科创中国

针对非色散型原子荧光光谱仪无法识别并扣除光谱干扰和散射干扰，致使其相关检测方法在国外的 生产和应用有限的问题，提出以数字微镜器件(DMD) 为空间光调制器、凹面光栅为分光器、光电倍增管为检测器的色散型原子荧光光谱仪，旨在克服干扰，提高原子荧光产业竞争力，促进国际认可，获得更大的市场空间。

研制的专用DMD控制器和色散信号采集器实现了全谱、快速采集，研制的测控系统实现了新型仪器各部件协调有序工作，开发的分析测试软件按照专用通信协议实现了环境、食品样品分析流程的自动控制与结果分析，研究了Se、Pb光谱干扰、散射干扰扣除方法以及信号增强技术，受邀参 加于西班牙巴塞罗那举行的“World Chemistry Forum”(世界化学论坛) 并作主题报告。仪器工程化样机已在北京、河北、长春多家应用单位试用，反应良好。

氢化物发生-原子荧光光谱法(Hydride generation atomic fluorescence spectroscopy, HG-AFS)在食品、农产品等重金属检测分析领域有着广泛的应用前景[1~4]，尤其对As、Sb、Bi等元素的痕量及超痕量检测有一定的优势[5~7]。目前欧美国家的相关行业标准对AFS的限制较多，。其中一个主要原因是检测过程中可能存在光谱或散射干扰，会造成误差，而现有仪器均采用非色散检测法，无法有效验证或排除此类问题，限制了HG-AFS的进一步发展。为了解决以上问题，发展一种适用于AFS的色散检测技术便显得尤为重要。

HG-AFS检测元素的激发荧光主要分布在180~320 nm，对色散检测方法的灵敏度和响应速度等要求较高。常用方法如扫描光栅法系统结构较为复杂，含有机械传动部件，检测速度慢[9];滤光片不适用于多通道多元素的同时测定[10];电感耦合器件光谱仪也很难满足AFS仪器的紫外波段高灵敏度要求[11]。DMD作为数字光处理技术的核心部件，是一种微机电系统，每个DMD芯片上都集成了近百万片微米级的微反射镜(如0.7 XGA DMD由1024×768个微反射镜组成阵列，每一个微反射镜的宽度仅为13.68 μm，间隔0.1 μm)，每秒钟可以翻转上万次，DMD可以翻转的工作角度为+12°和-12°，可以设置+12°微反射镜将入射光反射到光电检测器上，以此方向状态即为“开态”，-12°的微反射镜将入射光反射作为无用光谱信息被吸收处理，并以此方向状态即为“关态”。这种以DMD为空间光调制器的光谱分析技术具有响应速度快、无宏观移动部件、稳定性高等特点。

尽管DMD被认为是一种在光谱分析领域应用潜力巨大的空间光调制设备，但现有的紫外DMD (TI，DLP®0.7 XGA UV DMD)只对280 nm以上的光谱信号有效[18]，这也是目前未能将DMD应用在HG-AFS等紫外光谱分析领域的主要原因。本研究应用一种窗体由Corning HPFS®7980熔融石英制成的高紫外透射率DMD作为空间光调制器、光栅作为色散器、光电倍增管(Photomultiplier tube, PMT)作为检测器，研制成一种适用于原子荧光色散检测的紫外DMD光谱仪，显著提升了180~280 nm范围内的荧光信号透射率。

本科专业2个：测控技术与仪器（国家特色专业）、电气工程及自动化。

硕士学位授权点5个：测试计量技术及仪器、精密仪器及机械、检测技术与自动化装置、电力电子与电力传动、电工理论与新技术；工程硕士授权点2个：仪器仪表工程、电气工程。

一级学科博士学位授权点1个：仪器科学与技术；二级学科博士学位授权点3个：测试计量技术及仪器（省重点学科）、精密仪器及机械、检测技术与自动化装置。

博士后科研流动站1个：仪器科学与技术。

其中，地球探测技术及仪器是国家一级重点学科“地质资源与地质工程”的重要研究方向之一，并进入985工程二期和211工程三期建设。

Ø “仪器电气实验教学”成为吉林省示范教学中心、吉林省仪器电气大学生科技创新基地；

Ø 测控技术与仪器正式列入国家一类特色专业建设点；

Ø “智能仪器”为国家级精品课程；

Ø “传感器与检测技术”为省级精品课程；

Ø “科研引领教学，突出仪器专业特色，强化课程建设，创新实践教学体系”获吉林省教学成果一等奖；

Ø 仪器专业系列课程与创新实践教学团队获国家级教学团队称号；

Ø 出版“十一五”国家级规划教材6部；

Ø 省级教学改革项目3项。

 能量色散 X 射线荧光光谱仪的主要优势可以概括为以下几点:

⑴是一种真正意义上的无损检测方法。被测样品在测量前后，无论其化学成份、重量、形态等等都保持不变;

⑵分析速度快，可以预筛选大量的样品。一般情况下，检测一个样品中的诸元素只需 3 分钟左右;

⑶精度高，准确度好。可以快速( 半) 定量的分析一个样品中铅、镉、汞、铬( 不是六价铬) 及溴( 不是P B B 或 P B D E )的含量水平;

⑷自动化程度高。总结会给目前市场带来举得的经济收益

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