1、项 目 负 责 人：XXX申 报 单 位：XXX课题牵头单位：XXX大学、XX大学材料损伤电磁无损检测与评估关键技术研究及仪器研制一项目背景与研究内容二目标设置与技术路线三任务分解与进度安排四研发团队与工作基础五预期成果与风险分析项目背景与研究内容-国国家质量基础战略家质量基础战略u 重大设备及构件质量检测及运行状态监测是安全生产的前提，对检测技术需求强烈。u 电磁无损检测存在优势，但检测理论、技术与设备尚不完善，需要深入研究。u 研制新型检测仪器，完善检测手段，可以改进生产质量，提高安全生产水平，减少事故发生，降低经济损失，提升国际竞争力。国家质量基础的共性技术研究与应用 三、检验检测 7
2、基础公益检验检测技术 7.2材料损伤电磁无损检测与评估关键技术研究及仪器研制工程需求工程需求 项目背景与研究内容-检测技术研究机构研究成果应用情况太赫兹脉波装置美国贝尔实验室研制太赫兹成像装置研制太赫兹探测器金属引线成像检测脉冲涡流检测英国哈德斯菲尔德大学 多传感器正交信息特征检测 建立地下裂缝的脉冲涡流信号模型地下裂缝评估磁记忆检测俄罗斯动力诊断公司研制了相关仪器：TSC-2M-8 TSC-3M-12 TSCM-2FM应力集中、裂纹评估磁巴克豪森噪声检测德国弗劳恩霍夫研究所研制了3MA微结构与应力分析仪材料表面硬度、残余应力及缺陷检测低频电磁检测美国TesTex-NDT公司研制Falcon
3、2000 Mark金属材料损伤及缺陷检测 项目背景与研究内容-检测技术研究机构研究成果应用情况残余应力磁性检测中国矿业大学研制了残余应力磁性检测仪建立磁输出信号的模型研发多种类型探头搭建磁性物理实验平台应用于矿山、机械、电力等行业关键构件的无损检测航空材料无损检测北京航空材料研究院复合材料、金属构件的超声检测铸件、焊接件等的射线检测焊接件表面缺陷的渗透检测表面缺陷的磁粉检测金属材料的涡流检测复杂构件的工业CT检测应用于我国航空领域材料损伤检测与评价材料与结构部件力学性能微磁、超声等无损检测技术及仪器研制北京工业大学力学性能微磁检测热障涂层微波检测厚壁管道超声导波检测光伏晶硅Lamb波缺陷检测传
4、感器及成像系统。应用于锚杆、城市地下管网、电力系统接地网、热障涂层、厚壁管道等的损伤检测与评价。复合材料红外无损检测北京航空航天大学建立缺陷表面温差信号为负的数学模型 应用于碳纤维增强塑料的无损检测太赫兹波检测天津大学太赫兹波时域双折射光谱应力测量原理；应力场测量方法。应用于材料内部应力场测量。项目背景与研究内容研究内容2022-12-96 项目背景与研究内容-检测技术指南要求指标本项目指标与国内外现状对比自评价磁各向异性应力测量标定精度20MPa应力测量标定精度20MPa领跑低频电磁与微磁最大穿透深度30mm，扫描速度46m/min，缺陷分辨率为0.1mm领跑机器学习与仿真状态回归、寿命预测
5、，检测过程仿真分析领跑红外与太赫兹红外：损伤分辨率0.5mm，变形测量精度5%；泄漏孔径尺寸分辨率0.5mm太赫兹：损伤分辨率0.5mm，最小损伤1mm并跑脉冲涡流工作温度-196400；可穿透200mm包覆层，检测壁厚350mm，精度10%壁厚减薄量工作温度-196550；可穿透200mm包覆层，检测壁厚350mm，精度10%壁厚减薄量并跑项目背景与研究内容-201020092012技术创新理论创新应用创新l 应力状态对磁各向异性信号影响机理l 疲劳状态与多种磁参数变化规律l 材质、包覆层、温度、损伤对脉冲涡流信号影响机理l 损伤过程低频电磁强度变化规律l 不锈钢相变与磁性强度变化规律l 太
6、赫兹波在缺陷材料中的传播规律n磁性应力传感器及技术n疲劳状态检测技术n壁厚减薄精确测量技术n金属损伤低频电磁快速检测方法-缺陷重构n残余奥氏体检测技术n红外热成像检测技术n电磁检测数据机器学习分析技术u新型仪器8套u标准5项u数据中心u机器学习评价平台u工程应用示范项目一项目背景与研究内容二目标设置与技术路线三任务分解与进度安排四研发团队与工作基础五预期成果与风险分析目标设置与技术路线-研究目标考核内容理论研究材料损伤电磁检测信号高水平研究论文32篇仪器研制8套发明专利16项检测标准5项报批稿仿真软件电磁检测仿真分析软件软件著作权4项评价平台电磁检测数据中心机器学习评价平台工程应用示范项目目标
7、设置与技术路线-磁各向异性检测目标设置与技术路线-金属疲劳多磁参数检测目标设置与技术路线-红外检测技术与太赫兹无损检测红外检测原理目标设置与技术路线-脉冲涡流检测目标设置与技术路线-金属损伤低频电磁检测与奥氏体不锈钢材质劣化微磁检测目标设置与技术路线-电磁检测仿真分析与机器学习评价平台 存在潜在（复杂）规律 足够的观测数据 独立同分布一项目背景与研究内容二目标设置与技术路线三任务分解与进度安排四研发团队与工作基础五预期成果与风险分析任务分解与进度安排-l 确立确立材料材料应力与应力与其疲劳状态、失其疲劳状态、失效、服役及寿命效、服役及寿命的关系的关系l 建立建立疲劳疲劳状态、状态、塑性应变、裂
8、纹塑性应变、裂纹扩展与磁感应强扩展与磁感应强度、矫顽力、磁度、矫顽力、磁导率等磁参量的导率等磁参量的关系关系l 研发研发适用多种测适用多种测试条件的应力与试条件的应力与疲劳检测设备疲劳检测设备l 表层应力分布及疲表层应力分布及疲劳状态多参数检测劳状态多参数检测的相关理论研究的相关理论研究l 新型块体非晶磁芯新型块体非晶磁芯材料的研制材料的研制l 磁各向异性应力检磁各向异性应力检测仪与疲劳状态多测仪与疲劳状态多参数检测仪的研发参数检测仪的研发l 磁各向异性应力磁各向异性应力检测仪检测仪l 金属疲劳多磁参金属疲劳多磁参数数检测仪检测仪l SCI/EISCI/EI论文论文4 4篇篇l 发明专利发明专
9、利4 4项项l 标准标准2 2项项l 研发研发红外成像无红外成像无损检测损检测设备设备l 研制太赫兹无损研制太赫兹无损检测设备检测设备l 建立非金属材料建立非金属材料损伤与太赫兹谱、损伤与太赫兹谱、红外温度场等之红外温度场等之间的定量关系间的定量关系l 红外热成像损伤、红外热成像损伤、泄露定量检测技术泄露定量检测技术l 太赫兹检测仪器研太赫兹检测仪器研制制l 非金属材料损伤太非金属材料损伤太赫兹检测实验研究赫兹检测实验研究l 太赫兹无损检测仪太赫兹无损检测仪l 红外热成像材料无红外热成像材料无损检测技术仪损检测技术仪l SCI/EISCI/EI论文论文4 4篇篇l 发明专利发明专利4 4项项l
10、 标准标准2 2项项l 攻克非铁磁性金攻克非铁磁性金属构件脉冲涡流属构件脉冲涡流检测机理检测机理l 成功研制脉冲涡成功研制脉冲涡流检测仪器并应流检测仪器并应用于工业检测用于工业检测l不同非铁磁性金属构不同非铁磁性金属构件、不同包覆层的脉件、不同包覆层的脉冲涡流检测影响机理冲涡流检测影响机理l带包覆层非铁磁性金带包覆层非铁磁性金属构件脉冲涡流检测属构件脉冲涡流检测仪器研制关键技术仪器研制关键技术l带包覆层非铁磁性金带包覆层非铁磁性金属构件脉冲涡流性能属构件脉冲涡流性能测试评价平台测试评价平台l非铁磁性金属构件脉非铁磁性金属构件脉冲涡流检测现场示范冲涡流检测现场示范性技术性技术l 非铁磁性材料脉冲
11、非铁磁性材料脉冲涡流检测仪涡流检测仪l 带包覆层非铁磁性带包覆层非铁磁性构件脉冲涡流检测构件脉冲涡流检测仪仪l SCI/EISCI/EI论文论文4 4篇篇l 发明专利发明专利4 4项项l 标准标准1 1项项l 建立金属材料损建立金属材料损伤与磁信号的关伤与磁信号的关系模型和奥氏体系模型和奥氏体不锈钢材质劣化不锈钢材质劣化中的磁性变化规中的磁性变化规律模型律模型l 研发钢铁金属材研发钢铁金属材料损伤和奥氏体料损伤和奥氏体不锈钢材质劣化不锈钢材质劣化的无损检测技术的无损检测技术和仪器和仪器l 钢铁金属材料损伤钢铁金属材料损伤的低频电磁快速检的低频电磁快速检测机理模型测机理模型l 奥氏体不锈钢材质奥
12、氏体不锈钢材质劣化的微磁检测的劣化的微磁检测的相关理论研究相关理论研究l 钢铁金属材料损伤钢铁金属材料损伤的低频电磁快速检的低频电磁快速检测仪器研制关键技测仪器研制关键技术术l 奥氏体不锈钢材质奥氏体不锈钢材质劣化的微磁检测仪劣化的微磁检测仪器研制的关键技术器研制的关键技术l 金属损伤低频电磁金属损伤低频电磁快速检测仪快速检测仪l 奥氏体不锈钢材质奥氏体不锈钢材质劣化微磁检测仪劣化微磁检测仪l SCI/EISCI/EI论文论文4 4篇篇l 发明专利发明专利4 4项项l 标准标准1 1项项l 建立电磁检测数建立电磁检测数据中心与协作研据中心与协作研究平台究平台l 研制电磁检测仿研制电磁检测仿真分
13、析软件真分析软件l 研制电磁检测机研制电磁检测机器学习评价平台器学习评价平台l 研究适于电磁检测研究适于电磁检测数据中心的数据存数据中心的数据存储技术储技术l 研究仿真与机器学研究仿真与机器学习的基础平台、数习的基础平台、数学工具、基础程序学工具、基础程序库库l 研究机器学习算法研究机器学习算法l 研究仿真分析方法研究仿真分析方法l 仿真分析软件仿真分析软件l 电磁检测数据中心电磁检测数据中心l 机器学习评价平台机器学习评价平台l SCI/EISCI/EI论文论文4 4篇篇l 软件著作权软件著作权4 4项项任务分解与进度安排-一项目背景与研究内容二目标设置与技术路线三任务分解与进度安排四研发团
14、队与工作基础五预期成果与风险分析研发团队与工作基础-中国矿业大学l 1个国家科学中心l 7 个相关国家重点实验室l 2 个国家工程实验室及（技术）研究中心n教育部资助建设磁性物理实验室n“大科学工程”重大工程材料服役安全研究评价设施n国内唯一的工程材料和构件大尺寸、力学/化学耦合的大型创新实验装置群n细观成分分析仪器电磁无损检测技术研究的一流平台和基地清华大学北京科技大学河南科技大学相关技术研究江苏师范大学、徐州工程学院、淮海工学院、河海大学、洛阳理工学院、西南石油大学、江苏大学、安阳工学院、中国矿业大学徐海学院仪器研制开发洛阳豪特现代测试技术有限公司、远东测振（北京）系统工程技术有限公司、徐
15、州柏拉图科技有限公司现场应用示范江苏省特种设备安全监督检验研究院、中国石油化工股份有限公司中原油田普光分公司牵头单位参与单位 研制MS-59磁性应力测量仪样机，并在特检、矿山、石化、核电、船舶等领域成功应用，形成一系列核心专利技术并参与磁性应力测量仪的国家标准制定 参与国际IEC62601标准、美国ISA100.a标准、国际IEEE 802.15.4e工业网络标准制定研发团队与工作基础-国家重大科学仪器设备开发专项，极端特殊环境下材料及构件试验评价科学装置研制与应用，8832万，2012-2016 863计划项目，极高频纳机电振荡器研究，93万，2008-2010（主持）国家科技重大专项，复合
16、材料机翼典型三维编织结构单元设计及力学性能试验研究，168万，2012-2015（主持）国家重点研发计划项目，科研实验室认可关键技术研究，1200万，2016-2019 国家自然科学基金面上项目，脉冲涡流检测提离交叉点的形成机理与调控方法研究，63万元，2017-2020（主持）国家自然科学基金面上项目，矿山支护磁性无损监测及预警的相关基础研究，35万，2011-2013（主持）国家自然科学基金面上项目，基于激光干涉技术的压痕残余应力测试方法研究，88万，2017-2020（主持）中石化科技开发部重点项目，普光气田重大工程材料服役安全评价技术研究，500万，2008-2010研发团队与工作基础
17、研究团队与工作基础-序号姓名职称学历简介1XXX正高级博士中国矿业大学教授，日本冈山大学仪器装置专业博士，中国机械工程学会无损检测分会委员，国家自然科学基金、国务院学位办评议专家。长期从事磁应力的测试研究，发明磁应力测试仪器，申请相关国家标准1项、授权专利6项。主持完成教育部等科研项目4项；发表论文100余篇（SCI/EI检索35篇）；获四川省科技进步奖、江苏省树勋奖等奖励8次；出版著作2部；组建磁性与表面物理实验室1个（教育部留学建设资金资助）。2XXX正高级博士清华大学航天航空学院教授，主持863项目1项、国家自然科学基金项目7项、大型客机项目5项、973子项目2项、产学研项目1项、武器装
18、备预研项目多项等。主要从事材料结构力学设计及实验研究，授权专利7项，发表SCI论文90余篇，合编著作一部。获北京市科技进步二等奖1项；获教育部自然科学一等奖1项。现担任中国复合材料学会常务理事；曾担任中国力学学会实验力学专业委员会委员。国际SCI期刊Composite Structures编委，中国实验力学期刊编委。3XXX副高级博士机械电子工程专业博士，在北京科技大学国家材料服役安全科学中心工作；兼任中国机械工程学会设备与维修工程分会委员会委员；2014年入选北京市优秀人才培养计划。主要从事工程结构无损检测、可靠性评价等研究。目前担任国家重大科技基础设施“重大工程材料服役安全研究评价设施”协
19、同支撑与安全评价子项目负责人。主持1项国家自然科学基金项目以及4项省部级科研项目，发表SCI、EI论文30余篇，申请专利4项，出版专著2部。4XXX正高级博士河南省特聘教授。主要从事材料的性能评估与模拟计算，主持和参加包括国家自然科学基金、国家高技术研究发展计划（863）和河南省科技创新人才计划等国家和省部级项目20余项。获省部级科技进步奖3项，省部级教学成果一等奖1项。第一作者发表学术论文45篇，其中SCI收录30余篇。第一发明人授权专利7件。出版学术著作7部。5XXX正高级博士中国矿业大学学术委员会委员、青年学术带头人，江苏省“333 工程”培养对象，国家自然科学基金、国务院学位办评议专家
20、。主持国家自然科学基金面上项目、“973计划”子课题等科研项目10余项；出版专著教材5部，发表SCI检索论文40篇；申请发明专利7项（授权3项）；获中国煤炭工业科学技术一等奖、全国安全生产科技成果一等奖、全国煤炭教育优秀成果一等奖、江苏省青年教师讲课比赛一等奖等教学科研奖励11项。研究团队与工作基础-l组织架构：项目总体管理组、课题组、专家顾问组l工作机制：定期自查、每月进展汇报、每季项目交流会、每半年进展报告l管理技术手段：编制项目管理办法组织实施机制l加强课题目标管理与过程管理结合l建立网络沟通平台l课题内部管理机制保障措施l严格执行科技成果登记办法科学技术保密规定中华人民共和国促进成果转
21、化法关于国家科研计划项目成果知识产权管理的若干规定权益分配一项目背景与研究内容二目标设置与技术路线三任务分解与进度安排四研发团队与工作基础五预期成果与风险分析成 果 考 核 指 标磁各向异性应力检测仪应力测量标定精度20MPa疲劳检测仪测量相对误差5%太赫兹无损检测仪损伤分辨率0.5mm,最小损伤1mm红外热成像材料无损检测仪损伤分辨率0.5mm,变形测量精度5%；泄漏孔径尺寸分辨率0.5mm非铁磁性材料脉冲涡流检测仪工作温度-196550；检测壁厚350mm，精度10%壁厚减薄量，配备3种标准探头带包覆层非铁磁性构件脉冲涡流检测仪工作温度-196550；可穿透200mm包覆层，检测壁厚350
22、mm，精度10%壁厚减薄量，配备3种标准探头和3种异型探头，本安防爆、IP67防护，EMC认证损伤检测仪最大穿透深度30mm，扫描速度46m/min，缺陷分辨率为0.1mm材质劣化检测仪探头分辨率为0.001Gs，精确度0.25%；奥氏体劣化量检测误差5%；电磁检测机器学习评价平台建立基于检测数据的统计模型对检测目标进行评价与预测；电磁检测仿真分析软件具备仿真涡流、脉冲涡流、漏磁和低频电磁检测功能，能求解线性和非线性电磁测量问题预期成果与风险分析-预期成果与风险分析-社会效益 通过新技术、新仪器、新方法和标准规范的应用，凭借其无损测量、方法简便、效率高的优点，可广泛应用于电力、矿山、大型桥梁、
23、机械制造、大型压力容器等行业的评价上，具有广阔的市场前景。对社会公共大型构造物的安全保障作用，会产生积极的社会效益和环境效益。培养博士、硕士研究生20余人。在特检、石化等行业形成示范工程。经济效益 该项目的仪器关键技术拥有自主知识产权，实现国产化，会产生巨大的经济效益。预期成果与风险分析-序号 风险类别风险内容风险发生可能性研发任务预防风险或减少风险的措施1其他仪器种类数量较多时间比较紧包括应力测试、红外测试、太赫兹、涡流、低频检测、微磁等类型的8台仪器研制工作低课题1-4通过合理安排实时间，调动课题组成员的极积性来降低风险2其他数据采样有效性现场数据采集情况较为复杂，利用大数据技术分析数据低
24、课题5有效沟通，建立良好的跨课题合作机制35 请 专 家 批 评 指 正2022-12-936 2022-12-9自然磁化漏磁场信号37 2022-12-9工程实例架桥机的有限元应力计算结果与实测结果的对比SQ6.3SBZQ型随车起重车，水平全伸臂吊重10吨应力检测结果表数据中心与协作研究平台评价与预测平台建设数据中心研究平台数据标准实验标准仿真研究状态回归算法研究寿命预测算法研究数据累计、数据维度增加、相关性分析l 提供数据接口、存储异构研究与监测数据l 提供算法与数学工具算l 确保观测数据有效性l 涡流等监测过程仿真研究l 仿真数据审慎引入l 磁各向异性等检测数据机器学习算法研究l 设备状态的回归分析l 疲劳阶段分类l 服役过程相关的多种检测相关分析l 设备寿命预期分析机器学习算法磁各向异性测铁磁性材料表层应力：残余磁化记忆效应RNN（循环卷积神经网络）LSTM（长短时记忆网络）相关国际合作基地相关国际合作基地 新材料国际研发中心 弱磁检测及应用技术北京市国际科技合作基地 材料服役安全国际联合研究中心教育部创新引智基地 工程结构材料服役安全创新引智基地 材料基因工程学科创新引智基地
