分析仪器行业员工技术入门.docx
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分析仪器行业员工技术入门
分析仪器行业员工技术入门
简册
分析仪器分会培训部
《分析仪器行业员工技术入门简册》使用说明
分析仪器分会组织行业内专家编纂的这个简册，面对对象是本行业入职工程技术人员和技术工人，目的是使他们入职后能够对本行业的基本技术层面，行业分类、专业基础、技术名称和术语定义、基本概念，以及对企业技术文件中的技术描述有个快速、基本的学习了解。
在使用中各会员单位可根据自己企业的产品、技术、市场目标，选择其中适用于自己企业的部分，编纂自己企业的员工技术知识培训文件。
编纂中有什么不准确、需要增删、订正的地方希望给我们培训部提出，以便我们能更好的为大家服务。
分析仪器分会培训部
2012.8
目次
一、行业基本知识
二、产品基本知识
三、行业标准基本知识
四、名词解释
五、常用装调工具使用方法及安全防护
一、行业基本知识
【一】基本属性
仪器仪表，包括分析仪器仪表在内，以及与其相关的测量、分析、控制技术，在目前知识经济时代和信息技术高速发展的背景下得到日益突出的彰显。
仪器仪表是信息产业的源头和组成部分，是信息技术的重要基础。
科学家钱学森先生对新技术革命有如下论述：
“新技术革命的关键技术是信息技术，信息技术是测量技术、计算机技术、通讯技术三部分组成，测量技术则是关键和基础。
”国际上也将信息技术生产行业定性为计算机、通讯、仪器仪表三个行业。
【二】应用及需求领域
在国民经济领域中，如轻重化工、采矿冶炼、环境监测、卫生防疫、医药制药、食品检测、空气饮水洁净等人民生活各方面，分析仪器（仪表）承担着把关者和指导者的角色；在国家重大经济和政治领域如海关检控、市场准入、国防、涉及国土安全和国家安全的重大科研及经济项目中，分析仪器担负着侦测、情报、监测、检测及警戒的任务；更基础的，分析仪器还起到当然的关键性的物质基础性的作用，如国家与国民安全和产品及服务质量标准的制定，先端的科学研究，探索社会可持续发展、抵御自然灾害、依法治国并实施有关法律（质量、商检、计量、环保）的过程，等等。
仪器仪表作为现代化大型重点成套装备中的重要组成部分，已成为信息化带动工业化的重要纽带。
工程技术装备水平的提高，使得仪器仪表在工程设备总投资中已达较高比重。
例如，一个现代大型钢铁装备投资中，多达近1/3的经费用于购置仪器和自控系统；一个30万吨乙烯炼制工程中，需要配置配套的各种分析仪器仪表需要上百多台（套），经费占其投资的11%以上；航天工业中固定资产1/3是仪器仪表和计算机；运载火箭的仪器开支占全部研制经费的1/2左右；载人舱内用于水和空气等质量监测的分析仪器，导弹的高精度制导控制和航天精纬测量及红外成像仪器，专用高温实验设备等，都是国防装备中的重点产品。
分析仪器及其发展有力地促进了高水平科学研究和高新技术产业的发展，反过来，它又提高了对分析仪器的需求以及高精尖性能的要求。
分析仪器在实施科教兴国、知识创新和技术创新的过程中发挥十分重要的作用。
各项高水平的科学实验是不能离开科学仪器的，现代科学的进步也越来越依靠尖端仪器的发展。
分析仪器在国民经济和社会发展中，地位特殊，作用巨大，市场需求稳步增长，应用领域不断扩展，对国民经济有倍增和拉动作用，发展潜力深远。
【三】行业分类
我国仪器仪表行业分布以机械系统开发生产的通用仪器仪表为主，信息产业部、教育部、中国科学院、国家医药局和冶金、石化、轻工、煤炭、电力公司、测绘以及兵器、航天、航空、船舶工业等系统研制、生产各类专用仪器仪表。
从产业角度（国家标准GB/T4754-2002《国民经济行业分类》），仪器仪表当属制造业中仪器仪表及文办机械制造业（C41），此大行业中有5、6个行业分类如“通用仪器仪表（C411）”、“专用仪器仪表（C412）”、“光学仪器”乃至包括“修理”行业等，而其下小行业类别有约20多个。
通用仪器仪表中如工业自动控制系统装置、电工仪器仪表、绘图计算及测量仪器、实验分析仪器、试验机、供应用仪表[]等；专用仪器仪表中如环境监测、汽车及其他用计数、导航气象及海洋、农林牧渔、地质勘探和地震、教学、核子及核辐射测量、电子测量等；其他类别如钟表与计时仪器、光学仪器、衡器、医疗诊断监护及治疗设备等。
就此分类，分析仪器主要当属专用仪器仪表类别。
分析仪器是仪器仪表行业的一个具有高端技术含量的专门行业，属于机械制造这个大领域中跨越工业自动化装置，基础物理、化学原理应用，实验室和现场分析，以及专用监测分析等多个领域的行业，属于具有跨学科高技术性质的高端精密机械制造属性的高技术制造行业。
二、产品基本知识
分析仪器的设计制造水平，是一个国家现代工业发达程度的最重要标志之一。
与其直接有关的行业就包括稀有材料制造、特殊材料加工、高级精细加工、现代数字技术、嵌入式智能技术、信息通讯等等；所涉及的学科包括探测分析机理研究、数学、计算技术、光学（光谱学、物理光学、几何光学）、核子学、化学、热学、力学（量子力学）等等。
【一】分析仪器的分类
分析仪器有多种分类方法，粗略按如下划分。
（一）按物理化学工作原理分类
各种色谱分析仪器（如液相色谱，气相色谱，离子色谱），分子光谱分析仪器（如红外/近红外/傅里叶变换红外光谱、紫外光谱、可见光光谱、激光光谱、拉曼光谱），X射线分析仪器，核磁共振波谱仪器，质谱分析仪器，电化学分析仪器，生物化学分析仪器，核仪器，原子光谱分析仪器（如发射光谱、吸收光谱、荧光光谱），顺磁式分析仪器，磁共振波谱分析仪器，热导式分析仪器等等
（二）按其应用领域分类
如环境保护类分析仪器，医用类分析仪器，地质用分析仪器，生化分析类分析仪器，土壤分析仪器，元素分析仪器，水质分析仪器，大气监测分析仪器，油品分析仪器，材料表面分析用分析仪器，海洋用分析仪器，物位测量仪器，重金属分析仪器，食品饮料分析仪器等等
（三）按被分析物质的相态分类
如固相（固态）分析仪器，液相分析仪器，气相分析仪器，离子态分析仪器等等
（四）按使用方式或场合分类
如实验室（室内）分析仪器，在线或过程分析仪器（室外或室外小屋），便携式分析仪器，手持式分析仪器、车载式分析仪器、防爆型分析仪器、潜水型分析仪器等等
【二】分析仪器基本组成
对一个物样（样品）进行分析的过程，就是了解分析仪器组成的过程：
因此，分析仪器基本上有这样一些主要部分：
（一）样品准备部分
样品准备大致指两大块，样品采集以及样品处理。
◆样品采集（采样）
样品的采集看似简单，其实不然。
它通常包含这样一些基本因素
●样品需要具有代表性（地点、时间、相态、数量以及环境变化的影响）
●对样品内部成分变化影响非常小甚至无影响的采集、存储和传输手段
●操作或运行成本（如耗材、维护）尽可能低廉
◆样品处理（试样生成）
●处理的最终目标
试样生成是通过采用各种方法和技术手段，“取出”最具有代表性的成分，以满足检测分析部分对样品的要求，从而分析出最接近“真实性”的结果。
●处理的基本要求
根据样品不同的相态和属性，一个符合测量分析要求的样品的生成过程有与其相适应的各种方法、技术。
采集的样品往往不“纯”，即，样品中有许多对被分析成分（目标成分）会产生影响的其他成分，它们被称为影响成分和干扰成分。
处理的过程就是要采用各种手段、方法、器具、设施将这些成分对分析的影响降到最低乃至祛除以突出被分析成分的灵敏性和选择性。
●处理的主要方法
具体的处理方法或技术很多，但可以大致分为物理方法与化学方法两大类。
物理方法主要是利用样品中各成分物理性质的差别、化学方法主要是通过化学反应来降低或消除干扰成分的影响。
例如物理方法中有离心、摇晃、升华、吸附、层析、过滤、超声等，化学方法如衍生、络合、沉淀、催化等。
●处理技术的发展
样品被按要求处理后，要按规定的方式、顺序、定量馈送给分析仪器以对其进行分析。
样品的馈送取决于分析仪器特点，分析方法要求，期望的结果要求等，是一项专业性很强的操作。
围绕着这些方法产生了众多的半自动化和自动化技术和相关器械与设施，它们是一个分析系统中不可或缺的重要组成，这些器械与设施的制造已经发展成为分析仪器行业中一个专门的领域。
（二）样品信号处理（检测和分析）部分
即传感测量部分，这一部分是任何一个分析仪器的核心部分之一，它是利用物理、化学、力学、热学、光（谱）学、原子物理、量子物理、核子物理等基本物理或化学原理，将物理或化学信号转变为电信号，再对这电信号进行“加工”如放大，整形，祛除杂声，然后再对其进行各种运算计算使其成为可度量的分度值。
现在分析仪器要分析计算的，不仅有被测量成分，还有很多辅助参量如其他需要的成分，温度，压力，流量等等，同时还能给出多种类型的报警、故障及自诊断信号。
技术发展到现在，几乎所有的信号运算都已经采用了数字化计算和智能化计算，这或者信号输送给计算机进行，或者采用嵌入式微处理器系统进行，有时二者兼而有之。
（三）结果输出部分（表达或表征）
信号输出有多种方式，模拟输出（电流、电压），数字输出（通讯、屏幕显示），仪器或系统状态/控制输出等。
数字输出是信息化的基础。
它形式多样，如现场总线、DCS、网络（有线无线）通讯，无线通讯，所有测量分析信息以及仪器的其他相关参数信息都可经此发往外部，同时也可接收从外部发来的信息。
这使得仪器可以经过网络和数字链路被远程操控。
分析结果的具体告知形式多种多样，数码管显示、液晶屏显示、指针显示、LED阵列显示等。
（四）标准样品与仪器标定
除了要求确定成分性质即定性分析，更需要准确确定成分的含量即定量分析。
人们需要知道某个成分的量“到底”是多少？
这涉及到分析仪器领域中的一个基本概念，术语为“真值”。
本质上，对物质成分分析的准确度是相对的，就是说，任何测量的结果都是只可能无限接近这个真值，而不是“就是”它。
那么这就需要一个衡量基准，这基准就是标准物质。
标准物质是用专门方法制造并用极高精度仪器检测的。
标准物质的标准制作方法和纯度有相关的国家标准和计量标准予以保证。
分析仪器在对样品进行分析前，必须使它的分析处于一个基准位置，这就是用标准物质对仪器进行标定（校准、校正）。
分析仪器属于测量器械或装置，根据国家法令，它需要被进行法定计量。
因此仪器至少在工作前要进行“标定”，即校准。
仪器的标定需要用标准物质进行。
三、行业标准基本知识
作为一个行业，分析仪器包含这样一些主要内容：
标准物质确认，分析仪器制造和检验、分析方法及操作规程等，这些活动的实施必须依据国家/行业/企业标准进行。
按国家机械工业标准编号分类，分析仪器相关标准编号为N5x，大致为：
N50——成分分析仪器及环境监测仪器综合部分
N51——物性分析仪器和物位分析仪器部分
N52——色谱仪器部分
N53——电化学、热学及光学式分析仪器部分
N54——质谱仪、能谱仪及附属装置部分
N55——其他成分分析仪器部分（如分析仪器的试样处理系统）
N56——环境监测仪器及相应成套装置（如尾气测量分析仪器），等等。
这个编号（即N5x）在任何标准中都必须存在，以指明其所属行业。
广义的行业标准不仅指仪器自身的标准，还包含其应用行业的适用标准（即市场准入）和仪器生产用部件、材料等的相关标准。
例如，环境监测领域中就适用什么样的检测分析方法和手段制定了标准，一些危险场合对分析仪的应用设立了安全（如防爆）标准；在制造中某个材料如橡胶等等。
这些标准有国家标准、行业标准和企业标准。
有些标准实行强制推行，如涉及到生命财产安全的标准。
因此，分析仪器的设计、制造不仅是某种物理化学现象的直接间接的具有高技术属性的开发利用，而且还要和其应用行业相适应，即，既要获得目前应用的认可，又要能够使行业采用新的技术方法以促进其应用。
若干例子
相关国家标准（部分）
GB/T12519—2010《分析仪器通用技术条件》
GB/T11606—2007《分析仪
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