,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/熒光一機多用的儀器(主要用于高壓液相色譜儀),其靈感就來(lái)自中國科學(xué)院上海有機化學(xué)所汪猷教授當時(shí)正在研究的核酸課題。他發(fā)現國外的科學(xué);家在研究核酸課題時(shí),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(méi)有天然熒光,有的核苷有天然熒光而沒(méi)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(lái)檢測。但是,這兩種檢測器串聯(lián)后,容易產(chǎn)生峰擴散,降低靈敏度。。所以,當時(shí)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(shí)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)而擴散。
筆者根據汪猷教授提出的使用要求,經(jīng)過(guò)認真調研,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,要設計出好的分析儀器,設計人員一定要多聽(tīng)使用者的意見(jiàn),要多調查一些使用者。
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)現儀器的問(wèn)題,特別是工藝設計方面的問(wèn)題。如安裝工藝、使用工藝、維修工藝方面的問(wèn)題,維修人員應該是清楚的。因為,他們在線(xiàn),.直接接觸儀器,什么樣的儀器好用,他們可以直接聽(tīng)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,設計人員要多聽(tīng)維修者的意見(jiàn),要多調查維修者。筆者曾經(jīng)做過(guò)十多年的進(jìn)口光譜儀器(紫外可見(jiàn)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(lèi)分析儀器的維修工作,后三又長(cháng)期使用、研發(fā)各類(lèi)光譜、色譜儀器。這些實(shí)踐,使筆者積累了維修工作經(jīng)驗、了解了使用者的要求,看到了很多儀器設計不合理的地方。所以筆者認為:如果有條件,設計人員適當參加一些有關(guān)儀器的維修工作,這對設計工作將大大有益。
第三,必須要掌握儀器學(xué)的基本理論;用儀器學(xué)理論指導研發(fā)儀器的實(shí)踐,把儀器學(xué)理論與研發(fā)儀器的實(shí)踐緊密結合;同時(shí),應尊重懂儀器學(xué)的專(zhuān)家;許多科技工作者設計儀器時(shí),并沒(méi)有把儀器學(xué)放在*考慮,所以他們設計出的儀器,往往誤差很大,不能滿(mǎn)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,特別是對雜散光、噪聲、基線(xiàn)平直度、光譜帶寬等重要的性能技術(shù)指標的設計,不能從儀器學(xué)的理論上去計算、分析,而是盲目地規定一個(gè)性能技術(shù)指標。結果儀器使用時(shí)分析誤差很大,不能滿(mǎn)足使用要求。
許多紫外可見(jiàn)近紅外分光光度計的設計者,對五大通用核心部件不能根據儀器學(xué)理論認真地進(jìn)行分析,不能科學(xué)地分配誤差。如,有些設計者忽視對紫外可見(jiàn)近紅外分光光度計電源的主要技術(shù)指標的設計、測試;他們不知道氘燈的恒流電源的不穩定,對分析結果會(huì )產(chǎn)生多大的影響,不知道鎢燈的恒壓電源的不穩定,對分析結果會(huì )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整率Sl和紋波系數SR認真測試,也不注重對鎢燈恒壓電源的電壓調整率SV和紋波系數SR認真測試,結果設計、制造出的儀器分析誤差很大,而且不穩定。同樣,對光電系統(如光電倍增管及其電源)設計時(shí),也往往對性能技術(shù)指標的分析、測試不夠重視。儀器學(xué)的角度考慮,在紫外可見(jiàn)近紅外分光光度計的設計中,一般把儀器的各個(gè)部件既看成一個(gè)單獨的部分,又把儀器的各個(gè)部件看成相關(guān)的部分,并對其各項性能技術(shù)指標提出明確的要求。例如,對電光系統的設計時(shí),應從整機對電光系統發(fā)出的能量的總要求出發(fā),同時(shí)考慮電光系統對后面部件的影響(又可說(shuō)后面部件對電光系統的要求)。首先應搞清楚對電光系統的光通量(燈泡的功率)應該有多大、電源的漂移、紋波系數SR、電流調整率Sl或電壓調整率SV應該為多少等。然后在此基礎上進(jìn)行燈泡選型、變壓器設計(變壓器設計很重要,否則儀器的電子學(xué)部分將吃不起負載)、電路設計。對光學(xué)系統的設計,首先要考慮儀器整概要求它的輸出能量(信號)大?。ㄋ箅姽庀到y輸出的能量或信號也必須認真考慮),如何保證它傳遞的能量大(損失的光能量?。?。因為光學(xué)元件有各種類(lèi)型(透鏡、反射鏡、棱鏡等),它們都有能量損失問(wèn)題;例如,:光柵有類(lèi)型問(wèn)題、衍射效率問(wèn)題、閃耀波長(cháng)位置問(wèn)題、波長(cháng)響應范圍問(wèn)題、雜散光問(wèn)題、幾何尺寸問(wèn)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)系統有像散、像彎曲、球差、慧差、色差問(wèn)題等。這些參數或技術(shù)指標都要經(jīng)過(guò)仔細、嚴密的分析或計算。
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