重大科学仪器设备开发-国家科技管理信息系统公共服务平台

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1、附件 7“重大科学仪器设备开发 ”重点专项2018 年度项目申报指南建议为落实国家中长期科学和技术发展规划纲要（ 2006-2020 年）、中国制造 2025和关于加快推进生态文明建设的意见等提出的任务，国家重点研发计划启动实施 “重大科学仪器设备开发 ”重点专项。根据本重点专项实施方案的部署，现提出 2018 年度项目指南建议。本重点专项总目标：紧扣我国科技创新、经济社会发展对科学仪器设备的重大需求，充分考虑我国现有基础和能力，在继承和发展 “十二五 ”国家重大科学仪器设备开发专项成果的基础上，坚持政府引导、企业主导，立足当前、着眼长远，整体推进、重点突破的原则，以关键核心技术和部件的自主研

2、发为突破口，聚焦高端通用科学仪器设备和专业重大科学仪器设备的仪器开发、应用开发、工程化开发和产业化开发，带动科学仪器系统集成创新，有效提升我国科学仪器设备行业整体创新水平与自我装备能力。通过本专项的实施，构建 “仪器原理验证 关键技术研发（软硬件） 系统集成 应用示范 产业化 ”的国家科学仪器开发链条，完善产学研用融合、协同创新发展的成果转化与合作模式，激发行业、企业活力和创造力。强化技术创新和产品可靠性、稳- 1 -定性实验，引入重要用户应用示范、拓展产品应用领域，大幅提升我国科学仪器行业可持续发展能力和核心竞争力。本专项充分利用国家科技计划（专项、基金）或其他渠道，已取得的相关检测原理、方

3、法、技术或科研装置，开展系统集成、 应用开发和工程化开发，形成具有自主知识产权、“皮实耐用 ”和功能丰富的重大科学仪器设备产品，并服务科学研究和经济社会发展。本专项按照全链条部署、一体化实施的原则，共设置了关键核心部件、高端通用科学仪器和专业重大科学仪器3 个任务方向。专项实施周期为5 年（ 2016 2020 年）。1核心关键部件开发与应用共性考核指标 ：目标产品应通过可靠性测试和第三方异地测试，技术就绪度达到 9 级；至少应用于 2 类仪器；明确发明专利、标准和软件著作权等知识产权数量；形成批量生产能力，明确项目验收时销售数量和销售额。1.1 X 射线菲涅耳透镜研究目标： 开发 X 射线菲

4、涅耳透镜， 突破纳米尺度微结构的高深宽比加工技术难题，开展工程化开发、应用示范和产业化推广， 形成具有自主知识产权、 质量稳定可靠的产品，实现在同步辐射、 显微 CT、软 X 射线成像等仪器中的应用。考 核 指 标 ： 最 外 环 宽 度 25nm500eV ， 环 高 200nm500eV； 最 外 环 宽 度 40nm9keV ， 环 高- 2 - 700nm9keV，衍射效率 1%9keV； X 射线聚焦 60nm；平均故障间隔时间 5000小时。1.2 S 波段高功率速调管研究目标：开发 S 波段高功率速调管， 突破高压电子枪、高功率容量输出窗口技术，解决速调管工作稳定性难题，开展工程

5、化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的产品，实现在高能对撞机、同步辐射光源、自由电子激光装置、辐射成像装置、辐照加速器等仪器装置中的应用。考核指标：中心频率 2998MHz ，带宽 2MHz ，最大输出功率 50MW，脉冲宽度 2s，脉冲重复频率 50Hz，效率 45%，增益 50dB；平均故障间隔时间 5000小时。1.3 太赫兹倍频器研究目标：开发太赫兹倍频器，突破太赫兹倍频电路设计与精密制造技术，采用国产倍频芯片，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的产品，实现在太赫兹信号发生器、太赫兹矢量网络分析仪、太赫兹安全检测仪、太赫

6、兹成像仪等仪器中的应用。考核指标： 3 倍频输出频率范围0.325THz0.5THz ，最大输出功率 -10dBm ，倍频损耗 20dB；4 倍频输出频率范围0.5THz0.75THz ，最大输出功率 -20dBm ，倍频损耗 25dB；4 倍 频 输 出 频 率 范 围 0.75THz1.1THz ， 最 大 输 出 功 率 -30dBm ，倍频损耗 30dB；平均故障间隔时间 5000小时。- 3 -1.4 通用高精度匀场超导磁体研究目标：开发通用高精度匀场超导磁体，突破大口径超导强磁体加工和高精度匀场设计等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠

7、的产品，实现在量子振荡检测仪、核磁谱仪、磁致冷和强磁场材料处理装置等仪器中的应用。考核指标：磁场强度18T，孔径 60mm，磁场相对不均匀度 10-4直径 10mm 内；磁场不稳定度 10-5/h；平均故障间隔时间 5000小时。1.5 双曲面线性离子阱研究内容：开发双曲面线性离子阱，突破双曲线形电极加工和四电极高精度平行绝缘装配等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的产品，实现在离子阱质谱仪、大型离子反应仪等仪器中的应用。考核指标：电极长度100mm，双曲面电极表面粗糙度Ra 0.1m，双曲面线轮廓度 0.4m，离子阱综合几何精度5m，质量范围

8、50amu4000amu，相对质量分辨率 0.5amu；平均故障间隔时间5000小时。1.6 宽光谱高灵敏电子倍增CCD 成像探测器研究内容：开发宽光谱高灵敏电子倍增CCD 成像探测器，突破高灵敏光生电荷采集结构制备关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、- 4 -质量稳定可靠的产品， 实现在高灵敏度显微镜、 微光探测仪、光谱分析仪等仪器中的应用。考 核 指 标 ： 波 长 范 围260nm1000nm ， 像 元 数 目 1024 1024，像元尺寸 13m 13m，倍增增益 1000，最高信噪比 45dB，峰值量子效率 80%，暗电荷 350e/pixel/s

9、（常温），最高输出帧频 10fps；平均故障间隔时间 5000小时。1.7 太赫兹混频器研究目标：开发太赫兹混频器，突破太赫兹混频电路设计与精密制造等关键技术，采用国产混频芯片，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的产品，实现在太赫兹矢量网络分析仪、太赫兹频谱分析仪、太赫兹安全检测仪、太赫兹成像仪等仪器中的应用。考核指标： 2 次谐波混频频率范围 0.325THz0.5THz ，中频频率范围 20MHz300MHz ，变频损耗 17dB； 4 次谐波混 频 频 率 范 围 0.5THz0.75THz ， 中 频 频 率 范 围 20MHz300MHz ，变频

10、损耗 30dB； 4 次谐波混频频率范围0.75THz1.1THz ，中频频率范围 20MHz300MHz ，变频损耗 35dB；平均故障间隔时间 5000小时。1.8 InGaAs 探测器研究目标：开发InGaAs 探测器，突破单光子信号探测芯片设计制造关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的产品，实- 5 -现在近红外光谱分析仪、近红外成像仪、光纤光谱分析仪等仪器中的应用。考核指标：光谱范围0.9m 1.7m，平均光子探测效率 20%，暗计数 3kcps，暗电流 0.3nA 击穿电压，时间分辨率 2ns；平均故障间隔时间 5000小时。1.9 大

11、面积低剂量X 射线平板探测器研究目标： 开发大面积低剂量 X 射线平板探测器， 突破高速帧率采集、高填充系数大面积探测、高效率低剂量探测等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的产品，实现在工业检测 X 射线成像仪、医学 X 射线成像仪等仪器中的应用。考 核 指 标 ： 有 效 探 测 面 积 30cm30cm， 像 素 尺 寸 150m，最高帧频 120fps，最低成像剂量 5nGy，量子检测效率 75% 20Gy，极限分辨率 3.3Lp/mm；平均故障间隔时间 5000小时。1.10 高分辨耐辐照硅探测器研究目标 :开发高分辨率耐辐照硅探测器，突

12、破离子注入与表面钝化等关键技术，开展工程化开发、应用示范与产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的产品，实现在 X 射线衍射仪、高能粒子谱仪和X 射线成像谱仪等仪器中的应用。- 6 -考核指标：探测面积5cm5cm，位置分辨率 100m，漏电流密度 2nA/cm2耗尽电压，探测器工作电压 600V，抗辐照指标 11015nep/cm2；平均故障间隔时间 5000小时。1.11 高精度高空多参数监测传感器研究目标：开发高精度高空温度、湿度、气压和风速监测传感器，突破温度漂移抑制和高空环境适应性等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的产品，实现

13、在探空仪、灾害天气预警系统等仪器中的应用。考核指标：温度测量范围-90 C +50 C，温度测量误差 0.3C；相对湿度测量范围 0 100%RH ，相对湿度测量误差 5%；气压测量范围 5hPa 1060hPa，气压测量误差 1hPa；风 速测 量 范 围 3m/s 30m/s ， 风 速 测量误 差 1m/s； 功耗 100mW，传感器响应时间 140s；平均故障间隔次数 50次。1.12 小型化高精度姿态传感器研究目标：开发小型化高精度姿态传感器，突破微型化传感器芯片及制造工艺一致性等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的产品，实现在工业机器

14、人导航仪、无人装置姿态性能检测仪和姿态实时校准仪等仪器中的应用。考核指标：姿态角测量范围0-360，航向姿态精度0.07 60s，俯仰与横滚姿态精度 0.03 1，传感器体积- 7 -3 100cm，重量 150g，功耗 1W；平均故障间隔时间 10000 小时。1.13 飞行安全数据记录器研究目标：开发飞行安全数据记录器，突破多通道快速记录、抗恶劣环境、小型化集成等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的产品，实现在机载航电测试系统、极端恶劣环境下飞行器动态参数测试设备等仪器上的应用。考核指标： 采集通道数 1000，最高存储速度 500MB/s，

15、存储容量 256GB，耐高温烧蚀 120060min ；抗冲击强度 10000g，持续时间 5ms；耐海水浸泡 30天，耐深海压力；体积 3，重量 3.5kg；具有视频记录、6000m24h2500cm链路记录、 授时、文件索引管理等功能， 符合适航认证标准；平均故障间隔时间 50000小时。1.14 高分辨率多功能原子探针研究目标：开发高分辨率多功能原子探针，突破高耐磨材料制备和纳米尺度结构制备工艺的难题，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的产品，实现在原子力显微镜、磁力显微镜等仪器中的应用。考核指标： 普通探针尖端曲率半径范围5nm1m，深宽比 5，弹

16、性常数范围0.01N/m40N/m ，加工误差 10%；高分辨探针尖端曲率半径5nm，深宽比 3；磁性探针曲率半径- 8 - 30nm；电性探针曲率半径 30nm；成品率 90%；使用寿命 1000幅扫描成像。1.15 高精度微型压力传感器研究目标：开发高精度微型压力传感器，突破多参量协同敏感和低残余应力封装等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的产品，实现在工业流程监控仪、大气数据采集仪、高精度压力控制仪等仪器中的应用。考核指标： 压力测量范围01MPa，测量误差 0.03%FS，测量分辨率0.02%FS，长期稳定性 0.05%FS/年，尺寸 5

17、mm 5mm 5mm，工作温度 -40 +85 ，过载能力 2倍FS，抗加速度冲击 0.05kPa/g；平均故障间隔时间 5000小时。1.16 高精度加速度传感器研究目标：开发高精度微型加速度传感器，突破温度漂移抑制和工艺一致性等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的产品，实现在航空仪表、微惯性测量单元等领域仪器中的应用。考核指标：量程50g，分辨率 5g，综合精度 10g，-4输入轴失准角 12rad，重复性 4.5 10/年，功耗 5mW，封装体积 20mm 12mm, 工作温度范围 -45 C+85 C ，抗冲击 250g；平均故障间隔时间

18、 5000小时。1.17 阵列式微型超声换能器- 9 -研究目标：开发阵列式微型超声换能器，突破大幅面阵列阵元制备关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的产品，实现在超声成像、流量检测、指纹识别等仪器中的应用。考核指标：阵列尺寸40mm40mm，阵元数量 6464，工 作 频 率 范 围100kHz2MHz， 空 气 中 声 压 级 75dB（ 20Pa/V1m ），波束宽度 30，机械品质因数 30；平均故障间隔时间 5000小时。1.18 微型风速风向传感器研究目标：开发高性能微型风速风向传感器，突破闭环控制和温度漂移抑制等关键技术，开展工程化开

19、发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的产品，实现在风电厂风场检测仪、野外便携式气象检测仪、环境检测仪等仪器中的应用。考核指标 :风速测量范围0 60m/s，启动风速v0.2m/s，风速测量误差 （0.3+0.03v）m/s；风向测量范围0 360 ，风向测量误差 2 ；功耗 200mW，封装体积 50mm 50mm ；平均故障间隔时间5000小时。1.19 高稳定宽量程电流传感器研究目标：开发高稳定宽量程电流传感器，突破大电流高精度检测关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的产品。实现在核磁共振成像仪、电流标准装置、高精度电能

20、计量装置等仪器中的应用。-10-考核指标： 电流测量范围 010000A ；100mA 量程指标：电流分辨率 1AT，线性度 100ppm，准确度 200ppm；600A量程指标：电流分辨率 10AT ，线性度 1ppm，温度系数 0.1ppm/K，准确度 1ppm； 10000A 量程指标：电流分辨率 50AT，线性度 1ppm，温度系数 0.1ppm/K，准确度 2ppm；平均故障间隔时间 10000小时。1.20 微型电场传感器研究目标：开发高性能微型电场传感器，突破工艺一致性和温度漂移抑制等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的产品，实现在

21、探空仪、静电监测与安全防护系统、雷电预警系统等仪器中的应用。考核指标：测量范围120kV/m ，分辨力 0.05kV/m，准确度 5%，功耗 600mW，封装体积 50mm 80mm，实现直流、交流电场测量；平均故障间隔时间5000小时。1.21 高精度多通道数据采集器研究目标 :开发高精度多通道数据采集器，突破高速共享缓存矩阵设计和快速实时信号同步处理等关键技术，开展工程化开发、 应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的产品，实现在质谱仪、噪声分析仪、磁场测试仪、低温物理参数测试仪等仪器中的应用。考核指标：通道数 64（可扩展），最大采样率 204.8kHz，非杂散动态范围

22、 120dB，采样位数 24bit，最大电压范围-11-10V ，灵敏度50nV ，串扰抑制 110dB；平均故障间隔时间 5000小时。1.22 高速高精度二维扫描微镜研究目标：开发高速高精度二维扫描微镜，突破低应力薄膜加工、片上角度检测等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的产品，实现在共聚焦显微镜、 3D 激光扫描仪、微型激光雷达等仪器中的应用。考核指标：工作波段800nm2500nm ，绕快轴扫描角度 40，扫描谐振频率 25kHz；绕慢轴扫描角度 60，扫描谐振频率 600Hz，指向性扫描时光线扫描角度 30，指向性偏转步进精度 2rad

23、；抗冲击 1200g，实现对转角的实时检测；平均故障间隔时间 10000小时。1.23 紫外凸面光栅研究目标：开发紫外波段闪耀凸面光栅，突破光栅槽形精密刻划关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的产品，实现在紫外超光谱成像仪、紫外多光谱成像仪等仪器中的应用。考核指标： 工作波长范围250nm400nm ，凸面光栅口径 55mm，线密度范围 500700 线 /mm，曲率半径 150mm，光栅衍射效率 60%；平均故障间隔时间 5000小时。1.24 宽谱段高分辨单色器研究目标：开发宽谱段高分辨单色器，突破二维色散自动定位校正关键技术，开展工程化开发、

24、应用示范和产业化-12-推广，形成具有自主知识产权，质量稳定可靠的产品，实现在等离子体发射光谱仪、原子吸收光谱仪、拉曼光谱仪、原子荧光光谱仪等仪器上的应用。考 核 指 标 ： 波 长 范 围 160nm1000nm ， 波 长 误 差 0.03nm， 波 长 重 复 性 0.005nm ， 最 小 光 谱 带 宽 0.009nm257.610nm；平均故障间隔时间 5000小时。1.25 微型集成扫描光栅微镜研究目标：开发微型集成扫描光栅微镜，突破微型扫描光栅设计制造、光学准直与集成等关键技术，开展工程化开发、应用示范与产业化推广，形成具有完全自主知识产权、质量稳定可靠的产品，实现在近红外光谱

25、仪、荧光光谱仪、共聚焦显微镜等仪器中的应用。考 核 指 标 ： 波 长 范 围800nm2500nm ， 镜 面 面 积 6mm 6mm，衍射效率 40%，最高扫描频率 700Hz，最大扫描角度 ，7驱动电压 1.5V；平均故障间隔时间 10000小时。1.26 高精度微量加液器研究内容：开发高精度微量加液器，突破高精度旋转阀制造、高精度位移及温度控制等关键技术， 开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的产品， 实现在流动注射分析仪、 液相色谱仪、 质谱仪、电位滴定仪、固相萃取仪等仪器中的应用。考核指标：流量范围2nL/s5mL/s ，准确度 0.3%，重复精

26、度 0.2%，最小加液体积 5nL，加液管容积10L100mL ，满足定时加液、定量加液、变流量加液、超微量加液等多种-13-加液需求，满足强酸强碱及多种有机溶剂的使用要求；平均故障间隔时间 10000小时。1.27 快速反应分析转化器研究目标：开发快速反应分析转化器，突破秒级反应原位驱动与快速捕捉等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的产品，实现与质谱检测器、红外检测器、 热导检测器等的联用。考核指标：最高加热温度 1400，温度控制精度 0.3%，最高反应压力 5MPa,在线热启动时间 0.5s,适用的最快反应时间 1s；平均故障间隔时间 10

27、000小时。1.28 长行程精密运动平台研究目标：开发长行程精密运动平台，突破高精度复合直线运动机构和超快直线驱动等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的产品，实现在高通量基因测序仪、超分辨显微成像仪、工业快速检测仪等仪器中的应用。考核指标： X-Y 行程 150mm，移动速度 1m/s， Z 向跳动幅度 0.4m，闭环分辨率 5nm；Z 向行程 20mm，移动速度 1m/s， X-Y 向跳动幅度 0.2m，闭环分辨率 5nm；非线性度 0.03%，最大负载能力 10kg；平均故障间隔时间 5000小时。1.29 宽频带同轴步进衰减器研究目标：开发

28、宽频带同轴步进衰减器，突破弹性件热处理与表面处理工艺、精密微组装、电磁控制等关键技术，-14-开展工程化开发、应用示范和产业化推广，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的产品，实现在矢量网络分析仪、信号源、频谱分析仪等仪器中的应用。考核指标：频率范围 DC26.5GHz ：最大衰减量 90dB，步进量 10dB，驻波比 1.5，插入损耗 1.8dB，寿命 500 万次；频率范围 DC50GHz ：最大衰减量 60dB，步进量 10dB，驻波比 1.6，插入损耗 2.5dB,寿命 20 万次；频率范围DC67GHz ：最大衰减量 50dB，步进量 10dB，驻波比 1.7，插入损耗 3.0dB,寿

29、命 100万次。2. 高端通用仪器工程化及应用开发共性考核指标：目标产品应通过可靠性测试和第三方异地测试，技术就绪度不低于8 级；至少应用于2 个领域或行业；明确发明专利、标准和软件著作权等知识产权数量；形成批量生产能力，明确项目验收时销售数量和销售额。2.1 高精度光热电位分析仪研究目标：针对石化、材料、能源、食品、药品、环保等行业化学成分分析需求，突破光度法、热分析法与电位法综合分析和高精度高通量滴定等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的高精度光热电位分析仪，开发相关软件和数据库，实现对物质中离子或基团的含量检测。开展工程化开发、应用示范和产业化推广。考核指标：光

30、度分析：光谱范围400nm700nm，波长准确度 1nm，吸光度精度0.001Abs；热分析：温度范围-4-3，响应速度 0.3s；-1060，分辨率 10，准确度 10-15-电位分析：测量范围2400mV ，稳定性0.03mV ，分辨率 0.01mV；滴定通道数 4，馈液精度 1/80000滴定管体积；平均故障间隔时间 5000小时。2.2 气相分子吸收光谱仪研究目标：针对食品、环保等行业多种形态氮和硫的检测需求，突破高效连续反应气化分离、高信噪比检测等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的气相分子吸收光谱仪，开发相关软件和数据库，实现多种形态氮和硫的自动高效检测。

31、开展工程化开发、应用示范和产业化推广。考 核 指 标 ： 波 长 范 围190nm400nm ， 波 长 重 复 性 0.2nm，基线稳定性 0.0002Abs/30min ，单个样品气化和测量时间 3min，测量精度 3%；平均故障间隔时间 3000小时。2.3 高精度光声光谱检测仪研究目标：针对电力、核能、石油化工等行业化学成分检测需求，突破光声光谱分析、微弱信号提取与识别等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的高精度光声光谱检测仪，开发相关软件和数据库，实现电力设备、石油化工设备等行业气体化学成分的在线监测和离线检测。开展工程化开发、应用示范和产业化推广。考核指标

32、：光声光谱范围3m14m ，光声光谱带宽 150nm，光功率 10W，声探测灵敏度 15mV/Pa；CO、CO2、CH 4、C2H 4、C2H 6 的检测限 0.1L/L ，C2H2 检测限 0.05L/L ，-16-H 2 检测限 2L/L ，SO2F2 和 CF4 检测限 1.0L/L ，SO2、H2S、 COS 检测限 10.0L/L ，上述气体最高检测浓度 2000L/L ；平均故障间隔时间 5000小时。2.4 高灵敏紫外成像仪研究目标：针对电力和铁路等行业安全运行的电晕放电检测需求，突破高灵敏紫外探测、精准图像融合处理、图像补偿与校正等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、

33、核心部件国产化的高灵敏紫外成像仪，开发相关软件和数据库，实现日盲条件下高压设备放电位置定位和强度检测。开展工程化开发、应用示范和产业化推广。考 核 指 标 ： 紫 外 波 长 范 围240nm280nm ， 灵 敏 度 -182310W/cm ，电晕探测灵敏度2PC8m；可见光波长范围 400nm780nm，灵敏度 1Lux；具备自动聚焦及增益功能,聚焦范围2m无穷远；平均故障间隔时间5000小时。2.5 高速激光共聚焦拉曼光谱成像仪研究目标：针对物理化学、生物医学、材料工程等领域微区物质化学结构空间分布探测与分析的需求，突破低波数、高分辨、高速光谱成像关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定

34、可靠、关键部件国产化的高速激光共聚焦拉曼光谱成像仪，实现激光拉曼光谱远场扫描探测与光谱成像。开展工程化开发、应用示范和产业化推广。考核指标：探测光谱范围 200nm1000nm，激发波长覆盖紫外到近红外三个以上波段，拉曼光谱探测分辨率 0.7cm-1，低波数 50cm-1；图像横向分辨率 200nm，轴向分-17-辨 率 500nm， 样 品 轴 向 定 焦 分 辨 率 10nm， 成 像 时 间 10min1024 1024；平均故障间隔时间 3000小时。2.6 磁共振脑图谱测量仪研究目标：针对脑活动无创高精度测量的需求，突破高磁场能量密度下脑图谱精细绘制等关键技术，研制具有自主知识产权、

35、质量稳定可靠、核心部件国产化的核磁共振脑图谱测量仪，开发相关软件和数据库，实现脑功能图像获取、建模和频谱分析。 开展工程化开发、 应用示范和产业化推广。考核指标： 主磁体磁场强度 3T，孔径 50cm，最低冷头温 度 20K ， 磁 体 最 短 长 度 1.4m， 梯 度 切 换 率-1 200mT/(m ms)；脑图谱重建速度 8000帧 s，脑图谱视野范围 120，触觉脑图谱绘制分辨率 1mm，可绘制视觉脑功能区 15个，触觉脑功能区 10个；稳定度 10ppm连续工作 10 小时；平均故障间隔时间 10000小时。2.7 有机物主元素分析仪研究目标：针对食品、农业、石油化工、地矿等行业对

36、有机化合物中碳、氢、氮、硫、氧元素分析的需求，突破有机物快速分解、高精度检测等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的有机物主元素分析仪，开发相关软件和数据库，实现对有机物的碳、氢、氮、硫、氧元素高精度定量分析。开展工程化开发、应用示范和产业化推广。考核指标： C、H 、N、S 元素检测限 30ppm，C、H、N 、S 元素测量重复性 0.4%；O 元素检测限 2ppm，O 元素测量-18-重复性 0.2%；系统进样量0.05mg1g；具有全自动进样功能；平均故障间隔时间5000小时。2.8 高速网络协议与安全检测仪研究目标：针对高速数据通信及数据中心网络设备研发与运行监

37、测需求，突破高速数字传输速率全线速测试、全协议多参数跨层分析、攻击特征提取及攻击库构建等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的高速网络协议与安全测试仪，开发相关软件和数据库，实现高速通信网络及设备 27 层协议与安全威胁检测。开展工程化开发、应用示范和产业化推广。考核指标： 测量端口线速覆盖 100Mbps 100Gbps；发送流数据量 1024个，接收流数据量 2048个；单卡新建 TCP 连接数 80万个 /s，在线 TCP 连接数 1600万个 /s；攻击检测 2000 种；具有路由协议、 接入协议、 交换协议、 城域网协议、数据中心协议以及应用层协议仿真测试能力

38、；具备应用层回放、定时及时间同步、网络安全威胁检测、RFC2544 测试等功能；平均故障间隔时间5000小时。2.9 材料高温高频力学性能原位测试仪研究目标：针对航空、航天和核工业等领域材料在高温高频载荷作用下性能测试需求，突破高温高频复杂载荷下材料力学性能测试、微观力学性能表征等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的材料高温高频力学性能原位测试仪，开发相关软件和数据库，实现高-19-温环境复杂载荷作用下材料拉伸、弯曲、高频疲劳等静态和动态力学性能原位测量。开展工程化开发、应用示范和产业化推广。考核指标：静态拉伸载荷0 25kN ，分辨率 2N，准确度1%，变形测量范围

39、 0 100mm，分辨率 10m，准确度 2%；静态弯曲载荷 0 10kN ，分辨率 1N，准确度 1%，变形测量范围 0 50mm，分辨率 5m，准确度 2%；高频疲劳交变载荷 0 10kN ， 交 变 载 荷 频 率 20kHz； 温 度 加 载 范 围 -20 1100，温控误差 5；成像放大倍数 500 倍 1000 倍，应变测量范围 10010；平均故障间隔时间 3000 小时。2.10 微纳结构动态特性测试仪研究目标：针对微纳结构与MEMS器件动态特性测试的需求，突破高信噪比时空调制和自动调焦等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的微纳结构动态特性测试仪，开

40、发相关软件和数据库，实现微纳结构与 MEMS 器件的振动频率、 模式模态等特性测量分析以及典型缺陷识别。开展工程化开发、应用示范和产业化推广。考核指标：振动频率范围 300Hz 24MHz ，相对频率分辨率 0.5%，振动位移分辨率 1nm，速度分辨率 1m/s；平台扫描范围 5mm5mm，分辨率 1m ；缺陷识别准确率 90%，具有振动模式模态分析功能； 平均故障间隔时间 3000 小时。2.11 大型复杂结构件力学性能检测仪-20-研究目标：针对大型曲轴锻件、大型齿轮、大型叶片等核心关键部件制造行业的质量控制需求，突破复杂构件力学性能定量无损检测关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠

41、、核心部件国产化的大型结构件力学性能检测仪，开发相关软件和数据库，实现大型复杂结构件多项力学性能检测与扫查成像。 开展工程化开发、 应用示范和产业化推广。考 核 指 标 ： 检 测 深 度 010mm ， 检 测 横 向 分 辨 率 0.5mm0.5mm ；屈服强度相对误差 10% ，残余应力误差15MPa，硬度及硬化层深度相对误差5%；自动化检测参数：最高速度40 次 /s，重复定位精度0.1mm；平均故障间隔时间 3000小时。2.12 太赫兹三维层析成像仪研究目标：针对复合材料三维形貌与内部缺陷检测的需求，突破太赫兹高分辨率成像、大景深自适应聚焦、图像信息融合与解译等关键技术，开发具有自

42、主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的太赫兹三维层析成像仪，开发相关软件和数据库，实现材料表面形貌以及内部缺陷的三维无损检测。开展工程化开发、应用示范和产业化推广。考核指标： 中心频率 0.5THz，调制时间 10s90GHz，成 像景 深 50cm，成像时 间 5s50cm50cm ， 穿透深度 10cm碳纤维材料，成像分辨率 0.3mm 0.3mm 1.5mm；平均故障间隔时间 4000小时。 2.13 差分高能电子衍射仪-21-研究目标：针对薄膜、异质结、超晶格人工结构制备工艺过程中的测试需求，突破宽气压高能衍射电子枪和衍射电子气体散射干扰抑制等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳

43、定可靠、核心部件国产化的差分高能电子衍射仪，开发相关软件和数据库，实现宽气压范围晶体取向和原子位置等原位实时测试。 开展工程化开发、 应用示范和产业化应用。考核指标 ：能量范围 15keV35keV ，束流 50A100 A ，束斑直径 50m80m，纹波系数 0.05%，束流稳定度系数0.15%/，工作气压范围 110-8Pa-100Pa，一次实验采集图像 50幅，自动焦距调整响应时间 5秒，观测强度震荡 50 个周期；平均故障间隔时间 3000小时。2.14 固态量子材料自旋信息测量仪研究目标：针对量子计算、量子传感器件所用核心关键材料量子自旋信息测量及表征需求，突破量子探针制备、量子自旋

44、态空间形貌表征、自旋态时空信息解耦等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的固态量子材料自旋信息测量仪，开发相关软件和数据库，实现室温环境下固态量子材料自旋信息的高精度测量。开展工程化开发、应用示范和产业化推广。考核指标： 样品尺寸 1nm20m，自旋保持时间 100s，时间分辨率 50ps；自旋空间测量范围 0.1nm2m；自旋空间横向分辨率 0.1nm，纵向分辨率 0.01nm；自旋间力测量-22-范围0.2nN5nN ，分辨率 0.2nN；平均故障间隔时间3000小时。2.15 低场量子电阻测量仪研究目标 :针对电阻高准确度校准的需要，突破低场量子电阻测量和计量传递

45、等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的低场量子电阻测量仪，开发相关软件和数据库，实现低磁场、无需补充液氦低温条件下可移动和不间断运行的高准确度电阻测量。开展工程化开发、应用示范和产业化推广。考核指标： 测量范围110k，低磁场量子电阻不确定-8-8度 110，高准确度电阻传递装置不确定度110，可移动式基准级低场量子电阻测量系统的整体不确定度-8210，所需超导磁体磁感应强度 6T，低温装置温度范围4.2K10K ；平均故障间隔时间 3000小时。2.16 高精度三维螺纹综合测量仪研究目标：针对先进制造领域螺纹几何参数的综合性检测需求，突破内外螺纹三维扫描高精度测头和

46、三维参数高效重构关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的高精度三维螺纹综合测量仪，开发相关软件和数据库，实现螺纹全参数的三维自动扫描检测。开展工程化开发、应用示范和实现产业化。考核指标：三维旋转扫描测量范围：外螺纹 1mm400mm ，内螺纹 3mm400mm ，分辨率 0.01m，径测量精度 （ 4.0+L/200 ）m，螺距测量精度 （ 0.9+L/200 ）m，-23-牙侧角测量精度0.03 ，空间坐标测量精度（ 1.5+L/200 ）m；具有表面缺陷自动识别、三维模拟装配功能，数据库覆盖国内外螺纹量规标准和紧固件标准140 份以上，溯源校准仪器的计量标准器1 套，

47、平均故障间隔时间3000小时。3. 专业重大科学仪器开发及应用示范共性考核指标：目标产品应通过可靠性测试和第三方异地测试，技术就绪度不低于8 级；至少应用于2 个领域或行业；明确发明专利、标准和软件著作权等知识产权数量；形成批量生产能力，明确项目验收时销售数量和销售额。3.1 钢材超声在线自动探伤仪研究目标：针对钢质板材、管材和棒材制备过程中在线自动检测与探伤需求，突破多通道非接触式超声在线自动检测及高本底噪声下信号有效获取等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的钢材超声在线自动探伤仪，开发相关软件和数据库，实现钢材缺陷的自动检测与报警。开展工程化开发、应用示范和产业化

48、推广。考核指标：钢板检测厚度6mm100mm ，钢板检测宽度1m6m ，钢板检测精度3mm 平底孔和0.5mm10mm 纵向裂纹，钢板检测线速度60m/min ，钢板检测误报率2%，钢板检测漏报率 1%；管材检测精度 20mm 1mm 5% 壁厚的内外刻槽，管材检测线速度 50m/min；棒材检测精度 2.0mm平底孔 距表面 225mm 以内，棒材检测线速度 30m/min；平均故障间隔时间 3000 小时。3.2 水下综合无损检测仪-24-研究内容：针对核电、海洋资源开采、船舶等水环境下关键部件的无损检测需求，突破水下零重力综合无损检测及缺陷定量评估等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳

49、定可靠、核心部件国产化的水下综合无损检测仪，实现水环境下关键部件损伤的超声、射线和涡流综合检测。开展工程化开发、应用示范和产业化推广。考 核指 标 ： 超 声检测：通道 数 32，工作频率范围0.2MHz25MHz，检测厚度65mm，灵敏度 10mm0.2mm3mm 裂纹；射线检测：检测厚度 65mm,灵敏度 1.25mm 体积性缺陷；涡流检测：通道数640，灵敏度 5mm0.2mm 1mm 裂纹；水下重复定位精度2mm；平均故障间隔时间3000 小时。3.3 机载地下矿产与水资源探测仪研究目标：针对地下矿产与水资源等快速探查需求，突破地下矿产和水资源非接触大范围快速探测等关键技术，开发具有自

50、主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的机载地下矿产与水资源探测仪，开发相关数据处理与反演解释软件，实现陆地地下资源和人工目标体的高效大范围探测。开展工程化开发、应用示范和产业化推广。考核指标：最大探地深度500m；横向分辨率 10m；探测深度分辨率 10m（ 100m 深度以内）；可探测异常体时间常数 50s（可探测金属矿、地下水、地热等资源分布）；可探测地质断裂和构造的空间分布和走向；软件具备三维电性结-25-构成像、地质断层和构造分布实时成像与显示功能；平均故障间隔时间 3000小时。3.4 自组网海洋环境多参数测量仪研究目标：针对近远海区域海底地形地貌全时域测绘需求，突破测绘航行智能

51、同步控制、自主避障航行、多艇协同管理等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的自组网多参数海洋环境地形测量仪，开发相关软件和数据库，实现海底地形地貌和海流剖面高精度动态检测。开展工程化开发、应用示范和产业化推广。考核指标：海底地形测量：工作频率170Hz 时，斜距量程 500m，斜距量程分辨率2cm；海流剖面测量：工作频率 600kHz，量程 70m，水流速度测量准确度水流速度0.3%0.3cm/s，流速测量分辨率 0.1cm/s；实现超视距无人自主航行测量功能，远程作业和控制距离30km；具备测绘和导航同步控制、测绘数据实时自动三维拼接、自组网等功能；平均故障间隔时间3

52、000小时。3.5 深地地质结构成像探测仪研究目标：针对深部矿产和油气资源探查、重大地质灾害监测等需求，突破勘探深度有限、检测灵敏度低、背景干扰复杂、异常信号识别和提取难等关键问题，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的深地地质结构成像探测仪，开发相关数据处理与反演解释软件，实现地下深部资源探测与地质灾害监测。开展工程化开发、应用示范和产业化推广。-26-考核指标：最大探地深度3000m，地面横向分辨率 10m；探测目标 X-Y 方向尺寸误差 5m1km 1km 1km，Z方向尺寸误差10m1km1km1km ，位置定位误差1m；自组织网络数据质量监控，联合定性及定量反演；平均故

53、障间隔时间 3000小时。3.6 材料高温环境电磁特性测试仪研究目标：针对航空和航天设备高温环境条件下材料电磁特性测试评估，以及电子设备材料电磁参数的测试需求，突破宽频宽温测试夹具设计制造与校准标定、超宽带激励信号发生与响应信号分析等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的材料高温环境电磁特性测试仪，开发相关软件和数据库，实现常温和高温环境电磁材料的复介电常数和复磁导率等参量的高精度测试。开展工程化开发、应用示范和产业化推广。考核指标：频率范围：100kHz110GHz ；动态范围：120dB（ 40GHz 以内）、 110dB（50GHz 以内）、 90dB（110GH

54、z 以内）；工作温度范围： 201000；相对介电常数测试范围1100，测试准确度 5%；相对磁导率测试范围 0.610，测试准确度 5%；测量方法：同轴传输线法、波导传输线法、谐振腔法、自由空间法、探头法等；可测材料形态：块状、薄膜、粉末、液体等；平均故障间隔时间3000小时。3.7 空间电离层环境层析成像测量仪-27-研究目标：针对空间天气监测预警、地震前兆预警、空间科学研究对空间电离层大范围、不间断、高精度测量需求，突破空间电离层反射、折射和闪烁效应检测、电离层参数实时监测与成像反演等关键技术，开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的空间电离层环境层析成像测量仪，开发相关软件和数据库，实现对电离层总电子含量和电子密度、 电离层闪烁等参数的精确测量。开展工程化开发，应用示范和产业化推广。考核指标： 绝对总电子含量：测量范围 0300TECU ，测量精度 3TECU；相对总电子含量：测量范围0300