噪谱分析仪

一、概述随着我国制造业迅速发展，已成为世界第一制造大国，《中国制造2025》指明智能制造是我国现代先进制造业新的发展方向。实现智能制造智就是从原材料、工厂制造、销售、客户需求一体化的数字化管理过程，使产品在生产过程中独立地找到自己的运行路径，持续提升制造执行力(交付能力)，按用户需求动态地匹配产品产时、产量、运销等市场经营品质。智能制造作为一种工具来延展和完善产业链，提升我们认识世界和改造世界的能力,助力国家产业转型升级,将产生是一种全新的智能经济形态。智能制造是信息化和智能化技术与工业制造过程的深度融合，促进了传统制造业到新型的转变。本文主要简要介绍了在线分析仪器在冶金、石化工业生产中（智能制造）的一些应用,以及引导传统制造向智能制造转型升级的思路和过程，力求分析论述预期与客观效果的结合。二、在线分析简介在线分析仪器（成套系统）是在实验室离线分析基础上发展起来的，到目前为止仍有一些仪器是实验室分析技术的平移。起初在线分析仪器主要是解决实验室分析难做到的高分析频次、采样样品物性突变、现场采样安全性等系列问题。随着在线分析技术的发展，不仅解决了上述问题，主要解决数字化生产中“靶点” 和“靶标”问题，或者说是通过网络和大数据代替人工找出解决问题的方法（自学提高），不断完善和优化数字控制过程，实现清晰智能分析功能。在线分析仪器一般有两种基本形式，一种是取样式分析仪器，另一种是非取样式（原位）分析仪器，就使仪器分成了截然不同的两大类。取样式分析仪器由取样单元、样品预处理单元、智能分析仪器、数据处理与输出，以及公用工程的防护、信号传输（通信）、电气辅助设备等设施组成。这类仪器都可嵌入在工业生产流程中，完成对被测工艺介质的自动采样与物性参数定性、定量分析，连续不间断地往生产主控计算机（DCS）传输分析数据。图-1三、原理与分类工业在线分析仪器的种类繁多，用途各异，按分析方法和原理可分为数百种。按照被测介质的相态划分，将在线分析仪器分为气体、液体、固体分析仪器三大类；按照测量原理在冶金、石化等行业使用较多的划分为：光谱类、色谱类、湿法化学类、物性检测类。（1）光学仪器类包括采用吸收光谱法的红外线分析仪、红外光谱仪、紫外光谱仪、激光分析仪等；采用发射光谱法的化学发光法、紫外荧光法分析仪等。（2）湿法化学类包括采用化学滴定、化学色差法，PH、电位、电导、电流法的各种电化学分析仪等。（3）色谱分析类采用色谱柱分离技术和检测器定量的色谱类仪器，与其它分析仪器相比有显著应用特点，而且使用量较大，单独划为一类。（4）物性分析和专用仪器类物性分析仪器按其检测对象来分类和命名，如：露点、热值、浊度、分离指数等类物性分析仪器；针对石油石化行业的水分、密度、黏度、酸度、馏程、蒸气压、闪点、倾点、辛烷值等测定等仪器，统称为石化专用类。（5）其它类分析仪器在上述几类仪器之外的在线分析仪器，如磁氧分析仪、差热分析仪、冷焰燃烧分析仪、射线法分析仪（γ射线密度计、中子及微波水分、X射线能谱）等近代物理方法类的在线分析仪器。典型工业在线分析仪器原理图（如：图-2）图-2四、工业在线分析仪器典型应用仪器（一）湿法化学在线分析（滴定）成套系统在冶金行业应用1、在线酸浓度分析的由来酸洗是冷轧带钢生产的龙头工序，酸洗液浓度的控制会直接影响到产品的质量；如果酸洗液浓度偏低，会有氧化皮残留在钢铁表面；酸洗液浓度偏高，酸洗过度，钢铁表面则会出现针眼状凹坑。正常的盐酸酸洗能够有效溶解氧化铁皮，同时生成溶于水的氯化亚铁。当酸洗过程中铁离子浓度逐渐升高到一定量时，酸洗环境就发生改变，即使再增加酸的浓度，氧化皮（氧化亚铁）不发生置换反应，而是与金属铁发生复杂的氧化反应，致使金属铁被腐蚀。这时候就需要把酸换成新酸，才能恢复正常的酸洗流程。所以钢铁行业迫切需要对下面两个工艺参数动态控制和准确的分析：①酸洗槽中的酸浓度变化值，以动态补酸维持酸洗环境；②跟踪分析铁离子浓度的增加量，确定最佳 “换新酸节点”传统酸洗液检测方法是，人工在生产线上取酸样（通常频次为1次/4h），用化学滴定分析酸浓度和铁离子含量。再由生产线操作人员依据酸浓度分析数据凭经验补酸（维持酸浓度）；依据铁离子含量数据确定换酸（换新配酸洗液）。此方式采样存在较多安全生产隐患，人工分析有及时性和频次问题，不适合规模化生产模式。虽然，行业也使用压差法、电磁法、ＰＨ计、β射线法等酸洗中分析法（压差法和β射线法是测密度原理），终因铁离子的干扰检测和不断补充辅助计算机校正模型库，分析数据误差较大，不适合数字化生产线。实践证明，湿法化学在线酸浓度分析（滴定）成套系统能较好解决上述问题。2、分析模型带钢酸洗件表面氧化层主要为FeO（96%）和少量的Fe2O3和Fe3O4含量，酸洗过程的反应原理为：FeO + HCl= FeCl2 + H2O酸浓度（H+%）和铁离子（Fe2+g/l）含量分析模型，其反应式如下: NaOH + HCl = NaCl + H2O… … … … … … … … … … … … ..(1)2NaOH + FeCl2 = 2NaCl + Fe(OH)2… … … … … … … … (2)滴定HCl溶液，化学计量关系式：（CV）HCL=（CV1）NaOH … … … … (3)滴定Fe2+离子，化学计量关系式：（CV）Fe=（CV2）NaOH ..… … … … (4)综合滴定曲线（如：图-3）图-3红色曲线为改进后实际滴定曲线，红色虚线为人工滴定曲线，红点等当点。计算公式： CHCL %=(CV)NaOH×36.5/VHCl … … … … … ⑴ CFe g/L=(CV)NaOH ×MFe/VHCl… … … .… … ⑵3、控制模型①控制模型流程图（如：图-4）图-4②软件组态图（如：图-5） 图-5③滴定控制图（如图-6）：图-64、智能控制使用在线分析系统后，解决了人工采样分析和自动上传分析数据的问题，接下来就是要把分析系统嵌入到生产工艺控制系统中，实现智能补酸和换酸功能。根据即酸浓度（H+%）和Fe+2离子的浓度建立数据库，门限值和优化区间上下限，以及线性跟踪纠偏辅助数据库，将（H+%）和Fe两组数据间设置关联计算因子，关联计算换酸点，将补酸与换酸数据关联到DCS控制系统中实现智能控制。DCS生产线控制系统显示界面（如图-7）：图-7 酸浓度和铁离子的浓度关系图（交点为换酸点） 5、应用考核与评价技术参数考核结果如下表（表-1）序号项目技术参数检测结论1分析频次每个组分的分析周期6分钟/次达标2酸浓度检测范围盐酸浓度：0～30%(w/v)硫酸浓度：0～80%(w/v)达标3Fe2+检测范围Fe2+含量；0-100 g/l达标4结果单位定义％、g/L、mg/L、ppm达标5分析频次酸浓度和Fe2+检测周期：5-8分钟/次达标6分析精度盐酸浓度：＜1%；Fe2+含量；＜1%达标7系统稳定性2100小时连续考察结果稳定、可靠、无故障达标8自动化程度采样、分析、传输信号、显示酸浓度和Fe2+检测结果全部自动进行达标9结果输出将分析结果远传DCS或独立计算机以二元曲线显示达标10内部存储器每个结果自动存储最近1800组数据达标在线滴定分析仪检测精度数据略（与标样对比验证）（二）在线色谱分析成套系统在石化行业典型应用1、氯化苄及相关生产工艺控制检测背景氯化苄产品是一个易燃、易爆、有毒、有害的危险化学品，相关生产过程危险性较大，安全生产一直是企业永恒的主题。应生产企业要求，我们做了相应在线分析方案，解决生产中检测分析和安全需求。经过实地考察了解相关的生产工艺、物料物性和分析检测现状，充分考虑到生产工艺过程特殊性，有针对性的设计和编制了工业在线分析系统技术配套方案，确保现场应用的可靠性、完整性及安全性。2、物料物性与分析需求（1）检测需求 氯化苄反应工段（区）：8台反应釜的反应产物组成含量分析原料区：2个原料罐物质组成含量分析精馏区：3台精馏塔塔顶塔底产物组成含量分析（2）精馏产物项目密度（g/l）馏程（℃）压力（KPa）流量（Kg/m3）温度（℃）1#塔顶996暂缺-90.7暂缺48.21#塔釜1111暂缺-88.6暂缺111.22#塔顶1114暂缺-98.5暂缺67.52#塔釜1204暂缺-95.3暂缺105.83#塔顶1210暂缺-96.9暂缺84.23#塔釜未知暂缺-93.9暂缺122.33、检测原理 在线分析检测系统，是根据拟定检测的物料按流路输送到各个采样预处理单元，通过临界流量控制动和分子仿真技术，使物料中待测组分和杂质分离，经过高选择性检测器检测出含量信号，分析系统再将检测信号解读成可识别分析结果，并且自动传输到用户DCS窗口。4、分析系统流程5、检测流路取样流程配置说明：反应工序8台反应釜出料（产品），共用一套工业在线分析检测系统（IGC）；精馏区的三个精馏塔的塔顶产品中高沸点杂质较少，共用一套IGC；精馏塔的塔釜回流液和1#塔进料含有高沸点物，共用一套IGC，减少过载。6、色谱分析单元控制图7、无残留进样控制示意图8、分析小屋布局图（视现场情况确定）9、在线分析系统构成（部件）（1）分析仪及相应的采样、前级减压站、样品预处理系统和分析小屋等。序号名称规格単位数量生产厂家备注1分析小屋2.5*2.5*2.7m套2磐诺仪器磐诺仪器2过程在线气相色谱仪PGC-88台3磐诺仪器3取样阀PF-1套15磐诺仪器4前级预处理PQ-2套15磐诺仪器5预处理PY-3套3磐诺仪器6标样4种套1国际标物7管缆米待定8开车备件批1详见清单注：所有预处理系统的部件型号需由乙方审核后方可采购。（2）过程气相色谱仪配置表序号名称规格和型号单位数量生产厂家备注1PGC-80谱分析仪PGC-80 监测套3磐诺仪器2零气发生器A8001套3磐诺仪器3氢气发生器A8002套3磐诺仪器4预处理单元PGC-80监测套3磐诺仪器5PGC-80D电控单元PANNA3.624.004套3磐诺仪器6专用色谱柱0.53×0.5×20m个3磐诺仪器（三）在线色谱分析成套系统在环保领域应用（因篇幅略）五、综述1、在线分析仪器（成套系统）是智能制造企业数字化控制的一个主要组成部分，它解决的是控制环节上的 “靶点”和“靶标”问题，系统配套赋予它代替人工（智能）实现控制的同时，还要融入体系自学提高（不断完善和优化数字控制资源），成为一类嵌入生产控制体系参与控制的智能系统。2、在从事在线分析技术推广应用的实践中，认识到每一个现场应用都是有很大差异的。只有深入现场调查了解应用状况，实际模拟推演才能确定两个模型。照抄照搬的方案遇到的问题很大，甚至导致应用失败。它决定实施应用的成败。仪器主要解决数字化生产中或者说是通过网络和大数据找出解决问题的方法，实现清晰智能分析功能。3、对于一些化工生产过程中，工业在线分析仪器配置较少，或者是配置了也是辅助参考，仍然依赖化验室人工分析数据等的系列问题，主要是企业还没有步入智能制造阶段，在线分析仪器只能代替人工采样分析，智能控制和嵌入生产系统功能未用上。是应用的时机不成熟，并不是智能制造和数字化工厂排斥它。（作者：魏宏杰，李杉）

仪器仪表行业是装备制造业的重要组成部分，是国家的基础性、战略性产业。大力发展现代高科技仪器仪表既是实现新型工业化的必经之路，又是国民经济可持续发展的战略举措。在国家政策大力支持的情况下，我国仪器仪表行业规模不断壮大，企业的生产管理水平不断提高，产品的技术水平显著提升，在国民经济中发挥的作用越来越重要，有效推动了社会经济各方面的发展。　　1、政策分析　　仪器仪表行业是装备制造业的重要组成部分，是国家的基础性、战略性产业。大力发展现代高科技仪器仪表既是实现新型工业化的必经之路，又是国民经济可持续发展的战略举措。国家鼓励分析仪器仪表技术发展，有利于发行人继续研发创新，提升产品技术水平，增强市场竞争实力 国家加快传统行业转型升级、鼓励新兴产业加速发展，特别是重视环境监测、水处理、垃圾渗滤液处理等发行人产品重点应用领域产业布局，对特定行业采取强制检测等措施，有利于释放市场对中高端分析仪器的使用需求。　　2、市场分析　　(1)仪器仪表行业概况　　2014年至2017年，我国仪器仪表制造业规模以上企业主营业务收入从8185.67亿元增长至9558.40亿元，2018年由于贸易战及全球经济状况的影响，降低至8091.6亿元，2019年我国仪器仪表制造业规模以上企业主营业务收入7242.64亿元。总体来看，仪器仪表行业运行情况较为稳定，随着未来经济状况的好转及贸易摩擦减弱，仪器仪表企业主营业务收入会随之上升。　　(2)分析仪器行业概况　　近年来，分析仪器的中标金额连年攀升，2018年中标总金额较2017年增加了4.94%，2019年公开发布的国内分析仪器中标总金额为155.43亿元，相比2018年的146.92亿元，增长了5.79%。与此同时，2019年中标的包数与2018年相比增长了2.29%。与2018年相比，农业系统、质监系统、出入境、工商系统的采购金额占比均为上升，而食药系统、卫生系统、环保系统、科研院所、公安系统、工业企业的采购金额占比则表现为下降。　　(3)分析仪器行业的发展趋势　　分析仪器行业对促进工业转型升级、发展战略性新兴产业、保障和提高人民生活水平具有重要作用，未来随着产业政策的鼓励、以及行业自主创新能力的提升，产品性能将稳步提升，行业结构不断优化，行业整体竞争力逐步增强。　　未来分析仪器将向智能化、信息化、网络化方向发展，以实现更灵敏、更准确、更快速、更可靠地实时检测。传统的光学、热学、电化学、色谱、波谱类分析技术都已从经典的化学精密机械电子学结构、实验室内人工操作应用模式，转化为光、机、电、算(计算机)一体化、自动化的结构，并正向智能系统发展(带动有自诊断自控、自调、自行判断决策等高智能功能)，数据远程网络实时共享显示和设备控制将逐步实现。　　3、竞争企业分析　　我国仪器仪表行业，整体技术实力与国外厂商相比还有明显差距，创新能力偏弱，集中度较低，关键核心零部件还依赖进口。国内仪器仪表应用市场的国产高端仪器持有率相对较低，国际品牌如哈希、赛默飞等占据主导地位。　　图表 ：行业主要竞争企业及其产品的主要对比情况一览表　　4、风险分析　　(1)人才流失风险　　分析仪器制造行业属于技术密集型行业，能否稳定技术研发人员队伍并不断吸引优秀人才是行业企业在行业内保持竞争优势的关键，分析仪器行业对技术研发人才需求旺盛，人才竞争日益激烈。行业企业如果在技术研发人员招聘、培养或激励机制等方面措施不力，将存在技术研发人员流失的风险，将对行业企业未来经营发展造成不利影响。　　(2)下游客户开拓风险　　由于分析仪器特别是实验室分析仪器使用年限较长，相同客户一般不会在短期内重复采购。若行业企业无法及时了解客户需求、持续进行技术储备及新产品研发，或新产品研发进度跟不上下游客户不断变化的需求，则可能对行业企业未来的客户开拓造成不利影响。　　(3)宏观经济波动影响风险　　分析仪器制造行业整体波动与宏观经济形势具有一定的关联性。分析仪器产品广泛应用于电力、冶金、石化、环保等下游行业，如果宏观经济波动较大或长期处于低谷，上述行业的整体盈利能力会受到不同程度的影响，行业景气度也将随之受到影响。下游行业的波动和低迷会导致客户对行业企业产品的需求降低，相关产品的销售价格和销售数量可能会受到不利影响，进而影响行业企业盈利水平。　　本节选资料出自尚普华泰发布的《分析仪器制造项目投资可行性研究报告》

李昌厚 教授 博士生导师（中国科学院上海营养与健康研究所 上海 200233）一、中国分析仪器制的发展历史中国分析仪器萌芽于20世纪30年代；分析仪器界的老前辈荣仁本先生和史久泰先生，都曾经先后亲口对作者口述回顾过历史；他们说：20世纪30年代的上海劳动仪表厂，就是我国最早的仪器仪表厂，也可以说是我国上海分析仪器厂的前身。解放后，我国老一辈国家领导人对科学仪器发展有深刻的认识和全面的考量；早在1956年就领导我们国家制定了20年科学发展长远规划，并在第一个五年计划启动的156项重大建设项目中，就列入了分析仪器厂（北京分析仪器厂）的建设项目。此后，又把科学实验提高到“三大革命运动”之一的高度予以重视，大大促进了我国早期科学仪器研发和制造产业的发展；并且，先后又在北京、上海、南京、沈阳、成都等地建立了多家分析仪器厂；国家还通过各种渠道，从对简单的基础分析仪器到技术含量较高的红外光谱仪、拉曼光谱仪、液相色谱仪等中高档分析仪器的研发、制造，投入了大量的人力、物力和财力，并且取得了许多喜人的成果；虽然绝大多数是跟踪性研发，但也产生了象氢化物发生非色散原子荧光光度计等这样具有自主知识产权的优秀成果等等；其后，我国具有自主知识产权的、震惊世界的科学仪器产品层出不穷。中国分析仪器从20世纪30年代开始萌芽，70年代开始发展，80年代开始逐步走向正轨，90年代至今，正在突飞猛进。随着时间的推移，国家的重视，国力的增强，各种政策的出台，我国在几十年的时间里先后涌现出了北京分析、北京二光（现在的瑞利）、北京科仪、北京海光、北京普析、北京雪迪龙、北京东西、北京吉天、北京同方、北京金索坤、河北先河、沈阳分析、沈阳科仪、大连依利特、四川川仪、南京分析、江苏天瑞、南京简智、苏州纳微、上海精科、上海通微、上海科哲、上海月旭、上海屹尧、上海棱光、浙江聚光、浙江福立、安徽皖仪、海能技术、广州禾信、厦门奥普天成、深圳清时捷等数十家具有一定规模、颇有影响力的分析仪器企业。与此同时，国家先后成立了长春光机所、西安光机所、上海光机所、成都光电所和安徽光机所等国家级光机研究所；同时各地还相继成立了地方性的光机研究所等等。1995年中科院和中国工程院20位老科学家，联名提出了“关于振兴中国仪器仪表事业的建议”，引起了党和国家领导人的高度重视。此后，国家召开了多次专题性的、方向性的、有关分析仪器领域发展的各类会议；特别是召开了多次香山科学会议，效果极佳，对我国的科学仪器事业起到了较大的推动作用。例如：香山基因芯片会议、香山分析科学会议等等。国家计委、国家发改委、国家经贸委、国家科技部、国家工信部、国家自然科学基金委等部门和各省市的有关政府部门等，从“九五”期间，就都开始重视对分析仪器发展的关注和投入。特别是“九五”至今，国家花重金支持分析仪器研发、制造；科技部设立了重大仪器开发专项；财政部拨出大量的专项资金，用于科学仪器及其应用的研发。这些足以说明我们国家对分析仪器事业的高度重视程度。目前，我国分析仪器的发展已初具规模，已经初步形成了以上海为龙头的长江三角洲、以京津冀为中心的渤海湾地区、以长春和大连为基础的东北地区、以广州和深圳为代表的珠江三角洲等科学仪器（分析仪器为主）研发基地、产业化基地，发展形势一遍大好。二、中国分析仪器制造中令人振奋、惊喜、自豪的辉煌成就1、光谱仪器方面1）北京普析通用公司目前生产的、具有国际先进水平的横向加热石墨炉AAS（TAS-990、A3等）；它们具有适合复杂体系分析检测、石墨管里温度均匀、可消除记忆效应、消除峰拖尾、对试样要求低、对原子化温度要求低、可降低炉体要求、石墨管里温度梯度小、原子化时间短、灵敏度高等10大特点。目前国际上能生产横向加热石墨炉AAS的公司仅有6家。2）北京普析通用公司目前生产的国际领先的UVS（T9/T10）；T10的杂散光达到4×10-7，全球领先；国内外强手云集的情况下，我国国产的T9，在2014年，重庆的两次招标都中都一举中标，都打败了国外同类同档次的高端竟争仪器(日本岛津的2700和美国PE的965)；充分说明国产UVS质量优秀、可以满足使用者的要求，也说明了广大用户认可国产UVS。3）上海慧多公司目前生产的、WTS系列脉冲紫外可见分光光度计（UVS），处国际先进水平。该仪器的主要特点是：由于采用脉冲紫外光源，所以仪器的稳定性非常优秀，开机就可以进入工作状态；其信噪比（S/N）特别优秀、灵敏度特别高、性价比大大优于国际上同类同档次的仪器。慧多公司的脉冲UVS完全可以替代进口产品。4）我国的郭小伟等，发明了双道蒸气发生-原子荧光光度计（VG-AFP）仪器；此AFP仪器的知识产权属于中国；随后，国际领先的国产商品原子荧光光度计、国际领先的国产形态分析仪器，都首先在中国问世；目前中国有8家以上企业能生产原子荧光光度计（AFP）（海光、普析、金索坤、瑞利、吉天、邮远、东西、天瑞等），年需求量约4000台以上。1983年海光推出世界上首台商用型AFP，目前海光公司的AFS-9700、LC-AFS9560型形态分析仪等仪器，就是后来研发出的新型AFP类产品。其中AFS-9700在2009年获得BCEIA金奖。40年来，我国北京海光公司为国内外用户提供了1.5万台以上不同类型的原子荧光产品。目前，海光的AFP仪器每年专项销售量超过1000台以上，其销售额达到1亿元RMB以上。海光的LC-AFP联用仪（形态分析仪）专项销售额达到3-5千万元以上。这是一个了不起的数据。说明了AFP仪器发展突飞猛进。北京海光、北京普析、北京瑞利、北京吉天、北京纳克、江苏天瑞等等公司，先后推出了很多不同型号的原子荧光仪器，很多都处世界领先水平，并且质量都很好，都能很好的满足使用要求，得到了国内外广大用户的认可。例如：北京普析推出的PF7系列原子荧光光度计，因为性能优异，专家们指出：该仪器的免调灯、免维护气动流动注射系统，使得第一次使用该仪器的分析人员都能做出准确的结果；该仪器采用双光束单检测器光学系统，使仪器在线性相关系数、仪器检出限、重复性、稳定性、盲样检测等方面都很出众。该仪器获得了第二届国际检验检测技术与装备博览会“检测仪器性能竞赛”金奖。北京海光公司2019年又推出了最新的原子荧光4.0时代的HGF-V系列原子荧光光度计；该仪器是采用免维护点火技术、汞漂移校正技术、双区温控原子化器等等40多项全新核心技术于一体的创新产品；它是一种高可靠性、高智能化的人机交互设计的高端产品，是我国（即全球）原子荧光仪器发展40年以来的高端代表性产品之一，我们应该为此感到自豪和高兴。5）上海安杰公司自主研发了国际首创的AJ-3700气相分子吸收光谱仪，该仪器的最大特点是将样品前处理直接做在整机上，它在水质检测中能发挥非常重要的作用。6）南京简智仪器公司近几年推出了首款便携式差分拉曼光谱仪处国际领先地位；上世纪九十年代提出的差分拉曼方法，由于多种因素（例如：两个光源无法同时测量、导致受激发射光谱和散射光谱两张原始光谱产生差异。还有算法问题等等)，一直使之无法形成产品。南京简智经过努力，攻克了很多难题，终于研发成功了便携式差分拉曼光谱仪。据报道，该仪器的特点是：具有抗干扰、大信噪比、滤除杂峰等特点；可以直接测量高荧光物质、深色物体等等，是一款好仪器。7)北京西派特公司推出了ExR510便携式激光拉曼光谱仪，由于软件算法上的突破，采用了降噪技术，可以只降噪声和背景（特别是降荧光），不降信号强度，大大提高了仪器的信噪比。由于软件技术的突破，已经可以实现五组分定性分析和五组分定量分析检测。这是一个惊人的突破。该仪器可以替代同类进口仪器。 8）厦门奥普天成公司推出了高档ATR8800激光显微共聚焦成像拉曼光谱仪、ATR3110型系列便携式激光拉曼光谱仪。 ATR3110系列的特点是：是一种高灵敏度、高分辨率的便携式制冷激光拉曼光谱仪；它是具有多种波数范围、多种分辨率的产品；由于该仪器具有优秀的低杂散光，所以非常适合在实验室使用，特别适合在科研院所的科学研究中应用。ATR3110系列的多功能软件，特别适合在生物学、生化分析、制药工程、法医分析、农业与食品安全、宝石鉴定、环境科学等领域的应用，具有广泛的应用前景。可以替代进口讨论仪器。9）此外，还有无锡金义博公司、浙江聚光公司、北京瑞利公司等生产的直读光谱仪、上海理工大学的太赫兹光谱仪等等，都取得了令人瞩目的成就。因篇幅所限，此不赘述。2、色谱仪器方面 1）上海通微公司推出了高效微流电色谱仪器及其应用研究；该仪器是国际首创的色谱仪器。其最大特点是：在柱效、分离速度等很多方面都优于UPLC，其柱效比UPLC高10倍、5秒钟可以分离5个芳香烃；一般HPLC需要10-20秒。该仪器总体优于UPLC。2）大连依利特先后推出了iChrom 5100、Agress1100和P230Ⅱ高效液相色谱仪；这些产品都具有国际上同类、同档次仪器的先进水平。iChrom5100高效液相色谱仪，是大连依利特分析仪器有限公司凝结二十载的智慧结晶，是具有自主知识产权的高效液相色谱仪。该产品同时也是国家重大科学仪器设备开发专项（2012YQ120044）的重要研发成果之一。iChrom 5100通过模块对各单元部件进行供电、自动分配IP地址，实现整机联网操作,具有操作方便、运行稳定、结果准确可靠等优点。该仪器稳定可靠，性价比高，可以替代进口同类产品。3）上海科哲公司是薄层扫描色谱的专业公司。是国际上三大薄层扫描仪器公司之一（中国的科哲、德国的迪赛克、瑞士的卡玛）；近几年推出了KH-3900、KH-3000、HK-3500Plus等薄层扫描仪器，都处国际领先水平，产品已经畅销国内外，得到了国内外广大用户的认可和好评。4）浙江福立公司最新推出的GC-9720气相色谱，具有性能稳定可靠、性价比高等特点；与国际上最优秀的安捷伦的气相色谱仪器质量相当；主要技术指标完全与安捷伦的同类产品一样。但是性价比大大优于安捷伦同类同档次的产品，达到目前的国际先进水平。该仪器完全可以替代进口的同类产品。 5）上海科哲公司最近推出了Anters-1500系列HPLC；其最大特点是：其标配组件有溶剂模块、在线脱气机、紫外检测器、自动进样器、低压二元梯度系统、柱温箱、柱后衍生化器、模块化液相工作站（含电脑）、C18色谱柱等9种各具特色的组件；其选配组件有：样品室恒温系统、全波长荧光检测器、蒸发光散射检测器、示差折光检测器、低压四元梯度系统、高压二元梯度系统等各具特色的6种组件。可以替代进口同类仪器。6）上海科哲公司2021年，又推出了实验室型半制备/制备液相色谱系统、中试放大型制备液相色谱系统等18种制备色谱仪器；其中最具特点的是：PrepChromaster-8000型高压制备色谱系统，它是一种可以连接快速色谱和传统高压制备色谱的二元制备色谱系统，主要可以应用于药物活性成分、天然产物研究，合成化学分离纯化；在节省制备成本的同时极大地提高了分离效率。它具有可检测190nm-850nm范围任意四个波长的信号、光源自检功能、管理光源寿命、提醒及时更换光源的特点；它具有单色仪自校正功能，波长准确性可达±0.2nm、可以高速准确的阀切换，避免样品的损失，提高回收率的特点；具有智能馏分收集器，可按体积、阈值、时间和色谱峰收集馏分的特点；软件具有自动进样、梯度、色谱图、馏分收集图、设备状态同图显示功能的特点；可显示阀、注射泵、进样臂的状态、支持梯度，程序设定功能、具有阶梯、线性、点-拖式梯度曲线、支持智能馏分收集的特点；具有时间、阈值、峰值、手动等多种收集方式、支持馏分索引功能，实时显示馏分收集位置与对应的色谱峰位置、支持色谱分峰与定量功能、审计追踪、数据管理、用户管理、个人管理等功能的特点等等。该产品是最先进的纯化系统，完全可以取代国际上最先进的Waters与吉尔森的产品。打破了进口同类高端产品的垄断，得到了国内外用户的认可。3、质谱仪器方面 1）广州禾信公司目前生产的飞行时间质谱处在国际先进水平；它的最大特点是：该仪器可以利用气溶胶质谱寻找环境污染源；已经出口美国和德国等发达国家，已经得到国内外广大科技工作者的认可，深受国内外科技过工作的青睐。2)浙江聚光公司生产的车载和实验室两用的ExpecICP-MS，已经通过专家鉴定，得到了好评；该仪器的最大特点是稳定可靠性好；安装在移动车上，从杭州开到北京，性能指标仍然很好。说明该仪器的可靠性很好，值得国人高兴。该仪器可以替代进口同类仪器。3）浙江谱育公司最早实现了三重四极杆和飞行时间质谱产业化；攻克了系列串级质谱技术，最早推出国内唯一的LC-MS/MS、 GC-MS/MS、ICP-MS/MS三大类产品，得到了广大用户的认可。该质谱仪器，可以替代进口的同类同档次的产品。4、其它仪器方面 1）聚束科技(北京)有限公司，推出了聚束科技领航者：Navigator100高通量扫描电子显微镜。该仪器的领航者系列Navigator100高通量（场发射）扫描电子显微镜，是聚束科技（北京）有限公司（简称，聚束科技/FBT）独立开发的首款高通量场发射扫描电镜——微观尺度脑神经连接图谱的、超高速3D成像而设计的、新一代场发射扫描电镜系统。该系统可在大视野、低能量下获得高分辨和高速成像，是国际上高智能、易操作的扫描电子显微镜系统先行者，该仪器为国际首创。该仪器的最大特点是：在同等高分辨率情况下，单台成像速度是进口高端场发射扫描电镜的20倍以上，极大地提高了3D脑连接图谱的收集效率，成为微观脑连接图谱计划重量级核心装备中独树一帜的国产大型科学仪器。2）由原总后二军大牵头，上海交大、上海科哲、上海仪电等公司参加的、国际首创的“薄层色谱扫描-激光拉曼光谱联用仪及其应用研究”；该项目是国家科技部重大专项，目前未见国内外报道同类仪器。该仪器的最大特点是：利用薄层色谱扫描分离样品、利用激光拉曼做检测器，组成一台联用仪器；它已实现中药非法添加化学药品的TLC-SERS检测；实现了110种中药中非法添加化学物质的检测、结构类似物、结构衍生物的掺杂研究；拉曼光谱数据库的建立（已经建立300余种基药、50种品牌药、500种上市药物活性成分、100种常见药用辅料、8种国抽药品等），以及化学药品的检测、过期药回收再利用的检测、仿制药冒充原研药的检测等等。3）山东海能公司目前生产的全自动定氮仪，性能技术指标完全与目前国外同类仪器中（国际公认的、最好的FOSS公司和BUCHI公司）的同档次仪器相同，有些地方还优于FOSS公司和BUCHI公司的产品；该仪器的主要特点是：采用更先进的石墨炉加热、配有废气收集、过滤装置等；在这些方面都超过进口仪器。该仪器完全可以替代进口的同类仪器；例如：替代进口的FOSS公司和BUCHI公司的产品。4）上海屹尧、山东海能公司，目前生产的各种微波炉，质量也居国际领先地位，主要指标优于进口的同类同档次的微波炉。该仪器的特点是：自动化程度高、微波泄漏小、安全性能好；也完全可以替代进口的同类同档次的产品。三、结束语作者深深感到目前国家非常重视分析仪器及其应用工作。我国的分析仪器及其应用正在蒸蒸日上，这对我们从事分析仪器和仪器分析的科技工作者来讲，应该是福音，我们应该感到高兴和自豪。从仪器学理论和应用实践的角度看，目前我国的常规型、普及型、基础型的仪器已经可以与国外同类产品抗衡（即：与国外同类同档次的仪器中，国产仪器的主要技术指标优于或相当国外同类同档次产品的指标，特别在性价比、售后服务等方面，国产仪器大大优于国外同类同档次的分析仪器产品；只是在极少数非主要指的、不影响使用者的分析误差的技术指标上，稍差于国外同类同档次的产品）。但是，在我们看到整个分析行业的大好形势后，在高兴的同时，我们还必须看到我国分析行业的问题和分析仪器与国外的差距和瓶颈。我们不能盲目沾沾自喜，固步自封。我们既不能盲目迷外，也不能盲目排外。即使在常规、普及、基础型的仪器方面，我国的同类同档次的仪器，完全可以与国外抗衡，但是我们也还必须看到与国外还有差距；特别是要看到工艺、附件、软件等方面的差距。我们还要看到我国的高档仪器与国外的差距很大。因此，我们国家目前还不能生产的高端仪器，一定要大胆引进、消化、吸收，为我所用。目前，大量高端仪器依赖进口，制约了我国在科学研究前沿领域的突破能力，应该引起大家的高度重视。可以预计：随着生命科学、材料科学、能源科学、空间科学、海洋科学、环境科学、民生科学和公共安全科学的发展，以及新技术的不断出现，科学仪器会在微型、微量、快速、专用、高灵敏度、在线检测等方面，将面临着机遇和挑战。我国的分析仪器制造及其应用将不断的创新、将迎来一个崭新的、飞速的发展高潮。本文可供广大分析仪器使用者购买、选择、评价有关分析仪器时参考。本文中所述有关仪器的资料，有的来自有关仪器厂商的产品说明书、有的来自作者参加各种专业会议所得、有的来自网路、有的是作者查到的文献。但是，这些只是作者了解的非常有限的振奋人心的信息，还有很多很多。因为篇幅所限、作者的接触面所限、作者的水平所限，所以对这些成就不能一一列举，请有关制造厂商和广大的读者谅解。本文作者为中国科学院上海营养与健康研究所李昌厚教授，文中观点为作者所有，不代表本网观点作者简介：李昌厚，中国科学院上海营养与健康研究所原仪器分析室主任、生命科学仪器及其应用研究室主任、教授、博士生导师、华东理工大学兼职教授，1992年开始，终身享受国务院政府特殊津贴。长期从事各类光谱、色谱仪器及其应用研究；以第一完成者身份完成科研成果15项；其中13项达到国际先进水平；获得国家级和省部级科技成果奖5项（含国家发明奖1项）；发表论文280篇，出版专著5本；曾任中国仪器仪表学会理事、中国仪器仪表学会分析仪器分会第五届、第六届副理事长、全国光谱仪器专业委员会副主任、全国高速分析专业委员会副主任、国家认监委计量认证/审查认可国家级常任评审员、《光学仪器》、《生命科学仪器》等多种学术刊物的副主编、上海化工研究院院士专家工作站成员、国内外十多家高科技公司的技术顾问、专家组组长等。2021年，仪器信息网重磅启动“百台国产好仪器（第四届）”，结合仪器的应用领域，通过“用户说好才是真的好”，筛选近百台优秀的国产仪器代表，从而提高用户对国产仪器认知难、认可难的问题。在“百台国产好仪器（第四届）”重磅启动之际，仪器信息网特别策划“国产好仪器”征文活动，如果您在工作中遇到过优秀的国产仪器，如果您了解这台优秀仪器背后的感人事迹，请来跟我们分享吧！