................ 59
高速高精度电主轴关键技术 ........................................................................................ 60
数控装备用直线电机关键技术 .................................................................................... 61
螺杆泵用节能型永磁变速直接驱动电机系统 ............................................................ 62
中空轴三相混合式步进电动机 .................................................................................... 63
高温无刷直流电机系统 ................................................................................................ 64
高功率密度伺服电机 .................................................................................................... 65
- II -
哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
高速无刷直流（永磁同步）电机 ................................................................................ 66
永磁交流力矩电动机系统 ............................................................................................ 67
电梯门机用永磁同步伺服电机 .................................................................................... 68
新型旋转电磁热机 ........................................................................................................ 69
变频式智能型电动执行机构 ........................................................................................ 70
双稳态电磁离合器 ........................................................................................................ 71
电池组监控及均衡管理系统 ........................................................................................ 72
水平井长冲程抽油机 PLC 变频控制系统 ................................................................... 73
CH40N11 型机车用长寿命无弧司空器继电器接触器 ............................................... 73
KDS-I 型铁路客车电器元件综合试验台 .................................................................... 74
ZBST-I 型轴温报警器综合试验台 ............................................................................... 75
LED 路灯驱动电源 ....................................................................................................... 76
轨道列车内外端门控制器 ............................................................................................ 77
车轮降噪阻尼器 ............................................................................................................ 78
基于 CAN 总线的电能质量监测系统 .......................................................................... 79
直流无刷压缩机变频空调控制器 ................................................................................ 80
高性能无速度传感器矢量控制变频器研发及产业化 ................................................ 81
电力线载波通信模块 .................................................................................................... 82
HID 灯高性能电子镇流器 ............................................................................................ 83
逆变器共模电压抑制器 ................................................................................................ 84
吊车负载防摆控制技术 ................................................................................................ 85
基于模糊神经网络的油田抽油机节能与保护装置研究 ............................................ 86
交流励磁双馈电机变速恒频风力发电技术 ................................................................ 87
智能网络化路灯照明管理系统 .................................................................................... 88
微机控制照明节电设备 ................................................................................................ 89
高精度在线式激光测厚仪 ............................................................................................ 90
插针外径自动测量分选系统 ........................................................................................ 91
半导体激光器脉冲特性参数测试系统 ........................................................................ 92
小型化超宽带无线通信天线 ........................................................................................ 93
嵌入式系统科研成果 .................................................................................................... 94
汽车电子系列项目（一） ............................................................................................ 95
汽车电子系列项目（二） ............................................................................................ 96
汽车总线技术的研究与开发 ........................................................................................ 97
- III -
哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
多波长高温计 ................................................................................................................ 98
红外多波长辐射温度计 ................................................................................................ 99
可见光成像校准仪 ...................................................................................................... 100
“风包粉”系列浓淡煤粉燃烧技术 .......................................................................... 101
带预燃炉膛和烟气循环的燃煤热风炉 ...................................................................... 102
锅炉燃烧过程自动控制系统及控制软件 .................................................................. 103
中心给粉旋流煤粉燃烧技术 ...................................................................................... 104
日处理 8t/d 高浓度有机废液（含实验室有机废液）焚烧炉及尾气净化系统 ...... 105
日处理 10-50t 高浓度含盐有机废液双温双床流化床焚烧炉 .................................. 106
燃煤锅炉复合分级超低 NOx 排放燃烧技术 ............................................................. 107
新型太阳能浅层地能供暖/供冷系统 ......................................................................... 108
燃气定向辐射器 .......................................................................................................... 109
化工原料内循环干燥器 ...............................................................................................110
电镀废水回收装置的研究 ........................................................................................... 111
泡沫金属材料制备技术 ...............................................................................................112
无铅无镉光亮化学镀镍及化学复合镀清洁生产技术 ...............................................113
动力锂离子电池正极材料磷酸亚铁锂 .......................................................................114
水质远程在线监测网络技术研究 ...............................................................................115
污水处理系列科研成果（一） ...................................................................................116
污水处理系列科研成果（二） ...................................................................................117
流域水环境安全预警与应急决策支持系统 ...............................................................118
乙醇型发酵生物制氢技术 ...........................................................................................119
EC 厌氧反应器 ............................................................................................................ 120
高有机物浓度高含盐量制药废水处理工艺 .............................................................. 121
草浆造纸黑液流化床碱回收技术 .............................................................................. 122
低能耗低污染膜/生物反应器（MBR）污水处理技术与设备 ................................ 123
油田采油废水回用的深度处理技术与设备 .............................................................. 124
食品类污水污泥脱水机理及资源化技术研究 .......................................................... 125
基于软构件的企业信息化软件开发平台 .................................................................. 126
电子文档防泄露安全监管系统 .................................................................................. 127
基于模型驱动方法与软构件的企业管理应用软件开发平台 .................................. 128
面向特定领域基于 Ontology 的跨语言信息检索技术研究 ..................................... 129
汉语动词次范畴化自动获取技术的研究 .................................................................. 130
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
基于声、笔混合控制多模式人机界面的交通调度指挥系统 .................................. 131
中文自动分类、标引和文摘系统 .............................................................................. 132
电子政务中多种身份鉴别和权威认证技术融合 ...................................................... 133
电力行业 PDA ............................................................................................................. 134
纸币分析技术及在系列产品中的应用 ...................................................................... 135
印刷物信息安全技术研究 .......................................................................................... 136
网络指纹门禁系统 ...................................................................................................... 137
色彩匹配系统研究 ...................................................................................................... 138
严寒地区居住建筑节能成套技术研究 ...................................................................... 139
对已建预应力混凝土楼板开洞用的工具锚 .............................................................. 140
土壤蓄冷与土壤耦合热泵集成系统的应用基础研究 .............................................. 141
城市供热、供水管网数字化系统 .............................................................................. 142
基于 GIS 的城市供热数字化系统 .............................................................................. 143
多功能道路检测车 ...................................................................................................... 144
基于现有传感器的桥梁无线检测成套技术 .............................................................. 145
城市交通自适应信号控制理论与方法研究 .............................................................. 146
新型道路填缝料的研制与开发 .................................................................................. 147
橡胶颗粒路面应用技术的研究 .................................................................................. 148
牲畜排泄物处理回收技术 .......................................................................................... 149
乳碱性蛋白的制备及应用 .......................................................................................... 150
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
大尺寸蓝宝石单晶
主要研究内容
蓝宝石单晶作为一种优良的透波材料，在紫外、可见光、红外波段、微波都具
有良好的透波率，可以满足多模式复合制导（如电视等）的要求；同时蓝宝石单
晶具有优良的机械性能、化学稳定性和耐高温性能高，强度高、硬度大、可在 2000℃
的恶劣环境下工作。由于蓝宝石电绝缘、透明、易导热、硬度高，在民用领域得
到广泛应用，作为集成电路的衬底材料，替代了高价氮化硅衬底而被广泛用于超
高速微电子电路；是发光二极管（LED）衬底的首选材料，采用蓝宝石衬底材料
制成的发光二极管，其光源无灯丝、工作电压低，使用寿命可达 5 万到 10 万小时，
与白炽灯比，能够节电 90%，和荧光灯比能节电 50%；同时还可以做成光学传感
器以及其它一些光学通信和光波导器件，如高温高压或真空容器的观察窗、液晶
显示投影仪的散热板、有害气体检测仪和火灾监测仪的窗口、光纤通讯接头盒等。
技术特点及优势
1) 抗弯强度 400Mpa，断裂韧性 2.0MPa•m1/2；
2) 硬度 Hv 1800-2000kg/cm2；
3) 0.2-7μm 波段，透波率不小于 80%；
4) 在 1-10GHz 微波波段，介电常数 9-11.5，介电损耗 tgδ 1 ~ 5×10-2 阻尼性能 Q > 1 ~ 5×10
负责人：吴昆、郑明毅
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
电子封装用铝基复合材料
主要研究内容
研制的电子封装用复合材料主要包括铝基和铜基两大类。
电子封装用铝基复合材料主要包括 SiCp/Al、AlNp/Al 和 Sip/Al 等复合材料。
它们采用专利挤压铸造方法制备，该工艺生产成本低、设备投资少、制成的材料
致密度高，且对增强体和基体合金几乎没有选择，便于进行材料设计。 “金属复合
材料与工程研究所”在这一工艺上拥有多项发明专利，技术成熟，并具有独立开
发新型材料的能力。
本电子封装材料具有低膨胀、高导热、机械强度高等优点，可以与 Si、GaAs
或陶瓷基片等材料保持热匹配。与目前常用的 W/Cu、Mo/Cu 复合材料相比，导热
性、热膨胀性能相当，但成本更低、质量轻，应用于微波器件、高性能、电力电
子模块等多种电子（或光电子）器件封装中，对降低成本、减轻重量会起到积极
的作用。国内电子电子器件对此类材料的需求颇为巨大，市场前景广阔。
主要技术指标
SiCp/Al AlNp/Al Sip/Al
密度(g/cm3) 2.9 ~ 3.0 2.9 ~ 3.0 ~ 2.4
热膨胀系数(×10-6/℃)
7.3 ~ 11.1 8.9 ~ 10.7 7.9 ~ 12
(20~100℃)
导热率(W/(m·℃)) 120 ~ 170 65 ~ 90 85 ~ 100
弯曲强度(MPa) 370 ~ 430 530 ~ 650 270 ~ 350
弹性模量(GPa) 150 ~ 215 140 ~ 175 100 ~ 120
实物照片
负责人：武高辉
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
形变W-Cu电极材料制造技术
主要研究内容
W-Cu 做为电极和电触头材料，被广泛应用在高压真空开关，断路器，等离子
焊接电极，导弹引信等。近十几年国际上在电火花机床打孔电极中普遍采用 W-Cu
做电极，在显示器等离喷涂电极上也普遍采用，在电子封装中特别是大规模积层
电路基极板用 W-Cu 板越来越多。市场需求量国际上每年以 25%速度增长。
我国是钨资源大国，储量世界第一，目前我国钨铜产业仅能生产低端产品，产
业规模均很小，技术落后，产品质量差，成本高。我国需求的中高档 W-Cu 制品主
要依赖进口， 价格昂贵， 是我国 W-Cu 产品价格的 8~10 倍，特别是导弹引信 W-Cu
进口价格在 4.2 万元人民币/公斤，因此 W-Cu 材料称钨金。因此开展高档 W-Cu 材
料产业化具有广泛的市场前景和丰厚的利润。
本项目是在本课题组二十几年研究基础上， 发明的新的工艺方法具有生产效率
高，成本低，生产高端 W-Cu 材料，主要性能指标均超过国际上最好水平，有很强
的技术竞争优势。 该技术采用 W 与 Cu 粉末经大变形挤压致密， 获得近致密体 W-Cu
电极材料。技术研究已十分成熟。本发明已获得国家发明专利授权。
发明专利号：ZL03132475.4
国际专利主分类号：1322F3/16
本项技术制造的 W-Cu 材料技术成熟，生产效率高成本低，性能达到国际上高
档产品最好水平。其主要性能指标比较见下表。
高性能 W-Cu40 性能比较
国 别 合 金 制备工艺 硬度（HB） 电导（m/Ω·mm）
国际标准 W-Cu40 热等静压 HIP 140 27
DoDuCo 公司 W-Cu40 HIP 167 36.8
PoLESE 公司 W-Cu40 HIP 200 34.6
PLANSEE 公司 W-Cu40 HIP 186 35.4
哈工大 W-Cu40 热挤压 200 40
市场价格与本项目技术优势
若按国际市场价格 1200～1400 美元/公斤，本项目成本 500 元人民币/公斤，本
项目的利润空间之大，效益之高是显而易见的。
由于 W-Cu 材料是产业中消耗材料， 许多国外公司由于生产中需要不得不自己
生产，如果市场有专门企业生产高端 W-Cu 材料，价格便宜，这些大公司就购买，
自己不再去生产。 因此组建专门企业公司生产 W-Cu 高端高性能材料一定受市场欢
迎。
负责人：王尔德
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
连续纤维增强金属基复合材料包覆挤压工艺
主要研究内容
开发了正向包覆挤压法用于 Pb-GF 新型复合丝材生产工艺，该工艺具有生产简
单，设备要求较低，生产效率较高，产品质量好等特点。同时该种新型包覆挤压
工艺具有进一步深化研究的广阔前景，通过改变材料的类型，可以进一步开发出
更多的新型长纤维增强材料，如铅碳纤维增强材料、铝玻璃纤维增强材料、铝硼
纤维增强材料等一系列长纤维增强材料，这些材料和工艺的应用价值将为金属基
长纤维复合材料应用开辟新的途径。
应用行业
近十年来，连续纤维复合丝材由于其广泛的市场需求，也越来越受到人们的重
视。铅—玻璃纤维（Pb-GF）复合丝材在电动汽车（EVs）和混合型汽车（HEVs）
电源栅板，防辐射织物，隔音降噪材料等领域出现了广泛的市场需求。
技术指标
连续纤维增强金属基复合材料生产新型包覆挤压工艺可以采用两种不同的包
覆挤压方案：正向包覆挤压和侧向包覆挤压。
正向包覆挤压：温度，300℃，挤压力，200KN，包覆速率：22M/min；
测向包覆挤压：温度，300℃，挤压力，420KN，包覆速率：22M/min；
采用包覆挤压的新型工艺生产的 Pb-GF 复合材料具有抗拉强度高， 导电性能好
等特点。该种新型丝材其直径虽然只有 0.75-1.0mm，但其强度却高达 110MPa，是
同等纯铅强度的 10 倍。
负责人：王尔德
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
聚对苯撑苯并双噁唑（PBO）纤维
项目简介
聚对苯撑苯并双噁唑（PBO）纤维被称为世界超级纤维之冠，被认为是目前综
合性能最好的一种有机纤维。其突出的特点是抗拉强度、模量高，耐冲击性能、
防弹性能好，耐高温、阻燃性能好。
哈尔滨工业大学在国家“863”高技术计划项目、总装备部预研项目、中国航
天科工集团项目的支持下，经过近十年的研究，在单体合成、PBO 聚合、液晶纺
丝、纤维改性、纤维表面处理研究方面取得了重要突破，建立了 PBO 纤维纺丝线，
制备出拉伸强度 5.0-5.5GPa，模量 240GPa 的高强度、高模量的 PBO 纤维。
经济效益和社会效益
目前 PBO 纤维只有日本东洋纺公司生产，对我国进行严密封锁。实现 PBO 纤
维的国产化生产，其战略意义巨大。据调查分析，目前仅在军工领域的需求量至
少为 200t/年（民用需求量预计在 1000t/年）。该项目具有广阔的产业前景，并可产
生巨大的经济效益。该技术对于利用黑龙江化工原料、带动高性能纤维以及采油
工程、信息工程、飞机制造业的发展具有重要意义。
负责人：黄玉东
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
磷化锗锌晶体生长与器件制造
主要研究内容
磷化锗锌晶体(ZnGeP2，简称 ZGP)是一种性能优异的中远红外非线性半导体激
光晶体材料。利用 ZnGeP2 晶体可作为光参量振荡、光参量放大、混频和二次谐波
等的非线性光学介质材料。它是目前通过光参量振荡技术产生中红外激光输出的
最好的频率变换材料，可实现激光器全固态化、多波长可调谐和大功率输出，具
有工作稳定可靠、体积小、重量轻、便于携带等优点。全固态激光器为激光器发
展的重要趋势。在所有可通过光参量震荡产生 3~5μm 激光输出的晶体中，唯有磷
化锗锌晶体输出功率达到 10W 以上，这对于激光功率要求高的领域，具有重要意
义，在民用和军事领域应用非常突出。民用领域可应用于红外光谱，红外医疗器
械，药物检测，红外光刻，大气中有害物质的监测，远距离化学传感等。军事领
域可应用于星载、机载、舰载、弹载红外干扰机，夜视仪，战场中生化武器甄别，
作战目标仿真模拟等。
目前国际市场上 ZnGeP2 多晶料价格为 1 万美元/kg， 晶体价格为 10,000-15,000
3
美元/cm ；器件（10×10×15mm）价格 15,000-20,000 美元/块。
预计国内各方年需求器件 1 万块：包括红外医疗器械、药物检测、红外光谱、
远距离传感、大气监测、国防需求，产值 1.5 亿美元，约 10 亿元人民币。国际需
求：年需求器件 5 万块，产值 7.5 亿美元。国内外年总需求 9 亿美元，需求仍将快
速增加。
哈工大化工学院人工晶体研究所是国内唯一掌握该技术的单位。 申请国家发明
专利 6 项，其中 4 项已经授权。项目技术成熟，晶体各项性能指标达到国际先进
水平，部分指标达到国际领先水平。部分器件已经提供国内相关部门使用。
主要技术指标
晶体指标
晶体尺寸 φ20×100mm；3-8µm 吸收系数1µm/h；
最大占空比：20%；
高压电源最大注入电压：50kV；
最大注入电流：50A；
最大占空比：5%；
最大气体等离子体密度：6×109/cm3；均匀性：优于 90%。
主要成果及应用情况
该技术获得国家发明专利两项，国防科技进步二等奖两次。
该技术可以提高轴承、齿轮等精密零件的抗磨损、抗腐蚀和抗疲劳性能，使它
们的使用寿命至少提高一倍以上。目前，我们为长春一汽四环配件有限公司处理
的特种心轴，使用寿命提高了 10 倍以上。
实物照片
负责人：王浪平、汤宝寅
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
多功能等离子体表面改性装置
主要研究内容
多功能等离子体表面改性装置是哈尔滨工业大学最新研制的新一代表面改性
设备，它综合了目前流行的多种利用等离子体方法进行表面改性的先进技术，将
磁控溅射离子镀、多弧离子镀及全方位离子注入技术结合在一起，形成一种新型
的等离子体基表面改性技术。已获得国家发明专利。该装置可以根据表面工程技
术的具体要求，在不破坏真空的情况下单独或同时进行离子镀或离子混合注入，
如磁控溅射离子镀、多弧离子镀、全方位离子注入、等离子体化学热处理、高压
脉冲辉光放电处理等。利用此装置可获得具有低温（可以小于 150℃） 、尺寸精度
高、结合力好的表面改性工艺，制取诸如单质金属膜如 Ti、Cr、Ni、Pt 等；化合
物膜如 TiN、TiC、CrN 等；单一元素离子注入如 N、C、B 等，多种元素同时注入
如 Ti、N、C 等；并可以制取 DLC 膜、多层膜或梯度膜等。获得的表面改性层既
具有普通离子镀的优点，也具有多束混合技术或离子注入等的优点。
该装置可以对复杂结构零件、精密零件、传动件、工具、模具、量具等进行批
量处理，获得满足表面工程技术要求的耐磨、耐蚀、减摩或梯度要求的表面改性
层。
主要技术指标
真空室体积 700×700×1000mm；
极限真空度 2.5×10-4Pa；
五个磁控溅射靶或配五个多弧离子镀靶。
高压脉冲电源：电压 2-100KV 可调；
脉冲宽度 10-100 微秒可调；
脉冲重复频率 40-100 赫兹。
实物照片
负责人：夏立芳、马欣新
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
工模具表面的液中放电沉积陶瓷层技术
主要研究内容
表面涂层技术的可贵之处在于：可用极少量材料起到大量、昂贵的整体材料所
难以达到的效果，提高材料的综合性能，并显著地降低产品的制造成本。由于电
火花加工机床已经成为工模具车间的必备设备，因此如果能在普通电火花成型机
床上，利用放电沉积原理对导电工件材料沉积陶瓷层，必将成为一种极具应用潜
力和经济价值的方法。使用含有 Ti、TiC、W、WC 等粉末的压铸或烧结电极和普
通的煤油基工作液，在普通电火花加工机床上，利用放电过程中粉末材料与工作
液中的碳原子所产生的物理、化学反应，在工件表面沉积 TiC、WC 等陶瓷材料，
通过控制放电时间和放电参数得到不同厚度、不同性能的陶瓷层。该方法无需专
用设备，是一种高性能、低成本的陶瓷层生成技术，而且可以方便地实现不同点
位的局部强化。
哈尔滨工业大学特种加工及机电控制研究所系统地研究了该方法的基本原理、
电极制备以及工艺规律等。在工具钢表面可以得到厚度为 5-600μm 的金属碳化物
陶瓷层，使工件表面的硬度提高 5 倍以上，耐磨性提高 7 倍以上。对高速钢车刀、
钻头等的涂层刀具使用寿命实验表明，可提高刀具使用寿命 2 倍以上。
应用领域
成果可应用于工具、模具（如车刀、钻头、冲模）等的表面改性以及功能器件
的局部强化等方面。
合作意向
技术转让。
负责人：王振龙、曹国辉、胡富强
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
大型铝合金制件液态模锻精密成形技术
项目简介
随着我国交通运输业，武器装备向现代化、高速化方向发展，轻量化要求日趋
强烈，特别是轻量化程度要求高的飞机、航天器、高速列车、汽车、舰艇、火炮、
坦克以及机械设备等重要受力部件和结构件，需要大量使用铝合金锻件和模锻件
以替代原来的钢结构件。而传统的铸造和模锻技术已不能完全满足这些铝合金关
键零部件的制造需求和使用性能，正是这种需求使得大型铝合金制件液态模锻精
密成形技术的研究。
2000 年哈尔滨工业大学液态模锻课题组开展了大型铝合金负重轮液态模锻精
密成形技术的研究工作，2003 年成功地实现了铝合金负重轮本体与局部（钢质材
料或复合材料）耐磨增强一体化精密成形，各项静态和里程试验性能指标均达到
设计要求，与钢制轮盘相比，质量减轻了 40%，经检验后取得成功应用。该成形
技术操作方便，成本低，产品综合性能良好，填补了国内液态模锻生产铝合金负
重轮的空白。
负责人：杜之明
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
大型复杂镁铝合金铸造关键技术
项目简介
针对航空工业镁铝合金铸件整体化、复杂化、近净形的需求，2004 年以来，
哈工大与东安发动机公司合作，开展了大型复杂镁/铝合金铸造工艺过程、关键设
备、质量控制研究和技术攻关。
配合公司新铸造生产线改造，进行“铝镁合金砂型铸造工艺与质量控制研究” 。
承担东安公司对外转包（加拿大普惠公司）镁合金熔体处理和性能控制项目，合
作进行了国家对俄引进和瓶颈技术等项目；
解决了某重点型号关键铸件的铸造质量关键技术。 该铸件存在大量空间曲折油
路、壁厚突变、工艺难度大等关键技术难题。用半年时间完成了专用设备研制、
工艺方案优化，满足了型号研制需求，提供了直径 2.2 米和 2.3 米大型铸造设备各
一套。
新成立的哈尔滨锻铸工程中心和哈尔滨镁铝产业联盟， 将对哈尔滨市镁铝产业
发展，以及我国大型轻合金铸造技术进步产生深远影响。
负责人：孙剑飞
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
表面陶瓷涂层柱塞、轴套类产品
规格型号
各种直径和长度的圆柱
性能指标
表面为 0.1～0.5mm 陶瓷层，具有绝缘、耐高温、耐磨损、抗各种介质腐蚀的
性能。
功能用途
适用于各种圆柱形轴、环、柱塞类产品在绝缘、耐高温、腐蚀条件下使用。
应用范围
机械，饮食，奶制品，化工等行业。
技术说明
在产品表面制备一定厚度的陶瓷涂层，根据产品的使用要求，制备相应性能的
功能涂层。达到提高使用寿命，降低制造成本的目的。
实物照片
负责人：郭面焕
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
混粉电火花精密加工技术
主要研究内容
电火花加工技术已在模具制造、复杂零件加工中得到广泛应用。但普通电火花
加工方法在大面积加工时存在加工表面粗糙度差、加工表层有缺陷等技术问题。
因此为提高其加工表面质量，人们不得不对电火花加工后的表面进行抛光处理，
耗时费力，成为产品制造中的“瓶颈”。改善电火花加工表面粗糙度，消除加工表
层缺陷，对扩大电火花加工范围，缩短产品制造周期具有重要意义。混粉电火花
镜面加工技术正是基于上述目的而开发出来的一门新技术，它通过在工作液中添
加硅、铝等导电性微粉末，改变火花放电状态，最终改善加工表面粗糙度，并消
除加工表层中的缺陷。混粉电火花镜面加工技术从根本上克服了普通电火花精加
工的缺点，能够显著改善加工表面粗糙度，缩短加工时间，具有广阔的应用前景。
该项技术已经成功应用于锻模、压铸模、冷挤压模具等的精加工，可以取代手
工抛光。针对模具钢材料大平面的混粉电火花镜面加工表明，在 100100mm 的大
面积上可得到 Ra0.107m 的超光滑表面，比传统方法提高 3～4 个等级，达到了国
外同类技术的最好水平。并针对复杂模具型腔的镜面加工进行了实际应用研究，
取得了好的效果。在此方向的研究中哈尔滨工业大学已取得 2 项专利技术。
应用领域
成果可应用于模具精加工、特种材料的精密加工、复杂形面精加工等方面。
合作意向
技术转让。
负责人：王振龙、曹国辉、胡富强
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
微机控制步进电机式低频振动攻丝机
主要研究内容
该机主要为解决淬火钢（≤HRC50）、高温合金、钛合金、高强度钢、SiCw(或
SiCp)增强铝基复合材料及紫铜等难加工材料小孔（M3、M4）攻丝而研制。在此，
步进电机既是主运动源，又是振动源，二者同轴，攻丝时不需要螺纹靠模导向，
大大简化了振动攻丝机的结构。
由于振动攻丝属脉冲切削，是在攻丝过程中施加了振动参数（频率、振幅）可
控的有规律的振动，丝锥刀齿与工件周期性的接触与脱离，切削速度大小与方向
不断变化，且由于加速度的出现，加之切削液的“空化”作用，使得切削作用得
到了大大加强，攻丝效果明显提高，攻制螺纹质量大大改善，攻制螺纹牙形平直
完整规则，精度好。
先后完成了大塑性材料紫铜、硬质点达 20%的 SiCw 或 SiCp 增强铝基复合材
料及淬火硬度达 HRC50 的 45 钢的 M3 小孔攻丝，特别是 HRC50 淬火钢攻丝属国
内首次完成。振动攻丝是解决难加工材料小孔精密攻丝难题的有效工艺方法之一。
技术指标
本振动攻丝机属低频（3μm，分辨率 0.1-0.2μm；
深 度：0-100μm（深宽比25kA/ms 10 kHz >92% 0~500V
应用领域
埋弧焊接、电解、电镀、动力电池充电、功率直流驱动及其他大功率直流电源
和直流变换系统。
负责人：杨世彦、韩明武
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
以超级电容器为能源的城市公交电动客车
主要研究内容
该车以功率密度大、充电速度快、工作温度范围宽的超级电容器为唯一能源，
以永磁直流电机作为驱动电机，配以双象限 DC-DC 功率变换器，除可在第一象限
进行电机驱动外，为增加车辆的续驶里程，在车辆制动时还可实现第四象限能量
回馈。该超级电容公交车配备了电容组动态均衡管理系统，该系统可在线检测超
级电容器电压、电流、温度和剩余电量；在充/放电及静置状态下平衡电容组件电
压；防止电容过充，避免过放；对电容组件连接故障及单体电容故障进行实时诊
断。为了提高车辆的驾驶性能，还设计研制了整车管理单元，其功能主要有：联
系驾驶员和车辆，解释驾驶员的指令（加速、制动等） ，向驾驶员提供信息（车辆
运行状态、电量状态、错误警示等） ；提供最佳驾驶性能，根据驾驶员的指令以及
当前车辆运行状态和路况，计算驱动或制动所需的转矩，实施最大效率控制和转
矩控制；完成安全和诊断服务。
该车充电 15 分钟，续驶里程 15~20km，最高车速 50km/h，适合于城市内短距
离的公交线路。充电在位于汽车终点的固定充电场所进行，功率密度高，满足电
动汽车在启动、加速、爬坡时对功率的需求以及在制动过程中具有非常高的能量
回收率，提供优越的动力性能，适于北方寒冷气候。
成果的应用及潜在应用领域
适合用在短距离、线路固定的区域。例如火车站和飞机场的牵引车上；煤矿
的采煤车、运输车上；学校和幼儿园的送餐车上；公园的游览车上；城市的电动
自行车、电动公交车上。目前该项目正在处于试车运行阶段。该项目的产业化将
带动我省的汽车、超级电容、电机等产业，具有非常好的应用前景及巨大的经济
和社会效益。
实物照片
负责人：崔淑梅
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
高档伺服系统
项目简介
哈工大智能化装备技术研究所致力于伺服驱动器、伺服电机、磁电式高精密检
测仪器、自动机械设备、数控装备、缝制设备控制系统等高新技术产品的开发、
生产与销售，已获得基于伺服控制、检测技术、结构设计等四十多项国家发明专
利。通过近七年的努力和奋斗，目前在中国市场上有近三十万台的伺服驱动器及
电机服务于工业缝纫机、油田抽油机、注塑机、压力机等自控行业。对伺服控制
驱动装置—伺服电机输出的力距、速度和位置控制得非常灵活方便，使其能自动
地、连续地、精确地按照输入指令的变化规律完成指定动作，与国外同类产品相
比节能 30%。伺服控制器技术突破了安川、三菱、西门子的国外公司垄断局面，
填补国内空白。
经济效益和社会效益
根据市场研究报告显示，2007 年市场规模在 25 亿元左右，市场规模近 3 年一
直保持了大于 25%的年增长率，在所有的自动化产品中当属发展最快之列。预计
2009 年到 2010 年，伺服系统的年平均增长率会维持在 20%以上。
实物照片
负责人：郝明辉
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
高速高精度电主轴关键技术
项目简介
本项目对高速、高刚度、大功率电主轴及驱动装置进行全面研究，对高速精密
轴承、高速精密电主轴的动态性能和热态性能设计、高速精密电主轴电机设计及
驱动技术、高速电主轴的的精密加工与精密装配技术等关键技术进行重点突破，
从而为发展中高档数控机床、数控中心等重大装备提供技术支持。
经济效益和社会效益
本项目研究将满足国产高档数控机床对主轴电机要求的主轴产品，加速数控机
床主轴单元与驱动装置的国产化进程，提高国产数控机床主轴电机的自主知识产
权、制造工艺水平和市场竞争能力；推动我国高档数控机床制造业高水平、高质
量、高效率发展；打破国外在高档数控机床主轴电机与驱动装置方面长期对我国
实行技术封锁和贸易壁垒。
应用领域
高速高精度电主轴，除能促进高档数控机床和加工中心产业的发展，还将促进
高速轴承、润滑、传感器、铁磁及永磁材料等相关技术和产业的发展，市场前景
广阔。
实物照片
负责人：寇宝泉
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
数控装备用直线电机关键技术
项目简介
本项目针对直线电机及驱动装置展开全面研究，在提高直线电机推力密度、降
低推力波动、改善冷却结构以及提高驱动装置的控制精度、快速响应和鲁棒性等
方面进行重点突破，从而掌握直线电机关键技术，提高国产直线电机的性能。
经济效益和社会效益
通过自主研制的大推力直线电机产业化生产， 将打破国外先进生产商在大推力
直线电机产品上的垄断局面。此外，东北老工业基地是全国重要的装备制造业基
地之一，机床产量占全国的 20％以上，齐一机床、齐二机床的产品已步入国际先
进制造行列。该技术的实现将在机床上的应用及生产、促进我国各种具有自主知
识产权的高档数控机床的研制生产具有重要意义。
大推力直线电机除在高档数控机床上具有广阔的产业化应用前景外， 它还可应
用于电磁弹射、抽油机、电梯、轨道列车等需要直线运动场合，将带动国防、工
业生产、交通运输等相关直线电机应用产业的发展进步。
负责人：寇宝泉
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
螺杆泵用节能型永磁变速直接驱动电机系统
主要研究内容
由于能源紧张，油田抽油机的节能问题已经成为广泛关注的热点之一。潜油
螺杆泵近年的发展势头良好，但采用的感应电机加机械及皮带减速方式在节能性、
可靠性等方面还有待改进。本项目是根据现有市场的需求，采用新的控制策略和
生产工艺而研发的新一代伺服控制系统。
交流永磁同步电机组件是典型的机电一体化产品。与传统的传动电机如直流
电机、感应电机等相比，其主要优点一是结构简单可靠，转子上采用永磁材料后
不存在通电和发热问题；二是适宜于变速伺服驱动控制和位置控制，可以做到无
级调速；三是可以根据控制对象进行综合结构设计，如采用组装式、分装式、内
转子或外转子式，等等；四是与感应电机相比，其高效节能的优势非常突出。
在本系统中，可以通过指令输入对驱动器进行设置，实现速度预置，实时速
度调节，驱动转矩调节，软启动，软停机等功能，从而实现对螺杆泵负载的直接
驱动。
技术特点及优势
（1）节能效果显著：通过应用的对比数据表明，从单井耗能上效率提高了三
分之一以上，线路损耗则节省百分之八十以上，如果形成规模，节能效果会非常
显著；
（2）运行高可靠性：1 取消了机械减速器和皮带减速器，减少了传动环节，
减少了故障发生概率； 操作系统实现了软启动和软停机，
2 设计了断电软停机功能，
可以防止传动杆的反转冲击，对螺杆泵进行有效保护；3 良好的启动特性和过载能
力可以大大提高系统的适应性；
（3）操作简单灵活：1 启机停机方便，可以自动实现启机和停机一键操作；2
实时调速方便，无须停机，只需要在驱动器上根据需要随时调节转速即可；
（4）专利产品，自主知识产权：专利产品“磁阻式多极无刷旋转变压器”构
成了电机的位置传感器，其结构简单，运行可靠，便于提高产品在野外的安全可
靠性和降低系统整体成本。
实物照片
负责人：李勇
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
中空轴三相混合式步进电动机
主要研究内容
电机类型：三相混合式步进电动机
步距角： 0.5 / 1 ； 最大静转矩：0.7kg·m；
额定电流：6A； 空载启动频率： 500pps
表1 研制的三相混合式步进电动机与五相反应式步进电动机的性能对比
型 号 110BH360 TR1251T-A40F-T01
电机类型 混合式步进电动机 反应式步进电动机
外形尺寸 Φ110×165 Φ130×212
相数 三相 五相
相电流（A） 6 5
励磁方式 3相 2-3 相
最大静转矩（kg·cm） 75
步距角 0.5°/1° 0.72°/1.44°
电机重量（kg） 7.5 16
所研制的三相混合式步进电动机的体积约为日本东洋电机株式会社原来使用
的五相反应式步进电动机体积的 55.7％，而在相同转速下三相混合式步进电动机
的转矩约为五相反应式步进电动机的 1.26 倍～1.49 倍，即三相混合式步进电动机
系统的性能体积比约为五相反应式步进电动机系统的 2.26 倍～2.68 倍，可见三相
混合式步进电动机系统的性能体积比较之原来使用的五相反应式步进电动机系统
高得多。
表 2 三相混合式步进电动机与国外相同（或相近）机座号的
同日本东方电机公司二相、五相混合式步进电动机的性能对比
型 号 110BH360 UPD51117H-AD 103H89222-5041 103-89572-5140
混合式步进电
电机类型 混合式步进电动机 混合式步进电动机 混合式步进电动机
动机
外形尺寸 Φ110×165 Φ110×178.5 Φ106.4×163.3 Φ106.4×183
相数 三相 五相 二相 五相
相电流(A) 6 5 6 5
励磁方式 3相 4相 2相 4相
最大静转矩
75 70 120 80
（kg·cm）
步距角 0.5°/1° 0.36°/0.72° 0.9°/1.8° 0.36°/0.72°
电机重量(kg) 7.5 7.5 7.5 7.2
负责人：程树康
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
高温无刷直流电机系统
主要研究内容
针对油井下的恶劣工作环境，本项目研制成功在温度 180℃、压力 140Mpa 环
境下稳定工作的高温无刷直流电机系统，包括电机本体及其驱动器。无刷直流电
机具有功率密度大、稳速精度高、控制方便、效率较高等优点。驱动器采用数字
控制方式，保证电机系统特性的稳定性。驱动器可以实现稳速控制和恒功率控制
两种控制方式。电机系统可以在有位置传感器和无位置传感器两种方式运行。
主要技术指标
功率： PN 3 ~ 500 W
转速： n N 200 ~ 8000 rpm
应用领域
本系统可以用于油田、航空、航天等领域。
实物照片
负责人：邹继斌、尚静
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
高功率密度伺服电机
主要研究内容
高功率密度伺服电机是一种采用紧凑型结构的新型稀土永磁电机。该电动机极
槽最优化配合，使电机体积、成本、加工性能、电机力能指标达到最佳，同时对
力矩波动具有较强的抑制作用。高密度伺服电机和高精度磁编码器以及驱动控制
器三个部分可以组成高精度驱动控制系统。是先进制造技术的基础，其应用范围
非常广阔，如数控机床、精密电子装备、工业自动化装备、工业机器人、航空、
航天等领域。
性能指标
转矩(N·m)：1.4；
转速(rpm)：3000；
线电压(V)：140；
相电流(A)：2；
外形尺寸(mm)：6060130。
实物照片
负责人：邹继斌
- 65 -
哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
高速无刷直流（永磁同步）电机
主要研究内容
高速永磁同步电机具有效率高、体积小等优点，用于高速驱动，可以提高驱动
系统的效率、降低成本、简化结构、减小噪音、提高可靠性，因而具有广泛的应
用前景。采用两对极、分数槽绕组的设计方案，减少定位力矩，优化电机的磁场
与电势波形，改善电机的力矩特性和效率特性。采用正弦波驱动，减少力矩波动
和降低损耗。采用矢量控制，改善系统特性。转子位置传感器可以为旋转变压器
和单个锁定型霍尔。
主要技术指标
额定转速 30000rpm；
额定转矩 1Nm-10Nm；
效率 90%；
稳速精度＜1%。
应用领域
主轴、高速离心机、涡轮压缩机、高速风机，燃气发电系统，导航系统以及航
空发电系统
实物照片
负责人：邹继斌、徐永向
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
永磁交流力矩电动机系统
主要研究内容
交流永磁力矩电动机系统，也称无刷直流力矩电机系统，具有大转矩、低脉动，
同轴直接驱动、容易实现整个系统无刷化。小电磁、机械惯性的特点，与之配套
的系统可实现高精度的位置和低速伺服控制。驱动系统电机与驱动器可以配套提
供，也可以单独配套。力矩电机的外形尺寸、安装方式及技术指标可根据用户的
整机要求进行最优设计。
主要参数
堵转力矩
15 30 120 150 200 800 1000 1200 1800 2800 8200 10000 30000
（Nm）
转 速
600 600 600 600 180 350 500 300 150 180 20 20 20
(°/s)
外 径
250 260 280 345 430 550 650 700 690 686 960 980 980
（mm）
内 径
130 140 150 195 268 380 460 540 420 450 740 740 740
（mm）
长 度
65 75 130 100 110 140 160 115 286 300 320 430 500
（mm）
转矩波动
3~5
（%）
电气时间常
100 万次；
5）转换时间：吸合 10ms(35ms)；释放 10ms(40ms)；
6）线圈电压：88~133V；
7）综合保护；
8）无电弧。
应用领域及市场状况
目前国内还没有大功率无弧长寿命混合式继电器接触器产品问世。由于该产品
具有高可靠性、长寿命、低功耗、小型化、绿色环保、防爆及高安全性等特点，
具有广泛的应用推广前景，对铁路事业发展建设具有推动作用，本产品具有防暴
功能，还可以运用在如煤矿等易燃易爆场合。
负责人：翟国富
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
KDS-I型铁路客车电器元件综合试验台
成果介绍
铁路客车电器元件包括继电器、接触器、 断路器（包括直流 48V、110V、600V）、
漏电开关、高低温保护器、漏电报警器、温控仪等，是在铁路电气化系统中起通
断、转换、延时、保护、控制等作用的关键电器部件，其性能和可靠性直接影响
车辆供电系统的安全性和可靠性。KDS-I 型铁路客车电器元件综合试验台是按照铁
道部颁发的《“三机”检修规程》研制的，在客车临修、段修和厂修期间，对客车
用各类电器元件进行综合性能试验的自动化检修设备，是铁道部规定检修线必备
的 30 项检修设备之一。
该试验台适用性强，应用范围广泛，性能稳定、可靠性高，人机界面友好，用
户使用方便。该成果于 2002 年获黑龙江省科技进步二等奖，于 2005 年 4 月通过
铁道部技术评审。
主要技术指标
（2）电流可调范围：AC0～1800A，
（1）电源：三相 AC380V±15%，6.5kW；
DC0～200A； （3）电压可调范围：AC0～450V； （4）振动台：28mm(振幅)，0～
3g(加速度),10Hz(频率)；（5）测试精度：1%；（6）时间分辨率：0.01ms。
主要功能特点
（1）综合参数测试功能；（2）振动试验及动态试验功能； （3）自检和自动校
准功能；（4）数据分析功能；（5）人机界面导示功能； （6）设置功能；（7）管理
功能；（8）适用于客车上使用的（包括 DC110V、600V 用电系统）所有继电器、
接触器、断路器，以及漏电开关、直流漏电报警器、高低温保护器、温度控制仪,
适用范围广泛。
负责人：翟国富
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
ZBST-I型轴温报警器综合试验台
成果介绍
轴温报警器（简称轴报）是铁路机车运行中能自动巡回检测轴温状况的装置。
随着全路范围内的大规模提速,对轴温报警器的稳定性提出了更高的技术要求。目
前，各轴温报警器生产厂家都针对自己的产品配套设计了检测试验台,但这些试验
台普遍存在对其他厂家的报警器不兼容、自动化程度低、传感器检测周期长等缺
陷，因此设计一种能够检测准确、全面兼容的试验台就十分必要。
ZBST-I 型轴温报警器综合试验台就是对铁路客车轴温报警器及传感器进行全
面检测的自动化检测设备。 本试验台完全按照铁标《TB2226-02 铁路客车集中轴温
报警器技术要求》规定的技术指标所设计，主要由 PC 机、液晶显示器、打印机及
恒温试验箱等组成。可对国内各种轴温报警器及传感器进行综合检测与试验，兼
容性好，效率高，性能可靠，操作界面友好。
主要技术指标
（2）总功耗：≤2kW；
（1）供电电源：AC220V±10%，50Hz； （3）电压范围：
DC30V～138V；（4）测温范围：-40℃—＋100℃；（5）温度控制精度：±0.5℃；
（6）传感器检测数量：18 路； （7）显示方式：15"液晶显示器，240×128LCD。
主要功能特点
（1）轴报综合指标测试功能； （2）传感器精度检测功能；（3）绝缘电阻检测
功能； （4）记录仪检测功能； （5）检测数据管理功能；（6）IC 卡数据管理功能；
（7）可任意选择所检测轴报的类型，适用于 KZS/M-Ⅰ型、KZS/M-Ⅱ型、ZB1 型、
LZW 型、TKZW 型等轴温报警器，适用范围广泛。
负责人：翟国富
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
LED路灯驱动电源
项目简介
以 LED 为代表的新型照明光源具有高效、长寿命、无污染等特点，应用前景
非常广阔。但目前的 LED 驱动电源普遍存在寿命低、输出特性不稳定、耐环境特
性差等问题，严重制约了 LED 照明的推广应用。针对这些问题，课题组开发了一
种用于驱动 100W 的 LED 路灯的专用电源。利用 EDA 软件对驱动电源特性进行
仿真分析，完成了最优化的结构和参数设计；同时，研究采用 GJB299 和 GJB450
对电源系统进行可靠性分配， 给出元器件的可靠性等级和 MTTF 周期；采用 ARMS
可靠性设计软件完成了对该电源的可靠性寿命预测工作。该电源同时采用耐环境
设计方法，综合考虑热设计和电磁兼容设计，保证了电源在环境温度-40℃~60℃、
湿度 10%RH~95%RH 和正常电网波动下能够安全可靠工作 5 年以上。
经济效益和社会效益
目前该电源已经实际应用，测试数据显示：耐电磁兼容能力达到 GB/T17626
抗扰度三级的要求，输出特性稳定，耐环境特性强，安全运行可靠。已应用在全
国许多城市的道路照明系统中，效果良好，预计年产值上亿元。
实物照片
负责人：翟国富
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
轨道列车内外端门控制器
主要研究内容
高速列车在运行过程中，电源电压波动频繁，经常出现浪涌，高频谐波和噪声
干扰严重，自然环境也极其恶劣，给车载各类门控系统的开发带来了极大的困难。
据介绍中国首批进口的几十辆动车在使用过程中，内外端门控制器故障很多，损
坏的数量达几百个。为此，根据铁道部轨道客车电子门控制单元的有关技术规范
开发了动车用内外端门控制器，该控制器解决了使用环境恶劣带来的各类问题，
目前各项指标已达到要求，并通过了多种实验测试。
主要技术指标
电源工作范围：16.8~30V，最大峰值电压：36V
峰值电流输出：大于 7A
门运行期间平均电流输出：约 1A（根据负载确定）
工作的温度范围：-25/+55°C
电子元件的设计温度范围：-40/+85°C
技术水平
基本达到了国外同类产品的技术水平。
应用领域
可用于高速动车、地铁和轻轨等轨道列车的内外端门控制。
实物照片
合作意向
技术转让或联合生产。
负责人：黄庆成
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
车轮降噪阻尼器
成果介绍
列车运行过程中的车轮噪声主要是由车轮的振动辐射而引起的。根据振动理
论，车轮的振动是其各阶模态的叠加，如果能将其中的主要模态成分消减掉就能
达到降噪的目的。车轮消音阻尼器实际上是一个动力吸振器，即调谐质量弹簧阻
尼系统，如果吸振器的固有频率与车轮的某阶模态频率一致，就可将该阶模态振
动完全吸收。由于车轮噪声包含很多频率成分，是宽频的。因此，如何使消音阻
尼器在宽频范围内都能有效是设计的关键。经过反复试验和优化设计，得到的消
音片由多层镀锌金属片和弹性阻尼材料铆接而成，消音片在中高频范围内均有较
好的降噪效果，对低频噪声也有一定作用。
阻尼器的安装位置直接影响吸振的效率，由于轮缘处的振动最大，同时，也考
虑到安装工艺性，阻尼器的安装位置确定在轮缘侧面，如图所示。每个车轮降噪
阻尼器用 3 个 M8×18 的螺栓安装在车轮上，螺栓的强度为 8 级，每个车轮用 8 个
阻尼器。
阻尼器的降噪效果在很宽的频带内都非常显著，降噪量最高可达 17dB(A)。
已经安装车轮降噪阻尼器的车辆有：
1）北京 13 号线轻轨车辆； 2）天津滨海线轻轨车辆；
3）武汉轻轨车辆； 4）天津地铁 1 号线车辆；
5）北京 5 号线车辆； 6）北京地铁 4 号线；
7）北京 10 号线车辆；
8）广州地铁 1 号线车辆（已通过正线运行试验验证） 。
负责人：陈照波
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
基于CAN总线的电能质量监测系统
主要研究内容
基于 CAN 总线的电能质量监测系统集 CAN 总线通信、基本测量、电能质量
监测、遥信/遥控、报警/控制、事件记录等功能于一体。系统由多个作为从站的电
能质量监测装置和一个作为主站的计算机及其软件构成。电能质量监测装置采用
双 CPU+双口 RAM 结构的设计方案。两个 CPU 分别选择 DSP 和 MCU/ARM。其
中，DSP 主要用于电力信号采集、基本电力参数计算、电能质量计算与分析以及
实现故障报警、遥信/遥控等功能。MCU 主要用于实现电力参数显示、CAN 通信、
系统参数设置等。双 CPU 结构中，两个 CPU 之间通过双口 RAM 进行高速数据交
换。多个从站与主站之间通过 CAN 总线相连。
应用领域
基于 CAN 总线的电能质量监测系统可以为获取电力系统运行状况和电能质量
水平提供重要的手段，为电能质量的控制和治理提供有效和必要的参考依据，能
够及时和全程跟踪线路或设备的运行状况，提前预防事故的发生；同时，系统可
增强生产企业的竞争力/提高应用企业的电力管理水平与综合经济效益。
系统可以直接取代常规电力监控装置、电量变送器、测量仪表、事件记录和报
警装置、谐波分析仪，具有广阔的应用前景，应用领域广泛，如无人值守的自动
化变配电站，智能型箱式变电站监控系统，智能开关柜监控系统，工矿企业智能
配电系统，智能建筑/智能小区配电监控系统，电信动力电源监控系统，环境动力
电源监控系统，铁路信号电源监控系统，水系统泵站监控系统，等等。
主要功能与技术指标
基本测量功能：频率、相电压、线电压、线电流、有功功率、无功功率、视在
功率、功率因数、正序电压、负序电压、正序电流、负序电流；电能质量监测功
能：频率偏差、电压偏差、三相电压不平衡度、1-63 次谐波、电压波动与闪变；
遥信/遥控功能、报警/控制功能；CAN 通信功能。
输入参数与测量精度：输入电压 100/400VAC、输入电流 5A（1A 可选）、输入
频率 45-65Hz、测量精度 0.2%（IEC60687）。
负责人：佟为明
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
直流无刷压缩机变频空调控制器
主要研究内容
直流变频空调压缩机一般采用稀土永磁无刷直流电机作为动力源， 由于这种电
机效率高、发热少，把它和高性能的压缩机（双转子、涡旋式等）结合，并配上
稀土永磁直流电机特有的控制系统，大大地改善了传统变频空调的性能。具有效
率极高，噪音低，控制性能优越等优点。该控制器采用模糊控制策略控制室温，
超调小，温度控制精度可达 0.3℃，该控制器已通过空调焓差实验室、电磁兼容实
验室、噪声实验室的各项测试。
实物照片
主要技术指标（35 机）
制冷量（W）：3500(600-4200)
制冷功率（W） ：865(120-1200)
制热量（W） ：4200(600-6500)
制热功率（W） ：930(120-1600)
噪声（db）：25-43/38-53
负责人：徐殿国
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
高性能无速度传感器矢量控制变频器研发及产业化
项目简介
哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院成功研制出 0.75kW-315kW 三相无速度
传感器矢量控制变频器并已实现产业化，成功应用于供水、医药、木工机械等行
业。已申报国家发明专利 3 项，分别为“基于有功电流分量的自动转矩提升方法” 、
、
“基于无功电流补偿的电机振荡抑制方法” “开环无速度传感器电压定向变频控
制方法”。
电动机系统节能工程是发改委启动的"十一五"国家十大重点节能工程之一，我
国电动机总装机容量 4 亿多千瓦，其中年用电量约为 15000 亿度电，约占当年全
国总发电量的 65%-70%，节能空间巨大。变频器是电动机系统节能中的重要部件，
国家的节能减排政策为我国变频器行业的发展创造了良好的宏观环境。
我国工业对变频器的需求量相当大， 变频器每年的市场总容量已超过百亿人民
币，预计通用变频器的市场每年将以 15%的速度增长，高性能无速度传感器矢量
调速系统也将受到更多的青睐。
实物照片
负责人：徐殿国
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
电力线载波通信模块
主要研究内容
电力线载波通信模块（简称 PLM）是一种利用低压电力线完成数据交换的专
用设备。在同一台电力变压器的供电范围内， 利用现存的供电线路，使用多台 PLM
可把数据终端设备连接成一个网络，从而达到各个数据终端设备之间通信目的。
可以广泛应用于电表集中抄录，路灯照明监控、控制电器运行状态监控、楼宇自
动化及防盗监控等领域。
PLM 利用电力线作为传输介质，无须另外铺设通信线路，使用非常方便。发
送端 Modem 把由数据终端设备的 RS-232 接口发来的数据转换成载波信号发送到
电力线上，接收端 Modem 把收到的载波信号还原成数据信号经 RS-232 接口传送
给数据终端设备。它的全双向透明信道为各种协议的通信提供了一种理想的电力
线通信解决方案。
性能指标
通信 波特率 静态 动态 供电 尺寸
指 标 温度范围 相数
距离 （bps） 电流 电流 电压 L×W(mm)
性 能 单相/三
500m 1200 50mA 300mA +12V -200C—+850C 70×40
参 数 相
实物图片
负责人：徐殿国
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
HID灯高性能电子镇流器
主要研究内容
目前，我研究室在高强度气体放电灯（HID lamp）高性能电子镇流器的研发方
面已经实现系列化，70W、100W、150W、175W、250W、400W、1000W 金属卤
化物灯电子镇流器和 35W、50W、70W、100W、110W、150W、250W、400W、
600W、1000W 高压钠灯电子镇流器均已达到产业化要求。 多数产品分别具有 110V
输入电压和 220V 输入可选，少数产品还具有 400VAC 输入可选，镇流器外壳如下
图所示。
主要技术指标
1. 功率因数高，谐波含量低：允许输入电压范围内最低功率因数≥0.98；
2. 输入电压范围宽：90-140VAC(多数产品可选)，150-265VAC（全部产品可
选），350-440VAC（少数产品可选）；
3. 输出功率闭环：允许输入电压范围内稳态输出功率恒定；
4. 无音频共振现象；
5. 所有产品已通过 TUV 和 UL 及 EMC 认证；
6. 效率高：≥96%；
7. 调光性能好（调光范围：30%-100%） 。
应用市场及潜在应用领域
高压钠灯具有透雾性能好、光效高等优点，我研究室开发的电子镇流器在体
积重量、功率因数、适应电网大范围波动、谐波含量、效率等方面均优于目前普
遍采用的电感镇流器，所有产品均可根据需要进行调光（调光范围：30%-100%）。
金属卤化物灯具有色温高、显色性好、光效高、寿命长等优点。我研究室开
发的电子镇流器可以解决电感镇流器的体积重量大、污染电网、对电网波动敏感、
易损坏灯泡、噪声大、效率低等问题。可实现从 30%到满功率的平滑调光。
良好的调光性能可以使室内照明的智能化控制得以实现，所以，对于需要进
行模拟自然环境照明的场合（如潜艇内部、轮船低仓等）具有很大的应用前景。
负责人：徐殿国
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
逆变器共模电压抑制器
主要研究内容
现代工业中，变频器（或逆变器）的使用越来越广泛。逆变器产生的共模电压
是形成高的轴电压、破坏性轴承电流、强 EMI 的关键因素。因此，抑制逆变器的
共模电压对提高变频调速系统可靠性、降低故障率具有重要意义。所研制的逆变
器共模电压抑制器实物图如下所示，体积小、重量轻，可方便的安装在逆变器输
出端，也可集成在变频器内部。
该项目为国家自然科学基金项目：现代变频调速系统负面效应研究及对策。
主要技术性能
1. 有前馈和反馈型两种设置；
2. 可抑制共模电压，减弱 EMI，抑制对其 他用电设备的电磁辐射和干扰；
3. 有效消除轴电压和轴承电流，延长电机轴承寿命；
4. 提高变频系统可靠性，降低故障率，提高生产效率。
应用领域
可用于采用 PWM 变频器驱动系统的各个工业领域。
负责人：徐殿国
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
吊车负载防摆控制技术
主要研究内容
吊车已广泛应用于车间、码头、仓库等工业场所,其在吊运过程中货物不可避
免的要出现“摆动”现象，这种“摆动”将给生产带来危害，如损坏货物、伤害
地面工作人员等；同时，由于这种摆动的存在，也降低了系统的工作效率。本研
究小组长期从事吊车的防摆控制研究，并根据真实的龙门吊车系统搭建了吊车实
物仿真系统，该实验用吊车系统主要由四个部分组成，即吊车本体、控制柜、数
据采集卡和工业计算机。
吊车负载防摆控制问题属“欠驱动机械系统”的非线性控制，本研究小组现已
从理论到实践掌握了吊车防摆控制技术，其中所涉及的理论、技术与方法也可扩
展应用到其他的欠驱动机械系统中。
吊车实验系统结构图
实物吊车参数
小车质量(kg) M=50
载荷质量(kg) 020 个；
输出方式：模拟或数字输出。
实物照片
负责人：原桂彬
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
红外多波长辐射温度计
主要研究内容
根据相关设备热设计的需要，针对低温目标的红外辐射特性，研制了可用于某
航天型号地面设施的表面温度和红外辐射特性同时在线测量的红外多波长辐射温
度计，为型号地面设施的伪装做准备。同时，又可广泛用于低温目标红外辐射特
性的通用测试设备。
本研究项目包括红外多波长辐射温度计研制和多波长辐射测温理论研究两大
部分，在国际上首次研制成功了红外多波长辐射温度计，其主要特点是：光路上
采用折反式光学系统及光栅分光方案，结合探测器位置限制仪器的工作波长和带
宽，取消了滤光片，消除了因滤光片随时间、温度及湿度变化而造成的仪器不稳
定。
主要技术指标
测温范围为：30~500℃；
温度分辨率：0.1℃；
真温不确定度：小于 0.6%(满量程)；
亮温不确定度:小于 0.3%(满量程)；
亮温稳定性：0.5℃/h；
工作波长 8~12μm，波长数为八波长；
测量距离 450~550mm；
最小测量目标 4.88×6.56mm2。
实物照片
负责人：原桂彬
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
可见光成像校准仪
主要研究内容
在光学系统中广泛采用调制传递函数(MTF—Modulation Transfer Founction)来
评价可见光成像系统的成像质量，MTF 反映了成像系统对不同空间频率的分辨能
力。近些年来在可见光成像系统的成像质量评价中引入了最小可分辨对比度
(MRC—Minimum Resolvable Contrast)这个评价指标，它可以反映见光成像系统对
细节分辨的灵敏程度，而且 MRC 的数据获取简单，因此测量可见光成像系统的
MTF 和 MRC 这两个参数，就可以全面、快速地评价可见光成像系统在各种条件
下的成像质量。
主要技术指标
光亮度调节范围：0.3cd/m2~200cd/m2；
相对色温：1000K~3000K；
光谱范围：0.4μm~0.70μm；
积分球出口直径：50mm；
空间频率：0.5、0.625、0.833、1.25cycle/mm；
亮度测量误差 0.3cd/m2；
MRC 不确定度小于 3%；
光学视场角：2.8˚；
通光口径：120mm；
仪器外型尺寸为 700mm×220mm×220mm；
总重量小于 20kg；
使用的环境温度为-10~40℃。
实物照片
负责人：原桂彬
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
“风包粉”系列浓淡煤粉燃烧技术
主要研究内容
1. 首次发现在很多情况下煤粉被无意识分离到炉膛四周，引起结渣、高温腐
蚀、且降低燃烧效率；
2. 采取措施使煤粉相对集中于炉膛中部燃烧，而炉膛四周则空气相对过剩，
实现了“风包粉”；
3. 和浓淡燃烧相结合，且研制了高效率、低阻力的百叶窗煤粉浓缩器，强化
浓淡燃烧作用；
4. 改善低负荷稳燃，降低 NOx 排放。
这些成果已经影响了学术界对我国低挥发煤燃烧技术的发展思路， 改变我国燃
烧技术的发展方向，被学术界同行、电力行业和锅炉制造业认可，得到了广泛采
用，形成了我国独特的煤粉燃烧技术体系。该技术已开发了四种燃烧器、一种关
键设备，分别获发明专利：ZL 92 1 04843.3；ZL 92 2 24103.1；ZL 96 1 22581.5；
ZL 96 2 45179.7；ZL 93 2 44359.1；ZL 99 2 10456.4；ZL 98 2 44554.7；ZL 93 2
09806.1。
该技术在 2000 年获“国家技术发明二等奖”“黑龙江省科技进步一等奖” 、 。
应用领域
该技术已在全国 50 余座电厂、 余台锅炉直接推广，
100 总装机容量 30000MW，
哈尔滨锅炉厂、上海锅炉厂、东方锅炉厂、北京 B&W 公司、武汉锅炉厂等大型电
站锅炉厂均以不同形式采用哈工大技术。
解决结渣范例
谏壁电厂上锅配 300MW 机组 1000t/h 锅炉：
改造前
炉膛内出现严重的高温腐蚀；
冷热角温度偏差严重；
没有调峰能力。
改造后
高温腐蚀得到控制；
冷热角温度偏差缩小，调峰能力加强，可在 112MW 稳定运行；
飞灰可燃物下降约 1%，效率有所提高。
负责人：秦裕琨
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
带预燃炉膛和烟气循环的燃煤热风炉
主要研究内容
带预燃炉膛和烟气循环的燃煤热风炉是为了解决现有燃煤热风炉存在的问题
而提出的。为保证新入炉的煤能够迅速的着火和燃烧，这种炉型采用预燃炉膛，
预燃炉膛设置在给煤斗的下部，新入炉的煤在预热炉膛的高温辐射下达到燃点，
产生的烟气送到炉膛中。引燃的煤层在送向炉膛过程中被新煤覆盖，保证了新煤
的引燃，这时煤层进入炉膛并开始析出挥发分，炉膛前部为气化燃烧室，保证挥
发分的充分燃烧。煤在燃烧室燃烧，产生的高温烟气进入换热器中对冷空气进行
加热。为了保护高温烟气侧的管束不被烧坏，采用烟气循环装置，将热交换后的
烟气一部分引入到热烟气一侧来调节进入烟管中高温烟气的温度。同时在换热设
备上设置膨胀节用来保护换热器不被胀坏。
技术特点及优势
1. 热风炉效率提高到 70%以上，节能效果显著。
2. 初始排放浓度降至 1800mg/Nm3 以下，环保效果好。
3. 本热风炉可燃烧劣质烟煤、褐煤、贫煤甚至无烟煤。
4. 使用寿命方面，现有热风炉短则几个月，本热风炉可使用 5 年以上。
5. 采用了强化传热元件，不用合金钢，大大降低了成本。
目前已获实用新型专利 2 项，受理发明专利 1 项。
该产品煤种适应性强，可燃用劣质烟煤、褐煤和无烟煤；热效率比一般热风炉
高 6 个百分点以上；初始排放浓度可低于 1800mg/Nm3，烟气黑度低于 1 林格曼级；
寿命大于 5 年；受热面钢耗降低 20%以上。产品的各方面性能都优于同类产品，
有很强的市场竞争力。
实物照片
负责人：赵广播
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
锅炉燃烧过程自动控制系统及控制软件
主要研究内容
锅炉的燃烧过程是一个多变量、非线性、强耦合、时变的复杂系统，很难实现
其自动控制,使得锅炉（特别是电力、石化、冶金、造纸、热电联产、集中供热等
企业广泛使用的中小容量锅炉）运行中煤耗高、故障率高、经济效益低、出口压
力和温度波动大又使热电的安全生产和产品质量得不到保证，这些问题可以通过
锅炉燃烧系统的自动控制来加以解决。将利用多模态切换控制技术、大系统分级
协调控制、模糊控制等先进控制策略应用于锅炉燃烧过程自动控制，实现锅炉燃
烧过程中燃料量控制系统、送风量控制系统、引风量控制系统的长期稳定自动运
行和多炉负荷的优化协调控制，以解决锅炉燃烧过程长期以来一直不能自动控制
这一技术难题。
该项技术与 HIC-1000 分布式控制系统已应用于黑龙江省大庆石化公司、江苏
仪征化纤股份有限公司、山东齐鲁石化公司、河南林州电力公司、天津铁厂、内
蒙通辽发电总厂、辽宁铁法煤业集团有限公司等 67 家企业，成功地在不同容量、
不同型式的运行锅炉上实现了燃烧过程中燃料量、送风量、引风量、二次风量的
长期自动稳定运行和多炉负荷协调控制，解决了诸多控制系统（如美国 L-N 公司
的 MAX-1000、日本日立公司的 HIACS5000、横河公司 μs_l 等）不能实现的运行
锅炉燃烧过程长期稳定自动运行这一难题。
技术特点及优势
采用现场总线技术，降低工程费用。取消伺服放大器，执行器采用脉冲控制。
锅炉的各子系统中设计了许多执行器，采用脉冲控制后，不仅可节省投资。
产品技术指标：
1）静态指标：
主汽压力稳态偏差≤±0.1MPa；炉膛负压稳态偏差≤±20Pa；
烟气氧量稳态偏差≤±0.8%；节煤率≥1.78%。
2）动态指标：
在 30 秒内、15-20%额定负荷扰动下，主汽压力、炉膛负压、烟气氧量等主要
参数满足运行工艺要求，恢复时间 2-4 分钟，动态指标超过原电力部部颁标准。
负责人：吴少华
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
中心给粉旋流煤粉燃烧技术
主要研究内容
中心给粉旋流煤粉燃烧技术是一种先进低 NOx 燃烧技术，在此技术和径向浓
淡旋流燃烧器的基础上，开发出了一种中心给粉旋流煤粉燃烧器。
中心给粉旋流煤粉燃烧器内二次风叶片采用 16 个轴向弯曲叶片，外二次风叶
片采用 12 个切向叶片，内二次风叶片角度固定，外二次风叶片角度可以调节。在
燃烧器一次风通道中安装一个或多个锥形分离器使煤粉集中于燃烧器的中心并喷
入炉内，在一次风管、内二次风管和外二次风管出口安装扩口。一次风粉在锥形
分离器作用下，煤粉集中于燃烧器的中心，形成浓煤粉区，在一次风管边壁煤粉
浓度低，形成淡煤粉区。浓煤粉气流喷入位置正对燃烧器的中心回流区中心部分，
因此穿越中心回流区的煤粉量增加，延长煤粉在高温的中心回流区的停留时间，
有利于煤粉的燃尽，由于煤粉在还原性气氛下燃烧，可有效地控制燃料型 NOx 的
生成，同时二次风被分成了内、外两部分，形成了分级燃烧，与中心给粉相结合，
实现了低 NOx 排放。中心给粉燃烧器将煤粉集中于燃烧器的中心，减少了进入二
次风中的煤粉量，有效地防止了煤粉与二次风的过早混合及被甩到两侧墙上，保
证了两侧墙的氧化性气氛，有利于防止侧墙水冷壁结渣和高温腐蚀。
技术特点及优势
中心给粉燃烧器有较好的煤粉燃尽率，较低的 NOx 排放量，较强的低负荷稳
燃能力，适于燃用无烟煤、贫煤等低挥发分煤质，能够有效地防止侧墙水冷壁结
渣和高温腐蚀。
中心给粉燃烧器已在河北西柏坡电厂 2#炉 300MW 机组锅炉、邯郸电厂 11#、
12#炉 200MW 机组锅炉、宁夏大坝发电厂 1#炉 300MW 机组锅炉进行了应用，并
取得了良好的效果。
实物照片
负责人：李争起
- 104 -
哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
（
日处理8t/d高浓度有机废液 含实验室有机废液）
焚烧炉及尾气净化系统
主要研究内容
日处理 8t/d 高浓度有机废液（含实验室有机废液）焚烧炉，采用液体喷射炉的
基本原理，将废液在 850－1100℃下焚烧，有机物焚毁去除率大于 99.99%以上，
并将尾气净化，使尾气各项指标达到国家环保排放标准。已通过专家鉴定，达到
国内领先水平。
适用范围
化工、制药等行业产生的有机废液的焚烧处理；各类实验室产生的高浓度有机
废液的集中焚烧处理。
技术特点及优势
采用轻柴油为辅助燃料，自动化程度高；
处理制药、化工、农药等行业产生的有机废液，亦可用于集中处理各类实
验室有机废液；
可以处理含盐浓度高的有机废液；
采用一燃室、二燃室设计，控制氮氧化物排放；
尾气采用半干法＋布袋除尘＋活性炭吸附，控制酸性气体和二恶英排放，
尾气各项指标满足国家环保排放标准。
实物照片
负责人：别如山
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
日处理10-50t高浓度含盐有机废液双温双床流化床焚烧炉
主要研究内容
日处理 10-50t/d 高浓度有机废液双温双床流化床焚烧炉， 采用流化床燃烧的基
本原理，考虑中国国情，以煤为辅助燃料，将含盐废液在低温流化床和高温循环
流化床内焚烧，有机物焚毁去除率大于 99.99%以上，并将尾气净化，使尾气各项
指标达到国家环保排放标准。2006 年该项技术获得国家发明专利“处理高浓度有
机废液的双温双床气化氧化流化床焚烧炉” ，专利号：ZL 200410044168.9。
适用范围
化工、制药等行业产生的含盐有机废液的焚烧处理。
技术特点及优势
采用煤为辅助燃料，节约运行成本；
处理制药、化工、农药等行业产生的含盐有机废液；
可以处理含盐浓度高的有机废液；
采用低温床、高温床设计，控制床料结焦；
尾气采用半干法＋布袋除尘＋活性炭吸附，控制酸性气体和二恶英排放，
尾气各项指标满足国家环保排放标准。
实物照片
负责人：别如山
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
燃煤锅炉复合分级超低NOx排放燃烧技术
项目简介
低 NOx 燃烧技术已经成为最具有竞争力的降低 NOx 排放的技术，也是烟气脱
硝技术的重要基础，对于降低脱硝设备的投资及运行费用具有重要作用。但国内
的运行经验表明，国外推行的单一的深度空气分级技术，虽然可以降低 NOx 排放，
但由于锅炉水冷壁附近会形成很强的还原性气氛，未能实现真正的“立体分级” 。
本项目针对我国煤种，提出燃煤锅炉复合分级超低 NOx 排放燃烧技术的构思，
把运行中能够灵活调节的燃料分级和空气分级、水平分级和垂直分级技术措施有
机的结合起来，通过复合分级技术的集成、耦合与优化，实现煤粉燃烧的超低 NOx
排放。
预期目标
针对我国反应活性较好的煤种， 开发出适用于现代大容量燃煤电站锅炉的复合
分级超低 NOx 排放燃烧新技术及新工艺，使得采用该技术的锅炉在不设烟气脱硝
装置的条件下，NOx 排放低于 200mg/m3，锅炉水冷壁不发生高温腐蚀，无严重结
渣，飞灰可燃物含量没有明显提高。
负责人：孙绍增
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
新型太阳能浅层地能供暖/供冷系统
主要研究内容
本系统成功地开发以太阳能和浅层地能利用为主的建筑复合能量供应设备， 实
现太阳能利用和建筑设计一体化，将太阳能利用和热泵技术有机结合起来，满足
建筑供暖、供冷和通风系统的技术要求，并实现节能和环保的目的。
本系统在北方寒冷地区进行示范应用，装置的太阳能保证率≥50%，太阳能与
热泵供暖和制冷的平均 COP≥4。
技术特点及优势
1.原理创新：通过太阳能集热器和地源热泵，将太阳能和浅层地能利用有机结
合起来，实现对建筑物进行供暖和制冷的要求，节能效果好，清洁无污染；
2.技术创新：装置中所用的新型太阳能集热器为反射内聚光平板式，集热效率
可高达 62%，比其它集热器的集热效率高 17%，能够在-40℃～108℃的温度条件下
正常运行，完全满足北方的抗冻要求；所研制的新型热泵抗冻性能好，能够在寒
冷条件下高效运行；
3.结构创新：该装置主要由太阳能集热器、热泵、控制系统三部分组成，太阳
能集热器和地源热泵自成模块，统一控制，安装极为方便；
4.控制创新：装置可实现远程智能化控制，在网上即可对装置进行适时调控；
5.应用创新：该装置制主要利用的能源是太阳能和浅层地能，具有供暖、制冷、
制备热水三种功能。
实物照片
负责人：李炳熙
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
燃气定向辐射器
主要研究内容
定向辐射器在机械、电子、印染、纺织、塑料、汽车、摩托车、造纸等行业都
可应用，如纸张干燥、木材及胶合板烘干、瓷器干燥、粉末漆涂层烘干过程、大
量食品制备过程中的烘烤、纺织和地毯生产中的背景染色预加热、塑料热加工处
理等。
现有的定向辐射器均为电红外加热，功率小，有用电安全隐患，运行费用高，
在没有大功率电源的地方无法工作。在燃气辐射器的前端设置排管定向反射辐射
装置，通过该装置使红外辐射能量集中投向被加热物体，提高多孔介质燃气辐射
器与被加热物体间的辐射传输定向性，达到红外加热效果好、加热速度快、洁净、
节约能源的目的。
多孔介质燃气定向辐射器系统见图。该系统由多孔介质燃气辐射器、定向反射
管束、被加热物体、热交换器、引风机、管间保温材料等组成，辐射器表面的燃
气不经过管束，由引风机引入热交换器。
产品示意图
负责人：李炳熙
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
化工原料内循环干燥器
主要研究内容
目前由于国内干燥设备的制造厂家没有完全掌握大型化工原料干燥过程的核
心技术-化工原料干燥过程传热传质特性，无法生产用于橡胶原料等化工原料的大
型干燥设备，依赖进口，价格昂贵，原有的设备热耗量大。研究成果可实现：
替代进口，降低造价 35%以上；
节能，达到国际先进水平；
达到环保要求。
计算软件包含橡胶原料传热传质模型， 干燥过程的动态模拟，干燥系统参数（热
空气温度，新风量，循环风量等）的优化，可以得到设计化工原料干燥设备的关
键数据，并以运行费用和设备造价为目标函数，对其进行优化，最后设计出大型
化工原料干燥设备。研究成果已完成 4000 万元的供货合同。
负责人：李炳熙
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
电镀废水回收装置的研究
主要研究内容
本项目研究的电镀废水回收装置，是放置在电镀生产线的回收槽和水洗槽中。
目的是降低水洗水中的离子的含量，减少水洗水的用量。
金属离子收集率达 80%以上，电镀清洗水量减少 80%。
技术水平
国内领先、国际先进水平。产品市场前景广阔。
经济效益和社会效益
该设备运行时，耗用的电能价值 0.05 元/天，回收的金属盐价值为 0.78 元/天，
一条生产线每天减少废水 5 吨， 节省的水价值达 15 元/天以上。以一条生产线为例，
每年节省镍和水的价值近 7000 元，具有较好的经济、社会及环境效益。
应用领域
电镀厂、电镀点。
合作意向
技术转让、联合开发等。
负责人：戴长松、王殿龙、魏杰
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
泡沫金属材料制备技术
主要研究内容
研究的泡沫金属材料具有三维网状结构、比表面积大、孔隙率高、孔径小，包
括泡沫镍、泡沫铁、泡沫铜等，是未来节能环保领域的基础功能材料。
技术指标
孔隙率：90-98%；
孔径：300-1500 微米；
技术水平
具有自主知识产权，形成了大规模生产成套技术，达到国际先进水平。
授权发明专利：ZL 03132622.6、ZL 200410044096.8、ZL 200810064548.7。
应用领域
用于电动汽车动力电池、催化载体、吸音材料、过滤器、散热装置等。
产业化前景
未来几十年，泡沫金属材料在电池行业、石油化工、建材、节能环保等领域应
用前景广阔，每年有数十亿元的市场。
经济效益和社会效益
生产规模 100 万平方米/年，可实现利税 2000-3000 万元/年。
实物照片
合作意向
合作方式：技术转让。
投资规模：5000 万元人民币。
负责人：王殿龙
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
无铅无镉光亮化学镀镍及化学复合镀清洁生产技术
主要研究内容
铅、镉污染严重，限制我国电子产品出口。研究的无铅无镉光亮化学镀镍技术，
镀层耐蚀性好，不含铅、镉等有害物质，满足欧盟 RoHS 指令要求。
要求耐磨的机械零件电镀硬铬污染严重，需要无污染替代技术。研究的化学复
合镀通过硬质陶瓷微粒的弥散强化作用，镀层硬度高，耐磨、耐腐蚀性能好，无
铬污染，是表面处理领域的清洁生产技术。
技术指标和技术水平
无铅无镉光亮化学镀镍镀层均匀、光亮、耐蚀性好，无铅无镉；化学复合镀层
耐磨性优于电镀硬铬，镀层硬度达到 Hv1200 以上。该技术成熟，可实现规模化生
产，达到国际先进水平。
应用领域
无铅无镉光亮化学镀镍技术广泛用于电子、计算机、机械、石油化工零部件及
装备的防腐耐磨表面处理。化学复合镀技术用于机械、汽车零件、模具等耐磨表
面加工，替代污染严重的电镀硬铬。
经济效益和社会效益
该技术是电镀行业的清洁生产技术，具有高的科技附加值。
实物照片
合作意向
合作方式：技术转让。
投资规模：100-500 万元人民币。
负责人：王殿龙
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
动力锂离子电池正极材料磷酸亚铁锂
项目简介
动力型锂离子电池由于电压高、容量大、体积小、重量轻、无记忆效应、循环
寿命长等独特性能，在电动工具、电动自行车、电动汽车等多方面展示了广阔的
应用前景和潜在的巨大经济效益，成为关注的研究热点。磷酸亚铁锂（LiFePO4）
是近几年发现的一种新型锂离子正极材料，理论比容量 170mAh/g，实际放电比容
量 140~150mAh/g。由于制备 LiFePO4 的原料来源广泛、价格低廉、对环境友好，
而且用作锂离子正极材料时具有以下突出特点：循环性能优良，可以达到 2000 次
循环；热稳定性好，在所有锂离子电池正极材料中安全性最高。因此，磷酸亚铁
锂已被公认为是动力锂离子电池的理想正极材料。
哈尔滨工业大学历时 4 年时间，研究成功的高温固相法制备改性磷酸亚铁锂材
料的技术具有国内领先水平，所需设备简单，生产成本低，效率高，材料性能好，
通过掺杂增加了材料的电子导电性，改善了锂离子的传质路径，提高了磷酸亚铁
锂材料的大电流充放电性能，研究成果已申请发明专利。
经济效益和社会效益
目前，动力工具、电动自行车所用的动力电池， 如果 10%使用动力锂离子电池，
每年需要磷酸亚铁锂材料约 6000 吨/年，而且随着电动汽车行业的发展，电动汽车
动力电池每年对磷酸亚铁锂材料的需量超过 10 万吨。按目前市场售价 13-15 万元/
吨估算，磷酸亚铁锂材料具有超过百亿元人民币的市场。
环境评价
本项技术所采用的原材料和生产产品在整个生产过程中不产生有害气体，没有
含化学品和重金属离子的工业废水及废气排放，对环境无污染。
负责人：王殿龙
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
水质远程在线监测网络技术研究
主要研究内容
1、确定 COD 在线监测传感器。监测范围介于 50～2000mg/L，精度达到±1.0%；
2、开发的监测网络系统由一个监测中心、若干监测点及相应软件组成；
3、监测点最多采集路数 64 路，可实现自动采集污水流量、PH 值、COD 等各
项水质参数，可对数据进行时时处理、计算、监测；
4、中心站能够建立环境监测数据库；并建立由系统设置、数据采集、数据查
询、报表生成及运行管理等主要模块组成的监测系统软件。
产业化前景
以先进技术为基础开发的水质指标传感器在我国有非常大的需求量，而且无需
试剂滴加、日常维护和避免二次污染的优点，测定范围广且稳定精确，价格仅及
国外同类价格的 1/3 点，具有非常广阔的产业化前景。
经济效益和社会效益
面对我国"水资源短缺-水污染严重-水风险加剧"的现状，配置具有水质指标采
集、传感、处理、分析等功能的水质在线监测网络系统也势在必行。
调查表明全国对水质在线监测网络系统的需求量非常大，保守估算，环保自动
监测领域的国内市场容量约为 300 亿元人民币。面对需求巨大的市场，以严谨的
工作态度，先进的科学技术和经济适用的产品定位开发研制的网络系统，一定能
够取得可观的经济效益。
应用领域
该产品主要应该用于生产型企业、全国流域及地表水的自动监测站点，水利部
门、江河湖波水质监测及海洋监测点。
合作意向
技术转让或联合开发。
负责人：田禹
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
污水处理系列科研成果（一）
以化学、生物学、材料学等基本理论为基础，围绕水资源系统中的关键科学与
技术问题，长期联合攻关与合作研究，主要涉及内容如下：水生态安全、水质量
保障、水系统健康循环。在城市污水和工业废水处理与资源化、城市饮用水水质
安全保障等方面的研究成果达到国际领先水平。在污水处理方面的科研成果在国
内二十余个省市自治区得到应用，取得了良好的经济效益和社会效益。以下是部
分比较有代表性的科研成果（一）：
臭氧催化氧化除污技术
发现了过渡金属氧化物在表面零电荷和适宜的表面氢键作用下，具有高效
引发羟基自由基产生的特性；
发明了分解水中高稳定性有机污染物的技术；
成果已经应用于十几座水厂和水站，成果于 2005 年获国家发明二等奖。
高锰酸盐复合剂除污染技术
发现还原态锰具有很强的去除污染物能力，研究了新生态活性物质产生的
过程及工艺控制原理；
发明高锰酸盐化学预氧化方法；
该成果属国内首创，已在全国 20 余座自来水厂应用，被建设部列为推广
应用项目，解决了我国饮用水水源污染严重和饮用水水质标准提高的重大
问题；
成果于 2002 年获国家发明二等奖。
安全消毒技术
揭示出液氯消毒是导致氯仿生成的原因；发现有机物中活泼碳上的夺氢反
应和分子重排是氯仿形成的途径；
发明一种二氧化氯发生方法，纯度高达 95%以上，可有效控制氯仿形成；
一种二氧化氯发生方法和装置；
成果于 2005 年获教育部提名技术发明一等奖。
负责人：任南琪
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
污水处理系列科研成果（二）
以化学、生物学、材料学等基本理论为基础，围绕水资源系统中的关键科学与
技术问题，长期联合攻关与合作研究，主要涉及内容如下：水生态安全、水质量
保障、水系统健康循环。在城市污水和工业废水处理与资源化、城市饮用水水质
安全保障等方面的研究成果达到国际领先水平。在污水处理方面的科研成果在国
内二十余个省市自治区得到应用，取得了良好的经济效益和社会效益。以下是部
分比较有代表性的科研成果（二）：
生物除铁锰技术
发现了固锰菌胞外酶催化氧化水中 Mn2+的机理，提出 Fe2+和 Mn2+可在同
一生物滤程中氧化去除的工艺；
解决了半个多世纪以来国内外地下水除锰难题，从理论到工程实践都处于
国际领先水平；
在东北三省已建成 6 座生物除铁除锰水厂并成功运行，出水铁锰均优于国
家标准，达到痕量；
成果于 2005 年获国家科技进步二等奖。
高浓度工业废水处理技术
发展了产酸发酵微生物生理生态学理论，揭示了限制因子制约的产酸发酵
微生物顶极群落的内平衡与反馈调节的作用机制；
发明了 3 套适合我国国情的高浓度废水生物处理集成化技术，在淮河、太
湖、辽河和松花江等流域 15 项工程应用；
成果于 2004 年获国家科技进步二等奖。
复合型生物絮凝剂技术
提出“复合型生物絮凝剂”概念，揭示了产絮菌产絮特性及絮凝机理；发
明了生物絮凝剂二段式发酵方法；
获国家环保总局颁发的环境保护科技成果证书及国家重点新产品证书；
建立了强化型人工-自然生态处理系统，实现废水用于景观用水；
城市废水生态处理技术及资源化在山东、广州、深圳等地应用，均获得成
功。
负责人：任南琪
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
流域水环境安全预警与应急决策支持系统
项目简介
该项目以松花江流域突发水污染事故为研究对象，攻克了“基于综合指标体系
、
的危险区域及等级划分和预警分区判定模型”“基于数据库技术、网络技术、AHP
、
的水质安全管理决策支持平台集成”“基于 3S 技术的多目标、多通道、多类别动
、
态监测数据采集和传输平台集成” “基于信息安全技术和多通道通讯手段的信息
、
发布与信息反馈平台集成”“结合数据采集平台、决策支持平台和信息发布反馈
平台的预警系统综合集成”等多项核心技术，构建了较为完整的松花江水环境安
全预警与应急决策支持系统。该项目分别得到国家科技部应急专项和 863 重大专
项的资助，具有自主知识产权，目前正在我国环境及流域管理部门推广使用。
本课题的研究方法、主要成果及其工程应用对形成我国污染场地应急治理技术
体系、提高我国污染场地应急治理技术水平具有重要意义和价值，科研成果填补
了国际国内重大水污染应急处理方案和研究的空白。
负责人：任南琪
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
乙醇型发酵生物制氢技术
主要研究内容
乙醇型发酵生物制氢技术属环境科学技术领域，涉及环境、生物、再生能源等
多项技术范畴，拥有我国自主知识产权，可增强我国能源安全保障。它开创了利
用非固定化混合菌种生产氢气的新途径，发现了产氢能力很强的乙醇型发酵混合
微生物代谢类型，发现了高效产氢的产乙醇杆菌属(Ethanoligenens)，发明了工业化
生物制氢菌种连续流培养及生物制氢系统强化方法，发明并研制成功高效发酵生
物制氢反应设备，在世界上建设和运行了第一例有机废水发酵法生物制氢技术生
产性示范工程，核心技术的应用已取得了显著的社会、经济和环境效益。
该技术曾获得“过国家技术发明二等奖”。
应用实例
负责人：任南琪
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
EC厌氧反应器
技术特点及优势
1.采用外循环和内循环同时使用系统，促进颗粒污泥的形成，COD 去除率可
以高达 90%；罐体外观形状为圆柱塔形，三相分离器采用多层三相分离器联用设
计，独特的旋流配水装置，使得配水均匀，罐体高度为 10-25m；
2.厌氧菌以颗粒污泥形式存在，反应器能维持 40-60KgVSS/m3 的较高污泥浓
度，水力上升速度可以达到 5-12m/h；污水在 EC 厌氧反应器内呈旋流上升状，故
颗粒污泥处于膨胀状态，与废水中的有机物接触更加充分，从而传质效率高，有
机物去除率高；较高的水力上升流速，使得反应器的水力停留时间大大缩短，从
而大大缩小了反应器容积，容积负荷提高，一般为 10-26KgCOD/(m3·d)；
3.配水装置中每个配水点的最大服务面积在 1.0-1.5m2，可以获得满意的配水
效率，配水装置还兼有配水和水力搅拌的功能。
4.EC 厌氧反应器的废水在反应器的底部由 6 根进水阀门控制，呈切线旋流均
匀进入，在水流向上流动的过程中进水和污泥混合充分。
5.EC 厌氧反应器采用专利技术小间距多层三相分离器，泥水分离效果好，从
而保证出水水质和反应器内充足的微生物量。
6.在高浓度有机废水的水质水量波动剧烈或水中含有有毒有害类物质时，EC
厌氧反应器每组分为 2 台，分别为粗、精处理 EC 厌氧反应器。粗处理 EC 厌氧反
应器的颗粒污泥浓度大，容积可以有效地中和来水的 pH 值，减少投加的酸碱量；
精处理 EC 厌氧反应器兼做沉淀池的功能，处理效果好，出水水质稳定。
7.EC 厌氧反应器的进水 COD 浓度可以高达 30000mg/L，pH 值可以在 5-9.5
之间，COD 去除率可以高达 90％-95％以上，进水的 SS 可以大于 1000mg/L，污
泥产量减少 20-35%，1-2 年排泥 1 次即可。
8.EC 厌氧反应器适用范围广、高效、节能、自动化程度高、运行稳定可靠；
可以根据不同水质水量特点，设计成小型化、一体化、系列化、自动化、智能化
并能灵活匹配的处理工艺；经济性：建设投资节省 15－45%，占地面积减少 20－
40%，运行费用降低 20－30%；
EC 厌氧反应器目前已获 5 项国家发明专利和 3 项国家实用新型专利，并荣获
7 项国家、省部级科技进步奖项。该技术已在不同领域的工程中推广应用。
工程实例照片
负责人：韩洪军
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
高有机物浓度高含盐量制药废水处理工艺
主要研究内容
针对有机物浓度高、含盐量大和难降解的制药废水，研究开发了在低温条件下
对污染物去除率高、运行费用低、占地面积小的成套废水处理工艺；研究了快速
工程启动技术；研究了对多种气体（有机溶媒类、硫系化合物类等）有较高净化
作用，运行稳定、费用低廉的气体净化技术并研制了相应的处理设备；研究了废
水处理中的污泥减量化技术，研制出脱水效率高、用量少、低毒的新型脱水剂。
根据研究成果，建设了大型制药废水处理示范工程（COD 处理量为 100T/d）。
从示范工程的运行结果看，体现出污染物去除率高、占地面积小、低温启动速度
快、运行成本低、适应性强、处理范围广、操作管理简单、可在低温条件下安全
稳定运行等特征。
该示范工程不仅采用了自主开发的“复合水解酸化－交替流生物反应器－双流
向曝气生物滤池”制药废水处理工艺和多项自主创新研发的单元技术，而且采用了
多项创新的工程技术：
A、开发了复合式微氧水解酸化工艺；
B、开发了复合式交替流生物反应器（CAFR）；
C、研究开发了化学与生物结合的混合气体净化工艺与设备；
D、研制出环境友好型污泥脱水剂；
E、采用了汽轮机驱动鼓风机；
F、采用了大深度曝气系统；
G、实现了工艺与结构的整体最优化。
主要技术经济指标
A、在废水温度≥15℃，含盐量 15000-30000mg/L 的条件下，COD 去除率≥90%。
B、对易挥发有机气体、有害气体进行有效的净化，达到国家规定的排放标准。
C、使污泥含水率达到 80%以下，药剂用量少于 PAM，残余药剂易被生物降解
的污泥脱水剂。
D、与常规废水处理法相比，可节省基建费用 30%以上，节省运行费用 30%以
上，节省占地面积 40%以上。
负责人：祁佩时
- 121 -
哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
草浆造纸黑液流化床碱回收技术
主要研究内容
造纸工业是一个产量大、污染严重的产业。造纸黑液造成的水污染使河水浊黑、
水草不生、鱼虾绝迹，严重威胁沿岸居民的身体健康。黑液在经过焚烧处理后，
不但能解决污染问题，而且回收碱变废为宝。哈尔滨工业大学开发了国内首创的
草浆黑液流化床碱回收技术，解决草浆黑液粘度高、热值低、输送困难等问题，
彻底解决造纸厂草浆黑液排放污染环境的问题，草浆黑液碱回收高达 90%，同时
还降低了生产成本，实现了循环经济。
主要特点
投资少，碱回收率高，投资费用为常规碱回收炉的三分之一，当年可回收
成本；
独特的草浆黑液流化床碱回收技术，从根本上解决了草浆黑液含硅量高、
粘度高等一系列难题；
回收的颗粒状 Na2CO3，完全消除白泥处理的麻烦和其他药品损失，实现
循环经济;
黑液在流化床内的可实现自燃，无需辅助燃料和特殊的输送设备；
彻底解决了传统碱回收炉积灰问题；
使用安全可靠，在低于无机盐氧化物的熔点下燃烧，不存在熔融物引起爆
炸的危险；
产生饱和蒸汽，实现了能源再利用。
负责人：别如山
- 122 -
哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
低能耗低污染膜/生物反应器（MBR）污水处理技术与设备
技术特点及优势
1、对现有的用于污水处理的膜进行改性，提高膜通量，减小跨膜压力。膜通
量较现有膜提高 2 倍以上，跨膜压力只有 1 米左右水柱；
2、突破了以往 MBR 膜都是与泥水直接接触的固有形式，对 MBR 结构进行了
改进，减少膜与污泥、胞外聚合物（EPS）等膜污染关键物质的接触，可以极大缓
解膜污染问题；
3、采用的廉价耐污染膜材料，延长膜的使用寿命，降低运行成本；
4、控制反应器微生物处于内源呼吸期，反应器中能有效建立细菌—原生动物
—后生动物微生态系统，污泥减量效果明显,无需增设污泥处理系统；
5、一体式结构，节省占地面积；
6、系统自动化控制程度高，方便运行管理。
典型工程：林口屠宰废水处理工程
处理水量：300 吨/日
投产日期：2006.10
实物照片
负责人：于水利
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
油田采油废水回用的深度处理技术与设备
主要研究内容
本项目属资源与环境领域水污染治理技术中的工业废水回用技术与设备，可应
用于油田采油废水(或其它污水)回用的深度处理。
本项目在深入分析比较了各种水处理技术的基础上，针对当前我国各油田采油
废水水质特点，开发出一种新型抗油、聚合物等污染物污染、经济实用、操作简
便的超滤膜、离子分离膜及相应设备，其中，新研制的改性超滤膜水通量是当前
各种膜通量 3 倍，膜寿命可提高 50%左右，离子分离膜寿可提高 55%以上。该技
术设备可有效地分离采油废水中的油、表面活性剂、聚合物及矿化度等，使处理
水水质达到二次采油、三次采油回注水水质标准，并且制水成本低（0.8 元/吨） 。
是油田采油废水回用深度处理技术的重大突破，应用前景广阔。
该项目技术已获国家发明专利 2 项。
示范工程：大庆油田股份有限公司三次采油废水回用深度处理工程
处理水量：300 吨/日
投产时间：2006.6
实物照片
负责人：于水利
- 124 -
哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
食品类污水污泥脱水机理及资源化技术研究
主要研究内容
针对食品类污水污泥的脱水性能及干化和低温热化学转化的资源化技术开展
研究，考察污泥性质对脱水性能的影响，探讨物理、化学预处理下的污泥脱水性
能改善的机理；通过污泥微观形态观察和有机成分分析，确定污泥高效脱水的适
宜技术条件，实现食品类污水污泥的高效脱水及资源化。
技术水平
采用扫描电子显微镜 SEM、激光粒度分析仪及污泥衍生物的色谱图等手段进
行深入系统的研究。
产业化前景
国外对污泥性质对污泥脱水性能的影响众说纷纭，对于食品废水污泥性质对脱
水性能的影响鲜有报道；我国未实现对食品类污泥的高效脱水和合理利用。因此
在多项食品废水处理项目基础上开展的实验研究，具有重要的理论和现实意义。
经济效益和社会效益
目前，我国城市现有污水处理设施中，有污泥稳定处理设施的还不到四分之一，
处理工艺和配套设备较为完善的不到十分之一，污水污泥带来的环境二次污染问
题日益严重。
本项研究将污泥脱水和最终处置作为整体进行深入系统的研究，通过对工艺安
全、处理效能、处理成本等进行技术经济比较，确定整体优化技术方案，实现食
品类污水污泥经济、高效的处理目标，解决污水污泥带来的环境问题。
应用领域
本研究在酱油、腐乳、味精等多项食品污水处理工程的基础上开展了大量的实
验研究，具有较强的可行性，可应用于多种食品污水污泥的减量化及资源化。
合作意向
、
项目已承担完成的“广东省味事达调味品有限公司废水处理工程”“广东省广
、
合腐乳有限公司废水处理工程”及“广东美味源污水处理工程”“广东绿由工业
废置弃物回收处理有限公司废水处理工程”能够为污水污泥的采集提供条件。
负责人：田禹
- 125 -
哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
基于软构件的企业信息化软件开发平台
项目简介
“基于软构件的企业信息化软件开发平台”研究成果源于国家 863 计划以及黑
龙江省科技攻关重点计划项目。本研究成果针对企业信息化需求，研制了支持企
业信息化管理软件及系统的集成开发环境与运行平台，可支持国内外企业信息化
系统的快速研发、实施与推广应用。该成果适应多变的企业信息化需求，大大降
低了企业信息化应用软件的研制和维护成本，缩短了企业信息化实施周期，达到
了国际先进水平，取得了显著的经济和社会效益。
经济效益和社会效益
研究成果已在国内 20 多家离散、流程制造企业得到应用，与传统信息化过程
相比，实施周期平均缩短一倍，研发和实施费用降低 50%以上，企业采购、库存
成本减少约 30%以上。通过推广应用，每年为应用企业取得了 4 亿多元的经济效
益，从而大力推动黑龙江省制造业信息化、国内有关行业企业信息化的发展，缩
短了我国软件开发技术与世界先进水平的差距。
负责人：徐晓飞
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
电子文档防泄露安全监管系统
主要研究内容
针对目前电子文档在产生、分发、流转等过程中的难于控制、无法监管的难题，
“电子文档防泄露安全监管系统”突破了电子文档密级标识、操作系统进程主客
体识别、业务可重构安全服务器等关键技术，设计了面向高安全需求用户的电子
文档流转监控体系，开发了电子文档防泄露客户端和安全管理服务器，实现了电
子文档全生命周期的安全监控，杜绝电子文档信息泄露事件的发生。
技术指标和技术水平
支持终端节点数: >100；监控电子文档数: >1,000,000；
本系统在电子文档密级标识、单机环境防泄露技术、业务可重构服务器等方面
的技术处于国内领先水平。
应用领域
军工企业、政府机要部门、军队等。
产业化前景
本系统具有良好的市场前景和比较成熟的产业化基础。
经济效益和社会效益
通过对相关企事业单位的需求及相关投入的调研,粗略估算本系统的潜在市场
规模在每年 2000 万元左右；本项目成果将产生良好的社会效益,为涉及安全保密的
部门、企业提供完善的电子文件保密、监控及追踪保障体系,大大减少由于电子文
件泄露造成的国家秘密、企业秘密的泄露。
实物照片
软件运行截图
合作意向
合作开发、产品孵化、核心技术转让、成套成果转让等
负责人：牛夏牧
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
基于模型驱动方法与软构件的企业管理应用软件开发平台
主要研究内容
本研究成果以企业信息化应用的快速实施和推广应用为需求， 以数字化企业的
ERP、SCM、PDM 等系列化软件产品研发为切入点，研究基于软构件的信息系统
新型软件运行架构，可复用的 ERP、SCM/CRM、PDM 等方面的软构件，基于模
型驱动方法的工业化快速生产软构件的方法，基于模型驱动方法与软构件的信息
系统快速生成和快速配置方法，形成企业信息化的软构件库及相应开发环境，并
开展基于模型驱动方法与软构件的企业信息化应用示范工程，给出企业信息化应
用解决方案和快速实施支持工具，缩短企业信息化实施周期，降低企业信息化应
用软件的研制和维护成本，同时也促进黑龙江省乃至我国应用软件产业的发展。
技术和经济指标
1、突破了基于模型驱动架构的企业应用软件开发关键技术，开发了一个基于
模型驱动和软构件技术的制造业企业信息化应用软件开发架构及平台，支持企业
信息化软件系统（如 ERP、SCM、CRM、PDM 等）的快速开发、部署、实施、运
行及重构。
2、提出了基于模型驱动架构 MDA 的企业应用软件开发方法，并实现了相关
建模工具、软构件生成和配置工具，支持满足应用企业信息化特定需求的一致化
企业业务建模、软件建模和软件快速生成。
3、研发了一套包含 ERP、SCM、PDM 系统等企业信息化应用主要功能的软构
件，形成了能够适应不同行业企业信息化需要的软构件库，并研发了软构件库管
理系统。目前，该软构件库有各种类型的构件近 1700 个，其中，ERP/SCM/CRM
管理功能构件有 27 个大类（主要包括基础数据管理类、系统管理类、离散生产管
理类、流程生产管理类、车间管理类、库存管理类、采购管理类、销售管理类、
分销管理类、质量管理类、人力资源管理类、设备管理类、财务管理类、供应商
管理类、市场分析与营销管理类、VMI 库存与物资配送类、物流配送管理类、总
装配套管理类、计量管理类、DCS 厂级监控类、统计分析类等） ；具有 PDM 系统
功能软构件 4 大类（包括系统管理类、 产品配置类、 产品管理类、CAD 集成类等）。
4、建立了基于模型驱动方法和业务构件库的企业管理应用软件集成开发环境
及运行平台，采用先进的 J2EE/EJB/Web/工作流/软构件等技术，具有动态可配置
可重构特性，能适应不同类型的软硬件系统平台(操作系统、数据库等)，支持企业
应用软件系统的高效运行。
5、该课题的研究成果已在省内外 10 多家省内外制造业企业得到应用验证；与
传统企业信息化实施周期相比，实施周期平均缩短一倍以上，研发和实施费用降
低 50%以上，企业采购、库存成本减少 30%左右，每年为相关企业取得 2000 万元
的经济效益，大力推动地方、行业信息化的发展水平，缩短与世界先进水平的差
距。
负责人：何挺
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
面向特定领域基于Ontology的跨语言信息检索技术研究
主要研究内容
1、课题将充分研究事物的本体特性，并以汉语为源语言，围绕受限领域的关
键信息，设计领域本体知识结构框架，构建课题研究所需的本体知识，标明最能
体现特性的事物本体属性；
2、研究适于跨语言信息检索的领域知识库表示形式，探讨生成源语言知识库
的高效手段、语料学习技术及在跨语言信息检索中广泛运用知识库、获取知识的
有效方法；
3、构造课题研究所需要、用于将源语言知识转换成目标语言知识的双语等值
知识词典，该词典的编撰，既要考虑转换的直接性、正确性，还要保证转换的系
统时间消耗；
4、基于双语等值知识词典，研究能够将源语言学习得到的知识库通过映射/转
换，自动生成对应的目标语言知识库的有效方法及实用技术；
5、探讨基于 Ontology 建立的知识库在信息检索中的高效运用技术，研究所形
成的知识如何进行自然语言处理，考察系统对实际文档信息的“理解”程度及有
效地逼近知识库的策略。
技术水平
达到国际领先水平。
产业化前景
课题的研究将为在我国召开的 2008 北京奥运会和 2010 上海世博会，构建多语
信息检索平台。
经济效益和社会效益
课题的研究将极大地提高信息检索的效率和检索精确度。
应用领域
用于搜索引擎中的多语言信息检索。
合作意向
技术转让、联合开发等。
负责人：于浩、郑德权
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
汉语动词次范畴化自动获取技术的研究
主要研究内容
研究汉语动词次范畴化现象所表现出的语言共性和语言个性、 汉语动词次范畴
化框架所应包含的信息及其形式化定义、汉语动词次范畴化自动获取的算法和实
现方式，以及次范畴化动词的语义关系集合的获取等系列问题。总体目标是对这
些问题做出符合真实语言现象的回答，开发基本实用的 SCF 自动获取综合技术，
并建立符合一般 NLP 研究需要的汉语动词 SCF 词汇知识库。
技术水平
第一次较为系统地提出了从大规模真实文本中自动获取汉语动词 SCF 的可行
方案和自动获取性能评价方案；目前研究开发的汉语 SCF 自动获取技术和应用工
具已经达到了国际上同类研究相应水平的精确率和召回率；所得 SCF 词汇知识库
在一个 PCFG 句法分析器上的简单应用体现了次范畴化信息在自然语言处理领域
有着可观的潜在价值，然而汉语 SCF 的自动获取技术同英语等其它语种相比仍有
一定差距。
应用领域
计算语言学，自然语言处理。
合作意向
技术转让、联合开发等。
负责人：赵铁军、韩习武
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
基于声、笔混合控制多模式人机界面的交通调度指挥系统
主要研究内容
1、可对特定人群（指挥员们）发音的 50 个固定命令进行识别，识别率大于
95%；
2、可对笔写的 50 个命令符号进行识别，识别率大于 95%；
3、可对不能肯定的命令拒识和要求得到确认；
4、可对行动过程进行记录；
5、可提供决策帮助，如：最佳路径、命令冲突等；
6、对命令的响应时间在 0.5 秒以内。
本项目的直接效益在于减少灾害损失和保障社会的安全稳定方面的贡献。但
是，本项技术的应用领域相当广阔，在交通、物流和通讯等多方面都有潜在的应
用前景。由于本项目属于高科技软件产品，其生产成本很低，面向具体应用，目
前市场尚无其它同类产品与之竞争，一旦推广普及，必将成为具有很高市场竞争
力的产品，带来巨大的经济效益。
应用领域
基于数字化电子地图的快速反应调度指挥系统。
合作意向
技术转让、联合开发。
负责人：李海峰、韩纪庆
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
中文自动分类、标引和文摘系统
主要研究内容
中文自动分类系统对输入的中文文本自动分为政治、经济、军事等不同类别，
分类准确率>90%（根据类别数量和类间差异性不同），可以对国图分类法第 4，5
层进行分类，便于对文本的分类管理和阅读。
中文自动标引系统从一篇中文文本中自动提取出能够代表该文本主题的 3-5 关
键词，并可以根据需要进行规范化，实时，准确率高，便于快速识别文本主题，
辅助人工对文本标注主题词。
中文单文档自动文摘系统从输入文本中按任意比例自动生成原文的摘要，实
时，可以按文字比例或字数提取摘要，对多个主题的文章，文摘能够全面覆盖各
个主题，文摘基本连贯，便于快速阅读文章的中心内容。
技术水平
中文自动分类和标引技术均处于国内领先水平，中文自动文摘系统在 2003 年
863 举办的技术评测中获得全国第一名。
产业化前景
目前该技术已经嵌入国家图书馆国图数字技术公司的产品中，在未来的等诸多
领域都有广泛的应用前景。
应用领域
数字图书馆、内容管理、竞争情报。
合作意向
希望和相关部门 （数字图书馆软件开发商、内容管理软件开发商等）联合开发，
项目投资约 40 万元左右。
负责人：刘挺、张宇、秦兵
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
电子政务中多种身份鉴别和权威认证技术融合
主要研究内容
本项目通过联机手写签名鉴别、数字签名和信息隐藏等多种新技术的有机融合
解决电子政务中领导签字和盖章的有效性，以及公文的真实性鉴别问题。既确保
了文件中的签字或印章的权威性、不可伪造性和文件内容的不可修改，又使得认
证的过程直观有效。主要技术指标：联机手写签名鉴别率将实现等误率（EER）达
到 1%以下；整个多技术融合系统的最终鉴别正确率达到 100%。
技术水平
国内领先水平。
产业化前景
随着计算机科学的发展和网络化的普及，网上办公中对身份认证和文件权威性
认证要求越来越高。目前网络系统中常用的安全认证子系统大多采用数字签名技
术，该技术显得不够直观、人性化，不太符合传统办公的习惯和要求。本产品兼
顾了数字签名和手写签名、印鉴鉴别这些传统的安全认证方法，形成新的安全认
证子系统来替换现有的仅仅基于数字签名技术的安全认证子系统。因此本产品以
其高安全性和人性化等特点，除了适用于电子政务系统外，还广泛适用于需要进
行安全认证的网络系统，例如，电子商务、企业办公自动化等等。随着网络化办
公和电子商务的日益普及，本产品必将呈现出越来越大的市场前景，并推动网络
化办公和电子商务的发展。
经济效益和社会效益
基于多种身份鉴别和权威认证技术融合的安全子系统的出现不仅能够促进政
府的信息化的步伐，进一步提高政府的工作效率，为电子政务的安全性提供的更
强有力的保障。同时对于其他网络办公系统（例如电子商务、企业办公自动化等）
以及银行也具有强有力的推动作用，因而带来的巨大的社会效益更是难以估计的。
应用领域
电子政务系统中的身份认证，电子公文的真实性鉴别与保护；电子商务中的用
户身份认证，电子合同、发票、定单等重要文件的真实性鉴别与保护。
合作意向
技术转让、合作开发。
负责人：王宽全、袁永峰、张宏志
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
电力行业PDA
主要研究内容
传统的抄表工作是使用卡片记录，抄表工人不仅需要背着厚厚的卡片进行记
录，回到电力局还需要有专门人员进行电脑录入，浪费了大量人力物力，而且各
个环节上出错率比较高。电力专用抄表器的广泛应用使得电力抄表工作变得简单、
安全、可靠。抄表工人只需拿着一块小小的 PDA 即可进行上千户的抄表工作，抄
录时只需用笔点击数字键盘即可，而且还可根据需要查看用户的电表历史记录和
相关资料，如果本月电表读数小于上月读数，抄表器会提示抄表工人进行核实，
大大减少了抄录错误。抄表工抄完所管辖的所有用户后，回到电力局只需把 PDA
放到与电脑相连的插座上，即可在几分钟之内将上千用户的资料传回到电脑中，
节省了专门人员的录入工作，而且避免了录入工作中所带来的人为错误。总之，
电力专用抄表器使得抄表工作变得安全、快速、高效。
技术指标
1、LCD：200×160 点阵；
2、内存：4Mega Byte Mask ROM，2Mega Byte Flash，RAM256K Byte SRAM；
3、使用高速 CPU-ARM7TDMI（33MHz），比一般 PDA 使用的 CPU（16MHz）
快一倍；
4、闪速记忆 IC，确保资料不会因电池耗尽而丢失；
5、耗电量小，两节电池可以正常使用两个月；
6、一个抄表器可存储上千个用户的资料。
应用领域
由于 PDA 有便于携带，移动记录等特点，所以，传统的手工记录都可以由本
系统加以修改进行取代，本系统已经广泛的应用到电力抄表工作中，而且可以推
广到其他的用于移动手工记录的领域，如：抄煤气表，水表等。
合作意向
联合开发。
负责人：唐降龙、黄建华、刘家锋
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
纸币分析技术及在系列产品中的应用
项目简介
本课题组在纸币运行通道结构设计及其智能控制技术，多光谱传感器设计技
术，纸币防伪信息采集技术，多模式纸币数据综合处理分析技术等多项现代金融
光机电设备的关键技术上取得突破和多项创新性成果，并于 2003 年研制生产了国
内第一台纸币清分机。应用该技术生产的设备是唯一通过公安部认证的产品，相
对国内外同类产品，纸币清分整理性能更稳定，真伪鉴别更可靠，设备连续运行
能力更强。
哈尔滨电影机厂应用该技术已经批量生产 CF 系列的纸币清分机。这些设备应
用在我国各级金融机构，整机及核心部件，并已经出口到世界 20 个国家。本课题
组与哈尔滨电影机厂长期合作，发挥各自优势，使我省成为现代金融设备的生产
基地，也带动了我省机械加工、电子、软件等相关产业的发展。截至 2008 年 12
月，该技术创造直接产值一亿五千万。
负责人：唐降龙
- 135 -
哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
印刷物信息安全技术研究
主要研究内容
研究基于计算机图像处理算法的印刷物信息防伪技术，在打印图像文字数据
时，合成某种特殊的图案或文字，使肉眼对其感觉不明显，但复印时会明显的显
示出特殊的企业标志或者禁止复制/复制无效等文字。
技术水平
利用人的视错觉原理和图像合成的方法将欲隐藏的信息覆盖在背景背景图像
上，使得打印出来的图像看不到背景图像下隐藏的信息，而一旦将其复印，则隐
藏在背景图像下的信息就会显示出来。
产业化前景
这种技术在防伪复印中有重要的应用，将有利于文档类信息的误传播和窃取，
从而保证其信息安全。
经济效益和社会效益
市场应用前景看好，尤其是在银行、保险等金融部门。
应用领域
防伪复印。
合作意向
技术转让、联合开发等。
负责人：马培军、苏小红
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
网络指纹门禁系统
主要研究内容
网络指纹门禁系统采用现代高科技指纹识别技术对进入门禁区域的人员的身
份进行自动识别，并同时对其进入日期权限、区域权限、开锁逻辑进行同步判断，
若身份合法，日期权限在有效期内，区域权限合法，开锁逻辑正确，则门禁予以
放行，人员进入后自动闭门，并自动记录相关信息；若不符合上述条件，则予以
拒绝，若企图试开或采取破坏手段，门禁控制器立即向位于主控室的主机报警，
以语音警示和文字警示方式通知值班人员采取紧急处置措施，在最短时间内，将
图谋不轨者制止于现场，系统主机自动记录报警类型、地点、日期、时间等信息。
本系统可联网运行，也可单独运行，并可在全区域内按指纹、IC 卡、密码分别进
行组合实现 9 种不同等级的身份认证。
主要技术参数：
指纹认假率 <0.0001% EM卡读卡时间 <0.5秒
指纹拒真率 <0.05% 用户资料查询时间 <0.05秒/条
指纹容量 150枚*64 最大门禁节点数 64个
指纹识别时间 1秒 环境温度 0-40 Cº
EM卡读卡距离 60-90mm 环境湿度 10%-95%
100*150*50
门禁控制器尺寸
(宽*高*厚)
应用领域
本系统具有高度智能化、反应快速、实时记录、运行灵活、适应性强的特点，
可广泛用于各类出入口的智能控制，包括办公楼、智能大厦以及金融系统、文博
系统、交通系统、保密系统、公安系统等。
合作意向
联合开发。
负责人：唐降龙、刘松波、黄建华
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
色彩匹配系统研究
主要研究内容
颜色在视觉通信中起着至关重要的作用，一方面，它可以大大加强信息的有效
性，另一方面，如果使用不当也会足以损害这种有效性。色彩匹配是色彩管理系
统的核心技术，是彩色打印、印刷和摄影等彩色信息处理领域的难点问题，它主
要研究如何在不同设备间保持色彩的一致性，实现“颜色的所见即所得”。对于色
彩匹配结果的评价主要包括两种，一种是通过打印专门用于测试的国际标准图像，
并与图像的标准样张进行目测对比，另一种是通过计算色块的平均色差和最大色
差。
技术水平
随着数字成像与多媒体技术的发展，传统的依靠色彩专家对颜色进行视觉检测
和参数调整以获得理想的颜色再现质量的方法，已经无法适应数据来源和数字化
手段日趋复杂和多样化的发展趋势，基于机器学习理论研究基于设备独立颜色空
间的色彩匹配技术，是解决这一问题的最佳途径，哈工大首次将机器学习理论引
入色彩匹配领域，取得了一系列研究成果，在该领域发表了 10 余篇高水平学术论
文。目前承担该方向的国家自然科学基金和国际合作项目的研究。
产业化前景
色彩匹配技术可以应用到彩色摄影、印染、打印、印刷等彩色成像领域，用于
解决将从数码相机或者扫描仪获取的图像显示到屏幕上或者从打印机输出时所发
生的色彩失真现象，在电子商务、远程医疗诊断等领域也有重要的应用，色彩的
逼真显示将有助于客户在 Internet 上买到满意的商品，使得远程医生不会发生误诊。
目前，部分研究成果已成功应用于日本 Canotec 公司 BJ 和 HP 系列打印机的驱
动程序中。
应用领域
彩色摄影、印染、打印、印刷等彩色成像领域。
合作意向
技术转让、联合开发等。
负责人：马培军、王亚东、苏小红
- 138 -
哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
严寒地区居住建筑节能成套技术研究
主要研究内容
该项目针对严寒地区居住建筑节能实现 50%技术难度大的情况，从深入的理论
研究出发，将理论研究结果转化为先进适用的节能技术。经示范工程和测试证明
其技术的可行性和节能效果。共进行了 4 个专题的研究：
1.低能耗围护结构保温体系关键技术研究；
2.供热系统节能技术研究；
3.编制有关建筑节能的地方标准和地方标准设计；
4.泰海小区建筑节能综合措施的研究。
对外墙、窗、屋面等进行综合考虑，在减少热桥的影响、复合墙体适度增加、
保温体系的选择等进行了研究，对锅炉炉型选择、动力设备的变频、热网输送效
率的提高、室内分户热计量，热费收取修正系数的研究，得到了提高供热系统热
效率的有效途径，有效的保证了严寒地区达到建筑节能 50%的目标。
该项目专家鉴定认为： 项目中利用状态空间法对复合型保温砖砌快的动态热工
特性的研究，复合墙体的传湿特性研究，窗洞口综合传热系数的计算方法和不同
开间对墙体平均传热系数的影响，分户热计量户型体型系数确定户型修正系数等
内容的研究具有创新性，达到了国际领先水平。被评为 2002 年黑龙江省科技进步
一等奖。
应用领域
严寒地区居住建筑节能实现 50%技术难度大的情况，该研究有效的保证了严寒
地区达到建筑节能 50%的目标。
合作意向
技术入股，联合开发。
负责人：董重成、赵立华、徐春太
- 139 -
哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
对已建预应力混凝土楼板开洞用的工具锚
主要研究内容
“对已建预应力混凝土楼板开洞用的工具锚”适用于已建无粘结预应力混凝土
板开洞改造过程中预应力筋截断前的临时锚固。由开槽式母锚杯、两片分体子锚
环及夹片组成。用该工具锚对开洞外露预应力筋实施临时锚固的顺序为：先将母
锚杯由其侧槽直接套入开洞外露的预应力筋，再将两片分体子锚环分别塞入母锚
杯杯体内，最后将夹片塞入两分体子锚环的楔形孔，夹紧预应力筋，即形成对已
建预应力混凝土板开洞外露预应力筋的临时锚固体系。
为了实现对开洞外露预应力筋截断后在洞口边缘的可靠锚固，首先需截断被临
时锚固的预应力筋；然后将常规单孔夹片锚具的锚环套在被截断预应力筋的外侧，
并用带撑脚的千斤顶张拉被截断的预应力筋，同时将“对已建预应力混凝土板开
洞用的工具锚”卸除；最后将常规单孔夹片锚的锚环移到所开洞口边缘，并将夹
片塞入锚环楔形孔，通过油泵对千斤顶回油即实现对已截断预应力筋在所开设洞
口边缘的永久性锚固。为顺利完成无粘结预应力混凝土楼盖开洞改造创造条件。
技术特点及优势
采用“对已建预应力混凝土楼板开洞用的工具锚”避免了一般方法放松或截断
预应力筋时可能造成的预应力筋由原张锚端飞出伤人或损伤已建工程的外部装修
的问题，进而避免了由于预应力筋的飞出或缩入混凝土内而导致预应力筋对结构
抗力的贡献消失的问题。
“对已建预应力混凝土楼板开洞用的工具锚”具有构造简单、安装拆卸方便、
可重复使用等特点，便于推广应用。该项专利技术目前已成功地应用于哈尔滨中
央大厦（25 层）复式住宅开洞改造和佳木斯远东义乌商城楼梯开洞改造中，取得
了良好地效果。
实物照片
负责人：郑文忠
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
土壤蓄冷与土壤耦合热泵集成系统的应用基础研究
主要研究内容
针对我国电力峰谷差大、空调能耗与环保问题，提出土壤蓄冷与土壤耦合热泵
集成系统的设想，将蓄冷装置与热泵地下吸热装置合二为一。通过三工况冷热水
机组实现集成系统的热泵、蓄冷和空调三功能。这是热泵系统的新发展，用土壤
蓄冷来削峰填谷更是蓄冷空调的一种原始创新，是一项具有理论和应用价值的前
瞻性课题。本项目将对土壤蓄冷与土壤耦合热泵集成系统的应用基础和关键技术
进行理论与实验研究。探索土壤蓄冷机理与其热力特性；建立集成系统的动态仿
真数学模型；寻求和优化地下埋管的形式与构造；建立模拟土壤蓄冷和释冷的砂
箱实验台，并进行实验研究。创新点在于：创新出一种蓄冷方式和土壤热泵新的
系统形式，同时解决电力峰谷差和空调节能与环保问题；提出三工况机组的新设
想与图示；提出双功能的地下埋管换热器，建立其传热模型。
为我国以空调负荷为主，采暖负荷为辅地区应用蓄能技术和土壤耦合热泵技术
提供新的应用理论基础和工程上可行的土壤蓄冷与土壤耦合热泵的集成系统，即
将土壤耦合热泵系统的地下埋管换热器兼作夏季蓄冷空调系统的蓄冷装置用，使
土壤蓄冷与土壤耦合热泵系统有机地结合起来，创新出一种新的蓄冷方式和土壤
耦合热泵新的系统形式，为同时解决空调系统用电引起的电力峰谷差问题和空调
节能与环保问题创出一条新路。这将会为 21 世纪的建筑提供一种节能、清洁的蓄
冷式热泵型空调方式，以期替代夏热冬冷地区的传统空调方式，为空调的可持续
发展提供理论支持和技术储备。
应用领域
能源、环境、暖通。
合作意向
技术转让、联合开发等。
负责人：姚杨、马最良、姜益强
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
城市供热、供水管网数字化系统
主要研究内容
数字城市建设被列入信息产业部十五期间的十大信息发展战略重点，国家科技
部、建设部等部委正在大力推动数字城市的建设。市政公用设施的数字化是数字
城市的重要组成部份，是市政基础设施现代化管理的变革。本项目所完成的城市
供热、供水系统及供热、供水管网数字化系统包括地理信息系统下的供热、供水
信息系统、供热调度系统和供热收费系统。
技术水平
该项目为哈工大主持的国家十五科技攻关项目：市政公用业务管理系统中的课
题。所完成的成果是供热领域内内容最全面、广泛的地理信息系统，具有国内领
先水平。
产业化前景
成果将通过由科技部和建设部的验收、鉴定。软件已在示范工程中应用，实用、
先进、效果好，得到使用单位的好评。
经济效益和社会效益
城市供热、供水管网是城市重要的生命线，是现代化大都市不可缺少的基础设
施。本课题是综合运用 GIS、多媒体及仿真技术对城市供热、供水系统进行自动采
集、动态监测管理和辅助决策服务技术系统，将城市供热、供水资源加以整合，
并综合利用。进行管网的水力工况分析，对供热、供水系统进行调度、控制、故
障分析；在地理信息系统下完成热费收缴，建立信息传输系统。可减少管理人员，
提高工作效率，节省资金。
应用领域
该成果可用于城市的供热、供水、燃气等各类管线。
合作意向
联合开发。
负责人：邹平华、方修睦、唐好选
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
基于GIS的城市供热数字化系统
主要研究内容
本技术实现了对供热企业的全面管理，对供热管网实现全面的分析计算功能、
辅助决策功能，符合专业标准规范要求。系统可全面满足供热行业对地理信息系
统的要求。
1、完成城市供热管网分析及决策系统的研发和软件的编制；
①地形图库管理
②供热系统输入编辑
③供热系统管理
④供热管网设计计算
⑤供热管网工况分析及辅助调度
⑥供热管网故障分析及处理
2、完成城市供热营业及收费系统研发与软件的编制；
①基本信息管理（包括热用户信息管理；建筑物信息管理；抄表员、收费员信
息管理等）
②供热营业及多种模式的收费
③热费统计与分析
3、完成办公管理系统研发与软件的编制；
4、完成运行数据自动采集系统的研发与软件的编制。
应用领域
各类供热行业、供水行业、电力行业、电信行业。
合作意向
联合开发。
负责人：邹平华、唐好选
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
多功能道路检测车
主要研究内容
该检测车由路面损坏检测与分析子系统、路面平整度检测与分析子系统、沥青
路面车辙检测与分析子系统、前方道路图像采集与再现子系统、公路信息管理与
决策子系统等组成，是国内唯一完全拥有自主知识产权的集检测、评价、管理、
决策于一体的多功能道路检测车；拥有 8 项自主创新技术：多元信息同步采集控
制技术、信息采集与车速匹配技术、高性能人工光原技术、车辆随机振动位移积
分抗“漂移”计算方法、多指标车辙评价体系及计算方法、路面损坏自动识别技术、
综合定位技术、路面图像拼接技术；具有强大的实时数据处理功能，数据分析完
全符合《公路技术状况评定标准》JTG H20-2007 的要求；具有规范化的报表输出
功能，输出指标包括 DR、PCI、IRI、RQI、RD、RDI 等的里程变化图和统计分布
图。经过近 4 万车道公里的检测验证，证明了其性能稳定，实用性强，操作简便
快捷，检测成本亦远低于国内外的同类成本。
技术特点及优势
1. 检测速度可达 100km/h，实际采样频率完全与车速匹配；
2. 路面裂缝图像解像度为 3840×1024，分辨率 1mm2，最大采集频率 72fps，一般
采样间隔 1m，获取路面连续图像；人工照明系统确保系统获得高质量的图像；
3. 平整度仪具有双轮迹同步测量功能，激光测距传感器分辨率为 0.07mm，加速
度传感器分辨率为 0.02mg，测量间隔为 20mm；由于有效地解决了车辆随机振
动的积分“漂移”问题，不停车连续检测里程不受限制；
4. 车辙仪具有 17 个激光传感器，检测宽度 3.2m，测距精度 1mm，采样间隔
0.2~24m 可调；
5. 前方道路图像解像度 640×480，采样间隔可调；
6. 检测数据与公路信息化管理与决策子系统实现了无缝连接， 可直接用于路面的
养护决策。
实物照片
负责人：侯相深
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
基于现有传感器的桥梁无线检测成套技术
主要研究内容
无线测试系统工作原理：整个系统采用一台便携计算机作为控制中心子系统，
完成对所有数据采集子系统的指令下发和数据处理；数据传输子系统完成无线信
道设备信号的收发控制及中继，由主站和若干从站的数据传输模块构成，各模块
可以对数据进行必要的转换和预处理，从站之间实现无线通信。
技术指标
无线测试系统能够对结构的静态应变和动态的加速度信号测试； 无线通信距离
可达 3 公里，根据功率可以调节覆盖范围；采集子系统最多可设 254 个，每个可
设 16 个传感器；应变数据传递误差在±3 个微应变范围内；位移传递误差在±
0.2mm；谐振频率传递误差在±2Hz；时域连续采样时间最长 20 分钟，实现了结
构时域信号采集，精度在 5%以内。
技术水平
基于现有传感器的桥梁无线检测系统获得国家发明专利：200510009658.X；基
于现有传感器的桥梁无线检测成套技术获得 2009 年辽宁省科技进步三等奖：
2009J-3-87-02；该成果总体上达到国际先进水平，其中结构测试的数据集成发射技
术达到国际领先水平。
应用领域
桥梁工程；结构工程、水利工程
经济效益和社会效益
桥梁无线测试系统取消了导线，降低了测试成本，直接产生了经济效益，一般
情况下应变测试的费用为 6～10 万元。约占总费用的 30%～50%。可见经济效益可
观；缩短了时间，提高了效率，间接地提高了经济效益；桥梁无线检测技术的研
究成果将形成产品出口，为国家获得外汇收入，产生经济效益。
实物照片
负责人：李忠龙、沙学军
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
城市交通自适应信号控制理论与方法研究
技术水平
1. 信号交叉口进口道交通流预测模型的建立；
2. 不同交通状态的判断方法及交通状态模式的确定；
3. 产业化前景；
4. 研究的现实意义体现在是目前国内交通管理实情的需要；
5. 课题研究的理论意义体现在是发展我国 ITS 产业的必要的基础研究，也是
实现智能交通信号控制系统的保证；
6. 本课题的研究将对“交通信息工程及控制”学科的发展起着推动作用。
经济效益和社会效益
随着国民经济的高速发展和城市化进程的加快，我国机动车拥有量及道路交通
量急剧增加。尤其在大城市，交通拥挤堵塞以及由此导致的交通事故的增加、环
境污染的加剧，是我国城市面临的极其严重的“城市病”之一，已经成为国民经
济进一步发展的瓶颈问题。提高交通管理水平，特别是改进落后的交通控制方式，
已是势在必行，刻不容缓。对交通信号实施自适应信号控制，将改变交通的粗放
性管理，并将交通信号建立在科学管理的基础上。“城市交通自适应信号控制理论
与方法研究”具有重要的现实和理论研究意义。
应用领域
1、信号交叉口进口道交通流预测模型的建立；
2、不同交通状态的判断方法及交通状态模式的确定；
3、合作意向：技术转让、联合开发等。
负责人：裴玉龙、刘广萍、邱景辉
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
新型道路填缝料的研制与开发
主要研究内容
1、旧沥青混合料的评价；
2、旧沥青的再生，针对两种再生方式：热再生和乳化沥青冷再生开发出性能
良好的再生剂和乳化沥青；
3、再生沥青混合料设计方法的研究；
4、再生沥青混合料路用性能评价，对再生沥青混合料的高温、低温和水稳定
性进行评价。
生产场地约需要 100～200 平方米，要求有球磨机、改性沥青的中试设备，生
产工艺简单，工人和技术人员需要简单培训即可上岗。
经济效益和社会效益
本项目研制的新型道路填缝料价格约为 1800 元/吨，比聚氯乙烯胶泥（5000 元
/吨）、橡胶沥青（3000 元/吨）价格低，同时与聚氨脂胶泥（14000 元/吨）和聚硫
类填缝料（6～7 万元/吨）相比，占有绝对的优势。
此外，新型道路填缝料粘结好、混凝土板断裂率低，因此补灌率低、补灌周期
长，减少了因维修混凝土断裂板造成的损失和因频繁补灌填缝料而封闭交通造成
的收费损失；本项目研制的填缝料中使用了工业和生产废料，因此对净化和保护
环境、有效利用生产和生活废料具有一定的积极作用。
产业化前景
生产场地约需要 100～200 平方米，要求有球磨机、改性沥青的中试设备，生
产工艺简单，工人和技术人员需要简单培训即可上岗。
应用领域
主要应用在水泥混凝土路面、机场跑道。
合作意向
技术转让，需要投资 5 万元左右。
负责人：谭忆秋、张肖宁、赵晶
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
橡胶颗粒路面应用技术的研究
主要研究内容
针对西部的气候和环境特点，对采用废旧橡胶轮胎生产的橡胶颗粒代替部分集
料制备的沥青混合料和以此铺筑的橡胶颗粒路面的应用技术进行系统地研究；同
时，针对初冬和残冬的路面，重点研究橡胶颗粒路面的抑制结冰技术，同时，研
究橡胶颗粒路面的降噪、抗滑性能。
主要技术难点
1、橡胶颗粒沥青混合料的配合比设计方法；
2、橡胶颗粒沥青混合料的拌和工艺和成型工艺；
3、橡胶颗粒路面的碾压工艺。
经济和社会效益
1、研究成果有助于解决废旧橡胶轮胎的处理问题，缓解我国因废旧轮胎弃置
所造成的日趋严峻的环境压力，同时有助于避免资源的浪费，由此产生的经济和
社会效益巨大。
2、通过橡胶颗粒的掺入，降噪、抗滑性能好，可以改善路面的使用性能，由
此产生的经济和社会效益也是非常巨大的。
应用领域
主要应用在我国寒冷地区冰雪路面、橡胶轮胎废物处理中。
合作意向
技术转让，需要投资 50 万元左右。
负责人：谭忆秋、刘涛、王端宜
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
牲畜排泄物处理回收技术
主要研究内容
此项目是由哈尔滨工业大学生物工程研究所开发研制，是以牛粪等易堆腐物的
有机物料为主要原材料，采用生物工程高科技手段，运用科学合理的工艺设备，
经过无害化处理而成。用作菌种的微生物菌群由高温菌（可耐 60～65℃）和中温
菌组成，可迅速分解纤维素、木质素等大分子物质，上料 24 小时后即可升温，在
30 天内将牛粪充分降解腐熟，经加工后生成优质的有机肥。该菌群与国际上其它
微生物菌群不同的是：它采用了基因工程育种方法，生产出降解牛粪等易堆腐物
的有效微生物，克服了菌群退化这一国际技术问题，使其产业化成为可能。该菌
群由 10-20 个微生物菌种（株）组成，可以针对不同的易堆腐物组成降解能力不同
的菌种系列，每克活孢子数大于 10 亿，能在 7 天以内将牛粪等易堆腐物降解转化
为优质有机肥。
产业化前景
随着人们环保意识的加强，对绿色有机食品的需求越来越高，但它们的生产需
要绿色有机肥，黑龙江省作为绿色食品生产的大省，一直重视绿色有机肥的生产，
我国权威机构预测，对绿色食品的消费需求和利润都将以每年 20%的速度增长，
到 2005 年，世界绿色食品的贸易额将达到 1000 亿美元。而目前我国的绿色产品
总产值只有 300 多亿元人民币，其中蕴含的巨大市场潜力可想而知。
经济效益和社会效益
牛粪在农村是农业畜牧养殖的废物，作为环境污染物一直不能解决，应用此技
术就可以使牛粪变废为宝，由此可以预见其经济效益和社会效益是十分巨大的。
应用领域
农林业绿色食品生产基地；有机肥厂。
合作意向
技术转让
负责人：杨谦、宋金柱
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哈尔滨工业大学科技成果汇编 Ver. 2010
乳碱性蛋白的制备及应用
主要研究内容
1、乳碱性蛋白（MBP）的提取、分离和纯化；
2、乳碱性蛋白（MBP）的功能特性实验，主要研究 MBP 对钙吸收效果；
3、乳碱性蛋白（MBP）在乳品中的应用。
预期目标
1、从乳清中提取的乳碱性蛋白的提取率达到 80%以上；
2、经分离纯化后乳碱性蛋白的纯度为 70%以上。
3、通过动物实验验证乳碱性蛋白对促进钙吸收的作用。
4、率先在国内研究、开发出 3-5 种含乳碱性蛋白的乳制品。
解决的问题
乳碱性蛋白（MBP）作为特殊的功能性蛋白对促进钙吸收有着重要的作用，我
国对此方面的研究尚属空白。乳碱性蛋白在乳中属于微量成分，约占乳清蛋白的
0.6%，分离、提取和纯化是最主要的问题。国外普遍采用离子交换、膜过滤等工
艺制备 MBP，这些设备对国内生产厂家要求偏高，项目实施工业化生产有一定的
难度。本项目力图研究出与目前国内加工水平相适应的生产工艺，降低生产成本。
同时本项目可与干酪工业化生产、乳清综合加工项目相配套，提高我国乳制品深
加工技术水平。
创新点及主要特色
本项目的特色和创新之处是将乳清蛋白中的特殊功能性蛋白乳碱性蛋白分离
出来，利用乳碱性蛋白具有的促进钙吸收的特点，研究开发出具有特殊补钙效果
的功能性乳制品，并将乳碱性蛋白与酪蛋白磷酸肽结合使用，拓宽现有功能性乳
制品品种，增加国产功能性乳制品市场竞争力。
应用领域
将提取的乳碱性蛋白回填到乳或其他食品中，研究出 MBP 纯乳、酸乳、MBP
口服液、MBP 乳饮料、MBP 清凉饮料。
合作意向
技术转让、联合开发等。
负责人：马莺、何胜华、李海梅
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主编：程东明
编辑：刘 凯 赵轶杰 冷雪松
审核：李精一 邹良玉