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在工業(yè)生產(chǎn)過程中，物位一直是一個非常重要的控制參數(shù)。物位檢測的準(zhǔn)確性直接影響到產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性。就目前的物位檢測儀表而言，其技術(shù)已經(jīng)相對比較成熟，使用的類別也呈現(xiàn)出多樣化，如浮球式、壓力式、電容式等物位儀表，在早期的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場經(jīng)常被用于檢測料位和液位。由于超聲波測量可以實現(xiàn)非接觸式的測量，不會被測量介質(zhì)的特性而影響測量結(jié)果，因此多用于復(fù)雜危險的測量環(huán)境。而與其他非接觸式儀表如雷達物位計等相比，具有安裝方便、易維護、成本低的優(yōu)點。其強大的穿透力既不會損壞其他設(shè)備，也不會對人們?nèi)粘９ぷ饔杏绊懀欠墙佑|測量中較為理想的測量方式。 超聲波物位計的工作原理是由發(fā)射頭發(fā)出超聲波脈沖遇到被測介質(zhì)表面被反射回來，部分反射回波被同一發(fā)射頭接收，轉(zhuǎn)換成電信號。超聲波脈沖以聲波速度傳播，從發(fā)射到接收到超聲波脈沖所需時間間隔與發(fā)射頭到被測介質(zhì)表面的距離成正比。 本項目基于以上研究背景，力求在結(jié)構(gòu)簡單、節(jié)約功耗的前提下，設(shè)計功能完善，能實現(xiàn)具有高精度的，并且高穩(wěn)定性的超聲波物位計。本項目基于超聲波的基本理論，從硬件上、軟件上進行研究和設(shè)計，對超聲波物位測量系統(tǒng)進行了理論研究和實現(xiàn)，最終完成產(chǎn)品設(shè)計。 具體要求歸納如下： (1)在成本上滿足低成本，增強產(chǎn)品的性價比，提高市場競爭力，能有效地在工業(yè)工廠中進行推廣。 (2)在功耗上需要滿足低功耗，滿足節(jié)能減排的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略方針，同時也可以減少在儀表的安裝過程中的步驟并節(jié)省安裝費用。 (3)在量程上需要滿足大量程和可變量程，大量程可以實現(xiàn)產(chǎn)品應(yīng)用的有效性，可變量程可以分級提高測量精度，實現(xiàn)產(chǎn)品的應(yīng)用性和適應(yīng)性。    (4)在功能上實現(xiàn)LCD實時顯示與HART通信遠程參數(shù)修改。

（1）南方山區(qū)特殊土公路路基處治關(guān)鍵技術(shù)：用于處治南方山區(qū)公路建設(shè)中遇到的典型特殊土類（軟土、巖溶、紅砂巖等），確保工程安全的前提下產(chǎn)生了較大的社會經(jīng)濟效益，獲國家科技進步二等獎；（2）高速公路軟土路基處理技術(shù)：提出了雙向增強復(fù)合地基這一新型地基處理方法，對其處治技術(shù)、加固機理、試驗研究及計算理論等進行了深入研究，成功應(yīng)用于湖南省臨長高速公路沿線軟基處治；（3）高速公路巖溶與采空區(qū)路、橋基礎(chǔ)設(shè)計施工與質(zhì)量控制方法：提出了經(jīng)濟可行的巖溶區(qū)路橋基礎(chǔ)處治技術(shù)，并成功應(yīng)用于湖南省潭邵高速公路沿線的巖溶處治；（4）高速公路紅砂巖路堤修筑技術(shù)：成功解決了紅砂巖路基填筑機理及施工工藝問題，在湘耒高速等高速公路實現(xiàn)了紅砂巖路用，節(jié)省工程投資4.7億元，該工程獲評“國家環(huán)境保護百佳工程”；（5）高填石路堤施工與質(zhì)量控制技術(shù)，應(yīng)用于廣西寨任高速建設(shè)，獲廣西優(yōu)質(zhì)工程獎。

研究領(lǐng)域 以企業(yè)的生產(chǎn)需要為出發(fā)點，以研發(fā)新產(chǎn)品、新設(shè)備、新工藝為目標(biāo)，進行光機電一體化成套設(shè)備及新技術(shù)的研究與開發(fā)，解決企業(yè)發(fā)展過程中的瓶頸問題。圍繞創(chuàng)新制造工藝、機電控制及自動化，開展綠色化、系統(tǒng)化智能機電一體化技術(shù)及其在生產(chǎn)過程中的應(yīng)用研究。主要研究方向有：（1）綠色新能源生產(chǎn)技術(shù)及設(shè)備（2）特種加工機械（3）新型包裝機械（4）根據(jù)企業(yè)實際需求定制光機電一體化成套設(shè)備（生產(chǎn)線）的研發(fā)。科研成果及簡介 所承擔(dān)主要項目： 鋅空燃料電池極片干嵌法成形過程控制的理論與技術(shù)(國家自然基金) ·高速水墨柔性印刷模切機CL1224 （國家科技部） ·機械軟起動控制系統(tǒng)的開發(fā)（天津市教委） ·柔性傳動行星輪差速機構(gòu)的研究 （河北省教育廳） ·機械液壓自動控制軟啟動系統(tǒng)（石家莊科技局） ·自動分頁裝訂機的開發(fā)研究（河北省教委） 橫向課題： 紙管機開發(fā)（天津巨業(yè)衣架制造有限公司） 盤料螺紋鋼滾絲機（天津市天鵬建筑器材有限公司） 五金平臺自動機械手的研制（慶輝五金制品有限公司） 乒乓膠皮海綿上料系統(tǒng)的研發(fā)（天津七二九體育器材開發(fā)有限公司） 電池極片卷繞設(shè)備（海裕百特鋰能設(shè)備有限公司） 鋰電池極片軋制卷繞線 ； 流延膜擠壓收卷裝置及控制系統(tǒng)的合作研發(fā)； 瓦棱機生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的研制； KSQ-500電池極片卷繞設(shè)備開發(fā) 木工挖船機（威盧克斯有限公司） WS-260衛(wèi)生巾生產(chǎn)線獲獎與專利一種布料機                  發(fā)明專利           專利號：200910068754.x一種雙向水泥土攪拌樁機      發(fā)明專利           專利號：200910069172.3一種雙向水泥土攪拌樁機      發(fā)明專利           專利號：200910069171.9一種雙向水泥土攪拌樁鉆桿    發(fā)明專利           專利號：200910069170.4一種收獲機                  發(fā)明專利           專利號：200910069269.4可轉(zhuǎn)讓項目 可承擔(dān)（合作開發(fā)）科研項目與技術(shù)合作光機電一體化成套設(shè)備（生產(chǎn)線）的研發(fā)

拓撲量子物相在過去十年里已發(fā)展成為凝聚態(tài)物理及超冷原子量子模擬的主流研究方向。 相關(guān)研究大大加深了對量子物質(zhì)的基本理解。依據(jù)拓撲物態(tài)的存在是否依賴于系統(tǒng)的對稱 特性，可將拓撲相分類成內(nèi)秉拓撲物態(tài)和對稱保護拓撲物相。前者不依賴于對稱保護，而 后者需有對稱保護才可穩(wěn)定存在。其中，在一維量子系統(tǒng)中，已有理論表明拓撲相的存在 總是需要相關(guān)對稱性的保護。對于自由費米子體系，基于熟知的 Artland-Zirnbauer 十重分 類的拓撲理論告訴我們，得到一維拓撲物相需要有類似于粒子-空穴對稱的對稱保護。在 合作小組完成的該篇文章中，他們發(fā)現(xiàn)一種新的并非由傳統(tǒng)熟知的粒子-空穴或子晶格對 稱保護的一維拓撲物相。該拓撲態(tài)被證明由一種隱藏的滑移鏡像對稱和非局域手征對稱保 護。這超出傳統(tǒng)的基于 Artland-Zirnbauer 十重類的拓撲分類理論的范疇。另外，這項工作 部分基于劉雄軍等人較早期基于拉曼光晶格體系提出的 AIII 類拓撲物態(tài)（2013 年 PRL 工 作）。進一步，基于所實現(xiàn)的拓撲體系，他們理論預(yù)測、且實驗觀測到與量子體系拓撲特 征相關(guān)的兩類基本量子動力學(xué)行為。這對研究拓撲體系的非平庸量子動力學(xué)帶來啟發(fā)。

通過使用鉛的條狀非公度相作為鉛膜和硅襯底的界面，用超高真空分子束外延技術(shù)成功制備出一種宏觀面積的、塞曼保護的新型二維超導(dǎo)體。系統(tǒng)的低溫強磁場實驗表明，該體系的超導(dǎo)電性可存在于超過40特斯拉的平行強磁場中，這一數(shù)值遠超過體系的泡利極限，是塞曼保護超導(dǎo)電性的直接證據(jù)。第一性原理計算結(jié)果也表明，條狀非公度相中特殊的晶格畸變會延伸至鉛膜中，從而在該體系中引入很強的塞曼自旋軌道耦合。同時，新的微觀理論也給出了強雜質(zhì)情形下各種自旋軌道耦合及散射效應(yīng)對二維超導(dǎo)臨界場的影響并定量地解釋了塞曼保護超導(dǎo)電性的物理機制。該工作表明，可以通過界面工程在中心反演對稱性保護的二維超導(dǎo)中引入面內(nèi)中心反演對稱性破缺，也即在二維晶體超導(dǎo)體系中人工引入塞曼保護的超導(dǎo)電性機制。這一結(jié)果預(yù)示出人們有望在二維超導(dǎo)體系中，通過界面調(diào)制發(fā)現(xiàn)新的非常規(guī)超導(dǎo)特性。這種宏觀尺度強自旋軌道耦合下的二維超導(dǎo)，也為拓撲超導(dǎo)的探索提供了新的平臺，并為未來無耗散或低耗散量子器件的設(shè)計與集成奠定了基礎(chǔ)。圖 (a) 脈沖強磁場實驗表明6個原子層厚鉛膜的超導(dǎo)電性在高達40 T的水平強場下仍不被破壞。(b) 臨界場隨溫度的關(guān)系與理論高度重合，有力地證明了超薄鉛膜中的塞曼自旋軌道耦合保護的超導(dǎo)電性。 (c) 對外延生長于條狀非公度相（SIC）界面上的超薄鉛膜進行磁阻測量的示意圖。

北京大學(xué)物理學(xué)院肖云峰教授與龔旗煌院士領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊在微腔非線性光學(xué)研究取得重要進展：首次實現(xiàn)有機分子修飾的二氧化硅光學(xué)微腔的高效三次諧波產(chǎn)生，比此前報道的二氧化硅微腔轉(zhuǎn)換效率提高了四個量級，接近晶體微環(huán)腔三次諧波的最高轉(zhuǎn)換效率。成果被《物理評論快報》以封面及編輯推薦形式亮點報道：Phys. Rev. Lett. 123, 173902 (2019)。論文題為“Microcavity Nonlinear Optics with an Organically Functionalized Surface” (https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.123.173902)。左圖：二氧化硅微腔表面修飾有機共軛分子；右圖：實驗測得的激發(fā)光和三次諧波光譜圖 三階非線性光學(xué)效應(yīng)是現(xiàn)代光學(xué)研究和應(yīng)用中最重要的非線性光學(xué)過程之一，被廣泛應(yīng)用于實現(xiàn)光頻梳、全光開關(guān)和量子光源等。二氧化硅回音壁微腔由于具有超高的品質(zhì)因子和成熟的制備工藝，已經(jīng)成為是現(xiàn)代光子學(xué)研究的重要器件。然而，由于材料的限制，二氧化硅三階光學(xué)非線性響應(yīng)較弱于多數(shù)晶體材料，這嚴重地制約了二氧化硅微腔器件的性能。另一方面，有機共軛小分子具有離域的?電子系統(tǒng)，在光場激發(fā)下，離域電子表現(xiàn)出很強的非諧振動，從而具有很高的非線性響應(yīng)系數(shù)。同時，回音壁微腔的表面倏逝場為微腔與外界物質(zhì)相互作用提供天然的通道。因此，采用表面修飾技術(shù)，光學(xué)微腔和高非線性響應(yīng)的有機分子形成連結(jié)；有機分子通過表面倏逝場作用，有效地調(diào)控微腔系統(tǒng)的非線性效應(yīng)，從而提高微腔器件的性能甚至可能突破微腔材料的限制。 在該項工作中，研究團隊通過采用兩步反應(yīng)法，實現(xiàn)了二氧化硅微腔表面均勻地修飾有機分子層，既有效增強了微腔表面三階非線性系數(shù)，同時保持了腔的高品質(zhì)因子特性。實驗中，研究者采用最近發(fā)展的動態(tài)相位匹配技術(shù)，即基于腔克爾效應(yīng)和熱效應(yīng)補償非線性頻率轉(zhuǎn)換過程中本征的相位失配，實現(xiàn)泵浦光和諧波頻率與熱腔模頻率的共振匹配，最終實驗上觀測到三次諧波轉(zhuǎn)換效率達到1680%/W2，比之前報道的二氧化硅微腔的最高轉(zhuǎn)換效率提高了四個量級，接近目前晶體微環(huán)腔轉(zhuǎn)換效率的最高值。研究者進一步地在實驗上揭示了三次諧波的增強來自表面修飾的有機分子：微腔三次諧波/合頻轉(zhuǎn)換效率顯著依賴于泵浦光偏振，平均輸出功率對比度達到50倍，這是由于有機分子偶極取向?qū)е碌钠褚蕾図憫?yīng)。該工作采用的表面修飾技術(shù)和動態(tài)相位匹配方法可以普適地推廣到其它微腔和光波導(dǎo)等體系中，在寬帶可調(diào)諧非線頻率轉(zhuǎn)換和表面科學(xué)研究中發(fā)揮重要作用。

生成模型的研究重點是如何從給定的數(shù)據(jù)集合中學(xué)習(xí)到數(shù)據(jù)的聯(lián)合概率分布，以及從學(xué)習(xí)到的概率分布中高效地生成新的樣本。研究團隊提出將數(shù)據(jù)的聯(lián)合分布概率編碼成量子多體態(tài)的概率幅的模平方。進一步地，他們提出在經(jīng)典計算機上使用矩陣乘積態(tài)(Matrix Product States)來模擬學(xué)習(xí)的過程。矩陣乘積態(tài)的參數(shù)，即張量網(wǎng)絡(luò)的張量元，可以通過類似密度矩陣重整化群(Density Matrix Renormalization Group)的算法進行學(xué)習(xí)，最終形成一個具有泛化能力的生成模型。這個學(xué)習(xí)算法結(jié)合了量子物理與機器學(xué)習(xí)各自的優(yōu)點：它不僅可以利用GPU高效地學(xué)習(xí)到模型參數(shù)，還可以利用張量網(wǎng)絡(luò)的靈活性動態(tài)地調(diào)節(jié)模型表達能力。此外，與傳統(tǒng)的基于統(tǒng)計物理的生成模型（例如玻爾茲曼機）相比，玻恩學(xué)習(xí)機還具備直接生成無關(guān)聯(lián)樣本的強大能力，從而可以高效地生成新的數(shù)據(jù)。 基于量子態(tài)的概率生成模型融合了量子物理與機器學(xué)習(xí)的思想，是一個嶄新的研究領(lǐng)域。玻恩學(xué)習(xí)機借助量子態(tài)內(nèi)稟的概率解釋及其強大的表達能力，意在為機器學(xué)習(xí)和人工智能提供更為先進的生成模型和學(xué)習(xí)算法。此外，這類模型在量子信息處理，量子計算以及多體物理中具有應(yīng)用潛力。展望將來，最令人興奮的前景應(yīng)該會是在一臺量子計算機上實現(xiàn)玻恩學(xué)習(xí)機，從而以全新的方法進行概率型的學(xué)習(xí)和建模。這項工作用使用張量網(wǎng)絡(luò)模擬量子計算機的運行，向無監(jiān)督量子機器學(xué)習(xí)邁近了一步。作用在一幅MNIST圖片上的矩陣乘積態(tài)以及它的糾纏譜

隨著恒星輻射增強，這類冰行星或衛(wèi)星將直接進入極 端炎熱的溫室逃逸狀態(tài)，也就是說，它們的表面溫度將升高到 100 °C 以上，液態(tài) 水因而無法存在，生命也將無法存在。 隨著恒星輻射增強，冰行星或衛(wèi)星的氣候狀態(tài)之所以發(fā)生突變，而不是平緩過 渡到溫和的宜居狀態(tài)，是因為其表面反射恒星輻射能力的急劇降低和大氣溫室效應(yīng) 的急劇增強造成的。冰雪能夠把 60%以上的恒星輻射反射回太空，而液態(tài)水僅反 射不足 10%的恒星輻射。一旦冰雪融化，行星地表反射能力的突然降低使得其吸 收恒星輻射的能力大大增強，從而導(dǎo)致地表溫度急劇升高。除此之外，冰雪融化 后，大量的水汽進入大氣，水汽的強溫室效應(yīng)也將使地表溫度進一步升高。在水汽 正反饋效應(yīng)的作用下，液態(tài)水將完全蒸發(fā)進入大氣并被光解、最終逃逸到太空。

本研究利用氧氣對非骨架摻雜選擇性刻蝕的效應(yīng)，首次在Cu襯底上實現(xiàn)了石墨烯的完美骨架摻雜生長，氮摻雜后的石墨烯遷移率高達13000 cm2/Vs，比其他工藝制備的摻雜石墨烯要高出數(shù)個量級。同時，石墨烯的面電阻也降低到130 oh/sq，摻雜的穩(wěn)定性顯著提高。

化學(xué)交聯(lián)結(jié)合質(zhì)譜技術(shù) (chemical cross-linking coupled with mass spectrometry, CXMS) 是近年來迅猛發(fā)展的一種檢測蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和蛋白質(zhì)相互作用的方法。隨著質(zhì)譜儀器以及交聯(lián)數(shù)據(jù)搜索軟件的發(fā)展，CXMS技術(shù)已經(jīng)獲得了長足的進步，但在該技術(shù)中能夠應(yīng)用的交聯(lián)劑類型卻并不豐富。目前商業(yè)可購買的交聯(lián)劑主要是針對蛋白質(zhì)N端和賴氨酸殘基，還有少量針對半胱氨酸殘基。精氨酸在蛋白質(zhì)中含量豐富 (>5%)，而且經(jīng)常出現(xiàn)在蛋白質(zhì)相互作用界面中。但目前還沒有成熟的針對精氨酸殘基選擇性的交聯(lián)劑被開發(fā)出來。 為了進一步豐富交聯(lián)劑的種類，該研究開發(fā)了靶向精氨酸的交聯(lián)劑。該系列交聯(lián)劑在不同長度的聚乙二醇單元兩端連接芳基取代甲酰甲醛結(jié)構(gòu)(aromatic glyoxal)，分別命名為ArGO1-3交聯(lián)劑。此外根據(jù)甲酰甲醛結(jié)構(gòu)的相對位置、苯基取代情況、交聯(lián)劑臂長情況以及化學(xué)連接方式的情況，還開發(fā)出meta-ArGO1-2、ortho-ArGO1、MeO-ArGO1-2、HP-ARGO1以及amide-ArGO1-2等一系列ArGO交聯(lián)劑。