一个发明者的转让期待
2010-09-07宋先锋
文/本刊记者 宋先锋
摄影/本刊记者 翟媛媛
一个发明者的转让期待
文/本刊记者 宋先锋
摄影/本刊记者 翟媛媛
窗外,他们的花园花香四溢,充满生机。我们不由地联想,他们的技术转让会在不久有新的转机吗?
从河南省科学院退休的高工李庆兰最近一直为自己发明专利转让的事烦心。为了能够让技术顺利转让,尽快发挥作用,她和她的先生没少费周折,因为这是他们两个合作的心血,凝聚了他们很多的智慧。他们希望这项技术产品能在中国产生作用。
为了保护这项技术不要流失海外,他们已先后花了10多万元进行专利保护。申请了中国专利、美国专利,并提出了PCT国际申请,甚至还计划申请欧盟专利、日本专利。但是,夫妻俩热衷的技术产品在转让过程中却极其曲折,让他们很伤脑筋。
搞技术创新时满腔热情,向社会推广时殷殷期望,在他们的言谈话语中时时流露,我们在采访时也真真切切地有很深的感受。
一项涉及智能电网的发明
李庆兰和她先生发明的这项技术全称是“蓄电池内阻新测量方法与自动巡检蓄电池内阻测量仪”,是一种测量精度高,抗干扰能力强,电路简单,在VRLA(阀控密封铝酸蓄电池)在线浮充电时的内阻测量方法。
通常情况下,在发电、供电、通信等领域采用串联的VRLA(阀控密封铅酸蓄电池)作为备用电源,当交流供电电源发生故障时,备用电源必须立即提供不间断的电源供应,以保障整个系统的正常运行。
国内外对蓄电池的基本检测方法是“容量放电法”。实践证明,“容量放电法”检测可靠、准确度较高,但有一致命缺点是蓄电池要离线测试,费时多,一般一两年才能测一次。
而通过检测蓄电池的内阻来判断其供电能力,是美国经过多年的实验研究得出的结论。采用内阻测量法,可随时于蓄电池在线浮充电情况下进行测量,不影响蓄电池对供电系统的备份工作。
因蓄电池的内阻极小,如常用的100-4000安时的VRLA蓄电池的内阻范围大约在1.3-0.05毫欧姆左右,并且备用电源的蓄电池平时始终处于浮充电状态下。浮充电时,充电机整流电路提供的充电电流给蓄电池两端叠加了很大的干扰信号。为确保备用电源的可靠性,必须在蓄电池浮充电的强干扰环境下进行在线内阻测量,这又给检测带来了很大难度。
长期以来,蓄电池内阻的测量方法是直流放电法和交流法。世界著名的美国Alber公司的测量设备采用了直流放电法。日本的Hioki日置公司和有的中国公司的测量设备采用了交流法。
用直流放电法测量时,是对电池以70A左右的大电流I,放电T秒,测量T秒放电后期较稳定的电池端电压V1和放电结束后,电池端电压V2,经计算R等于(V2-V1)除以I得电池内阻。但T秒长短,对V1和V2都有较复杂的影响,因此影响了测量精度和系统的抗干扰能力。其测量误差可能达到5%,而且难以测量2 000AH以上的蓄电池,且此方法无法用标准电阻来校准仪器的测量精度。
用交流法测量是向被测蓄电池注入一个1-2A的交流激励电流,然后测量蓄电池两端的交流电压,再计算出蓄电池内阻,此方法激励电流小,可以用标准电阻来校准仪器的测量精度。
但是此方法需要在激励电流回路中串联大容量电解电容器,大容量电解电容器本身不够稳定,从而使激励电流也不够稳定。
同时交流法的交流激励电流,对被测蓄电池而言,半个周期是放电,半个周期是充电。而蓄电池在充电、放电时内阻是不一致的,因此带来了测量的不确定性。故交流法测量误差可能达到5%,也难以测量2000AH以上的蓄电池。
直流放电法和交流法在原理上限制了其测量精度。
李庆兰和她的先生在深入研究了蓄电池的电特性,和在线浮充电条件下测量蓄电池内阻时的强烈干扰环境,以及微弱电信号放大电路的抗干扰措施与线性放大电路后,研发了让被测蓄电池以脉动直流放电,然后测量放电时被测蓄电池两端电压的交流分量,以计量出蓄电池内阻的脉动直流测量法。
此方法既可保留直流放电法和交流法的优点,又可回避这两种方法各自的缺点,因此大大提高了测量的灵敏度和精度,增强了抗干扰能力。
脉动直流测量法的技术特点是:研发了一种阻抗按特定规律变化的负载电路,并联在被测蓄电池正负极两端,让被测蓄电池以脉动直流电流放电。通过测量蓄电池两端的脉动直流电压中的交流分量,来计算出蓄电池内阻。
脉动直流测量法在测量时使被测蓄电池总是处于放电状态,其内阻漂移较小,而且放电电流回路中没有采用可能带来测量误差的大容量电解电容器。
脉动直流测量法在测量中采用了数字滤波电路,有效地消除了充电机对被测蓄电池浮充电时引入的强烈市电干扰。同时设计了独创的电路,抵消了数字滤波电路中较大的输出失调电压对测量的影响,使该仪器测量误差降到2%以下,从而可以较准确地测量100-4000AH的蓄电池在浮充电状态下的内阻。用这一发明转化的产品可以用标准电阻来校正仪器的测量精度。
用脉动直流测量方法设计的检测仪,最大的优点是,测量电路对测量线电阻、接插件和测量夹具触点的接触电阻等串联后的测量回路总电阻有一定程度的自适应能力。在此总电阻<1.5欧姆时(而被测蓄电池的内阻约为此总电阻的万分之一左右)引入的测量误差<1%。测量方便,并有利于组成巡检测量仪。
按照上述原理生产出的产品的测量精度高,抗干扰能力强。在国内外同类产品中处于领先地位。其测量精度达到国际先进水平。在线测量的重复精度优于国内外同类产品。
以上特点和创新点,使得该发明成为目前唯一能稳定在线测量民用用户中最大为4000AH蓄电池内阻的技术。经原理计算和实验确认,该发明只要改用更大功率和高一级精度的半导体元器件,就可以稳定在线测量最大容量为10 800AH的VRLA蓄电池内阻。这在世界上是一重大突破。
采用这一发明技术的“电力、通信用VRLA预警系统”已于2008年4月通过了河南省科技厅组织的科技成果鉴定。
几年里,李庆兰与她的先生为了“蓄电池内阻新测量方法与自动巡检蓄电池内阻测量仪”的创新忙碌着。
硬件工程师的乐趣
出身知识家庭的李庆兰总是很有涵养地微笑着,说话温文尔雅,她兴趣广泛,热爱生活。她家周围安静优雅,房前屋后的小花园里枝繁叶茂,无花果缀满枝头,月季花、波斯菊等错落有致。她告诉我们,她的花园是风水宝地,种什么都长得好,郁金香开放时格外耀眼,连她的先生面对姹紫嫣红也忍不住要施展一下摄影技术。偶尔她还会趁先生不在家时,练一把自学的钢琴(因为先生说她弹得难听),生活充满了乐趣。然而,在这些乐趣之外,他们最感兴趣的还是技术发明与创新。
这是一个充满知识分子气息的家庭。夫妻双双是上世纪60年代中国科技大学的毕业生。同年分配到河南省郑州市。多年来一直从事技术研发工作。退休以后,两人又自然而然成为一个特别的科研团队。
退休前,李庆兰是河南省科学院电子技术研究室主任,公司总工。她一家几代人从事科学技术研究,父亲是土木工程领域的权威;哥哥是中国科技大学的第二届学生,如今在美国搞原子能方面的研究;姐姐在哈军工带博士生;女儿在美国硅谷发展。
她的先生老许十分谦虚低调,但又热情真诚。在他们这个团队中是中坚力量。老许在大学时期就展示出优秀的专业才能。不过许先生说,他的专业技术能力都是在多年的科技工作中逼出来的。这些年,他分析、研究了众多的仪器和电路板,研发了多个科技项目和新产品。为此获得过省内和北京市的科研成果奖励,并为所在单位的技术发展和经济收益做出了重大贡献。
老许的同学,著名的五笔字型发明人王永民先生很赏识他,聘他为王码集团的副总裁,主持集团的新产品研发。发明家王永民先生的发明点子多,而老许从电子技术方面努力来论证、实践这些发明,并最终将发明点子研发成可以批量生产的、实用的新产品。两人优势互补,各尽所能,推动了王码集团公司的发展,开发的“王码480桌面办公系统”项目,获得了北京市科技进步二等奖。“王码键字通”带键盘的鼠标,成为计算机汉字输入领域的创新产品。
退休后的几年里,李庆兰与她的先生一起为了“蓄电池内阻新测量方法与自动巡检蓄电池内阻测量仪”的创新忙碌着。当别人享受退休时光,打麻将、遛鸟时,他俩联手攻克这项技术难关,动手制作样机。楼上楼下的小房间就是他们的实验室,桌子上、地板上,都是他们使用的各种器材。那些日子里,他们翻阅资料,完善设计,计算机里演示,芯片、电路板上试验,一遍遍摸索,一趟趟到中州商场买材料。他们有个原则,从不使用昂贵的基础材料,而是使用商场里最普通的电路板与芯片,搭建高科技产品的大厦。他们认为,只有这样才能显示中国人的聪明才智,只有这样的技术产品,才更能适合中国的土壤,有更旺盛的生命力。
有人不理解,问他们为什么不像其他老人那样,在退休后享享清福,打打麻将什么的,他们却说,我们的麻将就是设计研发新产品、研制新方法。作为优秀的硬件工程师,他们积淀的智慧,并没有因为退休而枯竭,相反在轻松的环境中,他们更加灵感泉涌,思路敏捷。他们特别想趁这样的时光搞自己的发明创造和创新,拥有自主的知识产权。为此,他们的生活增添了别人体验不到的乐趣。
他们特别想趁这样的时光搞自己的发明创造和创新,拥有自主的知识产权。
技术转让的事还遥远吗
利用脉动直流法测量蓄电池内阻,是一项创新技术。技术方法研制出来后,更重要的更艰难的工作还有很多,有些难度远远超出他们的预料。
相对来说,为该技术申请专利的路子比较顺利。目前,技术名称为“蓄电池内阻的在线测量方法及电流工作模块及蓄电池内阻在线测量仪”的发明专利已获国家专利局的受理并公开,同时申请的三项实用新型专利已获国家专利局授权,而且,该发明已申报了美国的发明专利,美国专利局受理并公开了此专利申请。同时该发明还向国家知识产权局专利局提出PCT国际申请。该技术申请的另一项发明专利是“多路蓄电池内阻在线智能巡检仪”,也已获得国家专利局的受理并公开,申请的实用新型专利也获得授权。
然而,转让之路走得则相当费劲,甚至可以说走了许多的弯路。由于推广使用这种蓄电池内阻测量仪,可以让使用单位提前检测出性能下降的蓄电池并更换,大大提高蓄电池组备用电源的运行质量,提高电力、通信等部门整体设备系统的工作可靠性,降低运行成本。
由于该仪器技术性能高,生产装配简单,高度方便现场安装,联调工作量小。且以该发明技术研制的蓄电池内阻测量仪,产品成本与其他产品相当,比国外产品低40%左右。测量精度更高,是国内外唯一可在线测量高达4 000AH VRLA蓄电池内阻的仪器。可广泛应用于测量微电阻的相应领域。在大型VRLA蓄电池组测量工程中,是唯一不受测量连线长度差异影响,保证测量数据一致的仪器。避免了测量现场堆积测量线,具有高度的工程价值。以该发明技术研发的产品,具备强有力的国际国内竞争力,有广阔的使用前景。曾经,样机在郑州网通某机站试用,就检出被其他仪器检测正常的两组故障蓄电池。牛刀小试,果然不同寻常。
此项技术如果能顺利转化,也是他们对国家做出的贡献。
他们都是在攀登科学高峰的年代里成长起来的志向远大的一代,毕业时恰逢文化大革命,被耽误了宝贵的十年。坎坷的经历使他们更珍惜改革开放后能专心搞科研的岁月,所以,他们抓紧时间,拼命工作,不计名利,一心奉献,都为各自的单位创造着效益。
李庆兰至今还清晰得记得,她研发的“多路通讯自动转接机”,解决了一些单位因资金紧张,只能用一台国外的主机(4个接口),同时与16个终端相连接进行通讯的问题;她设计的“计算机光电隔离器”在1980年代初成功解决了困扰国内多家计算中心,在联网时由于终端方操作不当而烧坏主机接口的问题;她设计的“长线传输器”产品广泛应用于铁路、邮电等领域;她还为银行设计了“主口信号隔离器”作为ATM机的保护装置,并得到广泛应用。多年来,她将一批批大学毕业生培养成工程师,使许多人成功走上了独立发展的道路。
回想往事,她问心无愧地说“我的大半生全部奉献给了国家和社会。”
然而,总工退休后遇到了新问题,她不知道如何让新发明技术尽快转化为生产力。对他们的发明技术有兴趣的企业,往往在技术转化、推广应用的能力方面不够理想。而有能力的大企业又是那么遥不可及。因为“蓄电池内阻在线测量仪”适用于使用大容量蓄电池的大型电厂,如通信、运输等大客户。这些大客户大多已配置了像“许继集团”这类大企业生产的蓄电池电压巡回检测系统。如果此项发明能与“许继集团”这类企业合作,将他们原有的产品升级为蓄电池内阻和电压巡回检测系统,就可大大提高此类巡检系统的功能。有利于电厂、通信、运输等大客户提高对蓄电池性能检测的精度,也实现了发明技术向生产力的转化,甚至他们乐观地想,这样河南省又会增加一项在国内外具有领先水平的高新技术产品,并能参与国际市场的竞争,使河南省的创新产品在国际市场上占有一席之地。然而,两年过去,他们还在困惑中探索。
采访临近结束时,我们参观了他们的书房和实验室。实验室不大但很专业,平常中蕴含着一般创新的力量;书房不大,表面看普普通通,但在他们眼中,这里值黄金万两,他们这一行极有价值的书籍和技术资料都可以在这里找到。因为这些是他们经年累月精挑细选滤出来的,用老许自个的话说,“全是稠的”,他很自信自己的眼光与水平。
窗外,他们的花园花香四溢,充满生机。我们不由地联想,他们的技术转让会在不久有新的转机吗?