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象限仪原理

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象限仪原理相关的资讯

  • 1265万!桂林理工大学固体化学研究领域仪器设备和衢州市疾病预防控制中心超高效液相线性离子阱复合质谱联用仪采购项目
    一、项目一(一)项目基本情况 项目编号:GXZC2024-G1-004948-KWZB 项目名称:化生学院一流学科固体化学研究领域仪器设备采购 预算总金额(元):8550000 采购需求:标项名称:化生学院一流学科固体化学研究领域仪器设备数量:1预算金额(元):8550000简要规格描述或项目基本概况介绍、用途:详见招标文件最高限价(如有):8550000合同履约期限:自签订合同之日起360 个工作日内到货并全部安装调试合格完毕。具体详见招标文件。本标项(否)接受联合体投标备注:(二)获取招标文件 时间:2024年08月09日至2024年08月16日 ,每天上午00:00至11:59 ,下午12:00至23:59(北京时间,法定节假日除外) 地点(网址):广西政府采购云平台线上获取 方式:网上下载。供应商应自行登陆广西政府采购云平台https://www.gcy.zfcg.gxzf.gov.cn/下载招标文件(进入“项目采购”应用,在获取采购文件菜单中选择项目,申请获取采购文件)。 售价(元):0 (三)对本次采购提出询问,请按以下方式联系 1.采购人信息 名 称:桂林理工大学 地 址:桂林市七星区建干 路12号 项目联系人:倪老师 项目联系方式:0773-5895090 2.采购代理机构信息 名 称:广西科文招标有限公司 地 址:桂林市七星区穿山东路41号彰泰&bull 天街V+国际中心1#楼八层802号 项目联系人:刘巧云 项目联系方式:0773-2860696 二、项目二(一)项目基本情况 项目编号:ZJCT-Z20240099 项目名称:衢州市疾病预防控制中心超高效液相线性离子复合质谱联用仪项目 预算金额(元):4100000 最高限价(元):4100000 采购需求: 标项名称: 衢州市疾病预防控制中心超高效液相线性离子阱复合质谱联用仪采购项目 数量: 不限 预算金额(元): 4100000 简要规格描述或项目基本概况介绍、用途:/备注: 合同履约期限:标项 1,合同签订后,75个工作日内,且必须在2024年10月30日前完成供货安装及调试。 本项目(否)接受联合体投标。(二)获取招标文件 时间:/至2024年08月29日 ,每天上午00:00至12:00 ,下午12:00至23:59(北京时间,线上获取法定节假日均可,线下获取文件法定节假日除外) 地点(网址):政采云平台线上获取 方式:供应商登录政采云平台https://www.zcygov.cn/在线申请获取采购文件(进入“项目采购”应用,在获取采购文件菜单中选择项目,申请获取采购文件) 售价(元):0 (三)对本次采购提出询问、质疑、投诉,请按以下方式联系 1.采购人信息 名 称:衢州市疾病预防控制中心 地 址: 浙江省衢州市柯城区武夷山大道衢州市公共卫生服务中心2号楼4-5楼 传 真: 项目联系人(询问):翁女士 项目联系方式(询问):0570-3052636 质疑联系人:王女士 质疑联系方式:0570-3031939 2.采购代理机构信息 名 称:浙江省成套工程有限公司 地 址:衢州市柯城区花园中大道91号鑫港大厦709室 传 真: 项目联系人(询问):吴世胜 项目联系方式(询问):0570-8757587 质疑联系人:毛文娟 质疑联系方式:0570-8757585        3. 同级政府采购监督管理部门 名 称:衢州市财政局 地 址:衢州市三江东路28号 传 真:0570-8757615 联 系 人:黄女士 监督投诉电话:0570-3027726
  • 恒创立达发布MATRIX-50 傅里叶红外光谱仪新品
    仪器简介MATRIX 50型傅立叶变换红外光谱仪产品是天津恒创立达科技发展有限公司的结合机械、电子、AI等技术研制出来的先进仪器。该产品采用众多创新技术使得仪器的光源能量传输效率、干涉仪的稳定性、接收器的灵敏度都达到业内的优质水平。可以满足教学、工业及研究等各种级别的应用。实验原理利用干涉仪干涉调频的工作原理,把光源发出的光经迈克尔逊干涉仪变成干涉光,再让干涉光照射样品,接收器接收到带有样品信息的干涉光,再由计算机软件经傅立叶变换即可获得样品的光谱图。卓越的光学系统设计 干涉仪采用DSP控制电磁驱动Michelson干涉仪,具有连续动态调整功能,自动优化系统能量,无需人工调整; SuperTect数字技术的电子系统。全数字化,输出数字信号。24 位、500KHz 的 A/D 转换,高速 USB接口,达到光谱数据实时采集,保证了数据的真实性和可靠性; 仪器内置工业级温湿度模块,显示屏直接数字化显示温湿度,并具有湿度报警装置,而且腔体整体密封,保证整个腔体密封干燥,提高了防潮效果,大大提高各部件的使用寿命; 专利的高能量红外光源,内置独特设计的反射镜,光源能量利用率远高于传统设计,可为傅立叶变换红外光谱仪的ATR及显微红外应用提供足够的能量。 可重复使用的304不锈钢盒装干燥剂,无需开盖即可更换干燥剂。 高频率稳定性He-Ne激光器和低功耗长寿命二极管激光器可选设计; 带电子稳压的24W碳化硅棒红外光源,采用数字供电技术,为光源提供稳定可靠的供电支持,并保证光源具有超长的使用寿命。 动态准直技术:激光采用四象限探测准直技术,可以消除干涉仪动镜运动过程中产生的机械偏差,可以消除环境变换(重力、温度变化等)造成的光学误差; 采用非正交设计的Michelson改良型干涉仪,大大提高了能量利用率; 分束器,探测器,窗片等核心部件均为进口且镀有特殊的防雾化涂层,具有超高的透过率,同时还能降低湿气对溴化钾的腐蚀,也可选择KRS-5、ZnSe等可靠的防潮材料; 光学镜面设计:光学反射镜采用整体SPDT切削工艺,保证镜面高反射效率及光学系统一致性。 扩展功能强大,可连接透射附件、衰减全反射附件(ATR附件)、漫反射附件、平面反射附件、外反射附件、红外显微镜等;功能强大智能操作软件设计 1. 带有操作指引的智能人机交互设计,界面直观简洁,简单易学;2. 丰富的谱图库,强大的自建库功能及高质量的谱图检索;3. 实时显示数据采集,可以连续显示数据采集过程和谱图预览模式;4. 操作软件包括基线校正,数据转换,多组分定量、曲线分峰拟合,H20/CO2自动补偿,吸光度透过率转换、 KK转换,标峰,四则运算,Y轴归一化功能,QC比较, 基础解析等功能;支持 CSV,SPA,DPT,TXT等等十几种格式;支持波数cm-1和波长um任意切换。 应用行业珠宝鉴定食品药品及其包装材料的测试塑料、橡胶、尼龙、树脂等高分子材料的鉴定沥青溯源及SBS含量测定脂肪酸甲酯含量测定矿物绝缘油、润滑油结构簇组成的测定车用汽油中典型非常规添加物的识别与测定硅晶体中碳氧含量的测量纺织纤维鉴别水晶Q值测定建筑玻璃参数测定… … 规格参数1. 光谱范围:7800~350 cm-12. 分辨率:优于0.8cm-1 3. 波数精度:≤0.01cm-14. 信噪比:40000:1 (P-P值,4cm-1,一分钟扫描)5. 分束器:KBr基片镀锗(进口)6. 光源:高能量、高效率、长寿命陶瓷光源(进口)7. 干涉仪:30度入射角Michelson干涉仪8. 接收器:带有防潮膜的高灵敏度DLATGS接收器(进口)9. 支持系统:Windows 系统创新点:1.专利的高能量红外光源,内置独特设计的反射镜,光源能量利用率远高于传统设计,可为傅立叶变换红外光谱仪的ATR及显微红外应用提供足够的能量。 2.动态准直技术:激光采用四象限探测准直技术,可以消除干涉仪动镜运动过程中产生的机械偏差,可以消除环境变换(重力、温度变化等)造成的光学误差. 3.可重复使用的304不锈钢盒装干燥剂,无需开盖即可更换干燥剂。 MATRIX-50 傅里叶红外光谱仪
  • 激光干涉测量:“聆听”宇宙的声音
    激光干涉测量助力空天探索 在空天探索领域,空间引力波探测是当前国际研究热点,作为人类观测宇宙的新窗口,引力波将为人类探索早期黑洞合并、超新星爆发等宇宙结构形成过程提供观测手段,对探索宇宙起源与演化具有重要的意义。为了探测中低频段的空间引力波,国内外研究人员计划在相距数十万乃至数百万千米的空间轨道上建立超高灵敏度星间激光干涉系统,该方法的本质是将现有的激光干涉超精密测量技术应用到外太空去,突破地面探测臂长的限制,摆脱地面各种干扰源对精密测量的影响。其关键技术是测量相距数百万公里的两个测试质量之间的间距变化,主要包括:测试质量与卫星平台之间的间距变化、两个卫星平台之间的间距变化,前者涉及到测试质量的多个自由度精密检测,探测灵敏度需要在1 mHz~1 Hz频段达到~1 pm/Hz1/2(平动)以及~1 nrad/Hz1/2(转动)水平。揭秘空间引力波探测的原理 空间引力波探测任务需要实现对测试质量皮米量级的平动测量以及纳弧度量级的转动测量,关键技术单元包括:激光外差干涉、差分波前传感以及高精度相位测量三部分,如图1所示,通过测量两测试质量之间的平动转动,获得其间距变化信息,从而探测引力波信号。图1面向空间引力波探测的激光外差干涉多自由度超精密测量技术示意图激光外差干涉 激光外差干涉测量原理如图2所示,频率相近的两束激光(测量光频率f1,参考光频率f2)合束后,合成波(频率为f1+f2)会存在一个包络,其频率为|f1-f2|,这一包络频率也被称为外差频率。 当测试质量在沿测量光传播方向上运动状态改变、或者引力波来临时,干涉仪的测量臂光程发生变化,表现为外差干涉信号的相位波动,即图2中紫色虚线部分。以经典迈克尔逊干涉结构为例,外差干涉信号相位的一个周期变化对应位移变化半波长(光程变化一个波长),有 其中,λ为激光输出波长,L为测试质量的等效位移,φ为外差干涉信号的相位变化。图2 激光外差干涉原理示意图差分波前传感 差分波前传感是一种基于激光波前相位比较的高精度角度测量方法,测量原理如图3所示。测量光与参考光合束后入射至四象限探测器表面,两束光满足干涉条件产生外差干涉信号,照射在探测器四个象限后会分别产生四路干涉信号。当测量目标平动时,四路外差干涉信号相位发生相应波动,与采用普通光电探测器的原理相一致;当测量目标转动时,测量光的波前相对参考光发生偏离,由于四象限探测器具有一定的空间间距,导致四路外差干涉信号的相位波动并不相同,通过对比不同象限的干涉信号相位差异,可以反演得到测量目标在水平方向和竖直方向上的转动角度,有 其中,θh为水平转动角,θv为垂直转动角 ФA/B/C/D为不同象限的外差干涉信号相位变化 kh/v为比例系数,由光束参数以及四象限探测器的几何参数共同决定,实验中常用偏摆镜配合自准直仪进行标定。图3 差分波前传感和四通道拍频信号波形示意图高精度相位测量 高精度相位测量可以通过锁相放大器或者相位计来实现,其基本原理如图4所示,外差干涉信号转化为电信号后与本地时钟(或外部参考)及其正交信号混频,低通滤波后分别得到Q信号(quadrature)和I信号(in-phase),计算I/Q反正切值并作相位解包裹运算得到相位差,Q信号作为相位误差信号反馈至本地可调时钟,更新本地时钟输出频率从而保持与输入外差干涉信号频率一致,形成锁相环路。图4 相位测量基本原理[1]国内外干涉仪研究进展LISA LISA (Laser Interferometer Space Antenna)是于1992年发起的一项探测1 mHz~1 Hz频段引力波信号的科学研究计划,这是最早开始、也是目前国际上发展最成熟的空间引力波探测计划,其中一项关键技术是实现测试质量的超高灵敏度多自由度测量。 2012年,德国汉诺威大学的Marina Dehne等人设计搭建了一套用于验证测试质量干涉仪噪声源及其消除技术的激光外差干涉测量系统,分析了多个噪声源(激光频率、激光强度、激光指向漂移、温度、偏振态、移频驱动边带、杂散光等)对相位读出的影响,并研究了多种噪声消减数据处理方法,在空间引力波探测目标频段成功实现了~1 pm/Hz1/2的超精密位移测量。图5给出了LISA激光干涉平动转动测量技术发展时间线,该计划从提出开始,经历地面模拟论证、噪声源探索、技术卫星验证、光路布局优化测试等,距今已经开展了三十余年,其中用于测试质量多自由度测量的激光外差干涉技术灵敏度已经突破1 pm/Hz1/2和1 nrad/Hz1/2。目前光学干涉平台布局处于优化设计阶段,激光外差干涉超精密测量技术是否能够实现百万公里距离的两测试质量之间的皮米级平动测量并成功探测到宇宙深处的引力波,这仍然需要时间来给出答案。图5 激光干涉平动转动测量技术发展时间线(LISA)太极&天琴 2008年,我国科学家开始探讨中国的空间引力波探测计划,并于2012年正式成立了空间引力波探测工作组,2014年提出基于“日心”轨道和“地心”轨道两个独立的探测方案,即太极计划和天琴计划[2-3]。目前两者均形成了较为完备的星间激光干涉测量方案。 同LISA一样,太极和天琴于2019年分别发射了太极一号和天琴一号技术验证卫星,所搭载的光学干涉平台如图6所示,前者采用殷钢材料制作光学干涉平台基座、后者则采用光粘的方式来提高干涉装置的热稳定性,两者都包含有前端光程参考干涉仪和测试质量测量干涉仪。测试实验最新结果表明,空间激光干涉仪可以实现毫赫兹频段皮米量级的超精密位移测量,标志着我国在空间引力波探测中用于测试质量的激光外差干涉测量技术研究正逐渐走向国际前列。图6 我国空间引力波探测技术验证卫星激光干涉平台(a)太极一号[2](b)天琴一号[4] 其他 2021年,美国德州农工大学提出了一种一体式外差干涉仪,将分光镜波片等关键镜组胶粘成一个整体,提升干涉仪稳定性,并通过抽真空、被动控温、噪声建模消减等措施最终实现了33 pm/Hz1/2@0.1 Hz的平动测量。 2022年,清华大学谈宜东团队提出了一种用于测试质量五自由度测量的偏振复用双光束干涉仪,光路设计如图7所示,包含参考干涉仪(RHI)、双光束干涉仪(DBHI)和偏振复用干涉仪(PMHI),初步实验在10 mHz~1 Hz频段实现了优于10 pm/Hz1/2 以及20 nrad/Hz1/2的平动转动灵敏度测量。图7 偏振复用双光束激光外差干涉五自由度测量系统星辰宇宙,未来可期 “此曲只应天上有,人间难得几回闻”,如果说引力波是携带着浩瀚宇宙信息的乐曲,那么激光干涉超精密测试技术就是用来“听曲”的最灵敏的传声筒。在空间引力波探测领域,我国的激光外差干涉多自由度超精密测量技术相比于欧美LISA团队仍处于跟跑阶段,但未来有希望实现并跑甚至领跑。而且,空间引力波探测中涉及的外差干涉技术,可以对长度量进行高精度、大量程的超精密测量,可扩展应用于下一代高速、超精密二维或三维运动台的精确定位与运动控制,进而支撑我国超精密加工制造、IC 装备及尖端航空航天科技的发展,对于国民经济和工业建设有着重要的实际意义[5]。全文下载:空间引力波探测中的激光干涉多自由度测量技术.pdf参考文献:[1]Schwarze T S.Phase extraction for laser interferometry in space: phase readout schemes and optical testing[D]. Hannover: Institutionelles Repositorium der Leibniz Universität Hannover, 2018.[2] Luo Z R, Wang Y, Wu Y L, et al. The Taiji program: A concise overview[J]. Progress of Theoretical and Experimental Physics, 2021(5), 05A108.[3] Luo J, Chen L S, Duan H Z, et al. TianQin: a space-borne gravitational wave detector[J]. Classical & Quantum Gravity, 2015, 33(3): 035010.[4]Luo J, Bai Y Z, Cai L, et al. The first round result from the TianQin-1 satellite[J]. Classical and Quantum Gravity, 2020, 37(18): 185013.[5] 谈宜东, 徐欣, 张书练. 激光干涉精密测量与应用.中国激光,2021,48(15) : 1504001.作者简介 谈宜东,清华大学精密仪器系,长聘副教授,博士生导师,副系主任;基金委优秀青年科学基金获得者,英国皇家学会牛顿高级学者,教育部创新团队负责人。中国电子信息行业联合会光电产业委员会副会长、中国仪器仪表学会机械量测试仪器分会常务理事。 主要从事激光技术和精密测量应用等方面的研究工作。作为负责人承担国家自然科学基金,装发和科工局测试仪器领域关键技术攻关项目,科技部重点研发计划课题,军科委基础加强,重大科学仪器专项等项目40余项。在Nature Communications,PhotoniX, Optica, Bioelectronics and Biosensors, IEEE Transactions on Industrial Electronics等期刊发表 SCI 论文 100余篇,授权发明专利36项,在国际会议Keynote/Plenary/Invited报告40余次。先后获日内瓦国际发明展金奖,中国激光杂志社主编推荐奖,中国光学工程学会技术发明一等奖,中国电子学会技术发明一、二等奖多项。课题组介绍 清华大学精密仪器系激光技术与精密测量应用课题组,在激光器件及其物理效应、精密测量应用等方面开展了大量的工作,构成了从基础器件的设计和发明,到物理现象和效应的发现,进而在发现基础上的仪器发明,直至仪器的推广和应用这一较为完整的体系。先后研制了双折射-塞曼双频激光器及其双频激光干涉仪,实现了成果转化,成规模应用于国家02专项以及中芯国际、吉顺芯等公司进口光刻机干涉仪的替换;基于激光回馈原理的无靶镜纳米测量干涉仪,用于国家多个重点型号工程,包括:高分四号、一号以及激光聚变点火等。课题组还开展了远距离激光侦听、激光回馈调频连续波绝对测距、生化检测、pm量级灵敏度的激光干涉超精密测量技术(引力波专项)等研究。
  • 北分瑞利光度计、光谱仪等3款新品通过鉴定
    近日,由北京市经济和信息化委员会委托北京市技术创新服务中心主持的“WFX-220A原子吸收分光光度计、AF-3000系列原子荧光光谱及WQF-530傅立叶变换红外光谱仪”三个项目新产品鉴定会在北京北分瑞利分析仪器(集团)有限责任公司顺利召开。  鉴定委员会由清华大学邓勃教授、国家地质实验测试中心杨啸涛研究员、机械工业仪器仪表综合技术经济研究所石镇山所长、首钢集团郑国经研究员、清华大学孙素琴教授、北京理化中心陈舜琮研究员、北京矿业研究总院冯先进研究员共七位专家组成,中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所张锦茂研究员、专家顾问章诒学高工列席会议。邓勃教授任鉴定会组长,北京市技术创新服务中心王安居处长主持会议。  鉴定会专家认真听取了WFX-220A原子吸收分光光度计、AF-3000系列原子荧光光谱仪及WQF-530傅立叶变换红外光谱仪三个课题组分别对项目工作总结、技术总结及相关文件的汇报,观看了产品现场演示,了解了新产品的技术原理及优势。  其中WFX-220A型原子吸收分光光度计通过集成阀体的引入及对气路系统优化设计,大幅度减小了火焰/石墨炉气路系统的体积,提升了安全性及可靠性 采用CPLD控制系统技术实现精确时序控制并同步检测,以较少的IO线驱动多电机等低功耗 石墨炉电源采用ARM芯片,实现了PID控制及运算,提升了控制精度和稳定性。  而AF-3000系列原子荧光光谱仪则是在四象限对光技术的基础上,增加了光源漂移校准功能 智能空心阴极灯系统可实现空心阴极灯的自动识别和寿命监控 采用全密闭原子化室结构和自适应尾气过滤系统,稳定氩氢火焰,有效吸附废气中的有害成分 采用热流道加热器和脉冲热面点火技术,显着提高了原子化器温度控制的精准度和点火器件的使用寿命,确保原子化效率的长期稳定性 采用通信桥技术,实现WIFI、USB、串口等多种通信并发模式,可进行远程控制。  最后一款WQF-530傅立叶变换红外光谱仪采用了定镜调节机构专利技术的新型角镜型迈克尔逊干涉仪,提高了干涉仪的长期稳定性 干涉仪内置温湿度传感器,温湿度及通讯状态实现自诊断,提高了仪器的可靠性 采取温度稳定型DLATGS探测器模块设计,提高了光谱透过率重复性及仪器稳定性。该产品性能优良,性能价格比高,满足FDA21CFR Part11标准对仪器的要求,具有较强的市场竞争力。  鉴定委员会经质询和讨论,达成一致意见,同意北京瑞利分析仪器3款新品通过鉴定。
  • 恒创立达发布MATRIX-50 傅里叶红外光谱仪新品
    仪器简介MATRIX 50型傅立叶变换红外光谱仪产品是天津恒创立达科技发展有限公司的结合机械、电子、AI等技术研制出来的先进仪器。该产品采用众多创新技术使得仪器的光源能量传输效率、干涉仪的稳定性、接收器的灵敏度都达到业内的优质水平。可以满足教学、工业及研究等各种级别的应用。实验原理利用干涉仪干涉调频的工作原理,把光源发出的光经迈克尔逊干涉仪变成干涉光,再让干涉光照射样品,接收器接收到带有样品信息的干涉光,再由计算机软件经傅立叶变换即可获得样品的光谱图。卓越的光学系统设计 干涉仪采用DSP控制电磁驱动Michelson干涉仪,具有连续动态调整功能,自动优化系统能量,无需人工调整; SuperTect数字技术的电子系统。全数字化,输出数字信号。24 位、500KHz 的 A/D 转换,高速 USB接口,达到光谱数据实时采集,保证了数据的真实性和可靠性; 仪器内置工业级温湿度模块,显示屏直接数字化显示温湿度,并具有湿度报警装置,而且腔体整体密封,保证整个腔体密封干燥,提高了防潮效果,大大提高各部件的使用寿命; 专利的高能量红外光源,内置独特设计的反射镜,光源能量利用率远高于传统设计,可为傅立叶变换红外光谱仪的ATR及显微红外应用提供足够的能量。 可重复使用的304不锈钢盒装干燥剂,无需开盖即可更换干燥剂。 高频率稳定性He-Ne激光器和低功耗长寿命二极管激光器可选设计; 带电子稳压的24W碳化硅棒红外光源,采用数字供电技术,为光源提供稳定可靠的供电支持,并保证光源具有超长的使用寿命。 动态准直技术:激光采用四象限探测准直技术,可以消除干涉仪动镜运动过程中产生的机械偏差,可以消除环境变换(重力、温度变化等)造成的光学误差; 采用非正交设计的Michelson改良型干涉仪,大大提高了能量利用率; 分束器,探测器,窗片等核心部件均为进口且镀有特殊的防雾化涂层,具有超高的透过率,同时还能降低湿气对溴化钾的腐蚀,也可选择KRS-5、ZnSe等可靠的防潮材料; 光学镜面设计:光学反射镜采用整体SPDT切削工艺,保证镜面高反射效率及光学系统一致性。 扩展功能强大,可连接透射附件、衰减全反射附件(ATR附件)、漫反射附件、平面反射附件、外反射附件、红外显微镜等;功能强大智能操作软件设计 1. 带有操作指引的智能人机交互设计,界面直观简洁,简单易学;2. 丰富的谱图库,强大的自建库功能及高质量的谱图检索;3. 实时显示数据采集,可以连续显示数据采集过程和谱图预览模式;4. 操作软件包括基线校正,数据转换,多组分定量、曲线分峰拟合,H20/CO2自动补偿,吸光度透过率转换、 KK转换,标峰,四则运算,Y轴归一化功能,QC比较, 基础解析等功能;支持 CSV,SPA,DPT,TXT等等十几种格式;支持波数cm-1和波长um任意切换。 应用行业珠宝鉴定食品药品及其包装材料的测试塑料、橡胶、尼龙、树脂等高分子材料的鉴定沥青溯源及SBS含量测定脂肪酸甲酯含量测定矿物绝缘油、润滑油结构簇组成的测定车用汽油中典型非常规添加物的识别与测定硅晶体中碳氧含量的测量纺织纤维鉴别水晶Q值测定建筑玻璃参数测定… … 规格参数1. 光谱范围:7800~350 cm-12. 分辨率:优于0.8cm-1 3. 波数精度:≤0.01cm-14. 信噪比:40000:1 (P-P值,4cm-1,一分钟扫描)5. 分束器:KBr基片镀锗(进口)6. 光源:高能量、高效率、长寿命陶瓷光源(进口)7. 干涉仪:30度入射角Michelson干涉仪8. 接收器:带有防潮膜的高灵敏度DLATGS接收器(进口)9. 支持系统:Windows 系统创新点:1.可重复使用的304不锈钢盒装干燥剂,无需开盖即可更换干燥剂。 2.带电子稳压的24W碳化硅棒红外光源,采用数字供电技术,为光源提供稳定可靠的供电支持,并保证光源具有超长的使用寿命. 3.多种分束器可选:KBr、ZnSe,CaF2等可靠的防潮材料等 MATRIX-50 傅里叶红外光谱仪
  • 第三代半导体13项标准获得新进展!
    近日,第三代半导体产业技术创新战略联盟(CASA)官方微信消息,其标准化委员会(CASAS)公布了13项标准新进展,包括2项GaN HEMT动态导通电阻测试标准形成委员会草案、2项SiC单晶生长用等静压石墨标准征求意见、9项SiC MOSFET技术标准已完成征求意见稿的编制。01 2项GaN HEMT动态导通电阻测试标准形成委员会草案2024年7月25日,由浙江大学、浙江大学杭州国际科创中心牵头起草的团体标准T/CASAS 34—202X《用于零电压软开通电路的氮化镓高电子迁移率晶体管动态导通电阻测试方法》、T/CASAS 35—202X《用于第三象限续流的氮化镓高电子迁移率晶体管动态导通电阻测试方法》已形成委员会草案,两项标准委员会草案按照CASAS标准制定程序,反复斟酌、修改、编制而成。起草组召开了多次正式或非正式的专题研讨会,得到了很多CASAS正式成员的支持。委员会草案已经由秘书处邮件发送至联盟常务理事及理事单位。T/CASAS 34—202X《用于零电压软开通电路的氮化镓高电子迁移率晶体管动态导通电阻测试方法》描述了用于零电压软开通电路的氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)动态导通电阻测试方法。适用于进行GaN HEMT的生产研发、特性表征、量产测试、可靠性评估及应用评估等工作场景。可应用于以下器件:a)GaN增强型和耗尽型分立电力电子器件;b)GaN集成功率电路;c)以上的晶圆级及封装级产品。T/CASAS 35—202X《用于第三象限续流的氮化镓高电子迁移率晶体管动态导通电阻测试方法》描述了用于第三象限续流模式(包括硬关断和零电流关断)的氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)电力电子动态导通电阻测试方法。适用于进行GaN HEMT的生产研发、特性表征、量产测试、可靠性评估及应用评估等工作场景。可应用于以下器件:a)GaN增强型分立电力电子器件;b)GaN集成功率电路;c)以上的晶圆级及封装级产品。02 2项SiC单晶生长用等静压石墨标准征求意见由赛迈科先进材料股份有限公司牵头起草的标准T/CASAS 036—202X《碳化硅单晶生长用等静压石墨构件纯度测定辉光放电质谱法》、T/CASAS 048—202X《碳化硅单晶生长用等静压石墨》已完成征求意见稿的编制,该项标准征求意见稿按照CASAS标准制定程序,反复斟酌、修改、编制而成,起草组召开了多次正式或非正式的专题研讨会。根据联盟标准化工作管理办法,2024年7月25日起开始征求意见,截止日期2024年8月24日。征求意见稿已经由秘书处邮件发送至联盟成员单位;非联盟成员单位如有需要,可发邮件至:casas@casa-china.cn。T/CASAS 036—202X《碳化硅单晶生长用等静压石墨构件纯度测定辉光放电质谱法》规定了采用辉光放电质谱法测定等静压石墨构件纯度的方法,包括术语和定义、试验原理、试验环境、仪器设备、试剂与材料、试样、试验步骤、试验结果及试验报告。本文件适用于单个杂质元素含量范围为0.01mg/kg~5mg/kg的碳化硅单晶生长用等静压石墨构件纯度的测定,所述构件包括碳化硅单晶生长炉中的加热器、坩埚、籽晶托等内部构件。碳化硅粉体合成用加热器、坩埚等石墨热场部件,以及碳化硅外延生长用石墨基材的纯度测定可参考本文件。T/CASAS 048—202X《碳化硅单晶生长用等静压石墨》描述了碳化硅单晶生长用等静压石墨的技术要求、试验方法、检验规则、标识、包装、运输和贮存等。本文件适用于纯度要求达到5N5(质量分数99.9995%)以上的碳化硅单晶生长用或碳化硅粉体合成用等静压石墨,包括碳化硅单晶生长用加热器、坩埚、籽晶托等内部构件,以及碳化硅粉体合成用加热器、坩埚等石墨热场部件。03 SiC MOSFET 阈值电压等9项技术标准形成征求意见稿7月19日,T/CASAS 021—202X《SiC MOSFET阈值电压测试方法》等9项SiC MOSFET技术标准已完成征求意见稿的编制。其中,T/CASAS 033—20XX《SiC MOSFET功率器件开关动态测试方法》由闻泰科技股份有限公司、重庆大学、工业和信息化部电子第五研究所、浙江大学、泰克科技(中国)有限公司等联合提出。T/CASAS 033—20XX《SiC MOSFET功率器件开关动态测试方法》针对SiC MOSFET器件的开关动态特性,基于当前SiC半导体行业的市场需求,对SiC MOSFET器件进行特定测试电路下的脉冲测试,提案规定了测试所需要包含的设置条件、测试工具、测试项目以及计量方法等,包括:1、总则、规范性引用文件;2、术语、定义、文字符号;3、电路构成和测试要求;4、操作方法和测试流程;5、计量方法和评价方案;6、其他安全注意事项等技术性内容。
  • 电位滴定仪的原理
    电位滴定仪(Potentiometric Titrator)是一种常用的滴定仪器,其原理基于电位测量的方法。它通过测量反应溶液中电位的变化来确定滴定过程中滴定剂的添加量,从而确定待测溶液中所含物质的浓度。以下是电位滴定仪的原理:1.电位测量: 电位滴定仪通过电极对反应溶液的电位进行测量。通常使用的电极包括指示电极(如玻璃电极)和参比电极(如银/银氯化钾电极)。指示电极感应到溶液中所含物质的变化,而参比电极提供一个稳定的参考电位。2.滴定过程: 在滴定过程中,待测溶液(被滴定物)与滴定剂(滴定液)发生化学反应,导致溶液中所含物质浓度的变化。滴定过程中滴定剂逐渐添加到待测溶液中,直至达到滴定终点。3.终点检测: 滴定终点通常是指滴定反应完全完成时的状态。在电位滴定中,终点的检测基于电位的变化。在滴定过程中,当滴定剂与待测溶液中的物质完全反应时,反应溶液的电位会发生明显的变化。这个变化被用来指示滴定终点。4.记录数据: 电位滴定仪会记录滴定过程中电位的变化,并将数据转换为体积-电位曲线或体积-导电度曲线。通过分析曲线,可以确定滴定终点的位置,从而计算出被滴定物的浓度。5.自动化控制: 现代电位滴定仪通常配备了自动化控制系统,可以自动控制滴定剂的添加速率,并在检测到电位变化时停止滴定,从而提高滴定的准确性和可重复性。综上所述,电位滴定仪利用电位测量的原理来确定滴定过程中滴定剂的添加量,并通过分析电位的变化来检测滴定终点,从而实现对待测溶液中所含物质浓度的测量。
  • 新视野—三维彩色的电子显微镜照片
    扫描电子显微镜,作为实验室必备工具,其功能如同照相机一样,让我们清晰的观察到材料的微观形貌,放大的尺度可以达到微米级甚至是纳米级别。扫描电子显微镜原理图一 扫描电子显微镜图片(左)和EDX图片(右)扫描电子显微镜的原理是利用电子束轰击样品产生二次电子、背散射电子、特征X射线、阴极荧光等信号,这些信号会被不同功能的探头分别接收,成像得到相对应的图片。比如二次电子信号获得的图片是材料的微观形貌,这个图像是灰度图,如图一(左)。特征X射线的图片则反应了材料的成分表征,但这个图片相比于二次电子形貌图,它是一张彩色图片,如图一(右)。由于扫描显微图片是二维的,是无法直观的获得Z方向的高度值。但样品表面的实际形貌是三维的,或许获得一个三维图像,可以更加准确的得到真实形貌。我们测试一个铝合金的断口,利用Hitachi Map 3D和SU5000的五分割BSE探头的外环四象限,分别获取图片并最终形成一张三维图片,再获取EDX的成分表征结果,两者叠加,可以得到一张彩色的三维形貌成分图,如图二所示。不仅可以在X,Y,Z方向准确的观察样品材料,同时获得三维成分信息分布的情况。图二 3D形貌EDX图片日立多功能自动化热场扫描电子显微镜SU5000,不仅配置有多个高性能探头,还可以对其增加多种扩展附件及软件,如EDS,EBSD,拉伸台,压缩台,加热台,制冷台,冷冻传输,真空转移,纳米操作手等,也可以进行光镜与电镜联用,原子力显微镜联用,拉曼联用, 3view超薄切片等,甚至可以多附件的联合使用,真正实现了一机多能。图三 SU5000及5分割BSE探头公司介绍:日立科学仪器(北京)有限公司是世界500强日立集团旗下日立高新技术有限公司在北京设立的全资子公司。本公司秉承日立集团的使命、价值观和愿景,始终追寻“简化客户的高科技工艺”的企业理念,通过与客户的协同创新,积极为教育、科研、工业等领域的客户需求提供专业和优质的解决方案。 我们的主要产品包括:各类电子显微镜、原子力显微镜等表面科学仪器和前处理设备,以及各类色谱、光谱、电化学等分析仪器。为了更好地服务于中国广大的日立客户,公司目前在北京、上海、广州、西安、成都、武汉、沈阳等十几个主要城市设立有分公司、办事处或联络处等分支机构,直接为客户提供快速便捷的、专业优质的各类相关技术咨询、应用支持和售后技术服务,从而协助我们的客户实现其目标,共创美好未来。
  • 技术原理:浊度仪测浊度采用的原理
    浊度是表现水中悬浮物对光线透过时所发生的阻碍程度。水中含有泥土、粉尘、微细有机物、浮游动物和其他微生物等悬浮物和胶体物都可使水中呈现浊度。浊度仪采用90°散射光原理。由光源发出的平行光束通过溶液时,一部分被吸收和散射,另一部分透过溶液。与入射光成90°方向的散射光强度复合雷莱公式:IS = ×I0其中:I0---------------入射光强度;IS----------散射光强度;N-------单位溶液微粒数;V-----------微粒体积;-------入射光波长 ;K-----------系数;在入射光很定条件下,在一定浊度范围内,散射光强度与溶液的浑浊度成正比。上式可 表示为 =K’N (K’为常数) 根据这一公式,可以通过测量水样中微粒的散射光强度来测量水样的浊度。浊度仪分为便携式,台式和在线浊度仪。台式一般用于实验室检测浊度;便携式和在线浊度仪一般用于现场检测。便携式用于不连续的检测,在线浊度仪用于连续,现场浊度监测。它可以实时,连续监测浊度,一般用于自来水厂,污水厂,渠道,水利设施,防洪监测,水池等处。
  • 超声波破碎仪的基本工作原理
    超声波破碎仪的基本工作原理超声波破碎仪是一种利用超声波振动产生的高频机械波动力,对样品进行破碎、分散、乳化等处理的实验仪器。其基本工作原理涉及超声波的产生和传播,以及超声波在液体中产生的声波效应。以下是超声波破碎仪的基本工作原理: 超声波的产生: 超声波破碎仪内部通常包含一个压电陶瓷晶体,该晶体可以通过电压的作用发生振动。当施加高频电压时,压电晶体会迅速振动,产生高频的超声波。超声波的传播: 通过振动的压电晶体,超声波会传播到连接样品的处理装置(通常是破碎杵、破碎管或破碎尖等)。这个处理装置的设计可以将超声波传递到液体中的样品。声波效应: 超声波在液体中产生高强度的声波效应,形成破碎区域。当超声波传播到液体中,它会产生交替的高压和低压区域,形成声波节点和反节点。在高压区域,液体分子受到挤压,形成微小的气泡;在低压区域,气泡迅速坍塌,产生局部高温和高压。这种声波效应称为“空化”效应。空化效应的作用: 空化效应导致液体中的气泡在瞬间形成和坍塌,产生局部高温和高压。这些瞬时的高能量作用于样品中的细胞、分子或颗粒,导致物质的破碎、分散或乳化。作用于样品: 超声波的高频振动和声波效应作用于样品,可以打破细胞膜、细胞壁或分散颗粒,使样品更均匀地分散在液体中。总体而言,超声波破碎仪利用超声波的机械波效应,通过声波在液体中产生的高压和低压区域的交替作用,实现对样品的破碎、分散和乳化等处理。这种方法在生物、化学和材料科学等领域中被广泛应用。
  • 空间引力波探测星间激光链路构建研究中取得进展
    太极计划通过卫星编队的形式进行空间引力波探测,而构建星间激光链路是其中的关键环节之一。相比应用于星间激光通信、重力场测量等领域的传统星间激光链路构建任务,太极计划需应用有限的星上资源实现三百万公里超远距离激光捕获及1 nrad/Hz1/2量级超高精度指向,因此其实现难度要大得多。为此,提出采用三级捕获探测方案, 通过星敏感器(STR)、CMOS捕获相机及四象限探测器(QPD)逐级探测压制激光指向偏差。目前对该方案的研究仍停留在仿真模拟及关键技术原理方法学论证阶段,并未充分考虑各阶段之间系统参数及核心探测技术之间的耦合关系,亟需通过全流程地面模拟实验进一步验证激光链路方案主要技术指标的可行性。针对上述问题,力学所引力波实验中心与国科大杭州高等研究院太极团队核心成员高瑞弘博士开展了面向太极计划的超高精度星间激光链路构建地面验证技术研究,设计并搭建了激光捕获跟瞄一体化地面模拟实验系统(如图1所示)。该系统在完整还原捕获跟瞄方案光学系统及实施流程的基础上充分考虑了对激光远场波前、高斯平顶光束接收、弱接收光强等空间实际运行情况的模拟。系统采用小口径光阑结合大发散角出射光,依据合理的参数设计及器件选型,在实验室近场传输情况下实现了双端近似夫琅禾费衍射模拟及高斯平顶光束接收。图1 捕获跟瞄一体化地面模拟实验系统实物图。光学平台上放置有CMOS及QPD两级探测器,利用自研的上位机软件可实现捕获-跟瞄全流程自动模拟。模拟实验采用DWS信号实时监测激光指向角度变化,图2所示的实验数据展示了由初始指向—扫描开环捕获—闭环捕获—精密指向的全流程指向角度变化,实现了对初始时刻百微弧度量级指向偏差的逐级压制。图2 捕获-跟瞄全流程模拟实验yaw方向角度变化。在激光捕获探测技术方面,首次提出并采用了改进的质心算法,在百皮瓦级弱光情况下实现了亚像素级光斑中心定位精度。在QPD前设计了共轭成像系统,降低了beam-walk对DWS技术非线性误差产生的影响,提高了精密指向阶段角度测量精度。在QPD探测器处,激光捕获及激光精密指向结果如图3所示,对应到实际400倍放大率的望远镜前均能满足太极计划要求,充分验证了目前拟采用方案的可行性。图3 (a)激光捕获完成后角度残余误差示意图。(b) 激光精密指向阶段残余指向抖动幅度谱密度曲线。综上所述,该项研究工作从物理实验的角度出发,设计并搭建了星间激光链路构建地面模拟实验系统。一方面为相应关键技术研究提供了模拟实验平台,验证了关键技术间的耦合关系,提出方法学上的改进策略并指导器件参数选择;另一方面,充分验证了整个方案的可行性,为未来方案转入工程化实现阶段提供完备的理论验证及技术支持。相关研究成果近期在国际顶级光学期刊《Optics and Lasers in Engineering》上发表。
  • 各种仪器分析的基本原理及谱图表示方法
    紫外吸收光谱UV   分析原理:吸收紫外光能量,引起分子中电子能级的跃迁   谱图的表示方法:相对吸收光能量随吸收光波长的变化   提供的信息:吸收峰的位置、强度和形状,提供分子中不同电子结构的信息   荧光光谱法FS   分析原理:被电磁辐射激发后,从最低单线激发态回到单线基态,发射荧光   谱图的表示方法:发射的荧光能量随光波长的变化   提供的信息:荧光效率和寿命,提供分子中不同电子结构的信息   红外吸收光谱法IR   分析原理:吸收红外光能量,引起具有偶极矩变化的分子的振动、转动能级跃迁   谱图的表示方法:相对透射光能量随透射光频率变化   提供的信息:峰的位置、强度和形状,提供功能团或化学键的特征振动频率   拉曼光谱法Ram   分析原理:吸收光能后,引起具有极化率变化的分子振动,产生拉曼散射   谱图的表示方法:散射光能量随拉曼位移的变化   提供的信息:峰的位置、强度和形状,提供功能团或化学键的特征振动频率   核磁共振波谱法NMR   分析原理:在外磁场中,具有核磁矩的原子核,吸收射频能量,产生核自旋能级的跃迁   谱图的表示方法:吸收光能量随化学位移的变化   提供的信息:峰的化学位移、强度、裂分数和偶合常数,提供核的数目、所处化学环境和几何构型的信息   电子顺磁共振波谱法ESR   分析原理:在外磁场中,分子中未成对电子吸收射频能量,产生电子自旋能级跃迁   谱图的表示方法:吸收光能量或微分能量随磁场强度变化   提供的信息:谱线位置、强度、裂分数目和超精细分裂常数,提供未成对电子密度、分子键特性及几何构型信息   质谱分析法MS   分析原理:分子在真空中被电子轰击,形成离子,通过电磁场按不同m/e分离   谱图的表示方法:以棒图形式表示离子的相对峰度随m/e的变化   提供的信息:分子离子及碎片离子的质量数及其相对峰度,提供分子量,元素组成及结构的信息   气相色谱法GC   分析原理:样品中各组分在流动相和固定相之间,由于分配系数不同而分离   谱图的表示方法:柱后流出物浓度随保留值的变化   提供的信息:峰的保留值与组分热力学参数有关,是定性依据 峰面积与组分含量有关   反气相色谱法IGC   分析原理:探针分子保留值的变化取决于它和作为固定相的聚合物样品之间的相互作用力   谱图的表示方法:探针分子比保留体积的对数值随柱温倒数的变化曲线   提供的信息:探针分子保留值与温度的关系提供聚合物的热力学参数   裂解气相色谱法PGC   分析原理:高分子材料在一定条件下瞬间裂解,可获得具有一定特征的碎片   谱图的表示方法:柱后流出物浓度随保留值的变化   提供的信息:谱图的指纹性或特征碎片峰,表征聚合物的化学结构和几何构型   凝胶色谱法GPC   分析原理:样品通过凝胶柱时,按分子的流体力学体积不同进行分离,大分子先流出   谱图的表示方法:柱后流出物浓度随保留值的变化   提供的信息:高聚物的平均分子量及其分布   热重法TG   分析原理:在控温环境中,样品重量随温度或时间变化   谱图的表示方法:样品的重量分数随温度或时间的变化曲线   提供的信息:曲线陡降处为样品失重区,平台区为样品的热稳定区   热差分析DTA   分析原理:样品与参比物处于同一控温环境中,由于二者导热系数不同产生温差,记录温度随环境温度或时间的变化   谱图的表示方法:温差随环境温度或时间的变化曲线   提供的信息:提供聚合物热转变温度及各种热效应的信息   TG-DTA图   示差扫描量热分析DSC   分析原理:样品与参比物处于同一控温环境中,记录维持温差为零时,所需能量随环境温度或时间的变化   谱图的表示方法:热量或其变化率随环境温度或时间的变化曲线   提供的信息:提供聚合物热转变温度及各种热效应的信息   静态热―力分析TMA   分析原理:样品在恒力作用下产生的形变随温度或时间变化   谱图的表示方法:样品形变值随温度或时间变化曲线   提供的信息:热转变温度和力学状态   动态热―力分析DMA   分析原理:样品在周期性变化的外力作用下产生的形变随温度的变化   谱图的表示方法:模量或tg&delta 随温度变化曲线   提供的信息:热转变温度模量和tg&delta   透射电子显微术TEM   分析原理:高能电子束穿透试样时发生散射、吸收、干涉和衍射,使得在相平面形成衬度,显示出图象   谱图的表示方法:质厚衬度象、明场衍衬象、暗场衍衬象、晶格条纹象、和分子象   提供的信息:晶体形貌、分子量分布、微孔尺寸分布、多相结构和晶格与缺陷等   扫描电子显微术SEM   分析原理:用电子技术检测高能电子束与样品作用时产生二次电子、背散射电子、吸收电子、X射线等并放大成象   谱图的表示方法:背散射象、二次电子象、吸收电流象、元素的线分布和面分布等   提供的信息:断口形貌、表面显微结构、薄膜内部的显微结构、微区元素分析与定量元素分析等   原子吸收AAS   原理:通过原子化器将待测试样原子化,待测原子吸收待测元素空心阴极灯的光,从而使用检测器检测到的能量变低,从而得到吸光度。吸光度与待测元素的浓度成正比。   (Inductivecouplinghighfrequencyplasma)电感耦合高频等离子体ICP   原理:利用氩等离子体产生的高温使用试样完全分解形成激发态的原子和离子,由于激发态的原子和离子不稳定,外层电子会从激发态向低的能级跃迁,因此发射出特征的谱线。通过光栅等分光后,利用检测器检测特定波长的强度,光的强度与待测元素浓度成正比。   X-raydiffraction,x射线衍射即XRD   X射线是原子内层电子在高速运动电子的轰击下跃迁而产生的光辐射,主要有连续X射线和特征X射线两种。晶体可被用作X光的光栅,这些很大数目的原子或离子/分子所产生的相干散射将会发生光的干涉作用,从而影响散射的X射线的强度增强或减弱。由于大量原子散射波的叠加,互相干涉而产生最大强度的光束称为X射线的衍射线。   满足衍射条件,可应用布拉格公式:2dsin&theta =&lambda   应用已知波长的X射线来测量&theta 角,从而计算出晶面间距d,这是用于X射线结构分析 另一个是应用已知d的晶体来测量&theta 角,从而计算出特征X射线的波长,进而可在已有资料查出试样中所含的元素。   高效毛细管电泳(highperformancecapillaryelectrophoresis,HPCE)   CZE的基本原理   HPLC选用的毛细管一般内径约为50&mu m(20~200&mu m),外径为375&mu m,有效长度为50cm(7~100cm)。毛细管两端分别浸入两分开的缓冲液中,同时两缓冲液中分别插入连有高压电源的电极,该电压使得分析样品沿毛细管迁移,当分离样品通过检测器时,可对样品进行分析处理。HPLC进样一般采用电动力学进样(低电压)或流体力学进样(压力或抽吸)两种方式。在毛细管电泳系统中,带电溶质在电场作用下发生定向迁移,其表观迁移速度是溶质迁移速度与溶液电渗流速度的矢量和。所谓电渗是指在高电压作用下,双电层中的水合阴离子引起流体整体地朝负极方向移动的现象 电泳是指在电解质溶液中,带电粒子在电场作用下,以不同的速度向其所带电荷相反方向迁移的现象。溶质的迁移速度由其所带电荷数和分子量大小决定,另外还受缓冲液的组成、性质、pH值等多种因素影响。带正电荷的组份沿毛细管壁形成有机双层向负极移动,带负电荷的组分被分配至毛细管近中区域,在电场作用下向正极移动。与此同时,缓冲液的电渗流向负极移动,其作用超过电泳,最终导致带正电荷、中性电荷、负电荷的组份依次通过检测器。   MECC的基本原理   MECC是在CZE基础上使用表面活性剂来充当胶束相,以胶束增溶作为分配原理,溶质在水相、胶束相中的分配系数不同,在电场作用下,毛细管中溶液的电渗流和胶束的电泳,使胶束和水相有不同的迁移速度,同时待分离物质在水相和胶束相中被多次分配,在电渗流和这种分配过程的双重作用下得以分离。MECC是电泳技术与色谱法的结合,适合同时分离分析中性和带电的样品分子。   扫描隧道显微镜(STM)   扫描隧道显微镜(STM)的基本原理是利用量子理论中的隧道效应。将原子线度的极细探针和被研究物质的表面作为两个电极,当样品与针尖的距离非常接近时(通常小于1nm),在外加电场的作用下,电子会穿过两个电极之间的势垒流向另一电极。这种现象即是隧道效应。   原子力显微镜(AtomicForceMicroscopy,简称AFM)   原子力显微镜的工作原理就是将探针装在一弹性微悬臂的一端,微悬臂的另一端固定,当探针在样品表面扫描时,探针与样品表面原子间的排斥力会使得微悬臂轻微变形,这样,微悬臂的轻微变形就可以作为探针和样品间排斥力的直接量度。一束激光经微悬臂的背面反射到光电检测器,可以精确测量微悬臂的微小变形,这样就实现了通过检测样品与探针之间的原子排斥力来反映样品表面形貌和其他表面结构。   俄歇电子能谱学(Augerelectronspectroscopy),简称AES   俄歇电子能谱基本原理:入射电子束和物质作用,可以激发出原子的内层电子。外层电子向内层跃迁过程中所释放的能量,可能以X光的形式放出,即产生特征X射线,也可能又使核外另一电子激发成为自由电子,这种自由电子就是俄歇电子。对于一个原子来说,激发态原子在释放能量时只能进行一种发射:特征X射线或俄歇电子。原子序数大的元素,特征X射线的发射几率较大,原子序数小的元素,俄歇电子发射几率较大,当原子序数为33时,两种发射几率大致相等。因此,俄歇电子能谱适用于轻元素的分析。
  • 快速水份测定仪基础知识一:定义与基本原理
    快速水份测定仪基础知识一,定义与基本原理1. 什么是快速水份测定仪? 快速水份测定仪利用热失重法测定样品的水份含量,由称量与加热装置(红外)组成。 它通常亦称作水份天平或水份测定仪。 2. 快速水份测定仪的工作方式?卤素快速水份测定仪按照热重原理(通常亦称作“热失重”(LOD)原理)运行。 快速水份测定仪由两个组件构成,即:天平装置与加热装置。 为了测量水份含量,首先记录样品的初始重量,然后在内置天平持续记录样品重量的同时,卤素灯对样品进行加热和烘干。 当样品不再失重时,仪器关闭并且计算水份含量。 总失重量用于计算水份含量。 3. 什么是“热失重”(LOD)原理?LOD表示热失重。 大多数标准方法属于热失重法。 热失重法是一种通过分析加热时样品的失重测定样品水份含量的方法。 将失重解释为样品的水份损失。 当所有水份从样品中排出时,样品的重量不再发生变化。 然后,通过将样品的初始重量同干重或样品最终重量进行比较,计算出样品的水份含量。 4. 如何加热样品? 样品吸收卤素快速水份测定仪的红外辐射,因此可快速升温。 另外,样品的温度取决于其吸收特点,因此一定不是显示温度。 这与烘箱不同,烘箱是通过对流方式对样品加热,并且需要很长时间才能烘干。 5. 卤素技术与红外技术之间的区别是什么? 卤素加热也是红外技术。 采用卤素辐射体进行干燥是红外干燥法的进一步发展。 加热元件由充满卤素气体的玻璃灯管组成, 由于卤素辐射体远轻于传统红外辐射体,因此可以快速获得最大热量输出,并实现卓越的可控性甚至是热分布。 6. 快速水份测定仪的适合对象?烘箱是测定水份含量的正规方法。 如今,许多客户使用快速水份测定仪,因为他们希望使用更快速的方法分析水份含量。 快速水份测定仪在许多行业中使用,例如:食品、化学、制药与塑料制造行业。 由于水份含量会对产品的质量和保质期产生影响,因此测定食品中的水份含量尤为重要。 7. 什么是水份? 水份指加热时蒸发(“热失重”)的所有物质。 除了水之外,分析的水份含量还包括脂肪、酒精与溶剂。 8. 水份与水是否一样?不一样,这两种概念经常被混淆。 水份指加热时蒸发的所有物质。 水专门指水分子(H20)。 为了测定水份含量,最好使用卡尔费休滴定仪。
  • 泡罩药板密封性测试仪的工作原理
    泡罩药板密封性测试仪的工作原理在医药包装、食品封装等领域,产品的密封性能直接关系到其保质期、安全性和使用效果。因此,对包装材料的密封性进行准确、高效的检测显得尤为重要。泡罩药板密封性测试仪,作为一种采用色水法原理的检测设备,凭借其直观、可靠的检测方式,在行业内得到了广泛应用。本文将详细介绍基于色水法原理的泡罩药板密封性测试仪的工作原理、操作流程及其在评估试样密封性能中的关键作用。一、工作原理泡罩药板密封性测试仪MFY-05S通过模拟包装物在特定条件下的压力变化,检测其密封完整性。其核心在于利用色水(常选用亚甲基蓝溶液以增强观察效果)作为介质,在真空室内形成一定深度的水层。当测试样品置于该水层之上,并对真空室进行抽真空操作时,样品内外形成显著的压力差。这一压力差促使空气(如果存在泄漏通道)从样品内部通过潜在泄漏点逸出,并在释放真空后,通过观察样品形状的恢复情况及色水是否渗入样品内部,来评估其密封性能。二、济南三泉中石的MFY-05S泡罩药板密封性测试仪操作流程准备阶段:首先,向真空室中注入适量的清水,并加入适量的亚甲基蓝溶液,搅拌均匀,使水呈现明显的蓝色,便于后续观察。同时,将待测样品按照测试要求放置在真空室上方的指定位置。抽真空过程:启动真空泵,对真空室进行抽气,直至达到预设的真空度。在此过程中,随着真空度的增加,样品内外压力差逐渐增大,可能存在的微小泄漏通道将被放大,使得空气或气体从样品内部向外逸出。保压与观察:在达到所需真空度后,保持一段时间(根据测试标准设定),以便充分观察样品在压力差作用下的反应。此时,若样品密封良好,则形状基本保持不变,色水不会渗入;若存在泄漏,则可能观察到样品形状发生变化,且色水会沿泄漏路径渗入样品内部。释放真空与评估:释放真空室内的真空状态,恢复至常压。仔细观察样品表面是否有色水渗入痕迹,以及样品形状的恢复情况。根据观察结果,结合测试标准,判定样品的密封性能是否符合要求。三、济南三泉中石的MFY-05S泡罩药板密封性测试仪优势与应用直观性:色水法的应用使得泄漏现象一目了然,无需复杂的数据分析即可快速判断样品的密封性能。高效性:测试过程简单快捷,提高检测效率。广泛适用性:不仅适用于泡罩药板包装,还可用于其他类型包装材料的密封性检测,如瓶盖、软管等。总之,济南三泉中石的MFY-05S泡罩药板密封性测试仪以其独特的色水法原理,为包装材料的密封性检测提供了一种高效、直观且可靠的解决方案。
  • 阿蛋学仪器 | 色谱分离的原理 So Easy !
    广州绿百草推出全新连载短篇小说【阿蛋学仪器】, 不定期的跟大家讲述关于学渣阿蛋在工作后不得不学习仪器知识的苦逼经历。夸张的剧情下都是以现实为原型,记得准时关注哦!夏天的风正暖暖吹过,穿过头发穿过耳朵.........话说在那天气晴朗万里无云的某个周末,正在抠着大脚丫吃着冰西瓜思考人生意义的胖##突然接到领导的一个任务。“喂。小胖呀~ 上头下了个任务,要拍一个化学知识视频,我看你一向最受学生欢迎,就随便摆弄一下吧。课题已经帮你选好了,色谱分析原理。”“额,不不不,虽然为了科学教育的发展我上刀山下火海都在所不辞,但是......”“别啰嗦,就这么定了。告诉你啊,给我做的好好的,不然你今年的考评....88”嘟嘟嘟。。。胖##现在已经无法继续好好玩耍了,学生喜欢他都是因为他风流一趟玉树临风知识渊博心地善良从不让人挂科呀~真是。。。冷冷清清凄凄惨惨戚戚呀~内心再抗拒,生活还是要继续的。胖##叫来了以前跟他一起打LOL的阿蛋,浑浑噩噩迷迷糊糊想了三天三夜的剧本,终于开拍了。( 导演和其它演员的召唤,这里就不详细说啦哈! )导演:色谱分析原理So Easy 剧组 Action!!!场景预设 ——色谱柱:为一间双门房子,一门可进,一门可出。分析的样品:胖##,高大威猛略胖。阿蛋,形象气质佳小明星(剧情需求,大家多多包涵,少吐些。)Part 1 —— 反相柱分析原理屋子里有一大群美女,胖##和阿蛋从一个门进入,穿过屋子,从另一个门出来。结果:众美女都喜欢帅哥,不断有人拉阿蛋的手并要求合影签名。胖##由于高大威猛,也有部分小萝莉喜欢,但是还是比阿蛋少,走的自然比阿蛋快。结果胖##和阿蛋的距离越来越远,出门的时候,已经分离的很好了。分离度3.0,柱效15万/m。反相柱分离注意事项:1)不可用于分离帅得离谱的人(非极性太强的物质),会造成美女互相踩伤践踏拥挤的现象,造成柱堵塞,柱压升高;心脏不好的美女会由于过于激动而休克,甚至兴奋而死,造成柱子过早老化,降低柱效。另外,还会造成吸附现象,出峰时间太久甚至不出峰。2)不可用于分离过于猥琐丑陋可怕的人(极性太强的物质),会导致美女流失,造成柱效下降,出峰时间太快,影响分离效果。不过这时有个色谱柱再生方法可以回复柱效,就说“牛掰了”的鞋正挥泪大甩卖,美女将迅速赶回,恢复柱效!Part 2 —— 正相柱分析原理屋子里有一大群男子,胖##和阿蛋从一个门进入,穿过屋子,从另一个门出来。结果:阿蛋由于太帅招人嫉妒率先被赶出来。胖##被同胞惺惺相惜,留下来吃饭唱K看电影,最后才依依不舍的含泪送别。分离度2.8,柱效13万/m。正相柱分离注意事项:并不适用于分离Gay男(无保留物质)。Part 3 —— 体积排阻色谱柱分析原理屋子里面变成了溶洞效果,溶洞里的洞有大有小,非常好玩。胖##和阿蛋从一个门进入,穿过溶洞,从另一个门出来。结果:本以为阿蛋个头小灵活,会早点爬出来,谁知是体积庞大的胖##先出来啦。因为两人一钻溶洞,便仿佛回到了童年,逮着洞就想钻。阿蛋个子小,钻来钻去玩得不亦乐乎。而胖##在意思到自己已非3岁的小胖胖后,害怕被小洞卡住而崴了,只好作罢,沿大路走了出来,扼腕叹息“时光蹉跎,青春少年已不复!”Part 4 —— 离子对色谱柱分析原理屋子里有一大群美女,胖##和阿蛋从一个门进入,穿过屋子,从另一个门出来。胖##痛苦回忆:美女都喜欢帅哥,不断有人拉住阿蛋吟诗作对自拍萌萌哒,拉胖##的仅有几个发育不全的小萝莉。结果胖##和阿蛋渐行渐远。。。胖##对策:往事不堪回首,所以第二天再过这间屋子的时候,带上了他的必杀技——萌萌哒小鲜肉胖小子。结果:胖##抱着胖小子和阿蛋一起穿过屋子,美女们发现居然还有个小鲜肉,纷纷过来捏捏小脸蛋。“美女,敢吃青椒吗?” 胖小子搭配美女的功夫一点也不含糊呢。胖##色眯眯的看着围着的众美女,美其名曰为胖小子报仇,把美女的脸蛋一一捏了个编。直到胖小子微怒言 “爸比,我饿了!” ,才恋恋不舍的抱起小胖,发话 “最后再捏一遍!......” 阿蛋在门口,秒倒!Part 4 拍摄花絮 ——1)观众问:美女为什么喜欢小鲜肉抛弃阿蛋呢? 回复:现在流行小鲜肉。另外,女人总是有母爱的,这是与生俱来的本能,所以此处美女年龄要大些。呵呵。2)拍完这段以后,导演“卡”了N次。因为胖小子被捏后没有表现出天真烂漫可爱的样子,反而哭了N次,最终拍得胖小子又累又饿又痛才终被导演放行。3)Case结束时,镜头正面是胖##得意而归的表情,远端发现众美女一脸哀怨的正在揉脸,忿忿曰“死胖子,手够狠啊!̷�!”By the way, 这次拍摄的视频非常受欢迎,胖##终于又能在领导的眼皮底下好好思考人生了!想知道阿蛋后续又有怎样的遭遇?记得持续关注广州绿百草微信公众号~我们会不定期推出续集哦~关注广州绿百草微信公众号,获取更多资讯!
  • 负氧离子检测仪的工作原理与选择
    空气中负氧离子的含量是空气质量好坏的关键。在自然生态系统中,森林和湿地是产生空气负(氧)离子的重要场所。在空气净化、城市小气候等方面有调节作用,其浓度水平是城市空气质量评价的指标之一。自然界中空气正、负离子是在紫外线宇宙射线、放射性物质、雷电、风暴、瀑布、海浪冲击下产生,既是不断产生,又不断消失,保持某一动态平衡状态。由于负离子的特性,空所中的负离子产生与消失会保持一个平衡,因此判断环境下负离子浓度需要借助专门的空气离子检测仪进行准确测量。负氧离子是带负电荷的单个气体分子和轻离子团的总称,简言之就是带负电荷的氧离子。在自然生态系统中,森林和湿地是产生空气负氧离子的重要场所。其浓度水平是城市空气质量评价的指标之一,有着 “空气维生素”之称。工作原理:空气离子测量仪是测量大气中气体离子的专用仪器,它可以测量空气离子的浓度,分辨离子正负极性,并可依离子迁移率的不同来分辨被测离子的大小。一般采用电容式收集器收集空气离子所携带的电荷,并通过一个微电流计测量这些电荷所形成的电流。测量仪主要包括极化电源、离子收集器、微电流放大器和直流供电电源四部分。首要要了解自己选负离子检测用途,目前有进口的负离子检测仪,国产的负离子检测仪,仿冒的负离子检测仪等等。分为便携的负离子检测仪,在线的负离子检测仪,按原理分又分为平行电极负离子检测仪和圆通电容器负离子检测仪两种。空气负氧离子检测分为 “平极板法测空气负离子” 和”电容法测空气负离子“这两种原理,其中“平极板”原理是比较常用的一种方法,检测快速,经济实惠,用于个人、工厂、实验室等单位。电容法测空气负离子检测仪是一种高性能检测方法,具有防尘、防潮等特点,相对于平极板法测空气负离子更加,特别适合于森林、风景区的使用,是林业局,科研单位测量空气质量的常见仪器。按收集器的结构分,负离子检测仪可以划分为平行板式和Gerdien 冷凝器式/双重圆筒轴式两种类型。1.Ebert式/平行电板式离子检测仪平行电板式离子检测仪是目前低端空气离子检测仪比较常用的一种方法。A跟B是一组平行的且相互绝缘的电极,B极顶端边着一个环形双极电极,空气通过右下角的风扇吸入,空气中的负离击打A/B电极放电,电荷传导到E环形电极形成自放电,放电信号被记录,从而可对空气中正、负离子数量及大小进行测量。这种检测仪技术上比较成熟,造价成本也比较低,但是易受外部环境影响,另外这种结构自身的弱点容易导致电解边缘效应,容易造成气流湍流,造成检测结果偏移较大。2.Gerdien冷凝器式/双重圆筒轴式双重圆筒轴式离子检测仪是目前中高端空气离子检测仪成熟的一种方法。整体结构由3个同心圆筒组成,外围筒身及内轴为电极,空气通过圆筒时,离子撞击筒身跟轴产生放电,放电信号被记录,从而可对空气中正、负离子数量及大小进行测量。这种检测仪技术上已非常成熟,但由于内部复杂的结构及控制,造价成本高昂,这种结构可以有效解决平行电板式结构固有的电解边缘效应,同时圆筒本身的结构及特殊的进气方式可以保持气流通过的平顺性,对离子数量及大小的检测精确性有极大提高。
  • 高分子表征技术专题——基于原子力显微镜的单分子力谱技术在高分子表征中的应用
    2021年,《高分子学报》邀请了国内擅长各种现代表征方法的一流高分子学者领衔撰写从基本原理出发的高分子现代表征方法综述并上线了虚拟专辑。仪器信息网在获《高分子学报》副主编胡文兵老师授权后,也将上线同名专题并转载专题文章,帮助广大研究生和年轻学者了解、学习并提升高分子表征技术。在此,向胡文兵老师和组织及参与撰写的各位专家学者表示感谢。更多专题内容详见:高分子表征技术专题高分子表征技术专题前言孔子曰:“工欲善其事,必先利其器”。 我们要做好高分子的科学研究工作,掌握基本的表征方法必不可少。每一位学者在自己的学术成长历程中,都或多或少地有幸获得过学术界前辈在实验表征方法方面的宝贵指导!随着科学技术的高速发展,传统的高分子实验表征方法及其应用也取得了长足的进步。目前,中国的高分子学术论文数已经位居世界领先地位,但国内关于高分子现代表征方法方面的系统知识介绍较为缺乏。为此,《高分子学报》主编张希教授委托副主编王笃金研究员和胡文兵教授,组织系列从基本原理出发的高分子现代表征方法综述,邀请国内擅长各种现代表征方法的一流高分子学者领衔撰写。每篇综述涵盖基本原理、实验技巧和典型应用三个方面,旨在给广大研究生和年轻学者提供做好高分子表征工作所必须掌握的基础知识训练。我们的邀请获得了本领域专家学者的热情反馈和大力支持,借此机会特表感谢!从2021年第3期开始,以上文章将陆续在《高分子学报》发表,并在网站上发布虚拟专辑,以方便大家浏览阅读. 期待这一系列的现代表征方法综述能成为高分子科学知识大厦的奠基石,支撑年轻高分子学者的茁壮成长!也期待未来有更多的学术界同行一起加入到这一工作中来.高分子表征技术的发展推动了我国高分子学科的持续进步,为提升我国高分子研究的国际地位作出了贡献. 借此虚拟专辑出版之际,让我们表达对高分子物理和表征学界的老一辈科学家的崇高敬意!基于原子力显微镜的单分子力谱技术在高分子表征中的应用Application of Atomic Force Microscopy (AFM)-based Single-molecule Force Spectroscopy (SMFS) in Polymer Characterization作者:张薇,侯矍,李楠,张文科作者机构:吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室,长春,130012作者简介:张文科,男,1973年生. 分别于1997、2002年在吉林大学化学系(学院)获得学士、博士学位,导师为张希教授;2001~2002年于德国慕尼黑大学(LMU)博士联合培养,导师为Hermann E. Gaub教授;2003~2007年于英国诺丁汉大学从事博士后研究. 2007年6月至今,吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室教授. 2011年入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”;2015年获得国家杰出青年基金资助. 以原子力显微镜及磁镊等技术,从单个分子水平开展超分子作用力及大分子组装结构与组装过程研究,主要研究方向包括:单分子力谱与超分子组装、高分子结晶及力致熔融、核酸-蛋白相互作用、聚合物力化学等.摘要基于原子力显微镜(atomic force microscopy, AFM)的单分子力谱技术以其操作简便、适用面广等优势,成为了单分子领域应用最为广泛的技术之一. 本文阐述了该技术的基础原理与实验技巧,包括仪器构造、工作原理、探针与基底的选择、样品固定、实验操作、单分子信号的获得以及数据处理. 介绍了基于AFM的单分子力谱技术在合成高分子及生物大分子表征中的典型应用及前沿进展. AFM单分子力谱技术将有助于建立合成高分子的链结构、链组成与单链弹性以及链间相互作用与其宏观力学性能间的关联,帮助理解生物大分子的结构、相互作用与其生物功能之间的联系.AbstractAtomic force microscopy (AFM)-based single-molecule force spectroscopy (SMFS) has been used widely in the investigation of molecular forces because of its friendly user interface (e.g., easy to operate and canwork in liquid, air and high vacuum phase) and worldwide commercialization. This review is aimed to introduce the principle and protocol of AFM-based SMFS including the setup, the working principle, typicalcurves, the choice of AFM tip and substrate, immobilization of samples, manipulation of the device, empirical criteria for single-molecule stretching and data analysis. Recent progresses on the application of AFM-based SMFS in the characterization of synthetic polymers and biopolymers were reviewed. For synthetic polymers, the effects of primary chemical compositions, side groups, tacticity and solvents on the single chain elasticities were discussed. The applications of AFM-SMFS in disclosing the structure of unknown molecule, polymer-interface interactions and polymer interactions in polymer assemblies (e.g., polymer single crystal) were introduced. In addition, the nature of mechanochemical reactions and characterization of supramolecular polymers were realizedvia this technic. For biopolymers, the effects of base-pair number, the force-loading mode (unzipping or shearing) on the stability of short double-stranded DNA (dsDNA) were reviewed. According to this knowledge, the single-molecule cut-and-paste based DNA assembly was then discussed. The typical force fingerprints of long dsDNA, proteins and polysaccharides as well as the force-fingerprint-based investigation of molecular interactions were illustrated. Finally, the application of AFM-SMFS in revealing the intermolecular interactions and the mechanism of virus disassembly as well as the antivirus mechanism of tannin in tobacco mosaic virus were reviewed.Therefore, AFM-based SMFS is essential for revealing the relationship between the conformation/composition of polymer chains and micro/macro-mechanical properties of polymer materials as well as correlating the molecular structure/interaction of biopolymers with their biofunctions. 关键词AFM单分子力谱  合成高分子  生物大分子KeywordsAtomic force microscopy-based single-molecule force spectroscopy  Synthetic polymers  Biopolymers 合成高分子材料自诞生以来,迅速地以其优良的物理、化学及力学性能等在军事、航空航天、医疗及其他民用领域得到了广泛应用. 其力学性能是最基本、最重要的性质之一,同时受到高分子的单链弹性及链间相互作用的影响[1,2]. 因此,建立高分子链一级结构、单链弹性及链间相互作用与材料宏观力学性能间的联系, 对高分子材料的理性设计至关重要. 然而,传统的材料学研究方法,如宏观拉伸实验、X射线晶体衍射、固体核磁及拉曼等技术无论从样品制备到检测均涉及大量分子,体现平均效应,表征宏观力学性能,无法获得单个链或键的性质及行为的相关信息. 此外,传统研究方法也无法连续、动态及精确地体现出单个事件的不同步骤(例如高分子在不良溶剂中的塌缩行为),导致很多重要信息无法获取. 因此,可在纳米尺度精确操纵与测量的单分子技术,例如基于AFM的单分子力谱,被广泛应用于单个分子的结构、功能及其动态行为的研究中[1~5]. 利用该技术,人们获得了溶剂、取代基以及立构规整度等因素对高分子单链弹性的影响,验证并改进了一些经典高分子理论模型[1,6~9]. 该技术还可以研究高分子的构象变化及其在界面的吸附行为,揭示外力诱导下高分子链中化学键类型的变化规律(力化学)[1,10~12]. 同时,该技术还被用于凝聚态(晶体、层层组装薄膜等)中高分子间相互作用的相关研究[13,14].生物大分子(核酸、蛋白质及多糖等)结构与功能的研究对于认识复杂生命过程的本质,了解疾病的发生发展机制以及开发新型药物与生物医用材料至关重要. 因此,AFM单分子力谱技术也被广泛用来研究生物大分子,例如DNA的解链及动态结构变化、蛋白质的折叠与解折叠、生物大分子间的相互作用(病毒的遗传物质与蛋白质外壳的相互作用)等[9,15~20]. 相关研究深化了人们对这些生物分子所参与的生命过程的认识,并为其功能调控奠定了坚实基础.本文将重点评述AFM单分子力谱技术的基础原理、实验技巧以及该技术在合成高分子及天然高分子领域的典型应用及前沿进展.1单分子力谱的基础原理1.1几种典型的单分子力谱技术迄今为止,诞生了许多单分子操纵技术,例如生物膜力学探测技术、玻璃纤维技术、光学镊子(光镊)、磁性珠技术(磁镊)以及AFM单分子力谱技术[9,21~25]. 后3种技术的应用较为广泛. 光镊利用聚焦激光束产生辐射压力形成的光学陷阱来捕获修饰有样品分子的小球,通过移动激光光束控制小球的移动,实现对样品分子的三维操纵,其时间分辨力能够达到10-4 s,被广泛应用于蛋白质折叠及解折叠等研究. 但光镊系统构造复杂,对环境要求极高,有效样品捕获率低以及激光束容易对样品造成光和热损伤等不足亟待解决. 磁镊技术将样品固定在基底与超顺磁性小球之间,利用外加磁场控制磁球,操纵样品分子,例如旋转等 [22]. 因此,磁镊被广泛用于DNA缠绕及解缠绕等研究中. 该技术可以检测低至10-3 pN的力值,也被应用于一些极微小力的测量. 该技术还能同时对多个磁球进行操纵,实现高通量测试. 由于需要通过成像观测磁珠,因而相机的拍摄速度决定了磁镊的时间分辨率,通常在10 -2 s以上. 在众多的单分子力谱技术中,AFM单分子力谱技术的应用最广,理论发展更为成熟 [1~5,9,26,27]. 该技术将样品分子固定在AFM探针与基底之间,通过控制AFM探针的位移来操纵样品分子. 该技术具有较高的时间和空间分辨率,较宽的力学测量范围,可以在真空、水相以及有机相等多种环境下工作,因此被广泛地应用于合成与天然高分子等众多体系中的分子内及分子间相互作用的研究. 综上所述,光镊及磁镊的力学精度稍高,适用于由弱相互作用及熵弹性所控制的力学性质的研究;AFM单分子力谱更适合较强相互作用或者由焓控制的弹性性质的研究. 为了更全面地认识聚合物的结构与力学性质,可以将上述3种单分子力谱技术联合使用.1.2AFM单分子力谱1.2.1仪器构造基于AFM的单分子力谱是AFM的工作模式之一. 因此,其基本构造与AFM相同,主要由位置控制系统(压电陶瓷管)、力学传感系统(AFM探针的微悬臂及其顶端针尖)以及光学检测系统(激光二极管、棱镜、反射镜与四象限光电检测器)三部分组成(图1)[9,21,28,29]. 对压电陶瓷管两端施加电压,可以控制其驱动样品台或AFM探针进行亚纳米精度的位移.z方向的移动用于调整探针与样品间的距离;x,y方向的移动用以调整探针在样品表面的探测位置及范围. 光学检测组件中的激光器将激光照射在微悬臂靠近针尖的一端,再反射到四象限光电检测器上. 当AFM探针受到样品分子的牵拉发生弯曲时,其反射的激光的位置也会随之变化. 据此,可以计算出微悬臂的偏转量,结合微悬臂的弹性系数,可以获得待测样品分子的相关力学信息[3~5].Fig. 1The schematic diagram of AFM-SMFS.1.2.2工作原理实验前,样品分子的一端通过物理吸附、特异性相互作用或化学偶联等方法被固定在基底. 随后,驱动压电陶瓷管使AFM探针逼近待测样品(图2(a)). 如果基底对探针没有长程的吸引或排斥作用,微悬臂将处于松弛状态. 探针与基底接触后,受力向微悬臂上表面方向弯曲,引起二极管的2个象限间的差分信号(pha-b)的变化(图2(a)与2(b),状态2→3). 在此过程中,样品分子会通过化学、物理或特异性作用吸附在探针上,在探针与基底之间形成桥联结构. 随后,探针远离基底并恢复松弛状态(图2(a),4),pha-b也恢复初始数值. 探针继续远离基底,桥联于探针与基底间的样品分子受到拉伸,导致微悬臂向针尖方向偏转(图2(a),5),引起pha-b的增加(图2(b),5). 最后,桥联结构中稳定性最薄弱的部分发生断裂,微悬臂迅速恢复为不受力的松弛状态(图2(a),6),表现为pha-b的突然回落(图2(b),6)[1,9,21,29]. 每个完整的逼近-回缩过程都会产生pha-b对应压电陶瓷管位移的原始曲线(图2(b))[29].Fig. 2(a) Schematic illustration of the basic working principle of AFM-SMFS (b) Original volt-piezo displacement curves (c) Typical force-extension curves.Fig. 3Electron microscopy images of a commercial Si3N4 AFM probe. Fig. 4Molecular immobilization based on (I) physical absorption, (‍Ⅱ) specific binding, (‍Ⅲ) gold-thiol chemistry, (‍Ⅳ) silanization and enzymatic biosynthesis.Fig. 5Immobilization of thiol-labeled DNA based on silanization and bifunctional PEG.Fig. 6Typical curves obtained in constant velocity (a) and force-clamp mode (b), respectively.原始曲线经过校正才能正成为最终的力-拉伸长度曲线(图2(c))[1,2,4,9,21,29]. 将具有弹性的微悬臂看成弹簧,根据胡克定律F=kcΔx(kc为微悬臂弹性系数,Δx为微悬臂偏转量)可以计算出微悬臂受到的作用力,即样品分子内或分子间的作用力.kc通过对微悬臂在远离基底时热振动所获得的能量谱的积分即可获得;Δx利用图2(b)中斜线部分(状态2→3)的斜率(s),即Δx=s-1pha-b就可以计算出. 样品分子的拉伸长度通过从原始数据横坐标记录的压电陶瓷管的位移中扣除Δx获得. 至此,pha-b对应压电陶瓷管位移的原始曲线被成功地转化为样品分子的力-拉伸长度曲线.1.2.3力曲线及其含义AFM针尖逼近和远离样品表面的一个循环中可以获得2条力曲线,称为逼近力曲线与回缩力曲线(图2(c))[1,2,4,9,21]. 逼近力曲线上B区域的形状可以给出样品模量等信息. 例如:当AFM探针接触较软的样品时,受到的排斥力随位移缓慢增加;而接触硬度较大的样品时,受到的排斥力快速增加,B区域的力信号与水平基线之间形成近90°的直角. 对于回缩力曲线,C-D区域可以给出单分子弹性性质、链结构信息以及分子内、分子间相互作用强度等定量信息.2AFM单分子力谱实验技巧2.1探针与基底的选择AFM探针直接影响力学探测的稳定性、精确度及测量范围[1,2,4,9,21,29]. 其材质通常是硅或氮化硅,由针尖、微悬臂及承载微悬臂的基片组成(图3). 针尖通常是四面体形状,最尖端的曲率半径(tip radius)为几个到几十纳米,高度(tip height)通长为3~28 µm. 微悬臂有矩形和三角形2种,长度为7~500 µm,厚度为0.5~7 µm. 其材质及几何尺寸均对共振频率和弹性系数有重要影响,需要根据实验体系来选择探针. 对于弱相互作用体系(例如双链DNA的解拉链)[30],应选择相对柔软,即弹性系数小的探针;而强相互作用体系(例如:共价键强度的测量)[31],则需选择相对坚硬,即弹性系数较大的探针. 值得注意的是,刚性较大的探针在应力松弛时其内部储存的能量释放速度更快,更适于研究多重键的连续打开与形成的动态过程,例如聚酰胺(PA66)单晶中聚合物链在受力熔融过程中的黏滑运动(stick-slip)[32]. 此外,一些公司也生产了许多功能化的AFM探针. 例如:满足基于巯基-金的化学分子偶联的镀金AFM探针;为了增加激光束在微悬臂上表面的反射率,只在上表面蒸镀金属涂层(铝或金等)的探针等. 然而,只存在于微悬臂上表面的镀层,往往导致其上下表面的膨胀系数产生差异,引起热漂移[33]. 为了减小该热漂移,有些探针只在其微悬臂的尖端进行有限的金属蒸镀(例如MLCT-BioDC型号探针). 如需增加时间分辨率,可以选用超短探针[34]. 但超短探针的弹性系数通常较大. 科研人员曾利用离子束刻蚀的方法将微悬臂做成镂空结构,同时保证了时间分辨率和弹性系数[35]. 然而,使用较小尺寸微悬臂时,激光容易“漏射”到样品表面,发生反射,与微悬臂表面的反射光产生干涉,导致力曲线出现大幅度波动. 为了减少这种干涉效应,通常可以采取以下几种策略:(1)减小汇聚到微悬臂表面的激光光点的大小,从而减小漏光;(2)选用横向尺寸较大的微悬臂,增大反射面积;(3)选择透明基片(例如玻璃片)固定样品,降低基片的反射率;(4)适当增加样品平面相对于微悬臂平面的角度,降低反射光的相干性.AFM探针需要被牢固地固定在夹具上,以减少系统漂移. 为了提高微悬臂检测的灵敏度,将激光光斑尽可能地照射在微悬臂的最前端. 仪器调试完毕,让整个系统平衡10~30 min,使微悬臂上下表面材质差异所引起的界面张力达到平衡,减小系统漂移. 如在同一个样品上进行力谱探测的时间较长,且实验前期及后期羧甲基化淀粉以及多聚蛋白质的力学指纹谱是被经常采用的单分子拉伸指示剂. 为此,可以将待测分子与已知指纹图谱的分子进行串联(图7)[49]. 需要注意的是待测体系的力学稳定性要大于内标分子产生力学指纹谱所需的力值.Fig. 7Basic strategy to isolate/identify single chain/molecule pair stretching.2.5力谱数据的分析处理单分子力谱数据可以给出的信息包括长度及力值的定量信息. 为了更精确地描述这些定量信息,通常需要对大量力学信号进行统计分析[1]. 常用的统计方法是将所得数据以柱状图形式呈现,进行高斯拟合,得出最可几值.此外,还可以利用自由连接链模型及蠕虫链模型对数据拟合,获得库恩长度、相关长度或者链段弹性系数等信息[1]. 近年来,这些经典模型不断被修正,应用范围逐渐被拓展[56]. 例如:FJC模型中了增加参数Ksegment,表征高分子链中每一个链段的弹性,被修正为可伸长的FJC模型(eFJC). 该模型中,每一个链段类似弹簧,受力过程中伸长,可以更加精确地描述高分子受力时的弹性行为. 为了更好地描述高分子主链的固有弹性,即本征弹性,由量子力学(QM)计算得到的非线性单链焓弹性模量被整合到WLC、FJC及FRC模型中,得到了QM-WLC、QM-FJC与QM-FRC模型[57]. 在特定情况下,如水环境或真空条件,侧基和环境的非共价相互作用会对高分子链弹性产生影响. 为了得到上述情况下高分子主链的弹性,基于两态(two-states)系统的非共价作用动力学被引入,创建了TSQM-WLC、TSQM-FJC及TSQM-FRC模型. 上述修正模型能够更加精确地定量高分子链的结构及性质[57].一些非平衡态体系,例如受体配体的解离、力诱导下的转变等,力加载速率会影响力-拉伸长度曲线的形状. 因此,可以在较大力加载速率范围内,观察上
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    综合热分析仪是一种广泛应用于材料科学、化学、物理等领域的仪器,能够同时测量物质的多种热学性质、设备综合热重分析仪TGA及差示扫描量热仪DSC等。本文将介绍综合热分析仪的基本原理、应用场景及其优劣比较。上海和晟 HS-STA-002 综合热分析仪综合热分析仪的基本原理是热平衡法,即通过加热和冷却待测物质,并记录物质在不同温度下的热学性质。在具体操作中,将待测物质放置在加热炉中,加热炉会按照设定的程序进行加热和冷却,并使用热电偶等传感器记录物质在不同温度下的热学性质。通过数据处理软件,可以将这些数据转化为物质的热容、热导率、热膨胀系数等参数。综合热分析仪在各个领域都有广泛的应用。在材料科学领域,可以利用综合热分析仪研究材料的热稳定性、相变行为等性质,以确定其加工和制备工艺;在化学领域,可以利用综合热分析仪研究化学反应的动力学过程和反应速率常数,为新材料的开发和优化提供依据;在物理领域,可以利用综合热分析仪研究物质的热学性质和物理性能,为新技术的开发和应用提供支持。综合热分析仪的优点在于其能够同时测量物质的多种热学性质,且测量精度高、重复性好。此外,综合热分析仪还具有操作简便、自动化程度高等特点,可以大大减少实验操作的时间和人力成本。然而,综合热分析仪也存在一些缺点,如价格昂贵、维护成本高、对实验条件要求严格等。总之,综合热分析仪是一种重要的仪器,具有广泛的应用场景和优劣比较。在实际使用中,应根据具体需求选择合适的综合热分析仪,以获得更准确的实验结果。随着科技的不断发展,相信未来综合热分析仪将会在更多领域得到应用,并推动材料研究和开发的进步。
  • 热变形维卡软化点温度测定仪:原理、结构、操作方法
    热变形维卡软化点温度测定仪是一种用于测量材料在高温环境下的热变形和软化点的实验设备。这种设备在质量控制、材料科学、塑料工业等领域都有广泛的应用。本文将详细介绍热变形维卡软化点温度测定仪的原理、结构、操作方法以及可能出现的误差和处理方法。和晟 HS-XRW-300MA 热变形维卡软化点温度测定仪热变形维卡软化点温度测定仪主要由加热装置、测试系统和测量仪器等组成。加热装置包括电炉、热电偶和加热炉壳等部分,用于提供高温环境。测试系统包括试样、加载装置和位移传感器等,用于测量材料的热变形和软化点。测量仪器则是用于记录和显示测量数据的设备。操作热变形维卡软化点温度测定仪需要遵循一定的步骤和注意事项。首先,选择合适的试样和试剂,确保试样在高温环境下能够充分软化和变形。其次,将试样放置在加热装置中,并使用加载装置施加一定的压力。然后,逐渐升高温度,并记录试样的变形量和温度变化。最后,通过测量仪器输出测量结果,并进行数据处理和分析。在使用热变形维卡软化点温度测定仪时,可能会出现一些误差。例如,由于加热不均匀或加载压力不一致,可能会导致测量结果出现偏差。此外,由于试样本身的性质和制备方法也会对测量结果产生影响。因此,在进行测量时,需要采取一些措施来减小误差,例如多次测量取平均值、选择合适的加热方式和加载压力等。热变形维卡软化点温度测定仪的测量结果可以反映材料在高温环境下的性能和特点。因此,正确理解和使用测量结果是至关重要的。在实践中,需要根据具体的实验条件和要求,选择合适的测定仪器和试剂,并严格按照操作规程进行测量。同时,需要充分考虑误差和处理方法,以确保测量结果的准确性和可靠性。总之,热变形维卡软化点温度测定仪是一种重要的实验设备,可以用于测量材料在高温环境下的热变形和软化点。了解其原理、结构、操作方法以及可能出现的误差和处理方法,对于科学研究和实际应用都具有重要意义。
  • 热失重分析仪:工作原理、设备构成及实验流程
    热失重分析仪是一种重要的材料表征工具,它能够提供有关材料性质的重要信息,如热稳定性、分解行为和反应动力学等。本文将介绍热失重分析仪的工作原理、设备构成、实验流程以及数据分析等方面的内容。上海和晟 HS-TGA-101 热失重分析仪热失重分析仪主要利用样品在加热过程中质量的损失来分析其热性质。仪器通过高精度的称量装置,实时监测样品在加热过程中的质量变化,并将质量信号转化为电信号。这些电信号进一步被数据采集装置转化为可分析的数据,从而得到样品的热失重曲线。热失重分析仪的主要组成部分包括称量装置、加热装置和数据采集装置。称量装置负责样品的质量测量,要求具有极高的精度和稳定性;加热装置则为样品提供加热环境,要求具备可调的加热速率和温度范围;数据采集装置则负责将质量信号转化为电信号,并进行进一步的数据处理和输出。实验流程一般包括以下几个步骤:首先,将样品放置在称量装置中并设置加热装置参数;然后开始加热,同时数据采集装置开始工作;在加热过程中,持续观察并记录样品的质量变化;最后,通过数据处理软件对数据进行处理和分析。在实验过程中,需要注意安全事项。首先,要确保实验室内有良好的通风系统,避免长时间处于高温环境下;其次,要随时观察样品的状态变化,避免发生意外情况;最后,在实验结束后,要对设备进行及时清洗和维护,确保设备的正常运行。数据分析是热失重分析仪的重要环节。通过对热失重曲线的分析,可以得出样品的热稳定性、分解行为和反应动力学等方面的信息。通过对这些数据的处理和分析,可以得出样品在不同条件下的性能表现,为材料的优化设计和改性提供理论支持。综上所述,热失重分析仪是一种重要的材料表征工具,它可以提供有关材料性质的重要信息。通过了解热失重分析仪的工作原理、设备构成、实验流程以及数据分析等方面的内容,我们可以更好地理解和应用这一技术。热失重分析仪在材料科学、化学、生物学等领域具有广泛的应用价值,对于科研工作者来说具有重要的意义。
  • 包装密封性测试仪的检测原理与应用
    包装的密封性直接影响到产品的质量和安全性,尤其是在制药、食品、化妆品等行业中。包装密封性测试仪通过一系列可靠的检测手段,有效评估包装的密封性能,确保产品在生产、运输和存储中的安全性。了解更多包装密封性测试仪产品详情→https://www.instrument.com.cn/netshow/C572455.htm检测原理解析包装密封性测试仪的核心检测原理基于内外压差的变化。通过对真空室进行抽真空操作,试样内外产生了显著的压差。将包装试样浸入水中,观察其中的气体是否有外逸现象,以此判定包装的密封性能。如果包装在压力变化下没有发生气体泄漏,说明其密封性良好;相反,如果有气泡产生,则表明存在泄漏点。另一个检测方法是观察试样的形变和恢复过程。将试样放置在真空环境中,观察其膨胀情况。随后,解除真空环境,观察试样是否能够恢复原状。这一过程可以有效评估包装材料的耐压性和结构稳定性。广泛应用领域包装密封性测试仪在以下行业和包装类型中有着广泛的应用:制药行业:药用玻璃瓶、西林瓶、塑料固体瓶、注射器、滴眼剂瓶、药包材医疗器械:医疗器械包装、移液管、扎盖食品行业:真空包装袋、罐头、奶粉袋、果冻杯、铝箔袋化妆品与日化行业:化妆品瓶袋、铝塑软袋通过针对这些领域的不同包装类型进行密封性和微生物侵入检测,确保产品的安全性和质量。行业应用价值包装密封性测试仪已经成为制药厂家、药包材生产企业、药检中心、医疗器械公司、食品企业以及化妆品企业中重要的检测工具。通过严格的密封完整性检测,这些行业可以确保产品的质量符合标准,减少因包装缺陷导致的安全隐患,提升消费者对产品的信任度。无论是在制药还是食品、化妆品等领域,包装密封性测试仪都扮演着至关重要的角色,保障了产品的安全性和可靠性。
  • 一文解读气体传感器原理、分类、用途
    所谓气体传感器,是指用于探测在一定区域范围内是否存在特定气体和/或能连续测量气体成分浓度的传感器。在煤矿、石油、化工、市政、医疗、交通运输、家庭等安全防护方面,气体传感器常用于探测可燃、易燃、有毒气体的浓度或其存在与否,或氧气的消耗量等。气体传感器主要用于针对某种特定气体进行检测,测量该气体在传感器附近是否存在,或在传感器附近空气中的含量。因此,在安全系统中,气体传感器通常都是不可或缺的。从工作原理、特性分析到测量技术,从所用材料到制造工艺,从检测对象到应用领域,都可以构成独立的分类标准,衍生出一个个纷繁庞杂的分类体系,尤其在分类标准的问题上目前还没有统一,要对其进行严格的系统分类难度颇大。气体传感器的分类从检测气体种类上,通常分为可燃气体传感器(常采用催化燃烧式、红外、热导、半导体式)、有毒气体传感器(一般采用电化学、金属半导 体、光离子化、火焰离子化式)、有害气体传感器(常采用红外、紫外等)、氧气(常采用顺磁式、氧化锆式)等其它类传感器。从使用方法上,通常分为便携式气体传感器和固定式气体传感器。从获得气体样品的方式上,通常分为扩散式气体传感器(即传感器直接安装在被测对象环境中,实测气体通过自然扩散与传感器检测元件直接接触)、吸入式气体传感器(是指通过使 用吸气泵等手段,将待测气体引入传感器检测元件中进行检测。根据对被测气体是否稀释,又可细分为完全吸入式和稀释式等)。从分析气体组成上,通常分为单一式气体传感器(仅对特定气体进行检测)和复合式气体传感器(对多种气体成分进行同时检测)。按传感器检测原理,通常分为热学式气体传感器、电化学式气体传感器、磁学式气体传感器、光学式气体传感器、半导体式气体传感器、气相色谱式气体传感器等。先来了解一下气体传感器的特性:1、稳定性稳定性是指传感器在整个工作时间内基本响应的稳定性,取决于零点漂移和区间漂移。零点漂移是指在没有目标气体时,整个工作时间内传感器输出响应的变化。区间漂移是指传感器连续置于目标气体中的输出响应变化,表现为传感器输出信号在工作时间内的降低。理想情况下,一个传感器在连续工作条件下,每年零点漂移小于10%。2、灵敏度灵敏度是指传感器输出变化量与被测输入变化量之比,主要依赖于传感器结构所使用的技术。大多数气体传感器的设计原理都采用生物化学、电化学、物理和光学。首先要考虑的是选择一种敏感技术,它对目标气体的阀限制或爆炸限的百分比的检测要有足够的灵敏性。3、选择性选择性也被称为交叉灵敏度。可以通过测量由某一种浓度的干扰气体所产生的传感器响应来确定。这个响应等价于一定浓度的目标气体所产生的传感器响应。这种特性在追踪多种气体的应用中是非常重要的,因为交叉灵敏度会降低测量的重复性和可靠性,理想传感器应具有高灵敏度和高选择性。4、抗腐蚀性抗腐蚀性是指传感器暴露于高体积分数目标气体中的能力。在气体大量泄漏时,探头应能够承受期望气体体积分数10~20倍。在返回正常工作条件下,传感器漂移和零点校正值应尽可能小。气体传感器的基本特征,即灵敏度、选择性以及稳定性等,主要通过材料的选择来确定。选择适当的材料和开发新材料,使气体传感器的敏感特性达到优。接下来是关于不同气体传感器的检测原理、特点和用途:一、半导体式气体传感器根据由金属氧化物或金属半导体氧化物材料制成的检测元件,与气体相互作用时产生表面吸附或反应,引起载流子运动为特征的电导率或伏安特性或表面电位变化而进行气体浓度测量的。从作用机理上可分为表面控制型(采用气体吸附于半导体表面而产生电导率变化的敏感元件)、表面电位型(采用 半导体吸附气体后产生表面电位或界面电位变化的气体敏感元件)、体积控制型(基于半导体与气体发生反应时体积发生变化,从而产生电导率变化的工作原理) 等。可以检测百分比浓度的可燃气体,也可检测ppm级的有毒有害气体。优点:结构简单、价格低廉、检测灵敏度高、反应速度快等。不足:测量线性 范围较小,受背景气体干扰较大,易受环境温度影响等。二、固体电解质气体传感器固体电解质是一种具有与电解质水溶液相同的离子导电特性的固态物质,当用作气体传感器时,它是一种电池。它无需使气体经过透气膜溶于电解液中,可以避免溶液蒸发和电极消耗等问题。由于这种传感器电导率高,灵敏度和选择性好,几乎在石化、环保、矿业、食品等各个领域都得到了广泛的应用,其重要性仅次于金属—氧化物一半导体气体传感器。这种传感器介于半导体气体传感器和电化学气体传感器之间,选择性、灵敏度高于半导体气体传感器,寿命长于电化学气体传感器,因此得到广泛应用。这种传感器的不足之处是响应时间过长。三、催化燃烧式气体传感器这种传感器实际上是基于铂电阻温度传感器的一种气体传感器,即在铂电阻表面制备耐高温催化剂层,在一定温度下,可燃气体在表面催化燃烧,因此铂电阻温度升高,导致电阻的阻值变化。由于催化燃烧式气体传感器铂电阻外通常由多孔陶瓷构成陶瓷珠包裹,因此这种传感器通常也被称为催化珠气体传感器。理论上这种传感器可以检测所有可以燃烧的气体,但实际应用中有很多例外。这种传感器通常可以用于检测空气中的甲烷、LPG、丙酮等可燃气体。四、电化学气体传感器电化学气体传感器是把测量对象气体在电极处氧化或还原而测电流,得出对象气体浓度的探测器。包含原电池型气体传感器、恒定电位电解池型气体传感器、浓差电池型气体传感器和极限电流型气体传感器。1、原电池型气体传感器(也称:加伏尼电池型气体传感器,也有称燃料电池型气体传感器,也有称自发电池型气体传感器),他们的原理行同我们用的干电池,只是,电池的碳锰电极被气体电极替代了。以氧气传感器为例,氧在阴极被还原,电子通过电流表流到阳极,在那里铅金属被氧化。电流的大小与氧气的浓度直接相关。这种传感器可以有效地检测氧气、二氧化硫等。2、恒定电位电解池型气体传感器,这种传感器用于检测还原性气体非常有效,它的原理与原电池型传感器不一样,它的电化学反应是在电流强制下发生的,是一种真正的库仑分析(根据电解过程中消耗的电量,由法拉第定律来确定被测物质含量)传感器。这种传感器用于:一氧化碳、硫化氢、氢气、氨气、肼、等气体的检测之中,是目前有毒有害气体检测的主流传感器。3、浓差电池型气体传感器,具有电化学活性的气体在电化学电池的两侧,会自发形成浓差电动势,电动势的大小与气体的浓度有关,这种传感器实例就是汽车用氧气传感器、固体电解质型二氧化碳传感器。4、极限电流型气体传感器,有一种测量氧气浓度的传感器利用电化池中的极限电流与载流子浓度相关的原理制备氧(气)浓度传感器,用于汽车的氧气检测,和钢水中氧浓度检测。主要优点:体积小,功耗小,线性和重复性较好,分辨率一般可以达到0.1ppm,寿命较长。主要不足:易受干扰,灵敏度受温度变化影响较大。五、PID——光离子化气体传感器PID由紫外光源和气室构成。紫外发光原理与日光灯管相同,只是频率高,能量大。被测气体到达气室后,被紫外灯发射的紫外光电离产生电荷流,气体浓度和电荷流的大小正相关,测量电荷流即可测得气体浓度。可以检测从10ppb到较高浓度的10000ppm的挥发性有机物和其他有毒气体。许多有害物质都含有挥发性有机化合物,PID对挥发性有机化合物灵敏度很高。六、热学式气体传感器热学式气体传感器主要有热导式和热化学式两大类。热导式是利用气体的热导率,通过对其中热敏元件电阻的变化来测量一种或几种气体组分浓度的。其在工业界的应用已有几十年的历史,其仪表类型较多,能分析的气体也较广泛。热化学式是基于被分析气体化学反应的热效应,其中广泛应用的是气体的氧化反应(即燃烧),其典型为催化燃烧式气体传感器,其主要工作原理是在一定温度下,一些金属氧化物半导体材料的电导率会跟随环境气体的成份变化而变化。其关键部件为涂有燃烧催化剂的惠斯通电桥,主要用于检测可燃气体,如煤气发生站、制气厂用来分析空气中的CO、H2 、C2H2等可燃气体,采煤矿井用于分析坑道中的CH4含量,石油开采船只分析现场漏泄的甲烷含量,燃料及化工原料保管仓库或原料车间分析空气中的石油蒸 气、酒精乙醚蒸气等。七、红外气体传感器一个完整的红外气体传感器由红外光源、光学腔体、红外探测器和信号调理电路构成。这种传感器利用气体对特定频率的红外光谱的吸收作用制成。红外光从发射端射向接收端,当有气体时,对红外光产生吸收,接收到的红外光就会减少,从而检测出气体含量。目前较先进的红外式采用双波长、双接收器,使检测更准确、可靠。优点:选择性好,只检测特定波长的气体,可以根据气体定制;采用光学检测方式,不易受有害气体的影响而中毒、老化;响应速度快、稳定性好;利用物理特性,没有化学反应,防爆性好;信噪比高,抗干扰能力强;使用寿命长;测量精度高。缺点:测量范围窄;怕灰尘、潮湿,现场环境要好,需要定期对反射镜面上的灰尘进行清洁维护;现场有气流时无法检测;价格较高。八、磁学式气体分析传感器在磁学式气体分析传感器中,常见的是利用氧气的高磁化特性来测量氧气浓度的磁性氧量分析传感器,利用的是空气中的氧气可以被强磁场吸引的原理。其氧量的测量范围宽,是一种十分有效的氧量测量传感器。常用的有热磁对流式氧量分析传感器(按构成方式不同,又可细分为测速热磁式、压力平衡热磁式)和磁力机械式氧量分析传感器。主要用途:用于氧气的检测,选择性极好,是磁性氧气分析仪的核心。其典型应用场合有化肥生 产、深冷空气分离、火电站燃烧系统、天然气制乙炔等工业生产中氧的控制和连锁,废气、尾气、烟气等排放的环保监测等。九、气相色谱式分析仪基于色谱分离技术和检测技术,分离并测定气样中各组分浓度,因此是全分析传感器。在发电厂锅炉试验中,已有应用。工作时,从进样装置定期采取一定容积的气样,在流量一定的纯净载气(即流动相)携带下,流经色谱柱,色谱柱中装有称为固定相的固体或液体,利用固定相对气样各组分的吸收或溶解能力的不同,使各组分在两相中反复进行分配,从而使各组分分离,并按时间先后流出色谱柱进入检测器进行定量测定。根据检测原理,气相色谱式分析仪又细分为浓度型检测器和质量型检测器两种。浓度型检测器测量的是气体中某组分浓度瞬间的变化,即检测器的响应值和组分的浓度成正比。质量型检测器测量的是气体中某组分进入检测器的速度变化,即检测器的响应值和单位时间进入检测器某组分的量成正比。常用的检测器有TCD热导检测器、FLD氢火焰离子化检测器、HCD电子捕获检测器、FPD火焰光度检测器等。优点:灵敏度高,适合于微量和痕量分析,能分析复杂的多相分气体。不足:定期取样不能实现连续进样分析,系统较为复杂,多用于 试验室分析用,不太适合工业现场气体监测。十、其他气体传感器1.超声波气体探测器这种气体探测器比较特殊,其原理是当气体通过很小的泄漏孔从高压端向低压端泄漏时,就会形成湍流,产生振动。典型的湍流气流会在差压高于0.2MPa时变成因素,超过0.2MPa就会产生超声波。湍流分子互相碰撞产生热能和振动。热能快速分散,但振动会被传送到相当远的距离。超声波探测器就是通过接收超声波判断是否有空气泄漏。这类探测器通常用于石油和天然气平台、发电厂燃气轮机、压缩机以及其它户外管道。2.磁氧分析仪这种气体分析仪是基于氧气的磁化率远大于其他气体磁化率这一物理现象,测量混合气体中氧气的一种物理气体分析设备。这种设备适合自动检测各种工业气体中的氧气含量,只能用于氧气检测,选择性极好。
  • 《石英晶体微天平-原理与应用》 一书出版
    由华南理工大学 张广照教授和中国科学技术大学刘光明教授合著的“石英晶体微天平-原理与应用”一书,近日由科学出版社出版。该书从石英晶体微天平的原理入手,深入浅出,详细介绍了使用石英晶体微天平在界面接枝高分子构象行为、高分子表面接枝动力学、聚电解质多层膜、磷脂膜、抗蛋白吸附以及纳米气泡表面清洁技术中的应用。本书在介绍石英晶体微天平基本原理的基础上,重点向读者展示了如何利用石英晶体微天平作为一项表征技术去研究界面上的一些重要科学成果。为了便于回答有关疑问,本书的应用例子均选自作者实验室的研究成果。
  • 电位滴定仪的原理和使用,禾工电位滴定仪的优点和特点
    电位滴定仪原理:电位滴定法是一种用电极电位的突跃来确定终点的滴定方法。在滴定过程中,滴定容器内浸入一对适当的指示电极和参比电极,随着滴定剂的加入,待测离子浓度发生改变,指示电极的电位也发生变化,在化学计量点附近可以观察到电位的突变(电位突变),因而根据电极电位突跃可以确定终点的到达,这就是电位滴定法的原理。 电位滴定仪的结构组成:电位滴定的装置1.电位计2.滴定装置3.工作电池4.磁力搅拌器 一阶微分图 二阶微分图滴定终点判断的方法手工滴定(指示剂的颜色变化)自动电位滴定(电极的信号响应代替人眼对指示剂颜色变化的判断 自动电位滴定的优点: 1.滴定速度更快速, 准确 2.提高结果的重现性 3.减少人为错误 4.自动化进行复杂的滴定程序 5.没有合适指示剂或者有色或浑浊的溶液都可以进行测试 CT-1plus全自动电位滴定仪主要优点和特点:1、自动颜色判定,机器人视觉原理精确颜色判断,大大提高滴定准确度,大大降低了操作人员的误差。2、自主知识产权的计量管活塞,使得滴定控制更精确。3、测试报告符合GLP/GMP规范,U盘存储防伪pdf实验报告。4、测试方法和测试记录条数无限制。 电位滴定种类:1、pH滴定(酸碱滴定) 指示电极:pH玻璃电极 参比电极:饱和甘汞电极2、氧化还原滴定 指示电极:铂电极 参比电极:饱和甘汞电极3、沉淀滴定 指示电极:不同的沉淀反应采用不同的指示电极,如测卤素时使用银电极 参比电极:双盐桥甘汞电极4、络合滴定 指示电极:Hg/Hg-EDTA电极 参比电极:饱和甘汞电极 参比电极:参比电极是电极电位恒定且重现性良好的电极。标准氢电极的电位为零,是参比电极中的一级电极。但由于氢电极制作麻烦,使用不便,故实际工作中少用。分析测试工作中使用的参比电极主要是甘汞电极和银-氯化银参比电极。 电位滴定仪应用行业:石化行业:总酸值TAN和总碱值TBN、皂化值、碘值、溴价和溴指数、硫醇硫含量及含盐量的检测。水质分析中还要检测钙离子、氯离子、氟离子、碳酸根离子等的检测。原油中的盐含量测定;石油产品酸值的测定;三聚磷酸钠中氯化钠含量测定;卷烟纸中碳酸钙含量测定。 医药行业:沉淀滴定:丁溴东莨菪碱、苯巴比妥(银电极);酸碱滴定(非水滴定):门冬氨酸、己酮可可碱、马来酸伊索拉定、双氯芬酸钠等;酸碱滴定(水相滴定):五氟利多、牛磺酸、甘油磷酸钠等;氧化还原滴定:维生素C、青霉素钠、聚维酮碘; 食品行业:酸碱滴定:乳化剂中的酸值、植物油中的酸值、酱油中总酸、淀粉酸度等;氧化还原滴定:糖中的二氧化硫、糖品中亚硫酸盐、植物油中过氧化值;络合滴定:牛奶中钙含量;沉淀滴定:酱油中食盐(以氯化钠计)的含量; 化妆品行业:硼酸及其硼酸盐含量;卤酸盐含量;酯值或含酯量的测定;羰基化合物的测定;
  • Millipore超滤原理、操作及工艺优化交流讨论会
    北京昊诺斯-鼎昊源&ldquo 真心英雄&rdquo 第二季系列活动之东北行 &mdash &mdash Millipore超滤原理、操作及工艺优化交流讨论会 2011年11月17、18日,北京昊诺斯科技有限公司及同一集团下负责仪器生产的北京鼎昊源科技有限公司,携手Merk-Millipore,在中国农业科学院哈尔滨兽医研究所和东北农业大学举办了两场&ldquo Millipore超滤原理、操作及工艺优化交流讨论会&rdquo ,这是继去年昊诺斯-鼎昊源&ldquo 真心英雄&rdquo 第一季东北行活动在吉林长春举办后,又一次走进了东北,选择了北国冰城黑龙江省哈尔滨市。 本次活动邀请了Merk-Millipore生物制药工艺部行业市场主管陈建锋及其台湾同事郑慧中、销售主管林红波,从超滤的原理、膜的特性及选择、超滤操作、工艺优化、除菌及除病毒过滤、搅拌技术、一次性产品等方面做了介绍。Merk-Millipore生物制药工艺部的销售经理戴欣和黑龙江地区的销售李鹏也受邀出席了本次讨论会。在讨论会进行过程中,前来参加的老师、学生及企业工作人员和Merk-Millipore的专家们进行了友好的互动,就工艺优化、除菌过滤、与传统超滤技术的对比等方面展开了讨论,与会人员表示收获颇多。 中国农业科学院兽医研究所讨论会现场 东北农业大学讨论会现场
  • 真空衰减法无损密封检测仪的原理
    真空衰减法无损密封检测仪的原理在现代包装工业中,密封完整性是确保产品质量和安全性的关键因素之一。真空衰减法无损密封检测仪作为一种先进的检测技术,以其高效、精确和无损的特点,广泛应用于制药、食品、化妆品等行业的密封性测试。本文将深入探讨真空衰减法的原理、技术优势以及在不同领域的应用情况。真空衰减法的原理真空衰减法无损密封检测仪的核心原理在于利用压力差来检测包装容器的密封性。其操作流程如下:测试腔体准备:将待测容器置于专门的测试腔体中。真空抽吸:对测试腔体进行抽真空处理,形成容器内外的压差。气体泄漏:由于压差作用,容器内部的气体通过潜在的漏孔泄漏到测试腔体内。压力监测:主机压力传感器实时监测测试腔体的压力变化。数据比较:将监测到的压力变化值与预设的参考值进行比较,以判断容器的密封性是否达标。技术优势无损检测:与传统的破坏性测试方法相比,真空衰减法能够在不破坏产品的情况下完成密封性检测。高精度:采用高精度的CCIT测试技术,能够检测到微小的泄漏孔径和泄漏流量。符合标准:满足ASTM测试方法和FDA标准,确保检测结果的权威性和准确性。适用范围广:适用于多种包装容器,包括西林瓶、安瓿瓶、输液瓶等,覆盖大容量和小容量注射液以及冻干产品的密封完整性验证。应用领域制药行业:在制药领域,真空衰减法无损密封检测仪被用于确保药品包装的密封性,防止微生物污染和药物变质。第三方检测机构:作为独立的检测机构,使用该技术为客户提供客观、准确的密封性测试服务。药检机构:药检机构利用该技术进行药品质量监管,保障公众用药安全。结论真空衰减法无损密封检测仪以其高效、精确、无损的特点,为包装密封性检测提供了一种理想的解决方案。本文旨在提供一个关于真空衰减法无损密封检测仪的全面介绍,包括其工作原理、技术优势以及在不同行业中的广泛应用。希望能够帮助读者更好地理解这一技术,并认识到其在现代工业中的重要性。
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