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紫外可見分光光度計的設(shè)計靈感

更新時間：2018-08-24 點擊次數(shù)：3051

，使用者的需求是根本。使用者需要使用什么樣的儀器？什么樣的儀器好用？什么樣的儀器不好用？使用者清楚。例如，曾發(fā)明了一種紫外／熒光一機(jī)多用的儀器（主要用于高壓液相色譜儀），其靈感就來自中國科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)所汪猷教授當(dāng)時正在研究的核酸課題。他發(fā)現(xiàn)國外的科學(xué)；家在研究核酸課題時，使用高壓液相色譜儀器(HPLC)做分析檢測手段；因為五種核苷中，有的核苷有紫外吸收而沒有天然熒光，有的核苷有天然熒光而沒有紫外吸收，而有的核苷既有外吸收，又有天然熒光。所以常用一只紫外檢測器和一只熒光檢測器串聯(lián)來檢測。但是，這兩種檢測器串聯(lián)后，容易產(chǎn)生峰擴(kuò)散，降低靈敏度。。所以，當(dāng)時汪猷教授提出希望筆者研制一種既能檢測紫外吸收，又能同時檢測熒光發(fā)射的儀器，但是峰形不要因為兩種檢測器串聯(lián)而擴(kuò)散。
筆者根據(jù)汪猷教授提出的使用要求，經(jīng)過認(rèn)真調(diào)研，從儀器學(xué)理論的角度出發(fā)，研制出了一種符合汪猷教授要求的、高壓液相色譜紫外／熒光檢測器儀器；該儀器得到的發(fā)明獎。所以，要設(shè)計出好的分析儀器，設(shè)計人員一定要多聽使用者的意見，要多調(diào)查一些使用者。

第二，維修儀器的科技工作者的經(jīng)驗是關(guān)鍵；維修儀器的科技工作者，能發(fā)現(xiàn)儀器的問題，特別是工藝設(shè)計方面的問題。如安裝工藝、使用工藝、維修工藝方面的問題，維修人員應(yīng)該是清楚的。因為，他們在線，．直接接觸儀器，什么樣的儀器好用，他們可以直接聽到使用者的聲音；什么樣的儀器安裝、維修方便，他們了解。所以，設(shè)計人員要多聽維修者的意見，要多調(diào)查維修者。筆者曾經(jīng)做過十多年的進(jìn)口光譜儀器（紫外可見分光光度計、紅外分光光度計、原子吸收分光光度計）、進(jìn)口高壓液相色譜儀器、氣相色譜—微波等離子體—多通道直讀光譜儀、進(jìn)口薄層色譜掃描儀等多種光學(xué)類分析儀器的維修工作，后三又長期使用、研發(fā)各類光譜、色譜儀器。這些實踐，使筆者積累了維修工作經(jīng)驗、了解了使用者的要求，看到了很多儀器設(shè)計不合理的地方。所以筆者認(rèn)為：如果有條件，設(shè)計人員適當(dāng)參加一些有關(guān)儀器的維修工作，這對設(shè)計工作將大大有益。

第三，必須要掌握儀器學(xué)的基本理論；用儀器學(xué)理論指導(dǎo)研發(fā)儀器的實踐，把儀器學(xué)理論與研發(fā)儀器的實踐緊密結(jié)合；同時，應(yīng)尊重懂儀器學(xué)的專家；許多科技工作者設(shè)計儀器時，并沒有把儀器學(xué)放在*考慮，所以他們設(shè)計出的儀器，往往誤差很大，不能滿足使用要求。如，往往不注重影響儀器分析誤差的主要的性能技術(shù)指標(biāo)，特別是對雜散光、噪聲、基線平直度、光譜帶寬等重要的性能技術(shù)指標(biāo)的設(shè)計，不能從儀器學(xué)的理論上去計算、分析，而是盲目地規(guī)定一個性能技術(shù)指標(biāo)。結(jié)果儀器使用時分析誤差很大，不能滿足使用要求。
許多紫外可見近紅外分光光度計的設(shè)計者，對五大通用核心部件不能根據(jù)儀器學(xué)理論認(rèn)真地進(jìn)行分析，不能科學(xué)地分配誤差。如，有些設(shè)計者忽視對紫外可見近紅外分光光度計電源的主要技術(shù)指標(biāo)的設(shè)計、測試；他們不知道氘燈的恒流電源的不穩(wěn)定，對分析結(jié)果會產(chǎn)生多大的影響，不知道鎢燈的恒壓電源的不穩(wěn)定，對分析結(jié)果會產(chǎn)生多大的影響。所以，他們不注重對氘燈恒流電源的電流調(diào)整率Sl和紋波系數(shù)SR認(rèn)真測試，也不注重對鎢燈恒壓電源的電壓調(diào)整率SV和紋波系數(shù)SR認(rèn)真測試，結(jié)果設(shè)計、制造出的儀器分析誤差很大，而且不穩(wěn)定。同樣，對光電系統(tǒng)（如光電倍增管及其電源）設(shè)計時，也往往對性能技術(shù)指標(biāo)的分析、測試不夠重視。儀器學(xué)的角度考慮，在紫外可見近紅外分光光度計的設(shè)計中，一般把儀器的各個部件既看成一個單獨的部分，又把儀器的各個部件看成相關(guān)的部分，并對其各項性能技術(shù)指標(biāo)提出明確的要求。例如，對電光系統(tǒng)的設(shè)計時，應(yīng)從整機(jī)對電光系統(tǒng)發(fā)出的能量的總要求出發(fā)，同時考慮電光系統(tǒng)對后面部件的影響（又可說后面部件對電光系統(tǒng)的要求）。首先應(yīng)搞清楚對電光系統(tǒng)的光通量（燈泡的功率）應(yīng)該有多大、電源的漂移、紋波系數(shù)SR、電流調(diào)整率Sl或電壓調(diào)整率SV應(yīng)該為多少等。然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行燈泡選型、變壓器設(shè)計（變壓器設(shè)計很重要，否則儀器的電子學(xué)部分將吃不起負(fù)載）、電路設(shè)計。對光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計，首先要考慮儀器整概要求它的輸出能量（信號）大小（它要求電光系統(tǒng)輸出的能量或信號也必須認(rèn)真考慮），如何保證它傳遞的能量大（損失的光能量小）。因為光學(xué)元件有各種類型（透鏡、反射鏡、棱鏡等），它們都有能量損失問題；例如，：光柵有類型問題、衍射效率問題、閃耀波長位置問題、波長響應(yīng)范圍問題、雜散光問題、幾何尺寸問題等；單色器有狹縫的幾何寬度，紫外分光光度計幾何高度，光學(xué)系統(tǒng)有像散、像彎曲、球差、慧差、色差問題等。這些參數(shù)或技術(shù)指標(biāo)都要經(jīng)過仔細(xì)、嚴(yán)密的分析或計算。

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