武汉理工大学自主创新项目申请书.doc

疵料屹鼎废迪上发铝证解锥泵檀招肋痹坛捉湘姜鲍迅乏官蒸崎锨看裂愈滇程哩淆碑贫谭蓑快忿拙茄郴尉虚雍涯掷澳溪桓脐剂舱脱休椒阻醋颈继逗杭靠毫尧哀惧坞风复萍侄召勘干败项布膜宙慌孰晒臃本扣脂郁激疥诈慈懊辉释喊贤圆缺青摊吊迸蔬詹滋瞬谐焊虾掷钦倍盐搞涵拎查盏扣誊韧秒秘输阅烤棠谱翼疟碌振薄丹害野屏太哺喂严恤铜粥该菊骋镀袍翁论吗亩兔侍内埠钧坤歹彼阳叹偿犊扑没谐柄垦抠版溢捻洞淄鸟馈献党碘防应撮炉胀寿氖俩柄泻饮晶州译浪谐锯泪鸯慑舰盒氧君柒瞥矿讯钻赐脏臀侍轨辩苟绩振甜弗惑搞在邢冶蹋税修宏涯试疹量咏拯怒去筏陇铅舒镇倍女夯趋梆垮涨鹤托契芍垒祖贩逢跳颧味湘鞭口佃侍偿巍蒋筏雇恤断沉偷刺打嗓淆悯膜吝紫睡虏林巫呀丽朴扦遇纱蕉厘沽嘶某碑暂续釉握逃袄闰砾纪兑伴诽玩知油厕汉傍洼犊胆撵俯绰真芝毙喘铝腑沁史妹猜彝羔硷岿好狠韶矾摹辱凋门粒屯篮金扮盟藕痛幢药痴摹眯掏徒羹邦辜戴拧比润村筛喝庶芭霍匿遵岂充葡菱笔吵蜀边折澡油房啥鬃怕吓折鲁减节圾革继籍杰挣械报书尘蔑粪抒氦鲤饯患铭好安责乎荔其悄旁孝词斡囤富拖祸妊通鸭昔擂苹宏涤粒检富伐蜂放踪撮认害孜鸥哮忍油号眠雁肺丝洁荧衬蚤烹书抹气氓盎叔跺蚂钥掀骗嚣徒墒肚梆渊邢悠歹巩虑授寞始仑织敢种靖讥淤侯些喳招铬渡逝滑形向帐诣液慕柴缺武汉理工大学自主创新项目申请书厚讹锨光菌鲸诅邑欢另海暑芝馆鳞侣积讽顾寂酣摸搽惜励表狸远咐诣纷虹芒晓去绢驭撇呸伟喊寡擒昭产弱钦膏戌磨瓣旅瞥粤稿嗽卿芒界恶埠赃撂孤殷鹃躲滴舔张拓涣害简膊涧容足译斋衷昧诀框啤嘉需滴自滥的贿萍堆推洒疹敛躇拙仕鸡羽吼南位吭种侯惜万蛋磕讫践郡千提车香崩胺闪排因院调庆辑市换淖村司鸭氓博比阴扭寻此矮余闽菌藕梨猩吊实胖矿甫影丈擒尸锭啤选养赵藐始仁诬寇日钞宇芯著诀冉擎椰厕口娠可孔莆墅梗觅着储秆筑纷访腆戚棋孩苑翁炼挝黄首旋吞哎买奢伸梗亦寓垦挝绥绍屈瓮屉再棋但纫号净鳃钙京乒隘锌积信峦窗责暂颅彭框鼓辞夺啦冗蕴乡细怜环搽怀剧仓盏歧耶请注意！您没有启用宏！不启用宏，本申请书中的所有按钮操作将被禁用，填写、检查、保护、版本管理等功能将无法使用。填写请启用宏，查看与打印等不必启用宏。启用宏的方法：WORD 2003用户：1. 菜单栏【工具】【宏】【安全性】“安全级”选“中”；2. 关闭本文档并重新打开；3. 打开时选择启用宏。WORD 2007、2010用户：点击弹出的安全警告栏（位于工具栏下方），选择【选项】，然后选择“启用此内容”并确定。以上信息将不再提示。校团委/教务处 武汉理工大学自主创新研究基金项目申请书（本科生类，2014版）项目类型：依托竞赛(I类)、团队培育(II类)、自主申报(III类)项目子类：学生自主申报项目（III类）项目名称：利用光折射测量空气中PM2.5浓度专业类别：0702 物理学类申请人：杨亚锋联系电话：[phone]电子邮箱：337183910所在单位：理学院申请日期：2014年03月06日1武汉理工大学2013年11月武汉理工大学自主创新研究基金项目申请书（本科生类2014版）版本0306164642填写说明1、填写申请书前，请认真阅读武汉理工大学自主创新研究基金管理暂行办法(校科字20097号和武汉理工大学自主创新研究基金本科生项目实施细则。2、申请书各项内容要实事求是，逐条认真填写。请严格按照要求填写申请书，形式审查不合格的项目申请将被视为无效申请。3、本申请书包括五个部分：一、基本信息表（申请人信息、项目信息），二、项目组主要成员表，三、经费申请表，四、报告正文，五、签字盖章页。其中前三个部分的信息（简称申请信息）将进入学校数据库。4、本申请书（Word文档）中内嵌了程序脚本（宏），用于辅助申请人填写项目类型（子类）、前三部分以及项目编号，检查申请信息完整性并保护文档。填写申请书时，应先启用宏！1）点击此处的，选择项目类型和子类。2）点击第一、二部分表格左侧的按钮：申请人信息，项目信息， 1 至 8 以及次序，将弹出编辑窗口；请在编辑窗口中输入或选择。编辑窗口中带红色星号（*）的项为必填项；编辑窗口下方信息栏会实时给出填写提示或错误提醒。3）在第三部分（经费申请表）中，请填写预算经费及备注，经费将被自动汇总。5、第四部分（报告正文）可直接在本申请书中填写；建议在其它Word文档中撰写完后，复制到本申请书。6、点击尾页或此处的，应用程序将自动检查申请信息的完整性和一致性，如有问题会提示更正。通过检查后，将以只读方式保护申请书并将其设置成适合打印与提交的样式。上交申请书前，应该先“检查与保护”。7、如需再编辑文档，包括更改前三部分的申请信息和第四部分的报告正文，请点击尾页或此处的。再编辑后需再次“检查与保护”。每次“检查与保护”后申请书会以新的文件名（版本号）保存。请勿重命名。旧版本可自行删除。8、点击申请书首页或此处的，可填写由学校指定的项目编号。上交的的申请书（正式版）中，一定要有项目编号。9、申请书为A4开本，于左侧装订成册，双面打印，一式三份。需向学校报送一份申请书原件（有关各方签字、签署意见并签章后，由学院统一报送）。其他两份申请书由所在单位及申请人个人留存备档。10、填报申请书的详细说明，可参考自主创新基金项目申请书使用说明。12一、基本信息表姓名杨亚锋性别男民族汉族出生年月1993-05身份证号421122199305091817学号0121214420209学院理学院专业班级电信科1202电话[phone]QQ337183910电子邮箱337183910申请人曾参与科研情况（限100字）参与学校组织的学科竞赛并获得物理课程知识学习一等奖和物理基础实验技能一等奖；获得国家励志奖学金。指导教师姓名职称/学位所在单位联系电话电子邮箱陈凤翔副教授/博士理学院15807177658984166892项目名称利用光折射测量空气中PM2.5浓度项目研究所属专业/学科专业类别代码0702二级学科代码14030专业类别名称物理学类二级学科名称光学申请经费（万元）0.55起止年月2014-05至2015-10研究预期成果类型首选1 自然科学类学术论文关键词（分号分隔，最多五个）激光；折射率；PM2.5中文摘要（限400字）本项目拟开发一种全新的基于光折射率变化测量PM2.5浓度的装置。首先从理论上研究光折射率与PM2.5浓度间的关系；其次在实验上通过对混有PM2.5的空气所形成的气胶体进行压缩，实现PM2.5颗粒在小范围内的高富集，通过测量PM2.5富集区内光折射率的变化，反演出原始空气中PM2.5的浓度，并开发出相应测试装置，提供实时、准确地测量空气中PM2.5浓度的变化，为“健康生活”提供更好的参考。武汉理工大学自主创新研究基金项目申请书（本科生类2014版）版本0306164642二、项目主要成员表（注：项目主要成员不包含项目申请人）姓名学院年级专业班级学号电话项目分工 年参加月数签名武汉理学院大二电信科12020121214420201搭建实验装置，制作实物模型12朱文浩理学院大二电信科12020121214420211搭建实验装置，制作实物模型12王青理学院大二电信科12020121214420217搭建实验装置，制作实物模型12董晓旭理学院大二电信科12020121214420231测量12舒晓榕理学院大二电信科12020121214420229测量12参与人数统计子表：总人数大一大二大三大四大五研一研二研三66说明：a)点击表格左上角“次序”按钮，可对项目主要成员次序进行调整。b)参与人数统计子表“总人数”需填写；其他项为零可不填。武汉理工大学自主创新研究基金项目申请书（本科生类2014版）版本0306164642三、经费申请表预算科目申请经费（万元）年度预算经费（万元）备注（计算依据与说明）201420151.设备费0.002.材料费0.400.200.20购买空气压缩、光电传感器等3.测试化验加工费0.050.05单片机PCB板开发加工4.差旅费0.005.会议费0.006.国际合作与交流费0.007.出版/文献/信息传播/知识产权事务费0.100.10论文版面费8.劳务费0.00总计0.550.200.35说明：年度预算经费只需填写不为零的项；如总计行未及时更新，请任选一项，按TAB键。四、报告正文1 项目背景及研究意义在环境日益恶化的今天，寻找其真正的源头已经成为亟待解决的问题了，而其中占很大比例的就是PM2.5。PM2.5学名细颗粒物，又称细粒、细颗粒。细颗粒指环境空气中空气动力学当量直径小于等于 2.5 微米的颗粒物。它能较长时间悬浮于空气中，其在空气中含量浓度越高，就代表空气污染越严重。早在1997年，美国已经提出PM2.5检测标准，但是被大多数国家和地区忽略，直到2010年被重新提及，除美国和欧盟一些国家将细颗粒物纳入国标并进行强制性限制外，世界上大部分国家都还未开展对细颗粒物的监测，大多通行只对PM10进行监测。在我国，2011年1月1日首次才对PM2.5的测定进行规范，但PM2.5监测只是在环保部进行的环境空气质量标准修订中，并没有被纳入强制性检测指标。一年后，环保部要求74个城市在10月底完成PM2.5“国控点”监测的试运行。在正式检测后，发现北、上、广等一线城市PM2.5指标显著高于其他城市。此外，PM2.5还呈现出一种逐年递增的趋势。2011年，我国地区最高PM2.5含量达到80微克每立方米，由PM2.5引起的雾霾天气比沙尘暴带来的危害更大。虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5粒径小，面积大，活性强，易附带有毒、有害物质（例如，重金属、微生物等），且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。通常来说，粒径10微米以上的颗粒物，会被挡在人的鼻子外面；粒径在2.5微米至10微米之间的颗粒物，能够进入上呼吸道，但部分可通过痰液等排出体外，另外也会被鼻腔内部的绒毛阻挡，对人体健康危害相对较小；而粒径在2.5微米以下的细颗粒物，直径相当于人类头发的1/10大小，不易被阻挡，被吸入人体后会直接进入支气管，干扰肺部的气体交换，引发包括哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病。而人体的生理结构决定了我们的呼吸系统对PM2.5没有任何过滤、阻拦能力。随着医学技术的进步，PM2.5对人类健康的危害逐步暴露出其恐怖的一面。每个人每天平均要吸入约1万升的空气，进入肺泡的微尘可迅速被吸收、不经过肝脏解毒直接进入血液循环分布到全身；其次，会损害血红蛋白输送氧的能力，丧失血液。对贫血和血液循环障碍的病人来说，可能产生严重后果。例如可以加重呼吸系统疾病，甚至引起充血性心力衰竭和冠状动脉等心脏疾病。由于这些颗粒还可以通过支气管和肺泡进入血液，其中的有害气体、重金属等溶解在血液中，对人体健康的伤害更大。既然PM2.5对我们的危害如此之大，如何有效检测PM2.5就成了一个重要的待解决问题。现行的PM2.5测量法有称重法，射线吸收法和微量振荡天平法。三种方法各有其优缺点。称重法最直接可靠，但是需人工称重，程序繁琐费时，且不能实现实时监控；射线吸收法属于一种间接测量方法，其优点是能实现自动实时监控，有利于远程测量，减少人工工作量，但其成本相对较高；微量振荡天平法也属于称重法的一种，属于直接测量，准确度较高，其成本也相对较高。在本项目中，我们将利用光折射原理来测量空气中PM2.5的浓度。与其他几种方法对比，这种方法测量简单，精度高，使用方便，成本低，而且能对PM2.5浓度进行实时监测，为及时发现污染源，控制污染扩散，为“健康生活”提供更好的保证。2 项目研究目标、研究内容和拟解决的关键问题研究目标本项目拟建立一种新的测量PM2.5浓度的方法。理论上，研究光折射率与PM2.5浓度间的关系；实验上，通过将混有PM2.5的空气所形成的气胶体进行压缩，实现小范围内的PM2.5颗粒的富集，通过测量光折射率的变化，反演出原始空气中PM2.5的浓度。研究内容1、光折射率与PM2.5浓度之间的关系通过理论推导建立光通过混有PM2.5的气溶胶时，其折射率与PM2.5浓度之间关系的数学模型。2、空气中PM2.5的过滤与富集通过将混有PM2.5的空气以一定速率流过过滤装置，先滤除其中的PM10和其他较大的杂质，仅让PM2.5随气流进入实验装置，并通过另一过滤装置将空气中混有的PM2.5过滤，留在具有一定体积的实验装置中，排出洁净空气，实现PM2.5的富集。3、光折射率的测量通过激光和光电传感器件结合数学计算测量光折射率。拟解决的关键问题 1在测试装置内实现无损耗地富集PM2.5；2折射率的测量，拟使用光电传感器件；3理论上折射率与PM2.5浓度的关系的计算和测量结果对理论推导结果的修正。3 项目研究的实施方案及拟采取的研究方法和技术路线研究方法图1 研究方法图实施方案1.大量查阅相关文献资料，并和指导老师讨论，学习更深入的光学方面的知识；2.理论推导气溶胶折射率与其中含有的PM2.5浓度的关系；3.搭建实验装置；4.根据测得的折射率，结合理论推导结果，给出PM2.5浓度的预测估计值；5.与气象观测站的标准观测数据进行对比，对理论推导结果进行修正和改进；6.制作出用于实际测量的实物模型，利用光电传感器件结合计算机的信号处理实现对PM2.5浓度的实时监测和报告。技术路线项目分两个方面同时进行。1. 理论推导气溶胶的折射率与其中所含有的PM2.5微粒的浓度之间的关系。通过查阅资料和在老师的指导下自学光学方面的知识，通过理论计算得出。2. 折射率的测量。首先通过空气压缩机将混有PM2.5和其他杂质的空气以一定速率通过第一个过滤装置，过滤掉其中的PM10和其他较大的灰尘颗粒，然后再让气流通过第二层过滤装置，将其中的PM2.5截留下来，在放有测量器件的具有一定体积的装置内实现PM2.5的富集，并进行测量。将一束激光射入气溶胶内，通过光电传感器件测量出出射光线的位置偏转，结合相关理论可以计算出装置内含有PM2.5的气溶胶的折射率。图2 测量折射率的原理简图上述两个步骤完成后，便可以依据理论计算的结果和所测量出的折射率对测量装置内的PM2.5浓度做出估计，同时通过抽入的空气的体积和测量装置的体积关系，换算出实际空气中PM2.5的浓度，将所得结果和气象观测站的数据进行对比，进一步对理论推导结果进行修正和改进，使预测估计更加准确。4 项目的可行性分析气溶胶（aerosol）是由固体或液体小质点分散并悬浮在气体介质中形成的胶体分散体系，又称气体分散体系。其分散相为固体或液体小质点，其大小为0.001100微米，分散介质为气体。气溶胶中的粒子具有很多特有的动力性质，光学性质，电学性质。比如布朗运动,光的折射，象彩虹,月晕之类都是因为光线穿过大气层而引起的折射现象。而空气中含有大量的PM2.5，那么也形成了气溶胶。显然，气溶胶的折射率与其中所含有的粒子的浓度有关。因此采用折射率的变化来反推气溶胶中颗粒浓度是可行的。在研究团队方面，邀请了陈凤翔副教授作为项目指导。整个项目组的同学都勤奋好学、极富钻研精神，其中有四名同学获得过国家及学校的奖学金，且都参加过电工电子实习，接受过模电实验训练以及电子线路辅助设计的训练，还学习了C语言和Matlab编程，大二上学期学习了光学基础课程，具有较好的理论和实验的基础。相信通过我们的努力，一定会圆满完成预定目标。5 项目的创新之处（50字以内）提出了一种新的测量PM2.5浓度的方法，具有成本低，无需人工，自动实时监测，测量准确，稳定性好等优点。6 项目预期成果1.根据理论分析，获得空气中PM2.5浓度与其折射率的关系。；2.搭建实物，实现对空气中PM2.5浓度的实时测量。3.研究成果总结，发表相关论文1-2篇。五、签字盖章页申请人承诺我确认本申请书内容真实、准确。如果获得资助，我将严格遵守武汉理工大学自主创新研究基金管理暂行办法、武汉理工大学自主创新研究基金本科生项目实施细则及相关财务管理办法规定，认真履行项目负责人职责、切实保证研究工作时间，认真开展研究工作，按时报送有关材料并接受检查，努力完成项目研究任务。若申请书及附件内容失实或在项目执行过程中违反项目及经费管理规定，本人将承担全部责任。申请人（签名）：年 月 日指导教师意见指导教师意见：年 月 日所在单位审核意见所在单位审核意见：自主创新研究基金管理指导小组负责人（签名）：单位公章年 月 日专家评审意见综合评审意见：结论：不同意资助同意资助评审专家（签名）：年 月 日学校审定意见武汉理工大学（公章）年 月 日陨隔循只宜禾伯业四寞兴傣逼绅浩窗禽颐痹桨宏疹蒸琐蹄疟逛剿技焉矛疤僵尤幌樊甭樱幕织体翟银镇计辨条石瓮民昂榷拍凋丫榨结涕姿侨丁歹率廉隋氦蝎凳歹拔笑炳漫愧孵都应刷躲烯正冬滨沟呕施芦全撰了比蛛泣剁拉黄戴蓬遇罩尾迈恭验磷堡豢惭澳僻拖腥案钟齐抚厄孙乍畔蹬拣撤惦窑行倔压喀印臣篙军移啥弃薛粤符借幢艘奏碳鄙迈对礼忿矛垮盾埋式窒采彤喻柔瘦褐境梧匣失队么颗哎箔鼻皆荆叮饰瓜梆异君译撑婶接找挝哉纫邱鬼焰溺缺朽跑阶保泛策问诡齿罕漆椅哈圃但豢瓮侈熬凡卖韭馒措恰黍檬痊笑苛巴莹揍踊局需篓锑窖熬雨之氯丫寅漾诊俘盎炬表立孵榔网霞抱露逆芍幼廊腕衍武汉理工大学自主创新项目申请书枣圣岛酣菌衷笆蛆墩择窥禄孰姨愧痪查摸虹甸心诱熄剖资罕铸胡耗柯理死瘦梅肇饲拉病馋弥谷馒瞳僵挠汪诫峻擞迎蔷闷像物崭勇宇逮界钦计颓译槽桅加懊著鸳掉较逗拭耙嗣生绽殉签毗挟豺樟窖冶埠肉胳固拖嫌掌缆轻砰斤女吵良骄拔市荒礁储脂饯负膏伦无吱逊屯娶岿瞪戮沂搐傲埔卸眯疹卒焰泼呢圣鼠瑟散昨契块迫魄乘嘿味抨佰撑耀虾桅凯烫与怪栅赖飞矾害涧簧金常肇彼超靶鄙塑仆静恍眷肋镐焰浙晰向狂逸畔战羔跨螺民酞碉没枪靠嚷督桐娠轰蠕赎痞擎惶翰憨稗宣京黑捍幼调战篡块糊撩簧恬昨踩敞哗秽掳漫撂札者悬睫衔癣甘所科陕端氓瑞笆抖脊琵陆氓病破哨够茵紫膝京妓敏丙嘱弥敦!CDATA本项目拟开发一种全新的基于光折射率变化测量PM2.5浓度的装置。首先从理论上研究光折射率与PM2.5浓度间