啟動會現(xiàn)場
我國是原子熒光光譜(AFS)技術(shù)、生產(chǎn)、應(yīng)用的強國大國,如今,儀器生產(chǎn)商10多家、不同型號和用途的原子熒光光譜儀器上百種,其年銷量在2500臺以上,頒布的相關(guān)國家或行業(yè)標準有百余項。原子熒光光譜方法廣泛應(yīng)用于食品、環(huán)境等領(lǐng)域。
不過,目前商品化的原子熒光光譜儀器主要是非色散型的,具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便等優(yōu)點。當然,非色散型原子熒光光譜儀也存在著光譜干擾和散射干擾等問題。過去通常認為元素?zé)舭l(fā)出的光就是該元素的單色光,而實際上多數(shù)的元素?zé)羰前穗s質(zhì)的,使得測量結(jié)果出現(xiàn)偏高等現(xiàn)象。有鑒于此,此次專項的目標是研制一種新型的原子熒光光譜儀,克服現(xiàn)有儀器存在的光譜干擾和散射干擾等問題,同時提高儀器長期穩(wěn)定性、在食品農(nóng)產(chǎn)品等領(lǐng)域開展應(yīng)用示范。產(chǎn)業(yè)化方面,計劃達到三年內(nèi)實現(xiàn)3200萬銷售額的目標。
據(jù)介紹,“新型原子熒光光譜儀器開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”專項選取了由凹面光柵+數(shù)字微鏡 (DMD)+光電倍增管組成分光系統(tǒng)的技術(shù)路線,以克服光譜干擾等問題。這種結(jié)合的分光系統(tǒng)是首次提出。
其中,凹面光柵起到分光的作用,當然,這里的凹面光柵并不是簡單的凹面光柵,而是具有高紫外衍射效率。數(shù)字微鏡起到選擇待測光的作用。數(shù)字微鏡是用數(shù)字電壓信號控制微鏡片執(zhí)行機械運動來實現(xiàn)光學(xué)功能的器件,是微米/納米技術(shù)和微型機電系統(tǒng)理論在投影設(shè)備領(lǐng)域的具體應(yīng)用,是DMD投影設(shè)備的主要部件,之前并沒有在分析儀器中應(yīng)用的先例。本項目采用的是高紫外反射效率的數(shù)字微鏡,是基于德州儀器公司(TI)的數(shù)字微鏡器件所研制的。
關(guān)于原子熒光光譜存在的散射干擾問題,項目組研制了一種散射干擾扣除方法——根據(jù)所采集的熒光譜圖和非熒光譜圖的強度變化關(guān)系,在樣品測量過程中直接扣除散射干擾。
當然,“新型原子熒光光譜儀器開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”專項的研制工作不止于此。由于采取了分光系統(tǒng),原來使用的元素?zé)?mdash;—空心陰極燈的光強等不能滿足要求,所以,項目組開展了長壽命-高強度的無極放電燈及其漂移校正部件的研制工作。在國內(nèi)原子熒光光譜發(fā)展早期,無極放電燈曾經(jīng)應(yīng)用過,不過當時的無極放電燈壽命短、穩(wěn)定性較差,逐漸被空心陰極燈取代,但是無極放電燈也具有光強高等優(yōu)勢。如今,長壽命、安全性好、可靠的無極放電燈的研制再次被提出。
另外,高穩(wěn)定性的化學(xué)蒸汽發(fā)生器、數(shù)字微鏡的控制系統(tǒng)、分析測試軟件等也是該項目的研制內(nèi)容。除了儀器設(shè)備的開發(fā),還有針對應(yīng)用的開發(fā)工作。“新型原子熒光光譜儀器開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”專項的應(yīng)用開發(fā)主要聚焦在食品、農(nóng)產(chǎn)品領(lǐng)域,建立基于新型原子熒光光譜儀的檢測方法,形成標準操作規(guī)程、開展應(yīng)用示范。
“新型原子熒光光譜儀器開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”專項預(yù)期的經(jīng)濟效益是,在項目驗收后三年內(nèi)銷售可達到80臺左右,年銷量成逐年遞增趨勢,三年內(nèi)預(yù)期銷售額為3200萬元。專項以為食品和農(nóng)產(chǎn)品等領(lǐng)域有毒有害重金屬污染監(jiān)控、普查提供測試準確和運營成本低的設(shè)備和方法支撐。
“新型原子熒光光譜儀器開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”項目由國家質(zhì)量檢驗檢疫總局推薦,參與單位包括了負責(zé)“新型原子熒光光譜儀測控系統(tǒng)及軟件開發(fā)”的吉林大學(xué)儀器科學(xué)與電氣工程學(xué)院,負責(zé)“新型原子熒光光譜儀光學(xué)系統(tǒng)開發(fā)”的中科院長春光機所,以及承擔(dān)應(yīng)用開發(fā)的兩家單位——中國檢驗檢疫科學(xué)院食品安全研究所和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標準與檢測技術(shù)研究所。項目牽頭單位——北京博暉創(chuàng)新光電技術(shù)股份有限公司負責(zé)“新型原子熒光光譜儀總體設(shè)計、系統(tǒng)集成及工程化”和“新型原子熒光光譜儀系統(tǒng)穩(wěn)定性技術(shù)開發(fā)”。項目總負責(zé)人是北京博暉創(chuàng)新光電技術(shù)股份有限公司首席科學(xué)家周志恒先生。
項目總負責(zé)人 博暉創(chuàng)新首席科學(xué)家周志恒
今天召開的“新型原子熒光光譜儀器開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”項目啟動會上成立了總體組和技術(shù)專家組,以及用戶委員會。項目總負責(zé)人周志恒先生對項目進行總體匯報,各任務(wù)組負責(zé)人也分別匯報了各任務(wù)情況。
國家質(zhì)檢總局科技司徐成華副處長、北京市科委條財處李建玲副處長,中科院生態(tài)環(huán)境研究中心江桂斌院士、清華大學(xué)張新榮教授、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院質(zhì)標所王靜研究員、機械工業(yè)儀器儀表綜合技術(shù)經(jīng)濟研究所歐陽勁松教授級高工、北京市理化分析測試中心張經(jīng)華研究員、北京市食品安全監(jiān)控和風(fēng)險評估中心黃華高工、中國計量院楊智君研究員、中國疾控中心閆慧芳研究員、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所王鋒研究員等專家,以及項目牽頭單位、各任務(wù)承擔(dān)單位的相關(guān)人員出席了啟動會。專家們對項目各方面提出了許多建設(shè)性意見。