离子色谱老专家的那些“事”儿——访中国水产科学研究院黄海水产研究所高级工程师苏程远

楔子：苏程远因何获得国家科学技术进步奖?作为两次国家科学技术进步奖获奖人，苏工有何感想?离子色谱仪国家计量鉴定规程为何在九十年代初由苏工参与起草?世界首台虚拟离子色谱仪是怎么诞生的?听中国水产科学研究院黄海水产研究所高级工程师苏程远为我们讲述他的故事。

　　兢兢业业铁路局二十五年

　　苏工生于农村，幼年丧父，家中非常贫穷没有受到初中和高中的系统教育，就算在小学也是农忙时干活，闲时才能上学，他一路磕磕绊绊地考入北京铁道学院(现北京交通大学)。1958年9月，苏工大学毕业后，被分配到呼和浩特铁路局科学技术研究所，成为了一名技术员。70年代在铁路上搞无线列车调度，在蒸汽机车上加装无线电台，使机车乘务员能在运行中同车站调度员进行联系，对保证行车安全和提高运输效率起了很大作用。但由于当时机车发电机电压波动范围有时高达70-80伏,甚至达到90伏(标准45-55伏)，电压过高就会烧毁电台，使无线列调系统无法正常工作。铁道部责成铁道科学院和有关铁路局解决这一问题，于是召集了八个铁路局一批人员来解决(呼和浩特铁路局也在其中)，其他七个铁路局都选用了串联稳压式电源，但是发热量太大，效率低，即使散热器很大但其表面温度仍然很高。苏工就开始不断地查阅资料，最终在一本外国杂志上看到了一个方框图并知道了开关稳压电源稳压范围广，效率高达97%，于是根据能找到的元器件试制出来体积小性能好有别于其他铁路局体积大效率低的串联式稳压器，并通过反复实验最终设计成功“机车无线电台稳压电源”，然后在铁路内进行了推广使用。在铁路局科学技术研究所工作期间，苏工还主持了其他两项重大研发项目。

　　1.“机车信号”：是把车站的进站信号机显示状态反馈给运行中的机车，以便乘务员采取措施，从而保证了行车安全并大大提高了运输效率。该系统由地面信号传输回路和机车上接收显示部分组成。在全国铁路范围内，苏工首先提出一条钢轨和一条导线的传输回路(传统的是轨道电路方式，它是要在钢轨上和轨距杆上加装绝缘，这便增加了很多成本，使得维修困难)，后为其他铁路局采用。

　　2.“红外线轴温”探测传输系统：由于当时机车车辆在运行中出现轴温过高，严重影响行车安全，需要对轴温进行探测，把探测结果告知给车辆调度以便采取措施。探测原理为红外线探头对准正在运行中的轴箱的位置，探测点设于车站外约一公里，所测得信号直接远距离传输衰减很大，造成误差无法使用。苏工提出了“载频调宽”的方式，使信号传输距离增加，减少了误差。这一成果在1978年第一次全国科学技术大会上获奖。(首次全国科学大会奖项不分等次)

　　苏工热爱钻研，敢为人先的精神可见一斑。1983年他被调到了青岛崂山电子仪器实验所任工程师室主任一职。

　　参与国内首台离子色谱仪的生产研发

　　八十年代，我们国家酸雨污染非常严重，因为家家户户取暖做饭都烧蜂窝煤，几个产粮大省连续几年都欠收，最后都上报到了国务院。当时的北京环境保护检测中心高级工程师吴鹏鸣上交了一份报告，要求买一百台戴安的色谱仪来测定酸雨成分。当时一台戴安离子色谱仪售价为四万美元，而我国的外汇很紧张，乒乓球运动员出国只能带二十美元。最终国务院批准购买了四台，解放军防化研究所一台，国家环境科学院一台，上海两台。针对这种情况，二机部五所(现核工业北京冶金研究院)工程师刘开禄申请了2万元开始研制离子色谱仪。刘开禄老师毕业于四川大学，专业为有机化学，对电路方面了解比较少，所以就找到了同事赵云麒。赵云麒老师毕业于中国科技大学，虽然专业为放射化学，但对电路也比较了解。刘开禄老师和赵云麒老师联合研发出了一台离子色谱原理实验模型机，但仅仅是一大堆零件的简单组装，连图纸也没有。当时二机部五所的员工都知道这件事情，也包括张浩，他是以前二机部五所和青岛崂山电子仪器实验所分析仪器合作开发项目负责人，并说服了青岛崂山电子仪器实验所所长林瑞亮来支持离子色谱仪的研发。就这样，核工业北京冶金研究院的刘开禄、赵云麒老师和青岛崂山电子仪器试验所的苏程远老师聚在了一起，很快就生产出我国第一批ZIC-1型离子色谱仪，填补了国家的空白。

　　1985年6月随着苏工被调入青岛晶体管厂，赵云麒老师和刘开录老师又转移到青岛开始了ZIC-2型离子色谱仪研发，主要工作是研究“五极电导检测”电路。当时并不像现在一样模仿很盛行，而且即使想仿造戴安的仪器也不太可能。进口仪器买不起，就算有人买回来，也不可能拆开让人看。刘开禄老师写了一本书介绍离子色谱理论，研制离子色谱仪其中最核心的问题之一就是要研制出性能好的电导检测器。苏工和赵云麒老师根据书中关于四极电导检测器的原理方框图进行了五极电导检测器的研究。那个时候特别困难，晶体管厂生产的产品晶体管卖不出去。厂房边有一栋从前俄国人建的别墅，赵云麒老师和苏工就在里面做实验，房子是挺好的，但伙食太差，饿了吃方便面，后来吃不起了就改吃挂面。整个实验过程中他们一直盯着噪声和基线漂移的变化，并不断地设法改进，累了就在椅子上睡觉，苏工为此白了不少头发。最后实验成功是在1986年2月8日农历三十的下午五点钟，基线走成了。二人像困在沙漠中奄奄一息时，忽然发现了绿洲，兴奋了一个除夕夜晚。ZIC-2型和ZIC-1型的最大区别就是电导检测电路的不同，1型为二极电导检测器，2型为五极电导检测器，性能更优良。1986年通过专家鉴定并投产，青岛晶体管厂因此改名为“青岛科学仪器厂”(刘开禄老师想的名字)，ZIC-2型离子色谱仪后来成为该厂的支柱产品，并获得了1988年青岛市人民政府科技进步二等奖(课题组成员为苏程远，赵云麒，刘开禄，付爱华等)。在ZIC-2研发的过程中，柱子和抑制器属于前段工作，这个是由刘开禄主导研发的，非常重要。在1991年11月，刘开禄等五人因为ZIC系列离子色谱仪和两种离子色谱柱获得了国家科技进步三等奖(课题组成员为刘开禄，赵云麒，贺宝华，袁斯鸣，苏程远等人)。1993年苏工参与了离子色谱仪国家计量鉴定规程的制定。

　　圆梦虚拟离子色谱仪

　　1990年苏工被调入中国水产科学研究院黄海水产研究所(以下简称黄海所)工作，ZIC-2型离子色谱仪也在该所投产。后来青岛崂山电子仪器实验所时任所长宋文保，提出合作并派人到黄海所学习，有张烈生，侯倩慧等5人。苏工详细地讲解五极电导检测器电路原理及调试方法，并将各参数波形详细标注于图上，使电路只调谐一个电位器便全部调试完成，给以后的生产带来极大方便。两星期后学习结束，张烈生把电路图纸带回，从此崂山电子仪器实验所开始投产“五极电导检测器离子色谱仪”。之后，黄海所停产所有零部件，最终产权转卖给青岛某家公司。现在青岛的大部分离子色谱仪器生产厂商还用的是苏工参与研发的五极电导检测器。

　　1997年苏工从黄海所退休。退休之后他也没闲着仍在不断学习，研制虚拟离子色谱的想法就是在这期间产生的。我们都觉得苏工的精力出奇得好，直到去年做胃镜时发现两个黄豆粒大的颗粒，拿出来做病理分析，说是胃前癌的变化。夫人建议赶紧切除。今年4月1日做40%胃切除手术时，被全身麻醉的苏工脑海里还都是程序，他说想着想着失去知觉睡着了，就能开始手术了，可是后来回忆怎么也想不起来想到程序的哪一步了。正是在这种精神的指引下，虚拟离子色谱仪从开始构想到最终成型耗费了老人大量的心血，期间青岛的环保设备研发创新型企业鲁海光电 (原青岛轩汇仪器设备有限公司)也做了许多具体研发调试的工作。在双方密切而默契的合作中，世界首台虚拟离子色谱仪诞生了。据苏工介绍，虚拟离子色谱仪从电导池输出的信号通过接口设备进入计算机，通过计算机软件的编程实现了离子色谱仪的功能，并使噪声和基线等主要指标有了很大提升，并能使虚拟仪器同互联网连接实现了数据共享。它优化了仪器各项性能指标，适应互联网时代对仪器信息共享的需求，可以满足用户个性化需求。充分利用互联网时代的信息技术在用户授权下能够远程传输谱图数据，远程进行仪器故障诊断，远程控制仪器操作。

　　笔者有幸参加了2016年中国仪器仪表学会科学技术奖颁奖仪式，学会奖励了在仪器仪表行业传感器的创新开发，并邀请了美国国家仪器有限公司中国区副总裁演讲。注重前段信号采集依赖性能优异的传感器和后端数据处理依赖功能强大的软件，估计是仪器仪表学会倡导的仪器仪表今后发展的一个方向。我觉得这和苏工虚拟离子色谱仪的想法有很多相通之处的，苏工以恪尽职守，慎独创新的时代精神为国家的科技进步做出了杰出的贡献，这些都值得我们后来人不断效仿学习。

　　后记：感谢鲁海光电张道敬总经理在整个采访过程中的安排和协助，以及对苏工虚拟离子色谱仪研发工作的大力支持。仪器信息网曾在2013年，即离子色谱仪三十周年的时候采访过离子色谱仪的创始人刘开禄，赵云麒，蒋仁依三位专家，如今能采访到苏程远老师，并有刘开禄老师和赵云麒老师的陪伴，也算是弥补了我们心中的遗憾，祝愿老人在以后的日子里身体健康。（编辑：王明）