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表面質(zhì)量已經(jīng)成為企業(yè)日益關(guān)注的內(nèi)容，傳統(tǒng)人工檢測方法存在著檢出率低、工人勞動強(qiáng)度大等問題，已不適應(yīng)企業(yè)對產(chǎn)品表面質(zhì)量嚴(yán)格控制的要求。采用表面在線檢測系統(tǒng)是解決這些問題的惟一途徑。目前，發(fā)達(dá)國家的帶鋼生產(chǎn)線一般都配備有表面在線檢測系統(tǒng)，從熱軋生產(chǎn)線開始到冷軋的各條生產(chǎn)線，如酸洗、軋制、平整、涂鍍及精整等，對軋制過程中各條生產(chǎn)線的表面質(zhì)量情況都進(jìn)行了全連續(xù)自動跟蹤，不僅保證了產(chǎn)品的出廠質(zhì)量，而且可以根據(jù)前面工序中的檢測情況指導(dǎo)后面工序的生產(chǎn)，提高了產(chǎn)品的成材率及生產(chǎn)效率，給企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。本課題組于1998年開始在表面檢測領(lǐng)域進(jìn)行研究，在一項歐盟國際間合作項目和多個國家及省部項目的支持下，于2002年研制出國內(nèi)第一套具有自主知識產(chǎn)權(quán)的帶鋼表面質(zhì)量在線檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用CCD攝像頭、圖像處理、模式識別、并行計算等一些前沿技術(shù)，并自主開發(fā)了圖像凍結(jié)技術(shù)、快速圖像處理和模式識別技術(shù)等多項創(chuàng)新技術(shù)，解決了表面質(zhì)量在線檢測中的一些難點。該項研究成果經(jīng)專家鑒定，整體技術(shù)具有國際先進(jìn)水平。該產(chǎn)品于2003年7月獲得北京市“高新技術(shù)成果轉(zhuǎn)化項目”的認(rèn)定。應(yīng)用范圍 本產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于鋼鐵、有色、造紙、塑料等行業(yè)，典型應(yīng)用領(lǐng)域有：冷軋帶鋼、熱軋帶鋼、中厚板、鋁帶、鋁箔、銅帶、銅箔、紙帶、木材、塑料薄膜、陶瓷、紡織等生產(chǎn)線。目前，本產(chǎn)品已經(jīng)應(yīng)用于熱軋帶鋼、冷軋帶鋼、中厚板等多條生產(chǎn)線，系統(tǒng)達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)是： 檢測速度18 米/秒（可按用戶要求提高）； 檢測精度為0.3mm（可按用戶要求提高）；對生產(chǎn)線上常見缺陷的檢出率≥90%，常見缺陷的識別率≥80%。

研發(fā)階段/n成果簡介：FD-1坯布表面質(zhì)量檢測系統(tǒng)包括由線陣CCD、圖像采集卡、工業(yè)計算機(jī)組成的分布式機(jī)器視覺系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)以及圖像處理軟件等是產(chǎn)品升級、品質(zhì)提升的首選。該技術(shù)與傳統(tǒng)工藝最大區(qū)別在于，采用分布式機(jī)器視覺系統(tǒng)和自主研發(fā)的檢測軟件代替人工肉眼檢測，可以滿足寬幅面、高速度、高精度的檢測要求，能夠?qū)崿F(xiàn)檢測標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一，使得質(zhì)檢工作的效率大幅提高。主要技術(shù)指標(biāo)：該檢測機(jī)可可檢測坯布中的斷經(jīng)、斷緯、粗節(jié)、粗經(jīng)、緯檔、松邊、起球、污跡、孔洞等疵點，集自動探測、疵點定位、缺陷分類、布邊打標(biāo)、質(zhì)量評估等

隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國內(nèi)汽車保有量迅速增加，對高品質(zhì)汽車板的需求日益旺盛。目前，板材表面光潔性、涂漆性能是影響汽車外板關(guān)鍵因素，尤其是中高檔轎車，外板材料必須達(dá)到 O5 級表面水平（O5 級別要求鋼板表面無任何缺陷）。因此，控制汽車板材表面質(zhì)量是鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)中最重要的技術(shù)之一。當(dāng)前高等級的汽車板生產(chǎn)難度極高，主要是存在以下三個難題：（1）汽車板澆鑄過程中水口結(jié)瘤物嚴(yán)重，影響汽車板質(zhì)量與正常生產(chǎn)；（2）連鑄結(jié)晶器液面波動引起的界面卷渣缺陷；（3）大尺寸夾雜物及液態(tài)保護(hù)渣易出現(xiàn)在鑄坯表層。當(dāng)前普遍采用鑄坯表面扒皮方法降低缺陷概率，然而此種方法耗費(fèi)大量人力、物力，且不能從根本上解決高等級的汽車面板缺陷問題。因此，控制汽車板表面缺陷是打造高端 O5 板、實現(xiàn)高效節(jié)能穩(wěn)定生產(chǎn)需解決的關(guān)鍵問題。（1）汽車板鋼連鑄浸入式水口結(jié)瘤控制技術(shù)。汽車板鋼 RH 精煉過程加入鋁粒，脫除鋼中[O]含量，生產(chǎn) Al 3 O 2 夾雜物，在后續(xù)工藝中采用控制精煉渣系、提高軟吹時間、防止二次氧化等手段，減少鋼液中夾雜物含量。在實際連鑄生產(chǎn)過程中，Al 2 O 3 仍頻繁的造成水口結(jié)瘤，影響正常澆鑄。在水口結(jié)瘤物中發(fā)現(xiàn)，水口內(nèi)壁結(jié)瘤物中普遍存在大量的凝固鋼，從而加劇水口堵塞的速度。本項目提出水口結(jié)瘤控制技術(shù)，在浸入式水口附近采用電磁加熱技術(shù)，通過調(diào)整電流頻率和強(qiáng)度，在水口內(nèi)部附近產(chǎn)生高頻交變磁場，誘導(dǎo)此區(qū)域產(chǎn)生大量的焦耳熱，提高水口內(nèi)壁溫度，避免由于鋼液滯留造成的凝鋼現(xiàn)象，降低水口堵塞幾率，避免由于偏流現(xiàn)象導(dǎo)致的界面卷渣行為，改善鑄坯表層質(zhì)量，提高高端汽車板生產(chǎn)節(jié)奏的穩(wěn)定性。（2）連鑄結(jié)晶器界面卷渣控制技術(shù)。通過改變浸入式水口類型、浸入深度、吹氬流量等操作參數(shù)可以改變連鑄結(jié)晶器內(nèi)單環(huán)流—雙環(huán)流流動行為，從而改善界面波動，降低卷渣概率。當(dāng)前研究吹氬條件下結(jié)晶器鋼液流動行為，普遍通過水模型進(jìn)行物理模擬，而對實際生產(chǎn)過程中鋼渣界面的波動行為研究很少。因此在實際生產(chǎn)過程中，仍頻繁出現(xiàn)卷渣現(xiàn)象，遺留至鑄坯表層附近，嚴(yán)重影響汽車板的正常生產(chǎn)。本項目采用插釘板實驗，實驗測量澆鑄過程中鋼渣界面形狀和流速分布，確定獲得鋼渣界面的傳輸行為。通過優(yōu)化操作工藝參數(shù)，實現(xiàn)連鑄結(jié)晶器界面卷渣的有效控制。與國內(nèi)研究相比，能夠?qū)崿F(xiàn)連鑄結(jié)晶器液面波動行為的實際測量，測量結(jié)果更為準(zhǔn)確直觀，有效指導(dǎo)生產(chǎn)實踐。（3）初始凝固鉤尺寸控制技術(shù)。連鑄結(jié)晶器彎月面附近，高溫鋼液與結(jié)晶器銅板接觸良好，大量的凝固潛熱瞬時釋放，凝坯殼快速形成。在結(jié)晶器往復(fù)震動作用下，初始凝固坯殼被液態(tài)保護(hù)渣擠壓向鋼液內(nèi)部彎曲，病形成初始凝固鉤。在非正常澆鑄條件下，初始凝固鉤尺寸較大，對上浮的大尺寸夾雜物和液態(tài)保護(hù)渣有較強(qiáng)的捕獲作用，造成鑄坯表層夾渣而遺留至鑄坯內(nèi)部，并在后續(xù)軋制過程中極易形成汽車板表層缺陷。目前國內(nèi)對彎月面附近初始凝固行為研究較少，開展凝固鉤捕獲大尺寸夾雜物與保護(hù)渣研究很少。本項目采用實驗檢測與數(shù)值模擬手段，研究結(jié)晶器彎月面附近凝固行為，研究凝固鉤形成過程及大尺寸夾雜物遷移、捕獲行為，分析關(guān)鍵工藝參數(shù)初始凝固行為影響，實現(xiàn)凝固鉤尺寸的有效控制，降低凝固鉤對夾雜物和保護(hù)渣捕獲概率。

中試階段/n該技術(shù)完成核心技術(shù)突破，形成了高效環(huán)保系列產(chǎn)品，全流程無廢綜合利用，且對施工人員無危害；打破了現(xiàn)有技術(shù)影響人體健康并造成大量廢酸排放的技術(shù)弊端。該技術(shù)相關(guān)產(chǎn)品主要包括：金屬表面處理劑、除油除污劑及清洗劑等，可用于金屬制品酸洗預(yù)處理、五金件清洗、壓濾陶瓷板清洗及日常油污清除等行業(yè)。市場預(yù)期：金屬表面酸洗預(yù)處理行業(yè)在全國已形成萬億產(chǎn)業(yè)規(guī)模，產(chǎn)品已經(jīng)過上百家現(xiàn)場試驗，市場需求迫切，具備產(chǎn)業(yè)化推廣基礎(chǔ)，一旦技術(shù)得以在業(yè)內(nèi)推廣，其經(jīng)濟(jì)、環(huán)保及社會效益巨大。

光學(xué)超構(gòu)材料（Metamaterials）的快速發(fā)展為人類提供了在亞波長尺度下調(diào)控光的傳播的豐富手段。很多新奇的光物理現(xiàn)象，例如負(fù)折射、超分辨透鏡和隱身斗篷等都可以通過設(shè)計功能基元的有效介電常數(shù)來實現(xiàn)。在光波段，三維納米加工的困難和金屬結(jié)構(gòu)的光損耗不利于超構(gòu)材料的廣泛應(yīng)用。自二維超構(gòu)表面（Metasurface）概念提出以來，超構(gòu)表面在降低三維超構(gòu)材料加工難度、提高光學(xué)效率方面，特別是控制光的功能基元的幾何位相等方面取得了眾多突破性進(jìn)展。近來，超構(gòu)表面在高效率全息成像、超薄光學(xué)波片、高數(shù)值孔徑的平面透鏡等領(lǐng)域已經(jīng)表現(xiàn)出極高的應(yīng)用潛力。超構(gòu)表面的研究進(jìn)展極大豐富了利用超構(gòu)功能基元實現(xiàn)對電磁場 (可見光、近紅外光，太赫茲、微波等波段) 進(jìn)行調(diào)控的手段，為設(shè)計新型光學(xué)元件提供了新技術(shù)。 當(dāng)前，超構(gòu)表面的研究主要集中在線性光學(xué)的范疇。但毫無疑問，非線性光學(xué)響應(yīng)例如倍頻、三倍頻、光致折射率變化等過程，將為光學(xué)超構(gòu)表面的功能基元賦予新的可調(diào)控自由度。此綜述文章從非線性光學(xué)超構(gòu)表面的材料選擇、對稱性，非線性手性光學(xué)超構(gòu)表面，非線性光學(xué)相位調(diào)控，非線性光光束調(diào)控，光開關(guān)與調(diào)制五個方面詳細(xì)介紹了非線性光學(xué)超構(gòu)表面的最新進(jìn)展。文章最后對非線性光學(xué)超構(gòu)表面在太赫茲非線性光學(xué)、量子信息處理等領(lǐng)域的潛在應(yīng)用的前景作了展望。

檢測技術(shù)是現(xiàn)代制造業(yè)的基礎(chǔ)技術(shù)之一，是保證產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。隨著現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展，許多傳統(tǒng)的檢測技術(shù)已不能滿足其需要，主要表現(xiàn)在：現(xiàn)代制造產(chǎn)品種類越來越多，制造精度越來越高，很多場合要求實時、在線、非接觸檢測；現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展需要更快速、有效的產(chǎn)品檢測技術(shù)。視覺檢測技術(shù)是建立在計算機(jī)視覺理論基礎(chǔ)上的一門新興檢測技術(shù)，具有非接觸、速度快、精度高、現(xiàn)場抗干擾能力強(qiáng)等許多優(yōu)點，能很好地滿足現(xiàn)代制造業(yè)對檢測的需求，在實際中正取得越來越廣泛的應(yīng)用，如零件外形尺寸測暈、零件的缺陷檢查、零件裝配、機(jī)器人的引導(dǎo)和零件的識別等。 浙大團(tuán)隊設(shè)計軸承表面視覺在線檢測系統(tǒng)，被檢軸承在機(jī)械運(yùn)動工作平臺上，在計算機(jī)的控制下，以一定的速度和節(jié)拍在傳輸帶上運(yùn)動，軸承在光源的照射下，其影像被投射到光學(xué)成像系統(tǒng)，CCD攝像頭將其接收的光學(xué)影像轉(zhuǎn)換成視頻信號輸出到圖像采織卡，圖像采媒卡再將視頻信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像信息供計算機(jī)處理。計算機(jī)運(yùn)用各種算法對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理、軸承圖像分割、定位以及計算等，最終判斷所檢軸承是否為合格品，為合格品者則計算并輸出圖像的相對轉(zhuǎn)角，由機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)（比如機(jī)械臂）根據(jù)此轉(zhuǎn)角完成軸承生產(chǎn)的下一工序。

合作的企業(yè)類型等。簡介請圖文并茂，字?jǐn)?shù)1000字以內(nèi)。）    在工件表面制備具有規(guī)則幾何造型的微觀形貌，即依照陣列排布的微坑或微凸起結(jié)構(gòu)，可顯著改善其摩擦性能，延長使用壽命，減少能耗，對提高機(jī)械零件摩擦副性能有明顯工程價值，對于節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境有著重要的現(xiàn)實意義。    采用微細(xì)特種加工技術(shù)制作微凸起、微坑陣列表面結(jié)構(gòu)，是基于微凸起和微坑的對應(yīng)幾何關(guān)系，如采用形狀各異的陣列凸電極，依據(jù)反拷

? 鈣鈦礦具有優(yōu)異的非線性特性，在此基礎(chǔ)上設(shè)計了具有特定諧振波長的光柵式超構(gòu)表面，從而增強(qiáng)了鈣鈦礦三光子上轉(zhuǎn)換發(fā)光(three-photon luminescence, TPL)過程。深入研究發(fā)現(xiàn)，這種共振增強(qiáng)的三光子發(fā)光同樣適用于4周期超構(gòu)表面，只有當(dāng)入射波長是共振波長時，編碼信息“NANO”才可見。這一研究成果拓展了鈣鈦礦超構(gòu)表面在高分辨率非線性彩色納米印刷和

非線性光學(xué)效應(yīng)在頻率轉(zhuǎn)換、全光開關(guān)、電光開關(guān)等領(lǐng)域有著重要應(yīng)用，傳統(tǒng)非線性光學(xué)晶體在激光頻率轉(zhuǎn)換領(lǐng)域已取得巨大成功。然而，隨著光學(xué)計算、量子光學(xué)芯片等領(lǐng)域的不斷發(fā)展，如何將非線性光學(xué)功能集成于微小尺寸的芯片上是光電集成領(lǐng)域的重要科學(xué)技術(shù)問題。近年來，光學(xué)超構(gòu)表面的出現(xiàn)為設(shè)計與實現(xiàn)特定光場調(diào)控功能的新型非線性微納光學(xué)元件提供了很好的契機(jī)。