浙江省科技进步奖推荐项目公示表Word格式文档下载.docx
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0～100Pa、0～250Pa量程时≥1.5mV/V；
0～500Pa、0～1000Pa量程时≥5.0mV/V；
非线性精度：
0.25%FSO～1.0%FSO。
所研发的压力传感器集成应用于压力变送器、流量测控仪、智能水泵控制器等，解决了变频恒压供水系统小流量频繁启动和无流量传感器的压力采集与测控问题。
项目成果经中国机械工业联合会组织鉴定，由谭建荣院士等组成的专家组评价得出“该成果创新显著，对我国高灵敏压力传感器的发展具有重大作用，整体水平达到国内领先水平，纳米硅薄膜压力传感器芯片物理构建、设计方法达到国际先进水平。
项目产品经浙江神能科技股份有限公司和爱科赛智能科技（台州）有限公司等产业化应用和推广，近三年新增销售2.294亿元，新增税收2568.63万元，出口创汇15755.5787万元，产品远销海内外，为恒压供水和计量的数字化与物联网化提供了监测核心器件，并取得了显著的经济和社会效益。
四、第三方评价
评价结论、检测结果等（限1200字）
1.学术评价
本项目授权发明专利7项，发表国际期刊学术论文9篇，其中SCI检索期刊8篇，他引次数为8次。
2.科技成果鉴定意见
2018年12月4日，由中国机械工业联合会在杭州组织鉴定，由谭建荣院士、浙江工业大学等专家组成的专家组对项目进行技术鉴定，专家组认为：
“该成果创新显著，对我国高灵敏压力传感器的发展具有重大作用，整体水平达到国内领先水平，纳米硅薄膜压力传感器芯片物理构建、设计方法达到国际先进水平。
”
3.国内外查新报告
2018年11月6日，由中国科学技术信息研究所给出科技查新报告，结果表明：
在国内文献检索中，关于查新点1（以梁为主，梁/膜/岛复合结构为力学弹性元件设计），除项目合作方江苏大学发表公开文献外，仅查新委托方温州大学发表的含有梁/膜/岛复合结构的压力传感器的文献，未见有其他与查新点所述技术特征相同的“采用纳米硅薄膜力敏测量层，以梁为主，梁/膜/岛复合结构为力学弹性元件设计的压力传感器”的公开文献报道。
关于查新点2（无掩摸光刻技术，对图形形状及三维层次进行控制，从而实现应力集中，同时实现过载限位结构的压力传感器芯片），未见有单边CMOS工艺的压阻式压力传感器研究的公开文献报道。
关于查新点3（提出应用“集成恒流源网络”来补偿灵敏度温度系数的方法,改善灵敏度温度系数），除项目委托方及合作单位发表的公开文献外，仅见有使用恒流源对压力传感器灵敏度温度补偿研究的公开文献，但未见有与查新点3所述技术特征相同的“内置集成恒流源网络来补偿灵敏度温度系数”的公开文献报道。
在以上国外文献检索中，限于查新点中的压力传感器梁、膜、岛及单边为抽象结构特征，检索入口较难直接把握，本报告采用直接检索并辅助扩充检索的策略，关于查新点1，除该项目委托方单位及合作单位发表的中国专利英文版外，未见有其他与查新点1所述技术特征相同的国外公开文献报道。
关于查新点2，见有使用CMOS技术的压力传感器，但未见有与查新点2相同的“形成兼容CMOS工艺的硅片单边结构的压阻式压力传感器芯片制造加工技术”。
关于查新点3，见有使用恒流源对压力传感器灵敏度温度补偿研究的公开文献，但未见有“内置集成恒流源网络”补偿压力传感器灵敏度温度系数的公开文献报道。
4.产品检验及检测报告
压力传感器（0-100Pa），编号E038515，于2018年09月14日取得由上海市计量测试技术研究院华东国家计量测试中心给出的校准证书，证书编号为：
2018E21-10-1584985001。
检测结果显示重复性误差0.4%FS，迟滞0.12%FS，线性0.03%FS，基本误差0.48%FS。
压力传感器（0-100Pa），编号E038516，于2018年09月14日取得由上海市计量测试技术研究院华东国家计量测试中心给出的校准证书，证书编号为：
2018E21-10-1584985002。
检测结果显示重复性误差0.28%FS，迟滞0.07%FS，线性0.02%FS，基本误差0.33%FS。
五、推广应用情况、经济效益和社会效益
1、完成单位直接经济效益
单位名称
新增应用量
新增销售收入（单位：
万元）
新增税收（单位：
新增利润（单位：
2016年
2017年
2018年
温州大学
浙江神能科技股份有限公司
7300
6900
8740
445.688
865.3475
1257.5947
339.5984
583.7625
719.9240
爱科赛智能科技（台州）有限公司
22332套
江苏大学
合计
2．推广应用情况和经济效益（非完成单位）
应用单位名称
起止
时间
单位联系人、电话
新增销售收入（万元）
新增税收（万元）
新增利润（万元）
合计：
3．社会效益和间接经济效益（限600字）
在汽车电子产品、工业控制、通讯电子产品、消费类电子产品等专业设备，以及能源、石化、环境保护、医学诊断、生物工程和煤矿安全等广泛领域，超微压高灵敏度压力传感器，有着极大的应用领域和市场份额，标志着一个国家计量测试技术的水平。
针对微小流量检测和微压力的检测与计量领域，本项目成果研制出了系列化微压力传感器，并使之集成应用于变频恒压供水控制器、智能泵控制器、胎压检测传感器和流量计压力变送器等产品中，实现了行业领域专用器件的典型应用。
该项目产品硅薄膜微压力传感器应用于变频恒压供水和变频泵、智能泵等领域，解决了小流量检测难题和泵机的频繁启动问题，实现了高精度高稳定性恒压供水。
产品经浙江神能科技股份有限公司和爱科赛智能科技（台州）有限公司产业化应用和推广，近三年产生直接经济效益2.68亿元。
通过本项目的研究成果集成应用和推广，以微压力检测、计量为手段，实现成套供水系统的智能化和物联网化改造，提高供水稳定性、寿命和运行效率，具有广阔的市场前景。
项目产品压力变送器配套应用于磁电流量计和涡街流量计等流量测控仪装置中，经温州华信仪表有限公司进行产业化推广，现已广泛应用于大庆油田、胜利油田和东辉油田等采油系统中，实现了油矿采油的精确计量和远程监测，推进了油矿企业的物联网信息化建设。
项目成果在现有专用领域应用基础上，将面向微流控技术着眼的生物医疗领域所需的微泵微压力检测的集成应用，开发相关系列产品进行产业化应用。
六、主要完成人员情况
排名
姓名
行政
职务
技术
职称
现从事
专业
工作单位
二级
单位
完成
对本项目主要科技创新的创造性贡献
1
郑蓓蓉
研究员
机械制造信息化
机电工程学院
总负责，主要完成传感器芯片弹性元件的设计、温度灵敏度系数的补偿设计
2
李峰平
常务副院长
特聘研究员
装备自动化与智能控制
激光与光电智能智造研究院
小流量检测算法、变频恒压控制算法和力敏器件弹塑性性能研究
3
周晨
讲师
压力传感器非线性改善的方法
4
王权
教授
微纳机电系统及其集成
研究了纳米硅薄膜的力学特性，为传感器设计提供依据
5
薛伟
副校长
微机械电子激光加工
纳米硅薄膜高压阻效应及其力学行为研究
6
彭志辉
恒压供水控制算法研究
7
赵军平
总经理
高级经济师
传感器控制器设计
变频恒压控制器的产业化应用
8
廖宁波
副教授
微纳材料设计
硅基薄膜器件力学仿真建模与优化
9
张淼
流量仪表、传感器设计
研究硅纳米材料的热建模与仿真
七、主要完成单位情况
对本项目的支撑作用情况
主要研究了纳米硅薄膜高压阻效应及其力学行为，建模与仿真。
完成了传感器芯片弹性元件的设计、温度灵敏度系数的补偿设计、非线性优化等研究。
主要研制了基于恒压控制的变频控制系统及其变频恒压控制器的产业化。
主要研制了纳米硅薄膜压力传感器的制备工艺和中试生产，完成了压力传感器的标定、集成测控平台的研制与产业化应用推广。
主要研究了纳米硅薄膜的力学行为特性，为传感器设计提供了理论基础和依据。
八、主要知识产权证明目录（和论文专著数量总和不超过10件）
知识产权类别
知识产权具体名称
国家
（地区）
授权号
授权日期
权利人
发明人（培育人）
发明专利
一种内应力影响下压力传感器非线性判别方法
中国
CN104359611A
2015.02.18
郑蓓蓉;
王权;
张艳敏;
薛伟;
一种基于灰色关联法的小流量检测方法
CN103487096A
2014.01.01
李峰平;
彭志辉;
周余庆;
付培红;
曹宇;
赵军平;
一种高效变频恒压供水系统的控制方法
CN103556677A
2014.02.05
台州神能电器有限公司
胡雪林
九、代表性论文专著目录（和知识产权数量总和不超过10件）
作者
论文专著名称/刊物
年卷期
页码
发表
（年、月）
SCI他引次数
他引
总次数
BeirongZheng,ChenZhou,QuanWang,YifengChen,WeiXue
Depositionoflowstresssiliconnitridethinfilmanditsapplicationinsurfacemicromachiningdevicestructures
2013（25）:
3989-3998
2013年10月
BeirongZheng,ChenZhou,XiaominPan,QuanWang,WeiXue
Intelligentdetectorofinternalcombustionenginecylinderpressureandsensitivitytemperaturecoefficientcompensation
2013:
107582-107587
B.R.Zheng,C.Zhou,Q.Wang,X.M.Pan,W.Xue
Ultra-smallmicropressuresensorchipdesignandfabricationfeaturinghigh-sensitivityandgoodlinearity
2015（21）:
173–179
2015年1月
ChenZhou,YanminZhang,BeirongZheng,WeiXue,QuanWang＊
EffectofinternalstressonnonlinearityandsensitivityofapressuresensorwithSiNcompositediaphragm
2017:
284-291
2017年1月
QuanWang＊,YanminZhang，RanHu，DaohanGe,NaifeiRen
Structuredisorderdegreeofpolysiliconthinfilmsgrownbydifferentprocessing:
constantCfromRamanspectroscopy
2013,114（18）:
183504
2013年11月
MiaoZhang,NingboLiao,JieShen,WeiXue＊
EffectofsubstratetemperatureonmechanicalpropertiesofSiCOthinfilm
2015,9
（1）：
144-150
2015年7月
YangYao,LiaoNingbo,ZhangMiao,LiFengping＊
Evaluationoftheelastic-plasticpropertiesofSiCNcoatingsystembyfiniteelementsimulations
2017（37）:
3891–3897
2017年5月
合计:
承诺：
上述第八、九部分的知识产权、论文、专著用于报奖的情况，已征得未列入项目完成单位或完成人的发明人（培育人）、权利人、作者的同意。
十、完成人合作关系说明
温州大学与浙江神能科技股份有限公司、爱科赛智能科技（台州）有限公司、江苏大学通过产学研合作、科研立项，共享科技成果、共同指导研究生等形式，长期保持着合作关系。
温州大学郑蓓蓉
（1）、周晨（3）、薛伟（5）与江苏大学王权（4）在纳米硅薄膜的力学行为特性开展了长期合作，共同完成了5篇代表性学术论文和1项主要发明专利授权，为传感器设计提供了理论基础和依据，同时进行了成果的应用推广工作。
温州大学薛伟（5）、廖宁波（8）、张淼（9）、李峰平
（2）等在硅基薄膜器件力学仿真建模与优化开展研究，共同发表了2篇代表性学术论文。
温州大学与浙江神能科技股份有限公司长期开展产学研合作，并于2014年12月通过科技成果拍卖达成“基于物联网的智能变频恒压供水控制系统”的项目研发。
温州大学李峰平
（2）团队负责完成集压力控制、流量观测与泵机高效运行的变频恒压泵用变频器系列产品的研发，并将本项目创新成果高精度压力传感器嵌入该系列产品进行批量化推广应用。
李峰平
（2）作为项目负责人、浙江神能科技承担的温岭市重大工业科技项目的立项、研究和结题验收工作，团队为神能科技完成了变频恒压控制器系列产品的研发工作，并为神能科技授权了3项发明专利，发明设计人均为李峰平
（2）、赵军平（7）、彭志辉（6）、薛伟（5）等本项目团队科研人员。
爱科赛智能科技（台州）有限公司系温州大学科研团队孵化的产业化公司，将团队研制的压力传感器芯片，配套应用于智能水泵控制器系列产品投放市场。
并为团队完成了微压力和流量集成测控与标定平台，授权了两项发明专利，发明设计人均为李峰平
（2）团队相关成员，该公司长期为科研团队的项目产品进行中试和标定等产业化推广工作。
在上述相关合作研究的基础上，四方紧密围绕纳米硅薄膜压力传感器的研制与产业化。
温州大学主要完成了纳米硅薄膜高压阻效应及其力学行为研究、建模与仿真优化。
并完成了传感器芯片弹性元件的设计、温度灵敏度系数的补偿设计、非线性优化等研究。
江苏大学为本项目主要研究了纳米硅薄膜的力学行为特性，为传感器设计提供了理论基础和依据。
爱科赛智能科技（台州）有限公司主要研制了纳米硅薄膜压力传感器的制备工艺和中试生产，完成了压力传感器的标定、集成测控平台的研制与产业化应用推广。
浙江神能科技股份有限公司主要完成了基于恒压控制的变频控制系统及其变频恒压控制器的产业化。
2018年12月，由谭建荣院士等专家组成的中国机械工业联合会鉴定专家组对本项目进行技术鉴定，专家组认为：
本人作为项目第一完成人，对本项目完成人合作关系及上述内容的真实性负责，特此声明。
第一完成人签名：
完成人合作关系情况汇总表
序号
合作方式
合作者
合作时间
合作成果
证明材料编号
备注
共同立项
郑蓓蓉
（1）、周晨（3）、王权（4）、薛伟（5）、廖宁波（8）、张淼（9）
2012.06～2014.06
用于物联网的新型纳米硅材料压力传感器研究
周晨（3）、薛伟（5）、彭志辉（6）、廖宁波（8）、张淼（9）
2013.01～2017.12
多物理场耦合下纳米硅薄膜的服役行为研究
张淼（9）、周晨（3）、廖宁波（8）
2011.01～2013.12
微器件界面结构的建模和热可靠性研究
共同知识产权
郑蓓蓉
（1）、王权（4）、薛伟（5）
2015.02
李峰平
（2）、彭志辉（6）、赵军平（7）
2014.01
赵军平（7）、彭志辉（6）、李峰平
（2）
2014.02
彭志辉（6）、李峰平
（2）、赵军平（7）
2013.09
一种基于反求法的高效变频恒压供水系统控制方法
一种基于反求法的变频供水系统运行效率在线检测方法
成果拍卖
李峰平
（2）、郑蓓蓉
（1）、彭志辉（6）、赵军平（7）
2014.10～2015.10
基于物联网的变频恒压供水控制系统
10
项目合作
2013.03-2018.03
基于物联网的变频恒压供水控制技术及其控制器系列产品创新工程
11
2018.12
硅薄膜力敏传感器软件标定与测试
12
科技成果鉴定
郑蓓蓉
（1）、
李峰平
（2）、周晨（3）、王权（4）、薛伟（5）、彭志辉（6）、赵军平（7）、廖宁波（8）、张淼（9）
十一、知情同
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