《测控技术与仪器学科前沿知识专题讲座》教学大纲
一、课程基本信息
课程名称
测控技术与仪器学科前沿知识专题讲座
Special Lecture on Cutting Edge Knowledge of Measurement and Control Technology and Instruments
课程编码
CTL420311010
开课院部
控制科学与工程学院
课程团队
新生研讨与学科前沿
学分
1.0
课内学时
16
讲授
16
实验
0
上机
0
实践
0
课外学时
16
适用专业
测控技术与仪器
授课语言
中文
先修课程
工程综合训练与创新、传感器与检测技术（2-1）、误差理论与数据处理、传感器课程设计、光电检测技术、自动控制原理、智能仪器设计技术
课程简介
（必修）
本课程是为测控技术与仪器专业四年级学生开设的一门提高性专业必修课，通过不同方向的学术讲座。帮助学生了解本专业研究领域的最新理论、研究方法、技术进展与应用成果，使学生接触专业前沿技术及其发展动态，拓宽学术视野、增强创新意识。
This lecture focus on the latest development in measurement & control technology and instrumentation filed, which is designed for the students of grade four. There is a series of academic lecture on different topics, the aim of these lectures is to help students understanding new professional theory and technology, research methods and applications, expending their academic vision, inspiring their exploring spirit and innovation consciousness and ability.
负责人
大纲执笔人
审核人
张雪迎个人资料
二、课程目标
序号
代号
课程目标
OBE
毕业要求指标点
任务
自选
1
M1
目标1：能够正确理解和评价针对复杂工程问题的提出、解决过程，了解测控技术与仪器对社会可持续发展的影响
是
7.2
7.2
2
M2
目标2：了解测控技术、自动化信息技术的发展特点，对于自主学习和终身学习的必要性有正确的认识
是
12.2
12.2
3
M3
2022年立秋是哪天
目标3：由于本学科技术更新换代非常快，要求学生要及时关注学科领域的前沿发展现状和趋势
是
12.2
12.2
三、课程内容
序号
章节号
标题
课程内容/重难点
支撑课程目标
课内学时
教学方式
课外学时
课外环节
1
门事件照片
第一讲
多相动态过程检测技术新进展
多相流广泛存在于石油天然气工业中，讲座包括天然气水合物声电特性检测、气液两相流参数检测和严重段塞流控制共三个专题。专题一介绍天然气水合物的物理特性、含天然气水合物多相孔隙介质的声学和电学特性检测方法以及检测系统；专题二介绍油气混输管道中的气液两相流动参数的特征以及相应的检测方法；专题三介绍海上油气开发系统中立管内严重段塞流的主动式和被动式控制方法。
M1
2
讲授、讨论
1
自学
2
第二讲
微纳气湿敏先进传感技术与微系统及其应用
高性能气湿敏传感技术及微系统对于环境监测、工业及矿业生产、公共安全、民生健康、智能传感网领域具有重要的意义。该讲座立足于测控技术、电子信息与测控技术的发展前沿，讲授气湿敏传感器构建原理、器件制造和系统集成方法、微纳传感器阵列制造、多维阵列信号处理、信息获取与物联网等关键技术，并以复杂环境下多组分气体检测为案例进行介绍。
M2
2
讲授、讨论
1
自学
表示看的成语
3
第三讲
智能感知与物联网
主要介绍了无线传感器网络和物联网的发展进程，重点讲解了无线传感网络的体系结构、应用领域和关键技术以及新型低功耗广域网的基本特征，并简要介绍了近期在无线传感器网络邻节点发现、RFID标签监测等方向的研究成果。
M1
2
讲授、讨论
1
自学
4
第四讲
TDLAS技术在石化领域过程分析的应用
基于可调谐激光二极管吸收光谱技术（TDLAS）的气体测量可以实现石油化工的过程分析。基于分子对红外光谱吸收的比尔郎波定律，由半导体激光器，检测器，采样气室和辅助的嵌入式电子系统组成，结合CLS，PLS和支持向量机、极限学习机等智能算法，实现能够在各种环境进行气体成分含量等参数的在线测量。具有分辨率高、响应速度快、可靠性高、寿命长、运行费用低等特点，能够为生产优化、安全管理、环保监测和科研分析提供极大便利。
本讲第一部分介绍了团队概况和运行模式。第二部分重点介绍了TDLAS气体分析的结构包括软硬件组成、光学系统设计和算法的创新性。第三部分介绍了在化工领域的五个应用案例，1.炼化厂燃气，2.乙烯生产，3.催化重整氢气回收，4.氧气测量，5.烷烃的结构异化。通过介绍学生们熟悉了先进的TDLAS测控技术。
M2
2
讲授、讨论
1
自学
5
第五讲
基于数据驱动的过程故障诊断方法
故障诊断技术在保障过程安全和提高产品质量方面具有重要意义。本章首先回顾了现有的故障诊断方法，包括基于模型的方法、基于知识的方法、基于数据的方法。然后重点讨论的数据驱动的故障诊断方法，特别是分析了一种典型的数据驱动方法——主元分析。最后，给出了一些工业应用案例，并列出了将来的研究方向。
M1
2
讲授、讨论
1
自学
6
第六讲
甘肃高考时间
智能家居技术进展
随着科学技术的不断进步，移动互联网的快速发展以及大数据、云计算等技术的不断更新，智能家居产业正受到广泛的关注，并在全球掀起了一股智能家居的热潮。本讲座简要介绍了为提升家居安全性、便利性、舒适性和艺术性，而采用的相关综合布线技术、网络通信技术、 安全防范技术、自动控制技术以及音视频技术等方面的先进测控技术，并以行业领先的海尔热水器项目为载体，重点讲述了具有自学习和自修正功能的用户洗浴行为的预测方法和剩余洗浴时间预测技术，并阐述其在智能家居环保节能方面的发展潜力和前景。
M3
2
讲授、讨论
1
自学
7
第七讲
光纤传感技术
介绍光纤传感器的原理、组成、特点及应用。重点介绍光纤光栅传感器的测量原理，结合在高层建筑、桥梁、大坝、轨道交通等健康安全监测的应用，分析其分布式、体积小、重量轻、耐疲劳的优点，结合在油气管道泄漏检测、油井/油罐分布式压力温度监测等石油石化行业的应用，分析其本质防爆、抗腐蚀、不受电磁干扰等优势。
M2
2
讲授、讨论
1
自学
8
第八讲
随钻测控技术与动态指向式旋转导向钻井工具
介绍随钻测控技术与钻井自动化技术现状，结合动态指向式旋转导向钻井工具的研制过程，介绍项目的提出、立项过程与部分研究内容，使学生在了解行业技术进步的同时，学会提出问题、描述问题、争取支持的基本条件与方法，然后分解问题、各个击破的思路与能力，为将来的实际工作奠定基础。
M3
2
讲授、讨论
1
自学
四、考核方式
序号
考核环节
操作细节
总评占比
1
课堂考勤
随机点名、刷卡点名、提问等
20%
2
课程大作业
1. 围绕你的专业认识、前沿讲座内容、职业定位与发展方向等方面写出个人感想；
2. 学科前沿讲座内容的总结归纳；
3. 自己感兴趣的某一方向内容的深入研究与讨论；
70%
3
课堂表现
随机检查学生上课精神状态、回答问题情况
10%
五、评分细则
序号
课程目标
考核环节
大致占比
评分等级
1
M1
课堂考勤
10%
A-无缺勤；
B-缺勤2次以内；
C-缺勤3次及以上且很少参加课堂讨论。
2
M1
课程大作业
70%
（见大作业评分标准）
3
M1
课堂表现
20%
A-与老师沟通交流积极、回答问题准确、善于联想；
B-交流不够积极、但是可以相对准确地回答老师提问；
C-交流不积极、上课干别的事情、态度相对较好；
D-态度不好、不务正业、所答非所问。
4
M2
课堂考勤
10%
A-无缺勤；
B-缺勤2次以内；
C-缺勤3次及以上且很少参加课堂讨论。
5空间背景音乐
M2
课程大作业
70%
（见大作业评分标准）
6
M2
课堂表现
20%
A-与老师沟通交流积极、回答问题准确、善于联想；
B-交流不够积极、但是可以相对准确地回答老师提问；
C-交流不积极、上课干别的事情、态度相对较好；
D-态度不好、不务正业、所答非所问。
7
M3
课堂考勤
20%
A-无缺勤；
B-缺勤2次以内；
C-缺勤3次及以上且很少参加课堂讨论。