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2018年国家科学技术进步奖提名
公示材料
项目名称 提名者 高性能全谱型光谱分析仪器研制及产业化 中国仪器仪表学会 该项目采用了以企业为主体，从核心器件、关键部件、仪器整机到仪器应用为轴线的\全链条式\研发新模式，利用创新的全息傅立叶合成曝光、分段离子束刻蚀等技术攻克国内高刻线光栅的制造难题，研制了高性能光谱仪的核心元器件——高刻线光栅；基于项目研制的核心光栅部件，结合创新的矩阵式多特征谱线建模方法、自动谱线分离技术、TDSA光谱时域离散式分析技术等关键技术研制了分辨率高达pm量级的光谱仪核心部件，推出了三大类多品种商用化高性能全谱型光谱分析仪器，项目产品经浙江省计量科学研究院测试，并通过了浙江武林新产品新技术鉴定中心的鉴定，项目产品填补了国内空白，达到了国际先进水平。 自项目产品上市以来，已在环境污染、食品安全、冶金铸造、土壤检测等诸多提名意见 领域实现了产业化推广，累积销售1500余台，销售额超过2.5亿元，在高端分析仪器领域取得了丰硕成果，打破了国外厂家的垄断，为仪器仪表行业高端分析仪器的研制和产业化探索了可行道路。产品曾获杭州市科技进步奖、北京分析测试学术报告会暨展览会金奖（以下简称BCEIA金奖）、中国机械工业科学技术奖、中国国际科学仪器及实验室装备展览会自主创新金奖（以下简称CISILE自主创新金奖）等荣誉和称号。在2016年中国仪器仪表学会科学技术奖的评选中，得到相关专家和领导的一致好评，荣获2016年中国仪器仪表学会科学技术一等奖。 综合该项目成果显著的创新性、社会和经济效益以及对光谱分析行业做出的突出贡献，提名该项目参与2018年国家科技进步奖二等奖评选。 1页
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光谱分析仪是仪器仪表行业的重要门类，在国内各个行业的需求与日俱增，全谱型光谱分析仪器以可靠性高、应用范围广、使用便捷等优势，越来越受到重视。但由于国内高精密仪器和核心元器件的研制和生产起步晚，技术底子薄，技术受到国际封锁，高性能光谱仪器核心元器件及部件不能自主研发和国产化，同时国内高端仪器的研制和产业化经验和能力不足，导致高性能全谱型光谱分析仪器几乎全部是进口仪器，被国外厂商所垄断，每年仅在高端原子光谱分析仪器领域的进口额达到数十亿元。 为实现国产高性能全谱型光谱分析仪器的研制和产业化，聚光科技（杭州）股份有限公司，联合上海理工大学、浙江省地质矿产研究所和浙江工业大学，以中国工程院院士庄松林为系统总体专家，探索了以企业为主体，从核心器件、关键部件、仪器整机到仪器应用为轴线的\全链条式\研发新模式，结合产学研用系统工程，采用创新的全息傅立叶合成曝光、分段离子束刻蚀等技术研制了光谱仪核心元器件，攻克了高刻线凹面光栅制作难、受环境影响大、成品率低等技术难题，成功实现了高刻线光栅的产业化；采用创新的矩阵式多特征谱线建模方法、自动谱线分离技术、TDSA光谱时域离散式分析等多项技术研制了光谱仪核心部件和高分辨率、高稳定性的光谱仪系统，实现了宽光谱范围采集，解决了光谱漂移和干扰、深紫外光谱采集、仪器产业化技术等难题。推出了三大类商用化高性能全谱型光谱分析仪器，即电感耦合等离子体发射光谱仪、火花直读光谱仪和电弧发射光谱仪，已在环境污染、食品安全、冶金铸造、土壤检测等诸多领域实现了产业化推广，取得良好的经济和社项目简介 会效益。 项目产品性能均达到国际先进水平，其中ICP-5000仪器具有超高分辨率（7pm@200nm）和超宽光谱范围（160~870nm），能满足各种复杂基体分析需求，可同时测定高达72种元素，仪器检出限达μg/L量级，Mn257.6和Ba455.4可达0.1μg/L以下，仪器精密度和4小时稳定性的RSD≤1%，达到国际同类产品先进水平；M5000仪器光谱范围覆盖140~680nm，适用于铁、铝、铜等10余种金属材料的分析，分析重复性和稳定性均高于国标，达到国际先进水平；E5000仪器可用于分析土壤、矿石等非金属粉末材料，样品无需前处理，一次激发可分析样品中所有元素含量，典型元素Ag的检出限低至0.01ppm，真正实现绿色分析。 项目已申请专利41项，其中发明专利25项（已授权20项），实用新型专利16项（已授权16项），获软件著作权登记5项，发表文章25篇，项目总体技术水平达到国际先进。荣获中国仪器仪表学会科学技术奖、杭州市科技进步奖、浙江省首台套、BCEIA金奖、CISILE自主创新金奖等多项殊荣。截止2017年底，项目研制产品累计销售额近2.5亿元，远销韩国、俄罗斯、蒙古、中国台湾等国家和地区，实现出口创汇900余万元人民币；仅2017年就签订合同300余台套，在全谱型光谱分析仪器市场占有率超过10%。项目推出的高性能光谱分析仪器，彻底打破了国外仪器的垄断地位，使设备购买成本和运行费用降低30%以上，促进该类高端分析仪器在各级检测机构的深入推广和普及应用，带动相关检测领域的技术进步，具有重大社会意义。 2页
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（一）项目通过了专业的技术鉴定（编号：浙武鉴字【2016】第006号）。 浙江武林新产品新技术鉴定中心于2016年3月1日在杭州组织召开了项目鉴定会。鉴定委员会听取了该项目的技术报告、检测报告、科技查新报告、用户意见等有关材料的汇报，审查了相关资料。经讨论，形成鉴定意见如下： 1、提供鉴定的技术文件和资料齐全、规范，符合鉴定要求。 2、项目运用自主研发的全息傅立叶合成曝光方法（ZL2296.2）、分段离子束刻蚀方法（ZL 9360.6）等技术研制了高性能全谱型光谱仪核心元器件。 3、项目采用自主研发的矩阵式多特征谱线建模方法（ZL 2421.X）、自动谱线分离技术（ZL 1623.5）、TDSA光谱时域离散式分析技术（ZL 2395.0）和分布式智能光室吹扫技术（ZL 1598.0）等技术研制了高性能全谱型光谱仪核心部件。 4、项目基于上述原创技术研制的高性能全谱型光谱分析仪器，即火花直读光谱仪M5000、电感耦合等离子体发射光谱仪ICP-5000和电弧直读发射光谱仪E5000，性能优良，达到国际先进水平。 5、项目产品经浙江省计量科学研究院检测，获得了CPA认证；并获得国际CE相关认证。企业已通过ISO 9001:2000质量管理体系和ISO 14001：2004环境管理体系认证，其生产装备、检测手段和环保措施能满足批量生产要求,取得了计量器具生产许可证（CMC），已实现批量销售。 6、产品经用户使用，反映良好，已取得较好的经济和社会效益，市场前景良好。 鉴定委员会认为：该项目的研发是成功的，同意通过鉴定。 （二）项目产品由专业机构进行了测试，测试结果显示项目产品均达到了国际客观评价 同类仪器的先进水平。 项目研制的3款高性能全谱型光谱分析仪器均由浙江省计量科学研究院进行检测，并出具了检测证书，检测结果如下： ICP-5000（证书编号：2013F186-33）： 检出限：Zn：0.0006mg/L；Ni：0.003mg/L；Mn：0.00009mg/L；Cr：0.0005mg/L；Cu，Ba：0.0004mg/L； 重复性：Zn，Ni：0.3%；Mn：0.7%；Cr，Ba：0.5%；Cu：0.6%； 稳定性：Ni，Cr：0.6%；Zn，Mn，Cu，Ba：0.9%； M5000（证书编号：2011F286-33）： 检出限：C，Ni：0.004%；Si：0.0003%；Mn：0.0008%；Cr：0.002%；V：0.0004%； 重复性：C，Ni：1.6%；Si：1.0%；Mn，Cr：0.6%；Mo：0.9%； 稳定性：C，Si：1.1%；Mn：0.3%；Ni：1.8%，Cr：0.8%，Mo：0.5%； E5000（证书编号：2014C457-33）： 检出限：Ag：0.000002%；B：0.00005%；Sn：0.00008%；Mo：0.000006%；Pb：0.0002%； 重复性和稳定性：12%。 （三）项目产品荣获多项技术奖项 项目产品曾获得过多项技术荣誉和奖项，其中包括：2016年度中国仪器仪表学会科学技术奖、2016年度杭州市科技进步奖、2016年度中国机械工业科学技术奖、BCEIA金奖，2014年CISILE自主创新金奖、2013~2014年国产好仪器荣誉称号。产品通过CE认证，获得国际用户信赖，远销海外市场。 项目产品自上市以来，深受广大客户喜爱，已成功发货1500余套，产品已在各行各业获得了推广。典型用户包括：中科院地理所、西安电子科技大学、武汉工程大学、郑州大学、大连海事大学、西安交通大学、安徽理工大学、核工业230所等研究所和高等院校；国家轻金属质量监督检验中心、山东省物化探研究院、湖北省地质调查院、新疆有色地质勘查局、新疆建设兵团特检院、广东省农科院质标中心实验室仪器、襄阳市环境保护监测站、西藏地矿局、江西省地矿局、国土资源部昆明矿产资源监督检验中心、中国建材地勘中心陕西总队等检测检测中心；中国有色矿业集团有限公司、中国武钢、大庆油田建设集团、马钢集团、包钢集团、河北科隆集团、海尔集团等大型国企及集团，并远销海外，包括俄罗斯、韩国、伊朗、印度、台湾等国家和地区，包括OTO CO.,LTD.（Hyundai & Kia motors供应商）；DONG 3页
推广应用情况