(產學)平面場氣場溫測重構模型開發研究(2019)
摘要-
高爐煉鐵生產過程中，操作人員透過測溫桿上的熱電偶進行二維的爐內氣體溫度分布感測，然而由於測溫桿需實際伸入爐內，故會造成料流軌跡的破壞，在佈料時測溫桿下方常可觀測到料面凹陷的現象，使得爐內氣流之分布不均，影響煉鋼爐運作之效率，且進料時爐料會撞擊到測溫桿，故常造成熱電偶之損壞，測溫桿長度約五公尺，故更換需消耗大量人力與時間。
根據上述現象有二維測溫方式所遭遇之困境，本計畫預計使用超音波測溫方式，藉由聲波傳遞速度受介質溫度影響改變之關係，計算爐內氣體的溫度，並配合超音波陣列之使用，在爐內構成數十條超音波路徑並藉由計算個路徑之聲波速度，推算出各路徑上氣體之平均溫度，最後再藉由重建演算法的開發，將數十條路徑之溫度轉換為二維平面氣場溫度分布，提供給現場人員做爐內溫度分布調控之參考。本案工作主要包含：
1. 開發超音波二維平面氣場分布重建演算法。此演算法將根據數十條超音波傳遞路徑量測的結果，運算出各路徑之聲波平均速度，  從而得知各路徑之平均溫度，最後再根據各路徑之溫度計算出各區域之氣體溫度，並繪製平面氣場溫度分布圖形。
2. 結合商業化矩陣演算軟體matlab以及其聲波傳遞模擬模組k-wave，建立一套二維超音波陣列溫測模擬程式，藉由可編程之超音波探頭數目、超音波探頭位置分配、爐內氣體溫度之分佈等，驗證上述開發之超音波二維平面氣場分佈驗算法的可靠度，其中氣體溫度之分佈除可自行設計外，亦可匯入現有測溫桿之資訊做演算法準確度比對。
3. 評估可成功於爐內環境下接收與發射超音波訊號之規格，並協助超音波探頭之安裝與訊號測試。
4. 建立一可在實驗室操作之小型二維超音波陣列平面溫度感測系統，驗證第一項開發之超音波二維平面氣場分佈演算法的準確度，並同時開發第三項工作完成後，各超音波探頭的控制電路、硬體介面、以及控制程序之撰寫，並可用以評估於高爐安裝之超音波平面溫度感測系統得穩定度與偵測速度。
摘要-
本課程「工業物聯網技術於智慧水產養殖之應用」是少數將物聯網、硬體電路設計、深度學習、超音波系統等跨領域技術應用於水產養殖之教材，而且兩個課程模組皆包含三個可以獨立推廣的單元，可以涵蓋不同領域學生的需求，進一步提升教材推廣的機會。兩個模組的推廣亮點及預期成果說明如下：
智慧水產養殖物聯網建置與整合 (中山大學資工系鄺獻榮教授)
本課程模組包含跨領域的知識與技術，不僅介紹物聯網、硬體電路設計、深度學習等技術，並透過一系列實作單元，動手建置一個可以協助解決傳統水產養殖問題的智慧水產養殖物聯網系統，適合想要學習物聯網基礎知識、想要學習硬體電路設計、以及想要學習深度學習基礎知識之對象。由於教材涵蓋領域廣泛且可以分為三個部分獨立推廣，可以達到良好的推廣成效。
應用於智慧水產養殖之超音波系統與設計實務 (成功大學電機系黃致憲教授)
本課程模組之推廣亮點為國內少數針對水產養殖之超音波系統開發的實驗室，除提供實作單元實際操作的環境外，實驗室之人員將提供開發人員進行新式水產養殖超音波技術開發之諮詢與設備使用指導，實驗室之設備也將提供開發人員做付費(僅針對需定期維護校正之設備)或免費使用。預期每年將能訓練10~15名擁有超音波系統設計與建置能力之工程人員，並開發2~3種創新水產養殖超音波技術。