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2016重大科学仪器设备开发专项明确10个重点支持方向

2016-02-25 15:41:49 北京众星联恒科技有限公司 已读

2月19日,科技部网站发布关于发布重大科学仪器设备开发专项2016年度指南的通知,本指南共设置了关键核心部件、高端通用科学仪器和专业重大科学仪器3类任务,下设10个重点方向,支持数量不超过实施方案内容的30%。

其中核心关键部件开发与应用中包括:源部件、探测器与传感器、分析分离与控制部件;

高端通用仪器工程化及应用开发包括:分析仪器、 物理性能测试仪器、电子测量仪器、计量仪器;

专业重大科学仪器开发及应用示范包括:支撑经济和产业发展的专业重大科学仪器、服务公益行业和民生改善的专业重大科学仪器、保障国家安全和公共安全的专业重大科学仪器。

此外,指南中还指出,项目成果是以市场前景广泛的关键核心部件和重大科学仪器设备产品的开发和产业化应用为目标,一般的核心部件与科学仪器的原理和方法研究,商业化前景不明确的核心部件与仪器研制等工作,以及临床医疗仪器、生产设备、机械装备、平台建设等,不属于本专项的支持方向。

详细内容如下:

“重大科学仪器设备开发”重点专项2016年度申报指南

科学仪器设备是科学研究和技术创新的基石,是经济社会发展和国防安全的重要保障。为切实提升我国科学仪器设备的自主创新能力和装备水平,促进产业升级发展,支撑创新驱动发展战略的实施,经国家科技计划战略咨询与综合评审特邀委员会、国家科技计划管理部际联席会审议,“重大科学仪器设备开发”重点专项作为2016年度启动的专项之一,并正式进入实施阶段。

一、指导原则与主要目标

本专项坚持问题导向、需求导向原则,紧扣我国科技创新、经济社会发展对科学仪器设备的重大需求,充分考虑我国现有基础和能力,在继承和发展“十二五”期间国家重大科学仪器设备开发专项成果的基础上,坚持政府引导、企业主导,立足当前、着眼长远,整体推进、重点突破的原则,以关键核心技术和部件的自主研发为突破口,聚焦高端通用科学仪器设备和专业重大科学仪器设备的仪器开发、应用开发、工程化开发和产业化开发,带动科学仪器系统集成创新,有效提升我国科学仪器设备行业整体创新水平与自我装备能力。

通过本专项的实施,构建“仪器原理验证→关键技术研发(软硬件)→系统集成→应用示范→产业化”的国家科学仪器开发链条,完善产学研用融合、协同创新发展的成果转化与合作模式,激发行业、企业活力和创造力。强化技术创新和产品可靠性、稳定性实验,引入重要用户应用示范、拓展产品应用领域,大幅提升我国科学仪器行业可持续发展能力和核心竞争力。

本专项按照全链条部署、一体化实施的原则,共设置了关键核心部件、高端通用科学仪器和专业重大科学仪器3类任务,下设10个重点方向,本指南为重大科学仪器设备开发专项2016年度指南,支持数量不超过实施方案内容的30%。

二、总体要求

1. 专项定位

本专项充分利用国家科技计划(专项、基金)或其他渠道,已取得的相关检测原理、方法、技术或科研装置,开展系统集成、应用开发和工程化开发,形成具有自主知识产权、“皮实耐用”和功能丰富的重大科学仪器设备产品,并服务科学研究和经济社会发展。项目成果是以市场前景广泛的关键核心部件和重大科学仪器设备产品的开发和产业化应用为目标(一般的核心部件与科学仪器的原理和方法研究,商业化前景不明确的核心部件与仪器研制等工作,以及临床医疗仪器、生产设备、机械装备、平台建设等,不属于本专项的支持方向)。

2. 申报主体

结合本专项的特点和定位,如无特殊说明,本指南所设项目均由有条件的企业牵头申报。鼓励企业结合国家需求和自身发展需要,联合科研院所和高等学校的优势力量参与项目研发工作(主要为企业提供所需的技术支撑),落实目标任务明确、产权和利益分配明晰的产学研用结合机制。同时,要采取有效措施,切实发挥企业在专项中的技术创新决策、研发投入、项目实施组织和成果转化等方面的主体地位作用。

3. 支持方式

本专项每个指南方向下的项目可支持1—2项,实施“后端资助”机制。即,结合科学仪器开发的特点,以及我国科学仪器产业发展实际,强化利益共享、风险分担机制,对企业承担的项目,实施专项经费后端资助政策。项目立项后,前半段主要由承担单位自筹经费实施,资助20%的专项经费;经中期评估确认,项目进展顺利、能够达到预期目标、科研管理和项目经费管理规范的项目,后半段再主要由专项经费给予支持。

4. 立项要求

4.1 项目基本要求

1)国内外需求迫切,目标仪器设备应用单位明确且具有代表性,相关原理、方法或技术已取得重要突破,能形成具有自主知识产权和市场竞争力的核心部件与科学仪器产品。

2)目标核心部件与仪器设备整体设计完整、结构清晰合理,技术路线(含软件开发)可行,工程化方案、应用开发方案可操作性强;项目质量管理和产业化策划、企业资质和能力、知识产权和利益分配等非技术内容可行。

3)拥有本领域的核心关键人才,且具有相关理论研究、设计、工程工艺、系统集成、应用研究以及产业化研究等相关方面结构合理的人员队伍。

4)对核心部件类项目:原则上承担单位主营业务为核心部件生产企业,项目实施后能够获得全部自主知识产权,技术就绪度达到7级以上,并在相关仪器主要生产企业得到广泛应用,形成一定市场规模,产生直接经济效益。

5)对仪器整机类项目:充分利用国家科技计划(专项、基金)或其它渠道,已取得的相关检测原理、方法、技术或科研装置成果,开展系统集成、工程技术研究和应用开发,形成“皮实耐用”、功能丰富的重大科学仪器设备产品,并服务科学研究和经济社会发展。根据科学仪器设备开发和应用的自身规律,每一个项目应包括仪器开发(含软件开发)、应用开发、工程化开发和产业化开发等类型工作。除仪器设备开发单位外,产业化单位、应用单位也应从项目设计开始,全程参与项目的组织和实施工作。项目实施三年后,目标仪器技术就绪度达到7级以上,可形成一定市场规模,产生直接经济效益。

4.2 企业承担项目的基本要求

(1)在中国大陆境内注册,具有较强科学仪器设备研发和产业化能力,运行管理规范,具有独立法人资格;

(2)经高新技术企业认定或达到同等条件;

(3)项目与企业重点发展方向相符;

(4)与项目参与单位具有前期合作基础;

(5)与项目参与单位事先签署具有法律约束力的协议,明确任务分工、国拨经费分配、成果和识产权归属及利益分配机制;

(6)企业投入的自筹研发经费与国拨经费投入比例不低于1:1。投入的自筹研发经费应用于项目研发活动,而不得用于生产线、厂房等产业化能力建设。

4.3 项目组织要求

(1)项目推荐单位要加强本部门、本地区、本行业领域科学仪器设备发展的顶层设计、资源整合和扶持培育。

(2)项目推荐单位要组织项目牵头单位,会同产、学、研、用等各方面,积极开展项目设计和策划工作。在项目设计时,既要注重技术问题,也要注重工程化和产业化策划、企业资质和能力以及知识产权和利益分配机制等非技术问题。

(3)项目推荐单位要督促项目承担单位在项目提出时落实法人负责制、落实项目配套条件;督促项目承担单位联合国内外优势力量共同开展项目设计和实施。

(4)项目推荐单位在组织推荐过程中要充分发挥专家的咨询作用。除考虑技术可行性外,还应重点关注工程化和产业化策划、企业资质和能力以及知识产权和利益分配机制等非技术内容。在此基础上,择优向科技部推荐项目。

三、主要任务

1. 核心关键部件开发与应用

攻克源部件、探测器与传感器、分析分离与控制部件等科学仪器核心部件的关键技术,研究部件的核心关键材料以及生产工艺,形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的核心关键部件。

共性考核指标:目标产品应通过可靠性测试和异地测试,技术就绪度达到9级,至少应用于2种类型仪器。

原则上,每个项目下设任务数不超过6个,承担单位数不超过6个。

1.1 源部件

1.1.1 光源

(1)高强度、高稳定空心阴极灯

研究内容:研发高强度、高稳定空心阴极灯,优化空心阴极灯结构设计,研究合金阴极材料组成及制作工艺,改善空心阴极灯生产工艺,研制空心阴极灯性能测试特殊装置,研究影响噪声、同心度等关键指标的因素及改善方法。开展工程化开发和产业化开发,形成工程化和产业化能力。为原子吸收光谱仪和原子荧光光谱仪等仪器提供核心部件。

考核指标:稳定性指标,铜灯在30 min内基线漂移<0.2%,其它元素灯在5 min内基线漂移<0.6%;普通元素灯的使用寿命≥6000 mA.h,易熔、易挥发元素灯≥4000 mA.h;改善空心阴极灯性能,灯噪声≤±0.2% T,灯旋转360。的能量偏移<10%。应提出明确合理的可靠性指标要求,项目完成时,目标产品应参照国家或行业相关标准进行测试。发明专利3项,技术标准3项。项目验收后三年内年销量达到2万支。

实施年限:不超过3年

1.1.2 射频源

(1)ICP射频源

研究内容:开发ICP射频源,研究大功率射频自激发生、频率锁相、功率调谐和高效散热技术,开发能够有效的降低等离子体电势的全固态自激式电感耦合等离子体射频源;实施ICP射频源的工程化和工艺化开发,形成可靠的产品,解决相关国产仪器对高性能射频源关键部件需求的难题。

考核指标:工作频率27.12 MHz,频率稳定度±0.02%,功率输出0.6~1.6 kW可调。发明专利3项,技术标准3项。项目验收后三年内年销量达到100只以上。

实施年限:不超过3年

(2)双相射频源

研究内容:开发双相射频源,研究双相射频源高精度驱动与高稳定反馈、过载保护电路、辅助激发信号耦合与双相射频电源数字控制技术,开发能够精密驱动线性离子阱的双相射频高压电源;实施双相射频源的工程化和工艺化开发,形成稳定可靠的产品,有效解决相关国产仪器对高性能双相射频源关键部件的需求。

考核指标:射频高压最大2 kVpp,频率0.9~2 MHz,辅助信号带宽50 kHz~450 kHz;射频高压最大10 kVpp,频率1 M~1.2 MHz,辅助信号带宽10 k~550 kHz。发明专利3项,技术标准3项。项目验收后三年内年销售达到100套。

实施年限:不超过3年

1.1.3 新型质谱离子源

研究内容:研究敞开式离子化新技术,研制新型电喷雾、介质阻挡放电、激光/气体辅助喷雾和高度集成化敞开式的离子源,开展新离子化应用方法开发和数据库构建,实施新离子源的工程化和产业化开发,满足原位实时快速分析、单细胞分析、质谱成像分析、超痕量样品分析需求,推动我国质谱离子化技术与装置的跨越式发展。

考核指标:形成6种以上具有自主知识产权的新型敞开式质谱离子源产品,有力支撑食品安全、环境应急、新药研发、现场快检、生物研究、质谱成像、公共安全等质谱检测应用。形成敞开式质谱离子源工艺化、产业化基地,实现批量生产。发明专利3项,技术标准3项。项目验收后三年内年销售达到40套以上。

实施年限:不超过3年

有关说明:每个项目形成5种以上不同的离子源产品。

1.2 探测器与传感器

1.2.1 光探测器

(1)光电倍增管

研究内容:开发侧窗型、端窗型光电倍增管,研究侧窗型、端窗型光电倍增管的结构设计,优化阴极材料及倍增极材料配方和制作工艺,研究包括激活工艺、封装工艺等在内的各环节生产工艺,探究影响光电倍增管灵敏度、暗电流、响应时间等关键性能的因素及改进方法,进行工程化和产业化开发,为分析仪器、辐射测量仪器、高能物理研究、石油测井及军用设备提供关键部件。

考核指标:阳极光照灵敏度≥300 A/lm(典型值);最大暗电流106。发明专利3项,技术标准3项。项目验收后三年内年销售达到500支。

实施年限:不超过3年

(2)太赫兹探测器

研究内容:研制基于栅控二维电子气的新型室温太赫兹探测器,突破场效应混频探测器芯片及其模块制造的关键技术,实现全国产化。建立定量化的场效应混频探测器模型和模拟仿真技术;从外延材料、天线设计、阻抗匹配到模块化集成实现场效应混频探测器的优化设计;开发纳米栅极及其低漏电率的工艺制备技术;研究二维电子气场效应阈值电压的调控技术,研制两端结构的高灵敏度太赫兹场效应混频探测器。

考核指标:研制成0.1~1.1 THz波段内系列化的室温太赫兹场效应混频探测器芯片及其模块,满足室温下高灵敏度的太赫兹波探测需求。0.11、0.22、0.34、0.65和0.90 THz探测器芯片的等效噪声功率小于10 pW/Hz1/2;响应度大于2800 V/W;带宽大于80 GHz;响应时间小于100 ns;硅透镜和波导喇叭集成的两种探测器模块。发明专利3项,技术标准3项。项目验收后三年内年销售达到100套。

实施年限:不超过3年

1.2.2 辐射探测器

研究内容:攻克高密度快衰减无机闪烁晶体生长及阵列加工制备、PIPS探测器的高阻硅材料研制、吸收区结构设计及漏电流工艺控制等关键技术,建立辐射探测器成套的完整生产、测试工艺,形成具有自主知识产权的高性能(高能量分辨率、高空间分辨率、高时间分辨率)、高可靠性辐射探测器系列产品,开展工程化和产业化研究,形成批量生产能力,为医疗诊断仪器、工业无损探测仪器和核辐射环境检测仪器提供核心关键部件。

考核指标:辐射探测器实现国产化和批量生产,基本满足我国科学仪器和工业应用对辐射探测器的需要。闪烁晶体探测器光输出≥45000 ph/MeV;衰减时间≤100 ns;密度≥6.5 g/cc;能量分辨率≤9%@662 keV;阵列规格:4×4~16×16;PIPS辐射探测器灵敏面积13 mm2;暗电流小于2 nA;击穿电压大于100 V。位置灵敏型闪烁探测器像素面积1 mm×1 mm~6 mm×6 mm;暗电流60%;PDE在380 nm~550 nm范围内最小值不小于30%;批量生产90%以上产品雪崩电压偏差<±0.2 V;雪崩电压随温度变化系数95%,适用光谱范围400 nm~2600 nm,光谱透过率>90%,损伤阈值20 J/cm2。发明专利3项,技术标准3项。项目验收后三年内年销售达到80套。

实施年限:不超过3年

1.3.2 泵

(1)高精度超高压液相泵

研究内容:开发高精度超高压液相泵,研究耐高压泵的制作工艺,攻克降低流量脉动和死体积的关键技术,研究影响产品可靠性的因素,开展工程化和产业化研究,形成批量生产能力,为国产超高压液相色谱仪发展提供核心关键部件。

考核指标:最大工作压力≥100 MPa(1 mL/min流速);流量准确度≤1.0%;流量精度≤0.06% RSD;一定条件下连续运行1000 h不漏液;死体积小于微升级别。满足超高相液相色谱梯度分析需求,故障率低。发明专利3项,技术标准3项。项目验收后三年内年销售达到100套。

实施年限:不超过3年

(2)精密微量注射泵

研究内容:开发精密微量注射泵,研究微量流体流量控制的准确性及稳定性的方法,研究制作工艺及制作材料,开展可靠性设计与测试,为流动注射分析仪、液相色谱仪、质谱仪等提供关键部件,满足多种实验需求。

考核指标:流量范围为0.01~50 mL;准确度<0.5%;精度<0.05% CV;不漏液,耐腐蚀。发明专利3项,技术标准3项。项目验收后三年内年销售达到500套。

实施年限:不超过3年

1.3.3 流量控制部件

研究内容:开发高精度、高稳定性、反控能力强的电子流量控制系统,研究流量控制精度及准确性的影响因素,攻克关键材料、关键零部件、算法等方面的关键技术,研究改善流量及压力稳定时间的方法。提升国产气相色谱仪智能化程度及性能。

考核指标:流量及压力稳定时间≤5 s;流量控制精度≤0.001 psi;满量程偏差≤5%。具备温度补偿功能。发明专利3项,技术标准3项。项目验收后三年内年销售达到500套。

实施年限:不超过3年

1.3.4 自动进样器

研究内容:开发高可靠、高性能自动进样器,研究产品制作工艺,研究影响质量可靠性的因素和保障措施,开发顶空进样、固相微萃取、吹扫捕集、在线过滤、富集和分析等功能。为质谱、色谱等化学分析仪器、生命科学仪器配套。

考核指标:进样重复性RSD<0.2%,样品残留<0.01%,定位精度优于0.2 mm。发明专利3项,技术标准3项。项目验收后三年内年销售达到100套。

实施年限:不超过3年

1.3.5 样品前处理仪

研究内容:攻克在线提取、浓缩净化、蒸馏分离的多元自动化控制、在线联机、微痕量破碎等前处理关键技术,研制智能加样、加载、分离、液面分层感应、色度识别、微流控等关键部件和模块,开发农、食产品安全、环保等领域的样品前处理的往复式在线数控提取仪、多道自动浓缩仪、程序消解仪、微流控核酸提取仪、高通量微量破碎仪、DNA富集“磁力枪”及多功能集成处理系统,软件研究基于高精度激光光衍射算法,实现单元独立控制和多元集成控制,达到破碎、消解、提取及浓缩等操作全程自动化,开展工程化和产业化开发,可与液相色谱、气相色谱、质谱、定量PCR仪、基因测序仪等联机匹配。

考核指标:研发前处理仪器不少于10种,实现色度识别数字化,高压制样、富集等一体化,多道处理连续化。回收率、重复性等技术指标符合相关分析方法标准要求,满足食品安全、环保、生物技术等领域样品前处理快速、高通量、自动化需求。发明专利3项,软件著作权3项,技术标准3项。项目验收后三年内销售达到500套。

实施年限:不超过5年

2. 高端通用仪器工程化及应用开发

攻克分析仪器、物理性能测量仪器、电子测量仪器和计量仪器开发的关键技术。

共性考核指标:目标产品应通过可靠性测试和异地测试,技术就绪度不低于8级。

原则上,每个项目下设任务数不超过8个,承担单位数不超过10个。

2.1 分析仪器

2.1.1 基于射线类的显微成像仪

研究内容:攻克多能谱光子计数X射线成像、多模态X射线成像、X射线成像探测器封装和集成工艺等关键技术,开发基于多能谱光子技术X射线的图像重建算法和处理软件,形成具有自主只是产权、功能健全、质量稳定可靠的基于射线类显微成像仪。并在此技术上开展工程化开发和产业化开发,解决小型化和产品化问题,形成工程化和产业化能力,实现生物体内器官和组织的深度、密度、体积等参数快速采集和全方位成像或结构件的显微成像,为核医学研究、工业无损探测和安全检查等领域提供技术支撑。

考核指标:分辨率优于3.6 lp/mm,最高计数率108/mm2S,多能谱甄选阈值8能区,单系统成像面积400 mm2,并可扩展拼接,单系统像素单元256×256像素尺寸100 μm。发明专利3项,软件著作权3项,技术标准3项。项目验收后三年内产值达到1.5亿元。

实施年限:不超过5年

2.1.2 高分辨荧光显微成像仪

研究内容:攻克光切面成像、动态成像、荧光标记与共定位、三维空间还原、定量或半定量分析、单分子荧光探测、荧光漂白后恢复技术;以及高速高精度扫描控制技术。研制复眼照明、高精度Z轴调焦、微分干涉、荧光滤色块、平场复消色差物镜等关键部件和模块。开发四维全自动分析测量软件。形成具有自主知识产权、功能健全、质量稳定可靠的高分辨荧光微分干涉显微镜。进行工程化和产业化开发,实现对活体组织微观结构、各种肿瘤细胞的显微成像,为细胞组学、基因组学、蛋白组学、肿瘤学等研究提供技术支撑。

考核指标:具有复眼照明、高精度调焦、微分干涉、图像分析,四维全自动分析等功能,平场复消色差物镜,最高100倍,数值孔径大于1.4,分辨率

实施年限:不超过5年

2.1.3 小型高灵敏度低能射线纳米尺度三维成像仪器

研究内容:攻克超高灵敏度低能射线探测、超高增益光信号采集、系统小型化等关键技术,研制激光等离子体低能量射线发生器、探测器等关键部件,开发组织深度、密度、体积等信息的快速采集软件系统,构建相关数据库,形成具有自主知识产权、功能完备、质量稳定可靠的小型化、灵敏度高、分辨率高、成像速度快的低能射线纳米尺度三维成像仪。开展工程化和产业化开发,应用于生物体内器官、组织的空间结构、物理性质等信息的快速采集、分析和融合。

考核指标:可实现单光子级别检测,光电信号增益大于106,在2D成像时间低于30 s、3D成像时间低于15 min的情况下分辨率优于50 nm。发明专利3项,软件著作权3项。项目验收后三年内年产值达到5000万元。

实施年限:不超过5年

2.1.4 高分辨共轭激光显微断层成像仪

研究内容:攻克共轭激光显微高分辨及快速成像关键技术,开发高灵敏度弱光探测器、高精度扫描机电平台等关键部件和模块,开发超快响应速度、超高探测效率、超宽光谱探测范围的探测系统。开发相关软件系统和数据库,形成具有自主知识产权、功能完备、质量稳定可靠的高分辨共轭激光显微断层成像仪,实现该仪器图像分辨率和成像速度的同时提高,满足对活体组织结构动态、定量、三维的显微观测需求。

考核指标:光电探测灵敏度达到单光子级别、光谱有效探测范围350 nm~850 nm、光探测效率60%、成像响应时间80 ns、成像速度300帧/秒、平面分辨率0.15μm、轴向分辨率10 nm。发明专利3项,软件著作权3项。项目验收后三年内年产值达到5000万元。

实施年限:不超过5年

2.2 物理性能测试仪器

2.2.1 差式扫描量热仪

研究内容:攻克宽幅变温与控温、高温磁场耦合、磁环境精密测量、微型加热与样品固定等关键技术,研制宽幅变温控温和磁—热—电耦合等关键部件,开展磁场环境热分析仪器综合集成,开发温度和磁场精确控制、信号传输补偿与校正、数据分析等软件,丰富仪器功能,形成具有自主知识产权、功能健全、质量稳定可靠的差式扫描量热仪。并在此技术上开展工程化开发和产业化开发,解决宽幅变温差式扫描量热仪器的工程化和产业化问题,形成可商业化、通用型热分析仪器的系列化发展,满足特征温度、反应热、熔融与结晶、结晶度、热稳定性、固化、玻璃化转变、比热、质量变化、热膨胀系数、反应动力学等参数测量要求,为精密测量和制造行业提供关键技术支撑。

考核指标:温度范围100 K~973 K;温度重复性±0.1 K;温度准确度0.1 K;升/降温速率0.01 K/min~50 K/min。发明专利3项,软件著作权3项,技术标准3项。项目验收后三年内年产值达到1000万元。

实施年限:不超过5年

2.2.2 高精度数字散斑干涉检测仪

研究内容:研究超光滑、超精密、超高温零部件形貌和误差以及相关材料的力学性能测量、测试方法及仪器设备,攻克三维特征高精度动态重构、全息干涉条纹的高精度数值衍射算法和基于散斑技术的超高温下材料性能测试等关键技术,研制相干与非相干照明光源、定向加热激光、动态加载、数据采集处理等关键部件和模块,开发软件丰富仪器功能,形成具有自主知识产权、功能健全、质量稳定可靠的高精度数字散斑干涉检测仪,并在此技术上开展产业化开发,实现常温和超高温对被测物体的位移、变形、振动及材料力学特性等参量的高精度动态无损检测。研究数字散斑干涉及散斑结构视觉三维测量系统的集成;不同温度下光测手段和材料高温本构关系;数字散斑传感器的精密标定;为不同条件下材料力学性能精密测量和精密制造行业提供技术支撑。

考核指标:测量灵敏度小于50 nm;测量面积大于200 mm×200 mm;测量速度大于20 Hz;实现常温和超高温材料力学特性的测量;支持多相机同步测量,三维数据自动拼接。项目完成时产品应通过可靠性测试,技术就绪度达到8级,发明专利3项,软件著作权3项,技术标准3项。项目验收后三年内预计年产值达到2000万元。

实施年限:不超过5年

2.2.3 超光滑表面无损检测仪

研究内容:研究多幅重叠干涉条纹的相位分离算法,形成具有自主知识产权、功能健全、质量稳定可靠的超光滑表面无损检测仪。并在此技术上开展工程化开发和产业化开发,解决质量可靠性和产品化问题,形成工程化和产业化能力。开展新型连续变波长激光器在相位移中的应用研究,实现非透明物体超光滑表面及具有多层超光滑平行反射面透明物体的纳米级表面形貌高精密测量,满足现代工业对大面积表面形貌和厚度变化测量的需要,为LED、光伏和半导体制造行业提供关键技术支撑。

考核指标:口径尺寸≥120 mm;测量精度达到RMS≤20 nm;测量重复精度RMS≤10 nm。发明专利3项,软件著作权3项,技术标准3项。项目验收后三年内产值达到2亿元。

实施年限:不超过5年

2.2.4 精密光学器件在线检测仪

研究内容:攻克尖端光学器件的精密间距测量、偏心检测与光学像质评价技术。探索镜片间隙的非接触式测量方法,实现在线的镜片间距高精度测量与引导装调;研究快速高精度的光学器件自动偏心测量方法;开展波前测量与波前标定方法研究,形成基于波前像差的光学像质判定算法。根据大型光学镜面、高数值孔径显微物镜、树脂压印镜片等至少三种应用场景的需求,开发一体式的综合测量仪器设备,并在国内高端的光学加工车间、国家质检系统、规模化的光学元器件生产线,开展应用示范,为精密光学加工、器件性能检测和尖端物镜装调,提供仪器支撑。

考核指标:口径尺寸100mm;间距测量精度优于800nm;偏心测量精度优于100nm;波前测量精度RMS≤15nm,测量重复精度RMS≤7nm;发明专利10项,软件著作权3项,技术标准2项。项目验收后三年内,年产值达到3000万元,年销量达到100台。

实施年限:不超过5年

2.3 电子测量仪器

2.3.1 高性能多功能矢量网络分析仪

研究内容:攻克多端口微波网络幅频和相频特性测量、半导体功率器件非线性特性测量、多端口网络误差修正算法、测量校准与量值溯源等关键技术;研制多通道大动态范围低温漂混频、高隔离度定向耦合、超宽带低相位噪声激励信号发生、宽频带开关倍频滤波、宽带同轴机械和电子校准件等关键部件和模块;开发多端口网络误差修正算法、非线性网络模型、时域和频域分析等测试软件,形成具有自主知识产权、功能健全、质量稳定可靠、不同频段不同端口数量组合的系列化微波矢量网络分析仪。并在此技术上开展工程化和产业化开发,解决质量可靠性和产品化问题,形成工程化和产业化能力,实现对微波毫米波网络的S参数、X参数、噪声系数、混频器件变频损耗、信号频谱等参数进行高精度测量,为相控阵雷达、移动通信、卫星通信、卫星导航、电子侦察与电子对抗等电子设备科研生产提供关键技术支撑。

考核指标:频率范围100 kHz~67 GHz;测试端口数量2和4;系统动态范围80~128 dB;具备机械和电子校准件、频谱分析、噪声系数测试、混频器测量等附件或功能。发明专利3项,软件著作权3项,技术标准3项。项目验收后三年内年产值达到2000万元。

实施年限:不超过5年

2.3.2 无线通信信道模拟与监测分析仪

研究内容:攻克空中接口性能测试与比较、大多普勒频偏及频偏变化率模拟、长传输时延模拟、终端运动时延变化模拟、多天线通信终端多维度无线信道模拟、无线通信信道自动监测等关键技术,研制移动通信复杂传输环境模拟、卫星测控与通信信道模拟、电子对抗环境模拟等关键部件和模块,开发路径衰减、吸收损耗、遮挡衰落、多径衰落、多普勒频移、传输时延、群时延、多通道天线阵列相位等多种无线信道传输特性模拟软件,形成具有自主知识产权、功能健全、质量稳定可靠的无线传输信道模拟与监测分析仪。并在此技术上开展工程化开发和产业化开发,解决质量可靠性和产品化问题,形成工程化和产业化能力,实现无线传输信道传输特性定量模拟和多种环境条件无线信道传输特性遍历模拟,为移动通信、卫星通信、卫星导航、电子对抗等电子系统科研生产和工程建设提供关键技术支撑。

考核指标:工作频段1 MHz~18 GHz;通道数8;测试带宽125 MHz;每个信道衰落路径48个。发明专利3项,软件著作权3项,技术标准3项。项目验收后三年内年产值达到2000万元。

实施年限:不超过5年

2.3.3 时域电磁干扰测量监测分析仪

研究内容:攻克大动态宽带信号高速采样、多通道并行采样数据动态重构、宽带信号并行数字检波等关键技术,研制高速、宽带时域电磁干扰测量监测仪,开发实时接收、分析等软件,形成具有自主知识产权、功能健全、质量稳定可靠的时域电磁干扰测量监测分析仪。并在此技术上开展工程化开发和产业化开发,解决质量可靠性和产品化问题,形成工程化和产业化能力,为大型水面舰艇中复杂电磁环境效应快速测量评估提供关键技术支撑。

考核指标:频率范围25 Hz~3.6 GHz、25 Hz~7 GHz、25 Hz~26.5 GHz;分辨率带宽符合CISPR16—1—1和GJB 151B的分辨率带宽;实时分析带宽≥40MHz;30 MHz~1 GHz频段的测试速度较传统电磁干扰测量接收机提升千倍以上;环境适应性、电磁兼容性和安全性均满足GJB 3947A—2009中对三级设备的相关要求。发明专利3项,软件著作权3项,技术标准3项。项目验收后三年内年产值达到2000万元。

实施年限:不超过5年

2.4 计量仪器

研究内容:研究宽带大电流测量仪,攻克宽频带超大电流传感和校准技术,研究宽频带大电流溯源方法,研发高精度宽频带大电流计量仪器及校准装置,形成具有自主知识产权、功能健全、质量稳定可靠的宽带大电流计量仪。在此基础上,开展工程化开发和产业化开发,满足我国高铁、冶金、电力和国防军工等行业对宽频带大电流高精度测量应用和溯源需求,为精密测量和制造行业提供关键技术支撑。

考核指标:交流和直流大电流测量范围100 kA~300 kA,不确定度0.2%~0.5%,k=2,带宽≥10 kHz。宽频带电流频率测量范围50 Hz~2.5 kHz~1 MHz,电流测量范围10 A~2 kA,不确定度:1E—5~1E—2,k=2。发明专利3项,软件著作权3项,技术标准3项。项目验收后三年内年产值达到2000万元。

实施年限:不超过5年

有关说明:非企业牵头申报,参与企业自筹资金与国拨总经费投入比例不低于1:1。

3. 专业重大科学仪器开发及应用示范

重点支持支撑经济和产业发展、服务公益行业和民生改善、保障国家安全和公共安全的3类专业重大科学仪器。

共性考核指标:目标产品应通过可靠性测试和异地测试,技术就绪度不低于8级。

原则上,每个项目下设任务数不超过8个,承担单位数不超过10个。

3.1 支撑经济和产业发展的专业重大科学仪器

3.1.1 工业过程在线分析检测仪器

研究内容:研发石油、化工、制药、能源、冶金、矿产、有色等重要流程工业的生产过程产物及排放物的在线监测技术,燃料、原料、材料等物质的物理与化学转化过程的样品在线快速采样、高压快速反应测试、在线无损检测、产物高速分离分析及多组分高频检测技术,并研制形成具有自主知识产权、功能先进、质量稳定可靠的流程工业生产及物质转化过程的在线分析检测及监测仪器;开发仪器应用方法,实施仪器产品与系统的工程化,实现产业化应用。

考核指标:达到相关国家标准,通过可靠性测试,技术就绪度8级以上,其中工业过程产物在线监测分析下限1 ppm、系统响应时间100 Hz并适用10个组分。发明专利3项,软件著作权3项,技术标准3项。项目验收后三年内年销售达到50套。

实施年限:不超过5年

3.1.2 油气探测与管道检测仪器和设备

研究内容:攻克阵列侧向测量、岩性密度测量、油气管道测量、阵列感应测量、在保护套中的悬挂、井下大功率高可靠电源、井下仪器测量信息与地面仪器信息的匹配技术,并集成补偿中子测量、声波测量、井径测量、连斜测量、三参数测量等测井技术,进行软件开发,丰富仪器功能,形成具有自主知识产权、功能健全、质量稳定可靠的油气探测仪器,并在此技术上开展工程化开发和产业化开发,为石油、天然气、页岩气等勘探领域提供关键技术支撑。

考核指标:工作环境温度—25~175 ℃,工作压力≤140 Mpa;仪器供电连续工作时间不小于30小时;数据采集与存储,存储间隔每帧250 MS;适应4~12英寸井眼,可任选钻杆输送泵出存储和电缆输送方式,同时具备裸眼井测井、套管井固井质量测井功能。发明专利3项,软件著作权3项,技术标准3项。项目验收后三年内年产值达到2000万元。

实施年限:不超过5年

3.2 服务公益行业和民生改善的专业重大科学仪器

3.2.1 燃煤电厂超低排放监测仪器

研究内容:针对燃煤电厂超低排放监测需求,研制基于光谱技术的气态污染物在线监测系统,实现低浓度SO2、NOx等气态污染物精确测量;攻克SO3的采样和前处理关键技术,开发SO3以及硫酸雾在线监测系统;研制基于光散射与β射线技术融合的颗粒物监测系统以及低浓度颗粒物手工采样设备,实现低浓度颗粒物的快速、准确测量以及手工比对。

考核指标:SO2量程范围0~75 mg/m3,NOx量程范围0~100 mg/m3,线性误差≤±2% F.S.,24小时零漂≤±2% F.S.;SO3量程范围0~100 ppm;最低检出限0.5 ppm;颗粒物检测限≤0.1 mg/m3,响应时间≤15 s,测量准确性≤±10%,颗粒物手工采样器测量范围0~10 mg/m3;形成技术标准体系并实现年产100台套以上的生产能力。发明专利3项,软件著作权3项,技术标准3项。项目验收后三年内年销售达到400套。

实施年限:不超过5年

3.2.2 水中半挥发性有机物自动监测仪器

研究内容:针对地表水/饮用水中半挥发性有机物,采用固相微萃取、自动富集与热解析技术,研制开发固相微萃取搅拌材料、自动萃取与热解析装置、GC—检测器分离单元,定性、定量自动检测水中半挥发性有机物和农药残留;通过系统集成,开发水中半挥发性有机物自动监测仪器;通过在水质自动监测系统及实验室检测示范应用,建立水中半挥发性有机物自动监测技术方法体系。

考核指标:实现《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)中至少24种半挥发性有机物监测因子的连续自动监测;准确度≤10%,线性≥0.99,检出限≤0.5 μg/L,重复性≤1%;形成技术标准体系并实现年产100台套以上的生产能力。发明专利3项,软件著作权3项,技术标准3项。项目验收后三年内年产值达到2000万元。

实施年限:不超过5年

3.2.3 大气颗粒物源识别在线分析仪

研究内容:研究大气颗粒物特征提取和源识别在线测量方法,攻克高灵敏度和高对比度的弱散射信号检测提取、多维信息实时同步处理、散射颗粒特异性分析、多维信息组合分类等关键技术。研制多角度高吸收气密散射室、多参量同步偏振数据检测器、高精度流量测量及控制单元、温湿度动态补偿采样单元、微弱电信号提取及放大等关键部件和模块;开发大气颗粒物散射仿真模型和演化、反演颗粒物特定属性和群分布特性等算法,以及颗粒物光学识别经验数据库的颗粒物分类辨识软件,形成具有自主知识产权、功能健全、质量稳定可靠的大气颗粒物源辨识在线分析仪。开展工程化和产业化开发,应用于大气污染防治、高污染产业升级和改造等所需的基础数据采集,为获得雾霾与特定污染源的关联关系提供技术支撑。

考核指标:快速识别至少三类典型颗粒物;颗粒物组成分析的百分比误差,快速在线方式下小于50%,长时间校准方式下小于20%;颗粒物质量浓度范围1~1500 μg/m3;颗粒物测量分析的时间分辨率小于180秒;发明专利5项,软件著作权2项,项目验收后三年内年产值达到2000万元,年销售量不少于100台。

实施年限:不超过5年

3.2.4 高通量微生物快速检测仪器

研究内容:攻克紫外激光诱发生物固有特征物质荧光、空气动力学粒谱测量、高频高Q悬臂梁传感等关键技术,研制虚拟撞击切割器、生物气溶胶监测与甄别处理电路、悬臂梁阵列谐振器等关键部件和模块,进行软件开发,丰富仪器功能,形成具有自主知识产权、功能健全、质量稳定可靠的生物气溶胶采样器、生物气溶胶监测仪、生物气溶胶报警器、生物检验分析仪、高精度悬臂梁生物检验仪。软件研究基于光谱特征信息提取数学模型及谱特征匹配等算法,实现对生物气溶胶活性、生物病原体种类等现场在线自动监测检测。研究数据甄别处理和自动系统集成,开发精密标定技术。开展工程和产业化研究,为生物安全防控和其他国家安全领域提供关键技术支撑。

考核指标:生物气溶胶监测报警时间≤30 s,生物气溶胶采样流量不小于1000 L/min,检测时间≤30 min,检测种类涵盖细菌、病毒和毒素等生物病原体,细菌检测灵敏度105 cfu/mL,毒素检测灵敏度300 ng/mL。发明专利3项,软件著作权3项,技术标准3项。项目验收后三年内年产值达到5000万元,年销售80—100台。

实施年限:不超过5年

3.2.5 高性能智能化食品药品无菌检测仪

研究内容:攻克基于VHP快速灭菌消毒及评价待检样品自动处理、细菌自动富集、功效检测等关键技术,研制洁净操作舱、传递系统、自动加样系统、阳性菌加注、传感反馈控制系统等关键部件和模块,进行控制软件开发,丰富仪器功能,形成具有完全自主知识产权、功能健全、质量稳定可靠的高性能智能化食品药品无菌检测仪。开发智能化管理软件系统,实现无菌检查自动监测检测。开展工程和产业化研究,为食品药品行业质量控制提供关键技术支撑。

考核指标:VHP灭菌浓度持续稳定在1000 ppm以上,灭菌保障水平达到10—6 SAL;整体效率达到手工的5倍以上。同时实现检测系统自动监控与远程监管功能,具有全自动调压气压控制,全自动精确传递定位机构,全自动操作系统,网络远程受控接口等,可自定测试程序。年产能达到300台以上。发明专利3项,软件著作权3项,技术标准3项。项目验收后三年内年生产能力达到300套,销售额达到5000万元。

实施年限:不超过5年

3.2.6 新型全谱线快速光谱仪

 
研究内容:研究全谱线快速采集技术、激发光源校正技术、高稳定蒸汽发生技术,研制全谱、高灵敏度、高传输效率的单色器系统,开发新型全谱线快速光谱仪器和检验方法,解决食品、农产品中微痕量元素分析广普、精准的难题。形成具有自主知识产权、功能健全、质量稳定可靠的仪器产品,并开展工程和产业化应用,为食品和农产品领域提供关键技术支撑。
 
考核指标:波长范围190~320 nm,波长误差0.5 nm,分辨率2 nm,长期稳定性优于5.0%,光谱干扰、散射干扰<0.1%。发明专利3项,软件著作权3项,技术标准3项。项目验收后三年内年产值达到2000万元。
 
实施年限:不超过5年
 
3.2.7 井下甚宽频带地震仪
 
研究内容:攻克井下定位等关键技术,研制易于操作的下井装置、与井壁进行良好耦合等关键部件和模块,研制数据输出可与现有台站的甚宽频带地震计兼容的数据处理系统。形成具有自主知识产权、功能健全、质量稳定可靠的井下甚宽频带地震仪,实现对慢地震、固体潮汐、地震前兆和地壳运动等方面的观测能力。进行工程化和产业化开发,为地震研究和地球科学提供关键技术支撑。
 
考核指标:井下地震仪包括地震传感器、井下密封装置和下井装置等部分,可用于井下地震观测,具有遥控锁松摆、遥控调零、遥控姿态调整、标定等功能,具有真实记录长周期地震波、中长周期地震波和短周期地震波的能力。发明专利3项,软件著作权3项,技术标准3项。项目验收后三年内年产值达到2000万元。
 
实施年限:不超过5年
 
3.2.8 空地全息三维自主技术装备
 
研究内容:研究新型低、中高空遥感技术装备,攻克高分辨率激光成像总体技术、高精度激光指向控制技术和高灵敏度阵列探测技术等关键技术,进一步丰富多种平台和环境下,对空地多种目标进行数据获取的手段,基于多模式、多光谱、多时相、多平台的装备优势,研制多种装备一体化处理的智能后处理软件,全自动处理生产三维模型数据,形成国产高端空地全息三维自主装备体系,为航空航天、测绘等领域提供关键技术支撑。
 
考核指标:系统兼有陆地、航空、低空等作业模式,具有集成化和轻量化设计,能保证稳定性与安全性;全息智能处理软件支持多种平台、多种数据格式,支持部件自动提取自动分类,准确率达到80%以上。发明专利3项,软件著作权3项,技术标准3项。项目验收后三年内年产值达到2000万元。
 
实施年限:不超过5年
 
3.2.9 大视场机载高光谱成像仪
 
研究内容:应用于遥感探测、地质找矿、环境保护、农业评估、海洋观测等领域需求,研究大视场,宽谱段,高信噪比的机载成像高光谱仪。主要突破大视场,小F镜头,光分离技术,宽谱段谱仪及拼接技术,高信噪比的电子学技术以及大容量存储技术。

考核指标:视场大于60度,瞬时视场优于2豪弧度,F:1.5,光谱范围400 nm~2500 nm,波段大于128,光谱分比率由于15 nm,信噪比优于500:1。项目验收后三年内年生产、销售2台。

实施年限:不超过5年

3.3 保障国家安全和公共安全的专业重大科学仪器

3.3.1 基础设施安全在线检测监测仪器

研究内容:攻克材料劣化、缺陷演化过程中的无损检测监测关键技术,研制智能化在线实时监测仪器的相关核心关键模块,开发配套软件,实现大规模远程传感器监测网络的数据采集、缺陷智能化辅助识别、风险评估预警等功能。形成具有自主知识产权、功能健全、质量稳定可靠的民生或工业基础设施安全在线检测监测仪器,进行工程化开发和产业化开发,为重要民生或工业基础设施安全领域提供关键技术支撑。

考核指标:目标仪器缺陷探测能力和功能达到相关领域检测标准与安全评价规范要求。发明专利3项,软件著作权3项,技术标准3项。项目验收后三年内年产值达到2000万元。

实施年限:不超过5年

3.3.2 快速通关检测专用仪器

研究内容:攻克激光诱导击穿、光频梳激发分辨、指纹识别、微阵列分析等关键技术,研制高性能信号激发、光谱分辨、光密度扫描等关键部件和模块,进行软件开发,形成具有自主知识产权、功能健全、质量稳定可靠的工矿产品及固体废物全元素分析仪、贵重货物无损鉴别仪、有毒有害物高分辨散射谱仪、真菌毒素偏振荧光免疫检测仪,病原生物纸基多靶快检仪,生物恐怖因子气溶胶监测仪,实现对跨境的大宗和贵重货物无损鉴别、高风险有毒有害物快速检测、病原及恐怖因子监测和及早预警。开展工程和产业化研究,为口岸安全和快速通关等领域提供关键技术支撑。

考核指标:研发口岸安全快速检测仪器不少于6种。对工矿产品,检出限:Pb为0.01%,S为0.05%,Ca为0.1%,Cu为0.01%,Zn为0.01%,H为0.05%,F为0.1%,Cl为0.1%,C为0.01%,2分钟内,所有元素同步给出。同时,完成金属元素和非金属元素的定量分析;对贵重品鉴别,建立不少于100种特征谱库;对有毒有害物,单点测量时间小于10ms,检出限满足SN标准要求;对真菌毒素和病原生物,技术指标满足国家相关要求;对恐怖因子,覆盖国际组织公布的气溶胶传播全部生物恐怖因子。发明专利3项,软件著作权3项,技术标准3项。项目验收后三年内年产值达到5000万元,年销售80—100台。

实施年限:不超过5年

3.3.3 物流安全快检仪器

研究内容:攻克多通道荧光探针设计与检测、同轴嵌套多模离子化等关键技术,研制核心生物传感器件模块,进行软件开发,强化系统集成、研制出具有自主知识产权、功能健全、质量稳定可靠的成套生物传感检测技术装备、液—气多模离子源检测仪,精准控温多道荧光定量核酸检测仪,诊疗设备评价系统,建立物流安全监控系统,实现贸易全流程、即时风险预警。开展工程和产业化研究,为物流和公共安全等领域提供关键技术支撑。

考核指标:研制物流安全的危害因子专用检测仪器不少于4种,检测范围覆盖违禁危害因子85%以上,检出率95%以上;服务系统可达百万级用户。发明专利3项,软件著作权3项,技术标准3项。项目验收后三年内年产值达到2000万元,年销售80—100台。

实施年限:不超过5年

3.3.4 放射性核素在线监测仪器

研究内容:攻克专有低本底、高效率、多晶体谱仪部件直接探测水体放射性水平的测量技术以及数据通讯和集成分析软件核心技术,攻克自动采集、制样、实时在线监测水体的测量技术以及数据通讯和集成分析软件核心技术;实现水中放射性实时在线快速监测、网络化辐射监测,分别形成具有自主知识产权、功能健全、质量稳定可靠的放射性核素在线监测系统,进行工程化和产业化开发,为环保行业提供关键技术支撑。

考核指标:γ核素探测下限137Cs,探测下限0.5Bq/L;90Sr探测下限10mBq/L;3H探测下限1.2Bq/L;14C探测下限2Bq/L;总α探测下限0.05Bq/L;总β探测下限0.1Bq/L;适用温度—20℃~+50℃;适用湿度<95%;防护等级IP54。发明专利3项,软件著作权3项,技术标准3项。项目验收后三年内年产值达到2000万元,三年销售50台套。

实施年限:不超过5年

3.3.5 航空航天装备安全仪器

研究内容:研究复杂工况下姿态运动的高精度视频测量及其抗扰方法、海量时序视频图像特征的实时处理技术、载荷随姿态运动的变化规律分析方法、测试数据的微弱特征提取方法;攻克高噪声/振动环境下姿态运动的高精度实时测量,载荷/姿态测试数据的时/频/空耦合分析,及其嵌入式软硬件仪器化等关键技术,形成自主知识产权、功能健全、质量稳定可靠的复杂工况下姿态运动的高精度视频检测分析仪,在噪声/振动环境下实现姿态运动的高精度测量、提供载荷/姿态运动间的耦合特性参数。

考核指标:成像分辨率最高3600万像素,时间分辨率1微秒~1秒,采样频率1~10000 Hz;角度测量范围0~360。;姿态角测量精度最高0.01。;工作环境噪声0~130 dB;单路时序视频图像特征的实时处理速度最高2 GB/秒;检测分析信号的信噪比可达—20 dB。技术就绪度达8级,发明专利5项,软件著作版权3项,企业技术标准3项。项目验收后三年内产值达到1.2亿。

实施年限:不超过5年
 
转自:仪器信息网

    

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