《仪器分析》仿真实验（精选8篇）
《仪器分析》仿真实验 篇1
仪器分析实验仿真实验
紫外分光光度计仿真实验
一、实验概述：
在分之中，除了电子相对于原子核的运动之外，还有原子核之间振动和转动引起的相对位移。这三种运功能量都是量子化的，对应有一定的能级。分子的能量是这三种能量的总和。当用一定频率（波长）的电磁波（光）照射分子，其能量恰好等于分子的两个能级差时，则分子就会吸收光的能量而由较低的能级跃迁到较高的能级，同时光的强度（能量）变小。吸光度符合吸收定律：
A=lg（I0/I）=KcL 根据这一关系可以用工作曲线法来测定未知溶液中吸光物质的浓度。
二、实验装置：
仪器调节面板：
本实验仿真的设备是UV-754C紫外可见光风光光度计，它具有卤钨灯（30W）、氘灯（2.5A）两种光源，分别适用于360～850nm和200～360nm波段，采用平面光栅作色散元件，GD33光电管作接受器。
三、实验操作： 第一步：选取实验
点击主菜单上的“实验选取”，会出现如下的对话框：
用鼠标左键点中你要做的实验，此文件名会出现在对话框的“文件名”一栏的文本框中，在此实验文件上面双击左键或者点击“打开”按钮打开实验文件。
第二步：打开电源、预热
用鼠标点击紫外分光光度计上的暗箱盖，暗箱盖会自动打开，如下图所示：
１
然后用鼠标点击仪器右下角的红色电源开关接通电源，这是仪器调节面板会自动显示，并进入开机自检状态,此状态大约持续10秒左右,在这段时间里计算机出现停滞现象是正常的.随后计算机进入预热期, 时间大约为1分钟（真实仪器为20分钟）。预热结束时会听见蜂鸣声,并且会看见预热按钮上方的灯熄灭此时仪器就进入工作状态了。
关状态：
开状态：
第三步：配置试液
用鼠标点击主菜单中的“配置试液”按钮，出现配置试液窗口：
２
用鼠标点击下面5个容量瓶，选择每个容量瓶要加入的蒽醌标准溶液量，系统会自动稀释到刻度线：
5个容量瓶的溶液都配置好以后，点击窗口右下角的箭头进入下一步。
第四步：确定吸收波长
点击试液配置窗口右下角的箭头后，系统会显示如下窗口，自动测量完成了吸收光谱图: ３
点击文字中的“吸光度——波长曲线”到吸收光谱图窗口，再点击“绘制吸收光谱”按钮就可以看到蒽醌的紫外吸收光谱图：
记录下最大的吸收波长，关闭此窗口，然后进行下一步
第五步：调节吸收波长
用鼠标点击紫外分光光度计上的波长调节位置，出现波长调节窗口，用鼠标左键或者右键点击波长调节旋钮来增大或者减小波长到刚才记录的最大波长。
４
第六步：仪器调节面板
点击调出仪器调节面板
点击按钮打开氘灯，依次点击、、按钮关闭钨灯，点击到T，然后按下 按钮，等待数字显示平稳后，点击到A。
调节完成后的面板如下图：
５
第七步：将样品装入吸收池架
点击主界面上的吸收池架调出吸收池画面：
吸收池架有四个位置，在测量时分别对应仪器调节面板的上的“参考”、“1#”、“2#”、“3#”四个指示位置。把鼠标停留在上面6个容量瓶上，下面会显示相应的说明。点击每个位置选择要加入的溶液：
加入溶液后，窗口右下角会出现箭头提示放入暗箱，点击系统会将吸收池架自动放入。
第八步：测量
点击调出仪器调节面板以便读取吸光度数据，然后前后拉动拉杆将不同的溶液放进光路中，从仪器调节面板上读取吸光度数据，系统会自动记录。
６
按照以上方法把六组数据测试完毕。
第八步：实验数据处理
六组数据测试完毕后，点记主菜单上的“实验数据”按钮，调出数据处理窗口，在工作曲线页点击“绘制工作去先”按钮，系统会自动绘制工作曲线，并根据工作曲线给出待测溶液的浓度。
如果计算机安装了打印机，可以点击右上角“打印报表”按钮打印实验报告。
第十步：实验完毕
取出暗箱中的吸收池，关闭暗箱，关闭电源。然后清洗吸收池、整理现场。
７
原子吸收分光光度计仿真实验
一、实验概述：
原子吸收分光光度分析法又称原子吸收光谱分析法，是根据物质产生的原子蒸气对特定波长的光的吸收作用来进行定量分析的。
与原子发射光谱相反，元素的基态原子可以吸收与其发射波长相同的特征谱线。当光源发射的某一特征波长的光通过原子蒸气时，原子中的外层电子将选择性地吸收该元素所能发射的特征波长的谱线，这时，透过原子蒸气的入射光将减弱，其减弱的程度与蒸气中该元素的浓度成正比，吸光度符合吸收定律：
A=lg（I0/I）=KcL
根据这一关系可以用工作曲线法或标准加入法来测定未知溶液中某元素的含量。
在火焰原子吸收光谱分析中，分析方法的灵敏度、准确度、干扰情况和分析过程是否简便快速等，除与所用仪器有关外，在很大程度上取决于实验条件。因此最佳实验条件的选择是个重要的问题。本实验在对钠元素测定时，分别对灯电流、狭缝宽度、燃烧器高度、燃气和助燃气流量比（助燃比）等因素进行选择。
二、实验装置：
本实验仿真的设备是AA320型原子吸收分光光度计，主要设备参数如下： 波长范围：190.0~900.0 nm 光栅刻线：1200 条/mm 闪跃波长：250 nm 线色散倒数：2.38 nm/mm 狭缝宽度1~6档对应的nm数分别为：0.2，0.4，0.7，1.4，2.4，5.0 ８
原子吸收分光光度计的放大图：
三、实验操作： 第一步：选取实验
点击主菜单上的“试验选取”，会出现如下的对话框：
用鼠标左键点中你要做的实验，此文件名会出现在对话框的“文件名”一栏的文本框 中，在此实验文件上面双击左键或者点击“打开”按钮打开实验文件。
选取实验后回到实验主界面，窗口上面的标题栏会显示实验名称+实验文件名称。第二步：打开电源
在主界面上用鼠标点击原子吸收分光光度计，会出现原子吸收分光放大图，用鼠标点击右下角的总电源开关打开电源。
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第三步：打开空气压缩机电源开关
打开原子吸收分光光度计的总电源开关后，用鼠标点击窗口右下角的“返回”按钮回到主界面，然后点击空气压缩机，会出现空气压缩机窗口，如图所示：用鼠标点击空气压缩机电源开关打开电源，电源上面的指示灯会亮起来。
打开电源开关后，关闭空气压缩机的窗口回到主界面。
第四步：选择阴极灯 回到主界面后，点击原子吸收分光光度计出现原子吸收分光光度计放大图，用鼠标点击左上的阴极灯箱，会出现阴极灯窗口。
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做实验时要根据待测元素的不同选择相应的元素灯。用鼠标左键点击左上角的阴极灯的种类，会出现阴极灯选择画面：
用鼠标左键点击要选的阴极灯，然后点击阴极灯电源开关接通电源，灯被点亮。关闭此窗口回到原子吸收分光光度计画面，然后进行下一步。
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第五步：粗调节阴极的灯电流
点击原子吸收分光光度计上的阴极灯电流指示位置，会出现阴极灯电流调节窗口：
在调节旋钮上点击鼠标左键增大电流，点击右键减小电流。根据实验要求，调节电流再8~11mA之间。然后关闭电流表调节窗口，回到原子吸收分光光度计画面。
第六步：波长扫描
用鼠标点击原子吸收分光光度计右下的波长扫描按钮，左边白色的按钮是在一定范围内自动从大到小扫描，灰色按钮是在一定范围内自动从小到大扫描，系统会自动扫描找到最合适的波长。
第七步：调节多功能面板
用鼠标点击原子吸收分光光度计右上的多功能面板，出现多功能面板的放大图。
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多功能面板上的调节旋钮用鼠标左键点击逆时针旋转，用鼠标右键点击顺时针旋转。调节“方式”到“调整”档，然后关闭多功能面板窗口回到原子吸收分光光度计画面。
第八步：调节阴极灯位置
用鼠标步左键点击原子吸收分光光度计右下的能量表，会出现能量表的放大图，用鼠标点中能量表窗口的蓝色标题栏，然后按住左键移动鼠标，窗口就会跟随鼠标的轨迹移动，按照此方法把能量表窗口移动到屏幕靠边上的位置。然后用鼠标点击原子吸收分光光度计的阴极灯箱，出现阴极灯调节窗口。此时应调节窗口的位置，使得在调节阴极灯位置的时候可以看到能量仪表。
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分别在垂直和水平方向上调节阴极灯的位置，使得获得的能量最大，调节的时候一定要反复多试几次，如果在最大点位置附近移动一两下不好调准，可以先移动到最大点位置比较远的地方再向回调，如此反复几次，找准最大能量的位置。如果调整到最大能量后能量表指针偏出了红色区域，可以用增益旋钮调节使指针回到红色范围。调节好以后，关闭阴极灯窗口。不要关闭能量表窗口。
第九步：微调波长
用鼠标点击原子吸收分光光度计的波长微调旋钮，左键增加，右键减小，使获得最大的能量输出。如果调整到最大能量后能量表指针偏出了红色区域，可以用增益旋钮调节使指针回到红色范围。不要关闭能量仪表，进入下一步。
第十步：调节狭缝宽度
点击原子吸收分光光度计右上的多功能面板，调整多功能面板窗口和能量窗口的位置，使得再多功能面板上操作的时候能够看见能量窗口。
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用鼠标点击狭缝调节旋钮，左键点击逆时针旋转，右键点击顺时针旋转，调节需要的狭缝宽度，一般情况下狭缝越小，能量越小，太小的能量不利于测定，狭缝越大，能量越大，但是可能会引起光谱通带的增加而产生其他共振线的吸收而影响实验结果，因此狭缝的宽度要根据具体实验来定。选择好狭缝宽度后，如果能量表的指针偏出红色区域，可以用增益旋钮调节使指针回到红色范围。调节好以后，关闭多功能面板和能量表，然后在原子吸收分光光度计画面上点击右下角的“返回”按钮返回到主界面。
第十一步：打开乙炔钢瓶
在主界面上点击乙炔钢瓶，会出现乙炔钢瓶的放大窗口。
先打开乙炔总阀，用鼠标左键点击乙炔总阀，总阀会自动打开，再次用鼠标左键点击后自动关闭。然后调节乙炔支阀，左键点击增加开度，右键点击减小开度，调节支压力表的压力到足够大。在真实实验中，如果支阀压力太小，可能造成火焰无法点燃，建议压力不小于0.15Mpa。调节完成后，关闭乙炔钢瓶窗口，回到主界面。
第十二步：接通气路、点火
在主界面上点击原子吸收分光光度计，出现原子吸收分光光度计放大图。用鼠标左键点击原子吸收分光光度计中间下部的气路开关部分，出现气路开关放大的窗口，从左到右依次点击打开各个开关，然后关闭窗口。
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打开气路开关以后，关闭气路开关窗口回到原子吸收分光光度计画面，用鼠标左键点住点按钮几秒钟，火焰即被点燃。
注：真实实验中，点火前要先进行室内排风，本实验忽略了这一环节。
第十二步：调零
打开原子吸收分光光度计右上的多功能面板，点击“方式”旋钮使调整到“吸光度”位置后，关闭多功能面板。点击主窗体左边的菜单中的“溶液选取”按钮或者右下角的溶液烧杯选取溶液
点击“溶液选取”框内的下拉条，选取“空白样液”，然后点击窗口下部的“选取”按钮，系统会将所选的溶液自动喷入雾化器。
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点击原子吸收分光光度计右下的调零按钮进行调零，左右两个键功能相同。
第十三步：调节燃烧器位置
任意选取一份在线性范围的标准对比样液
点击“选取”按钮自动喷入雾花器后，仪器会现实一定的吸光度值，此时点击原子分光光度计中下部的燃烧器位置调节旋钮，两个旋钮中上面的是调垂直位置，左键点击燃烧器向下移动，右键点击向上移动，下面的旋钮是调水平位置，左键点击向右移动，右键点击向左移动，调整的同时密切注意吸光度的变化，找到吸光度最大的位置。
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第十四步：微调阴极灯电流
同时打开能量表和阴极灯电流表，调整两个窗口的位置，使得在调节电流表的时候可以看到能量表和吸光度值
微调阴极灯电流的原则是：在保证有足够且稳定的光强输出条件下，选择低的工作电流，没有特别的数量限制，根据实验要求而定，一般是先选定大致的测量条件，然后选定一个大致的灯电流的范围，然后喷入标准溶液，在选定的灯电流范围内每隔1~2mA测量一次，计算 １８
平均值和标准偏差，并绘制吸光度与灯电流的关系曲线，选取灵敏度高、稳定性好的条件为工作条件。对于本实验，10mA为最佳值，省略了选择的过程。如果调整电流后能量表指针偏出了红色区域，可以用增益旋钮调节使指针回到红色范围。调节好以后，关闭能量表和阴极灯电流表。
注：在实验中调节阴极灯的电压、电流以及能量增益按钮都可以改变能量输出值的大小；实际上，在新式的阴极灯中，一般没有电压调节钮，它的能量增益钮能自动控制电压。
第十三步：调节空气和乙炔的流量
用鼠标点击原子吸收分光光度计左下的空气和乙炔流量调节位置出现空气和乙炔的流量调节窗口，调整窗口位置，使得在调节空气和乙炔流量的时候可以看到吸光度数值，左边的转子流量计指示空气的流量，右边的转子流量计指示乙炔的流量，左边的旋钮调节空气的流量，右边的旋钮调节乙炔的流量。首先固定空气流量（具体值由实验确定），改变乙炔流量，使当前液指示吸光度最大。接着固定乙炔流量，改变空气流量，使当前液指示吸光度最大。
第十四步：样品测试和数据记录
前面已经把仪器调节好，不要在改变实验条件，打开多功能面板，把“信号”旋钮转到“积分”位置（由于吸光度的值一直在变化，旋转“信号”旋钮到“信号积分”位置，这可使变化速率变慢）。点击左边菜单的“溶液选取”或者烧杯选择溶液，依次测量各标准溶液和未知溶液，且在每次测试前都要用空白样液校零。每测量一种溶液后，要记录数据，点击左边菜单的“试验数据”按钮打开数据记录窗口，按照所列的项目依次读取数据并写入数据，然 １９
后点即“取消”按钮关闭记录窗口。
测量并记录完最后一组数据后，点击数据记录窗口上的“试验报告”按钮进入实验数据处理。
第十五步：数据处理
记录完最后一组数据后，点击“试验报告”按钮，出现实验报告界面：
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此时就可以根据实验数据确定待测元素的浓度。如果计算机安装了打印机，可以点击右上角“打印报表”按钮打印实验报告。
第十六步：实验完毕
实验结束后，吸入去离子水2~3min，先关乙炔，再关空气。
关闭灯电源开关及总电源开关，将仪器上各旋钮转至零位，最后关闭通风装置电源。
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气相色谱仿真实验
一、实验概述：
实现色谱分离的先决条件是必须具备固定相和流动相。固定相可以是一种固体吸附剂，或为涂渍于惰性载体表面上的液态薄膜，此液膜可称作固定液。流动相可以是具有惰性的气体、液体或超临界流体，其应与固定相和被分离的组分无特殊相互作用（若流动相为液体或超临界流体可与被分离的组分存在相互作用）。
色谱分离能够实现的内因是由于固定相与被分离的各组分发生的吸附（或分配）系数的差别，其微观解释就是分子间的相互作用力（取向力、诱导力、色散力、氢键力、络合作用力）的差别。
实现色谱分离的外因是由于流动相的不断流动。由于流动相的流动使被分离的组分与固定相发生反复多次（达几百、几千次）的吸附（或溶解）、解吸（或挥发）过程，这样就使那些在同一固定相上吸附（或分配）系数只有微小差别的组分，在固定相上的移动速度产生了很大的差别，从而达到了各个组分的完全分离。
二、实验装置：
本实验仿真的设备是GC102型气相色谱仪，该产品为实验室用的填充相气相色谱仪，具有热导、氢焰二种检测器，定温控制恒温槽及气流控制装置。主要设备参数如下： 检测器灵敏度：热导池：S≥1000mVml/mg；载气H2样品C6H6
－氢焰：Mt≤1×1010g/sec；载气N2样品C6H6
检测器稳定性：基线漂移：≤0.05mV/h 层析柱恒温室：室温＋40℃－300℃ 恒温精度：±0.3℃
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有效区最大温差：2℃ 气化室：最高400℃
气相色谱仪各部分介绍：
三、实验操作： 第一步：选取实验
点击主菜单上的“实验选取”，会出现如下的对话框：
用鼠标左键点中你要做的实验，此文件名会出现在对话框的“文件名”一栏的文本框 中，在此实验文件上面双击左键或者点击“打开”按钮打开实验文件。
选取实验后回到实验主界面，窗口上面的标题栏会显示实验名称+实验文件名称。
第二步：确认操作条件
点击主菜单上的“操作条件”，会出现如下的操作条件列表：
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在实验调节过程中，请以此列表内的条件为准进行调节，否则不能正确输出色谱峰。
第三步：开载气
用鼠标点击实验主界面上三个气体钢瓶中的载气钢瓶，出现钢瓶的调节阀画面：
当阀关闭时，用鼠标左键点击打开，当阀打开时，用鼠标左键点击关闭。打开总阀和减压阀，注意开关阀门的顺序。
第四步：检查柱前压力
点击气相色谱仪上的柱前压力表，查看柱前压力是否符合操作条件。
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注意：在仿真实验中，柱前压力都默认是正确值，在真实实验中，应该根据实验的具体要求用钢瓶的减压阀调节柱前压力。
第五步：调节载气流量
点击气相色谱仪上的流量调节部分，会出现流量调节器和皂膜流量计。
一般气相色谱仪的流量调节部分都有三个调节器，分别控制载气、氢气、空气（后两者用于FID检测气），但是转子流量计的指示都不是很准确，因此都要加一个皂膜流量计来进行精确的测定。界面上的三个流量调节旋钮，左键点击增加流量，右键点击减小流量，调节到一定开度后，转子流量计中的转子上升到了一定的高度，此时用鼠标左键点击皂膜流量计的橡皮头，产生一个皂膜，被载气推动由下向上运动，记录皂膜通过一定体积的时间就可以求出载气的流量，载气的精确流量在上面自动计算显示出来。在仿真实验中，为了简便，用皂膜流量计测量过一次以后，以后再调节流量调节旋钮时，精确流量就会自动显示，不用反复测量，在真实实验当中，是每次都重新测量的。
调节载气流量到实验操作条件要求的数值，然后进行下一步。
第六步：打开电源
用鼠标点击打开气相色谱仪上的电源开关。
关的状态：
开的状态：
第七步：调节温度
用鼠标点击气相色谱仪的温度调节步部分，出现温度调节详细画面。
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调节温度时，用鼠标点击相应数字位上的“+”或者“—”，该数字位就会加1或者减1。按照实验操作条件要求分别调节柱室（柱温）、进样器（气化室温）、离子室（离子室温）的温度，注意：柱室的温度是X1的，而进样器和离子室的温度是X10的。
第八步：调节TCD参数（如果用FID检测器，此步应该调节FID参数）
用鼠标点击气相色谱仪上的TCD调节面版。
首先用鼠标点击电源开关接通电源，指示灯亮。然后根据实验的要求选择桥电流和衰减比。如果电流表指示的电流稍有偏差，可以用“电流微调”旋钮调节。“零调”旋钮可以用来调节记录笔在记录纸上的位置，粗调位置变化大，细调位置变化小。然后点击落笔开始走基线。
调节好各项参数，基线走平稳后，可以进行下一步——“进样”。
注意：对于使用FID检测器的实验，此步应该调节FID参数，如下图：
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然后还要开氢气、压缩空气（助燃气），点火等步骤。
第九步：进样
所有的实验参数调节好之后，点击主界面上的注射进样器，出现如下对话框：
输入实验操作条件规定的进样量，然后点击“开始进样”按钮。系统会自动注射进样，记录仪开始画出色谱图。
当色谱峰输出完成后，会出现如下对话框：
点击“确定”按钮关闭对话框。
第十步：数据处理
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点击主界面上的“实验数据”按钮，出现实验报告界面：
根据得出的保留时间、峰高、半峰宽等实验数据，可以计算分离度等相关参数。如果计算机安装了打印机，可以点击右上角“打印报表”按钮打印实验报告。
第十一步：实验完毕
在真实实样当中，实验完毕半小时后，按开机步骤反方向关机：
1、关闭记录仪电源，台起记录笔
2、将桥电流关至最小，关闭热导电源和氢火焰离子放大器电源
3、依次将柱室、进样器、离子室的温度调节至常温
4、关闭总电源
5、打开柱室，等柱温接近室温时，关闭载气。
6、最后清洗进样器。
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高效液相色谱仿真实验
一、实验概述：
以液体做流动相的色谱称为液相色谱。人们把已经比较成熟的气相色谱理论应用于液相色谱，使液相色谱得到了迅速的发展。随着其他科学技术的发展，出现了新型的高压输液泵、高效的固定相和柱填充技术、高灵敏度的检测器，加上计算机的应用，使得液相色谱实现了高效率和高速度。这种分离效率高、分析速度快的液相色谱称为高效液相色谱（High performance liquid chromatography, HPLC）。
二、实验装置：
Agilent(安捷伦)1100系列液相色谱系统简介：
Agilent1100系列HPLC组件和系统，将Agilent长期的化学分析经验与领先的计算机技术结合，把网络技术引入了实验室。从1996年以来，在全球已经安装了超过130,000台1100组件和55,000多套化学工作站数据处理系统，成为目前单一型号市场占有率最高的液相色谱系统。
本仿真软件是模拟用Agilent化学工作站的数据处理系统进行样品分析和数据采集（色谱图）的过程。
注：本软件只是模拟分析的过程和内容，并不涉及其原理，所以实验中的参数调节对结果并没有影响，而真实实验结果是随参数的变化而变化的，这一点需要特别注意！
实验主界面：
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化学工作站界面：
三、实验操作： 第一步：选取实验
点击主菜单上的“实验选取”，会出现如下的对话框：
用鼠标左键点中你要做的实验，此文件名会出现在对话框的“文件名”一栏的文本框 中，在此实验文件上面双击左键或者点击“打开”按钮打开实验文件。
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第二步：确认操作条件
点击主菜单上的“操作条件”，会出现如下的操作条件列表：
第三步：加入试剂
点击仪器上的自动进样器部分（当鼠标移到仪器的各部分时会出现相应的说明），出现如下画面：
在实验调节过程中，请以此列表内的条件为准进行调节，否则不能正确输出色谱峰。
点击下面的试剂小瓶，会自动放置到自动进样器的托盘中。
完成后，点击主界面上的电脑启动化学工作站。
第四步：编辑方法
击主界面上的电脑启动化学工作站开始编辑方法。
所谓方法就是一个参数集，它包括分析一个样品所需要的所有的参数：数据采集参数、数据分析参数和命令行或者宏指令。
点击菜单“方法→编辑方法”开始编辑方法（注意：此时不可以改变方法的参数，可改变的参数将在下面特别说明）：
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然后会出现下面的窗口让你选择编辑方法的内容：
用鼠标点击复选框选择要编辑的方法的内容，然后点击“确定”按钮开始方法编辑，点击“取消”按钮终止方法编辑。
开始方法编辑后，系统会根据你选择的内容分别依次显示每一部分的具体内容，点击“确定”按钮进入下一部分，点击“取消”按钮终止方法编辑。
完成方法编辑后，系统会回到主操作界面，此时色谱柱已经开始升温，在图形界面中会有显示，如下图中红色圆圈标示区域所示：
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特别说明：
对于本实验要改变的参数，可以点击化学工作站软件界面中央的图示的进样器、溶剂系统、色谱柱、检测器等部分，会弹出各部分参数窗口，此时可以按照实验要求的参数进行调节（实验参数可以点击主界面上左边菜单中的“实验数据”按钮察看）。进样器：
溶剂系统：
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色谱柱：
检测器：
编辑方法完成后，在启动系统之前，请返回液相色谱仪，打开二元泵系统，调节Purge阀，观察使回路无汽泡。
第五步：调节Purge阀
点击仪器上的二元泵系统部分（当鼠标移到仪器的各部分时会出现相应的说明），出现如下画面：
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图中蓝色方框部分就是Purge阀，此时是关闭的，用鼠标点击蓝色方框部分，会出现Purge阀的放大画面，然后点击Purge阀会自动逆时针方向旋转打开Purge阀。
打开Purge阀后，右边的试剂瓶的导管当中会有气泡流出，待没有气泡再流出之后，再次点击Purge阀会自动逆时针方向旋转关闭Purge阀。然后进行下一步“启动系统”。
第六步：启动系统
完成方法编辑后，点击菜单“设备→系统开”或者图中红色圆圈指示的按钮“开启系统”:
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启动系统后，在图形界面中会有显示，如下图中红色圆圈标示区域所示：
同时在色谱峰显示区域开始走基线，开始的时候系统不稳定，基线变化很厉害，等到基线走平稳表示系统稳定后，可以开始进样运行方法。
第七步：进样、运行方法
等到状态指示栏显示“Ready”后，表明系统已经准备完毕。点击菜单“运行控制→运行方法”开始进样和分析，或者点击图中红色圆圈所指示的“Start”按钮或者按“F5”键：
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开始进样后，在图形界面中会有显示，如下图中红色圆圈标示区域所示：
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待色谱图出完后，样品分析完毕。
第八步：完成实验报告
样品分析完成后，点击化学工作站界面上的红色方框部分，或者点击主界面左边菜单中的“实验数据”调出实验报告：
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根据得出的保留时间、峰高、半峰宽等实验数据，可以计算分离度等相关参数。如果计算机安装了打印机，可以点击右上角“打印报表”按钮打印实验报告。
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《仪器分析》仿真实验 篇2
在数字电路的教学过程中, 实验是一个重要的环节。传统的实验教学主要依赖价格昂贵的实验设备, 存在前期投入大、后期维护费用高、实验设备功能单一、不宜扩展等问题。同时, 在实验开展中还受到时间、地点和人力等方面的限制, 致使实验教学不能有效地开展, 从而影响教学质量。针对传统的数字电路实验教学中存在的上述问题, 文章研究利用虚拟仪器技术和LabVIEW软件队数字电路实验进行仿真设计, 开发能够满足现代实验教学要求的仿真实验系统。
1 虚拟仪器与LabVIEW
虚拟仪器是指以通用计算机为核心的硬件平台上, 由用户设计定义, 具有虚拟面板, 测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统。用户通过鼠标或键盘操作虚拟面板上的旋钮、开关或按键来设置各种工作参数, 启动或停止仪器, 如同在真实仪器上的操作一样直观、方便, 测量结果也在虚拟面板显示输出。
LabVIEW是美国国家仪器公司推出的图形化虚拟仪器应用软件开发平台, 具有直观易学、编程效率高等优点, 用它来仿真各种仪器及虚拟电路具有独到之处。一个典型的LabVIEW程序由前面板、框图程序两个部分组成。在LabVIEW功能模板中包含着各种数字运算和逻辑运算模块, 如“与、或、非”等, 可以很方便地设计数字电路的仿真实验。
2 钟控R-S触发器的仿真实验设计
在数字电路中, 钟控R-S触发器是比较典型的时序逻辑电路, 通过对钟控R-S触发器进行仿真实验设计, 说明基于虚拟仪器对数字电路进行仿真实验的方法。
2.1 钟控R-S触发器的功能
对于钟控R-S触发器, 当CP=0时, 不论输入信号R和S如何变化, 基本触发器输入信号全为1, 触发器保持原状态不变。当CP=1时, 输入信号R和S可以使触发器状态发生变化, 且与基本触发器具有相同的逻辑功能。钟控R-S触发器的特征方程如式1所示。
2.2 钟控R-S触发器的仿真实验设计
2.2.1 钟控R-S触发器的前面板设计
虚拟仪器的前面板和传统仪器一样直接面向用户, 用户通过面板上的各种按钮、开关等控件进行操作。钟控R-S触发器的前面板主要包括3个布尔型输入控件, 分别代表输入端R、S和停止按钮, 2个数值型输入控件, 分别代表时钟频率和占空比, 2个布尔型显示控件, 分别代表输出端Q和Q', 以及1个数字波形图, 用来输出仿真实验的结果。
2.2.2 钟控R-S触发器的程序框图设计
虚拟仪器编程软件LabVIEW不同于其他文本式的编程语言, 使用图形化的G语言编写程序, 用连线、图标等代替语法结构完成编程, 产生的程序是框图和流程图的形式, 这种编程方式能够大大提高开发程序的效率。在进行钟控R-S触发器的程序框图设计时, 首先要编写两个重要的子vi:时钟脉冲.vi和RS触发器.vi。
(1) 时钟脉冲.vi, 在时序电路中, 希望输入信号的翻转受时钟来控制, 在前面板添加输入时钟开关控件、输出时钟指示灯控件、时钟频率和占空比两个数值控件。然后, 在程序框图中添加条件结构, 将输入时钟作为条件, 将输入时钟的非运算结果作为输出。另外添加一个“等待”函数, 每过一定时间, 进入循环下一步后就将移位寄存器值翻转, 每一步中的等待时长可以由占空比计算得出。
(2) RS触发器.vi, 实现基本R-S触发器的逻辑特性。在前面板添加3个布尔型输入控件, 分别代表输入端R、S和时钟信号CP, 以及2个布尔型显示控件, 分别代表输出端Q和Q'。在程序框图中需添加一个条件结构, 将选择器连接至时钟信号CP。在时钟信号CP为真的条件分支内, 添加必要的逻辑门函数, 按照基本R-S触发器的特性方程进行连线, 在时钟信号CP为假的条件分支内保持寄存器输出值不变。
接下来在主程序框图中设置一个While循环结构, 将时钟脉冲.vi和RS触发器.vi这两个子vi添加到这个循环结构中, 并为循环结构添加一个布尔型的移位寄存器来寄存时钟脉冲信号。将移位寄存器的CP值以及R、S、Q和Q'的值通过自动索引功能输出到循环结构外, 与数字波形图相连接, 作为输出图的纵轴数据, 设置“等待”函数的输出值, 同样通过自动索引功能输出到循环结构外, 作为输出图的横轴时间数据。
3钟控R-S触发器的仿真实验运行和结果
打开钟控R-S触发器的仿真实验程序, 首先设置前面板的输入时钟频率和占空比与时钟脉冲.vi中的数值相同。接下来, 点击LabVIEW中运行程序的按钮开始仿真实验。在虚拟前面板上点击两个输入端R、S的按钮调整不同的输入状态, 就能即时地从前面板的两个输出端Q和Q'的指示灯上观察到亮暗变化, 在数字波形图上显示输出端Q和Q'的状态波形。最后单击停止按钮, 仿真实验程序运行结束。经过实验, 仿真结果对应输入的CP、R、S值, 输出Q和Q'的状态波形是完全正确的, 从而证明文章的仿真实验方法切实可行。
将传统的数字电路实验方法和文章的仿真实验方法进行对比分析如下表1所示, 可以发现基于虚拟仪器的数字电路仿真可以从很多方面改善传统的实验方式所存在的不足。
4结束语
利用虚拟仪器技术和LabVIEW软件, 对数字电路的仿真实验进行了研究, 对典型的数字电路即钟控R-S触发器进行仿真实验设计, 并给出了仿真结果。仿真结果表明, 采用虚拟仪器技术替代传统的实验设备进行数字电路的仿真和实验, 减少了对硬件设备的依赖, 降低了成本, 提高了实验的灵活性和学生的参与程度, 可以广泛应用于课堂的教学演示和数字电路实验室中。
参考文献
[1]候国屏, 王珅, 叶齐鑫.LabVIEW7.1编程与虚拟仪器设计[M].北京:清华大学出版社, 2005:5-25.
[2]杨颂华.数字电子技术基础[M].西安:西安电子科技大学出版社, 2000:130-135.
[3]刘君华.基于LabVIEW的虚拟仪器设计[M].北京:电子工业出版社, 2003:5-20.
[4]戎舟.基于LabVIEW的虚拟示波器及其远程测控[J].微计算机信息, 2004, 20 (5) :66-67.
《仪器分析》仿真实验 篇3
关键字：VRML 虚拟仪器 虚拟机床
1.引言
智能化、自动化、集成化的先进制造模式是现代机械制造业的发展方向。目前，虚拟现实技术凭借自身的直观性和自然的人机交互性等特征，在传统的加工仿真技术中的人机交互方面的薄弱环节中提供了全新的思维和解决方式，对数控机床虚拟操作的实现奠定了坚实的基础。对于数控机床来说，其虚拟操作主要包括实际的数控加工过程中相仿的各项手工操作，而且必须借助于人机交互技术，才能实现用户指令的接收和传递等问题，解决了进行多页面的信息传递问题。
虚拟现实技术（VRML）主要是利用计算机并且通过多种传感器借口来制造出一种逼真的技术所要求的模拟环境，用户可以与此虚拟环境进行交互并且可以融入到此模拟环境中的一种技术。虚拟现实技术是一个跨多门学科的技术，包括众多的计算机、媒体技术等，像传感器技术、计算机图形学、网络技术以及多媒体技术等都和虚拟现实技术有关联，虚拟现实技术是以上技术的集成和渗透，沉浸性、交互性和想象性是虚拟现实技术最主要的三个特性。
2.数控机床虚拟加工的关键技术分析
所谓数控机床虚拟操作功能实质上是一种人机交互方式，是加工仿真系统中的一种。它具有操作便捷，操作过程更直观、更具体的特点。通过数控加工操作习惯的形式，进而实现各项参数的人机交互功能。数控机床的虚拟加工技术主要有三个关键技术，分别是数控程序的检查与翻译、刀补的计算和工件切除过程的显示。在下面的文章中，将对数控机床虚拟操作和实现方法进行详细的介绍。
首先，数控程序是指控制机床进行加工作业的特定代码，其中包含着各项运行的信息，主要是刀位信息和工艺信息。数控程序是数控机床在加工过程中的信息来源，所以在进行具体的运行时，必须先对已知的数控程序进行一些处理，提取出数据中的关键数据即数控程序中的工艺信息和刀位信息，进而生成数控程序锁描述的具体加工过程。数控程序包括预处理和翻译两大过程，在数控程序的预处理过程中要进行词法分析和语法检查两个工作；数控程序的翻译过程主要包括工艺及刀位信息提取过程和运动控制指令生成过程两个方面。
其次，对于刀补的计算方面。在编写数控程序时，必须明确数控机床所控制的事刀具中心的运动轨迹，也就是说在加工过程中是使用刀尖和刀刃来完成的，而不能仅仅按照所需零件的外貌轮廓进行加工程序的编写。如若没有对此加以明确，而仅仅依靠零件的轮廓进行程序编写，往往会出现加工轨迹和零件的实际轮廓不一致的情况。为了解决这一问题，在编写数控程序时，必须明确数控机床所控制的对象是刀尖或刀刃，在刀具中心与刀具切削点之间进行位置偏置。根据所需零件轮廓和刀具中心偏移量，计算出刀具中心运行轨迹的功能即是刀具的补偿功能。
最后，对于工件切除过程的显示。工件切除过程的显示，即消隐算法的实现，在进行虚拟机床仿真设计时，我们不仅要保证虚拟过程的高效性、易实现性和稳定性，同时还要确保VRML的某一内部节点能对工件模型进行描述。在这里可以采用基于Z-map结构的材料切除方法，这种方法不仅简单易行，实现方便，而且占用内存少，不用重新设计原型节点。Z-map是一种非参数化的表示方法，采用离散的方式对三维模型的特征进行记录，所以为了实现Z-map结构模型的仿真过程，工件的实体模型必须要转换成Z-map结构表述的离散化的模型。
3.系统仿真设计分析
对于整个系统的设计，我们可以采用VRML+JavaApplet+JavaScript的一种整合型的系统，这样可以把VRML构造的三维虚拟场景以及虚拟机床、虚拟场景控制中心的JavaApplet以及JavaScript共同整合到同一个Html文件里面，这样不仅能实现平台的独立性，而且对网络环境下来说更为适合。整个的数控机床虚拟仿真系统包括三个模块：人机交互模块、三维场景模块和三维场景监听模块。
首先，人机交互模块。这一部分主要是接收用户发送的指令，对于接收后的制定进行一系列的处理，然后把处理后的数据、结果等返回给用户。
其次，三维场景控制模块。这是系统中最重要的核心部分，人机交互模块接收到的NC代码、手动操控指令等的各种信息会在这一模块中进行解释，然后向人机交互模块发出相应的指令进行控制，这样就可以实现虚拟场景视角切换和机床运动控制等的功能。
最后，三维场景监听模块。对于这一模块来说，主要是获得VRML场景的刀具位置、冷却液状态以及刀具的进给速度等的数据信息，然后对所获得的数据进行分析变换在返回给人机交互模块，通过这一步骤，用户可以知道虚拟机床目前的运行状态。
4.总结
对于VRML虚拟制造来说，数控加工仿真技术是其关键技术之一，采用数控加工仿真技术不仅能降缩短产品开发周期，降低开发成本，而且还能避免或者降低在数控机工过程中出现的欠切、碰撞以及过切、碰撞等情况。在以后的研究中，我们可以对数控机床的虚拟操作进行更深入的研究，可以把真实的数控机床系统和虚拟操作系统连接起来，这样就可以通过虚拟的系统对真实的数控系统进行远程控制，及时发现运行过程中的错误信息等。
参考文献：
[1]张怀宇.基于VRML的数控加工仿真系统的研究和实现，四川大学，2002：8-9.
仪器分析实验双语教学体会论文 篇4
教学向来是教学相长，“教”与“学”是互动的。因此，即使教师使出浑身解数，学生不配合，也达不到教学的目的和要求。但实验课有调动学生积极性的优势所在。实验课通常比较随意轻松，老师和学生的距离拉得相对较近，很容易就某件事某个观点进行交流。我们可以就双语教学是否有必要开展、其意义如何、收效怎样共同进行探讨，很随意地交流，允许学生保留自己的意见，不搞一言堂。不高高在上，灌输大道理，那么学生会觉得我们处于平等的角度，感到他的意见受到了尊重，反过来，他也会尊重我们双语教学的开展的。这样首先从心理、从情绪上解决了一个难点。
由于双语教学对学生有着较高的语言要求，因此，双语教学过程中普遍会出现的问题是——时间不够用。实验课针对这个问题的解决办法是，要求学生对每一个实验都认真做好预习，在母语基础上熟悉实验内容和原理。即推动学生复习了理论课知识，又鼓励了自学，一举两得。
仪器分析实验教学的改革研讨论文 篇5
仪器分析课程内容丰富，涉及学科领域繁多，可应用于分析物质的化学成分和组分含量，也可应用于物质的瞬时追踪、环境在线监测、工艺过程控制等方面。不同的企业所需人员的专业技能要求不同，同样，不同专业学习的仪器分析也应该是具备专业特色[8]。在仪器分析实验教学过程中，我们根据学生专业的不同，选择其专业需要接触到的仪器设备进行授课，尽量满足不同专业领域的学生在仪器分析方面的知识需求。如，根据给排水工程与科学专业《水分析化学》课程实验需求，该专业学生的仪器分析部分实验教学以水质分析仪、离子色谱仪、气相色谱质谱联用仪、原子荧光光度计、原子吸收分光光度计等仪器为主;针对环境工程专业的.学生，分析仪器主要用于环境污染检测和控制分析方面，故而以环境污染分析常用的TOC分析仪、气相分子吸收光谱仪、气相色谱质谱联用仪、液相色谱仪、三维荧光光度计等为主进行实验教学。对于大部分学生来说，仪器分析只是一种获取所需信息的分析手段，并不一定会从事相关工作，但该课程实验技术性很强，学生没有经过严格的实验训练，不可能有效地利用它来获得信息。然而，传统的教学中大多并不重视实验，学生在缺乏动手能力，学习效果差。此外，大学实验室里仪器设备种类繁多，许多学生饶有兴趣，样样都想学，但要在有限的课堂时间里掌握所有仪器设备的使用技能，是几乎不可能做到的。因此，在课程安排上，我们采用理论结合实践的办法，有所选择、有所侧重地调整实验教学内容，根据仪器学习的难易程度调整上课顺序和时长，让学生集中精力，重点学习掌握“一定”的技能。
3.2以分析仪器为中心构建知识体系
仪器分析实验课程实践性非常强，所涉及知识点多而散，系统的知识体系有利于提高教学质量[9]。在实验教学中，我们以仪器的基本原理、特点、应用范围等内容为主线构建了分析仪器相关知识体系。让学生系统的学习各种仪器的分析方法基本原理，了解各种仪器的基本结构、特点，学会各种仪器的操作和应用方法。通过仪器分析原理的讲授，引入仪器主要部件的学习;然后利用主要部件“拆分”仪器，让学生了解仪器内部结构;接着连接各部件“组装”仪器，使学生更深刻的理解仪器工作原理及流程;再根据流程使学生学习仪器的具体应用;最后归纳总结不同仪器的共性(共同部件或结构或分析原理)与个性(特殊功能、独特设计或改进之处)特点，并适当利用现实生活中于仪器分析密切相关的应用实例，让学生把学到的理论知识应用到生活，从而与课堂教学所学的理论知识相得益彰。
3.3以教学效果为导向改革教学模式
仪器分析实验教学的目的是让学生从对仪器基本知识的了解-认识-理解，进入实际操作阶段。但是大型仪器的讲解本就比较抽象枯燥，理解难度较大，很多学生完全是被动式的学习，学习兴趣并不高，加之很多老师在上课时担心学生对仪器操作不当而带来损失或增加工作量，不让学生动手，而靠单一的演示实验进行教学，使学生无法对课程加深印象，更不能使学生在实验完成后有多少收获，致使学生对课程缺少热情，甚至出现厌学情绪。浓厚的学习兴趣可提高学生的积极性。在实验教学过程中，我们常常采用与生活相贴切的仪器应用事例增加学生的学习兴趣，并根据实验学时不多的情况，利用翻转课堂，提前将构建的仪器知识体系作为辅助教材分享给学生，让学生在进入实验室之前对需要学习的仪器基本情况进行自主学习。由于实验场地有限，为给学生提供跟多的动手机会，一般安排4-5人一组同时学习，在练习过程中，要求所有同学练习到能够独立完成操作方为合格，然后在此基础上自主设计实验，完成一组样品分析。这样提升学生积极性的同时，有效避免了多人实验中，有学生只看不动手，实验数据应付了事的情况，使学生完成相关操作后能够融会贯通，活学活用。良好的维护和保养是仪器正常运行和降低损耗的保障。为使仪器分析实验课程在今后的教学和科研中体现其使用价值，我们在实验教学中将仪器设备的维护与保养工作作为授课重要内容之一，让学生学习仪器维护保养的知识，培养良好的仪器使用习惯，增加其解决问题的能力。
3.4科研实践促进教学
新工科背景下的新型人才应是具有较强动手能力和自主创新意的应用型人才。为更好的调动学生的学习积极性，提升教学质量，我们积极开展仪器相关的科学研究，并将自己的科研成果适时融入到实验教学实践中。同时，我们还通过指导学生参加培育计划或是直接让学生参加老师的科研实践等形式，让学生参加科研项目，利用分析仪器从事科学研究工作，从而增强学生学习和从事科研工作的信心。
4结束语
本文通过对仪器分析实验教学过程中遇到的问题的改革和探索，极大地提高了学生的学习兴趣和积极性，使大多数学生由被动式学习转变为主动式学习，获得了较好的教学效果。新型工科应用人才应是综合能力较强的人才，也是能够顺应时代潮流的人才，只有在教学过程中不断创新，探索更好教学模式，不断改善教学质量，才能培养出符合社会实际需要的新人才。
参考文献：
[1]钟登华.新工科建设的内涵与行动[J].高等工程教育研究,(03):1-6.
[2]徐雷,胡波,冯辉等.关于综合性高校开展新型工程教育的思考[J].高等工程教育研究,2017(02):6-12.
[3]崔庆玲,刘善球.中国新工科建设与发展研究综述[J].世界教育信息,(04):20-26.
[4]王春英,谷传涛,陈明.环境专业《现代仪器分析与测试》课堂与实验的教学改革与探索[J].教育教学论坛,2017(23):144-145.
[5]李卉卉,张士伟,海锦慧等.面向应用型人才培养的仪器分析实验教学改革[J].化学教育,(16):40-43.
[6]潘芊秀,王江云.仪器分析课程教学模式新探[J].大学化学,2018,33(01):45-48.
[7]贾海浪,李中春,林丽霞.仪器分析教学改革的探索[J].科技资讯,2018(02):246-247.
[8]王霆,张锋,李暐等.基于不同专业背景的仪器分析教学改革初探[J].化学教育,(02):41-43.
《仪器分析》仿真实验 篇6
煤化工分析实验室实训所需仪器设备：包括：
1、煤质分析室设备：
2、煤化工实训室设备
1、煤质分析室设备 包括：
微机自动量热仪LRY-500、电脑测硫仪DLY-
9、微波水分测定仪WBSC-3000、数显恒温鼓风干燥箱、全自动工业分析仪GF-3000、一体化智能马弗炉XL-2000、碳氢元素分析仪、微机灰熔点测定仪HR-8
1.全自动工业分析仪GF-3000：该仪器采用热重分析法，能快速、自动地进行试验煤的空气基水份、灰分、挥发分的测定，可以计算出该样品的发热量、固定碳、氢含量，同时能够对19个样品进行分析测定。该设备采用双炉体化结构，一炉做水分和灰分，一炉做挥发分。保证了炉膛恒温区互不干扰，确保空干基水分、灰分、挥发分的测试结果更准确，且达到国际水平。该设备内置进口的万分之一电子天平，计算机能自动完成称量、数据采集、结果计算、报表打印、存储等。2.微机灰熔点测定仪HR-8：该仪器由计算机控制，能自动读温、控温、恒温，采用CCD摄像技术采集灰锥图形并存盘打印。一次试验能够对4个样品进行同时测定。根据灰锥在受热过程中形态变化的实时图形，按照国家标准规定的方法判断特征熔融温度、变形温度（DT）、软化温度（ST）、半球温度（HT）和流动温度（FT）。
3.微机自动量热仪LRY-500：其可测量煤、石油、炸药、粮食、饲料等固态、液态可燃物质的发热量。为进一步提高测温的分辨率，该仪器采用了预测法和经典法相结合的冷却校正公式并进行了优化修正，同时也使测试结果的精密度和准确度得到进一步的提高，测试时间也大大的缩短。另外该设备采用了内外结合的水循环系统，能自动补偿损失的水，不需要人工调水温和称水量，减少了工作量。4.电脑测硫仪DLY-9：该仪器能测煤、石油等可熔物质的硫含量。测硫范围：0.1-20%，测硫分辨率：0.01%。
5.微波自动水分测定仪WBSC-3000：该设备采用微波和红外相结合的加热方式，可用于测量煤和其他物质的全水分和内水分，仪器内部配置了进口高精度的电子天平，配合自动称量机构，使测试过程能全自动完成。
2、煤化工实训室设备 包括：
微机自动量热仪LRY-500、电脑测硫仪DLY-
9、微波水分测定仪WBSC-3000、数显恒温鼓风干燥箱、全自动工业分析仪GF-3000、一体化智能马弗炉XL-2000、碳氢元素分析仪、微机灰熔点测定仪HR-
8、葛金低温干馏仪、NJ-6粘结指数测定仪 电子天平、煤炭活性测定仪、哈氏可磨指数测定仪
焦化方向：胶质层指数测定仪、奥亚膨胀度测定，焦炭反应性及反应后强度测试装置。
首先是制样，需要锤式破碎机或者对辊破碎机，然后就是磨煤机（密封式制样粉碎机）。如果要测煤的可磨性还需要哈式可磨仪，以及对应粒径的筛子0.2mm，200目，等！
工业分析所用的仪器，包括水分所用的称量瓶，灰分所用的灰皿，挥发份所用的挥发份坩埚以及真空干燥箱，马弗炉，坩埚钳，镍鉻丝焊成的架子（放坩埚和灰皿）。
仪器分析实验教学改革初探 篇7
高职教育担负着培养应用型技术人才的重任, 以培养岗位针对性强, 适应工作快的应用型人才为目标, 注重学生应用能力与创新能力的培养。实践教学是高职教育中的一个非常重要的环节, 既区别于中职的“经验技术”和“动作技术”, 又能够给学生以支持岗位技术与技能再学习的笃实基础。实践教学的好坏, 直接影响到应用型技术人才的培养质量。
一、仪器分析实验教学存在的问题
1. 实验教学方法单一、刻板。
现行仪器分析实验教学方法普遍以教师为主体, 以知识的灌输为基本方式。每次实验由实验员课前将实验材料准备好, 老师课上详细讲解原理、步骤, 然后让学生按部就班地做某些规定项目。学生的学习是被动的, 这与高职培养目标所要求的以学生为主体教学存在着差异, 不利于学生实践与创新能力的提高。这样, 学生只能重现教师思维的过程, 死记教师讲授的内容。不少学生上实验课积极性不高, 经常敷衍了事, 实验过程中弄虚作假, 拼凑数据的现象时有出现, 原因固然是多方面的, 但与教学中学生学习的主动性、积极性得不到发挥有较大关系。
2.“照方抓药”现象比较严重, 解决实际问题的能力不强。
学生对实验重要性认识不够, 上实验课比较随意, 主要表现为:纪律涣散、实验准备不足, 有的学生上实验课不带本和笔, 连实验数据都懒得记录;由于实验教材详尽地交待了实验原理、实验方法、实验步骤, 学生只要“照方抓药”便可。对教材的依赖性, 造成很多学生, 只注重模仿, 操作不认真, 应付了事, 遇到反常现象或实验中出现什么故障。
3. 实验考试方式具有局限性。
现有实验考试的方式采用期末学生抽取四个实验中任意一个, 独立完成实验来评价学生的实验成绩。这种考核方式导致一些学生照着别人做, 也能完成实验, 易使学生产生“平时不努力, 考试侥幸过”的想法, 对学生没有压力, 使学生对平时实验够不重视。强调实践够用的同时, 强化实践教学环节, 培养学生动手能力, 提高实践教学效果, 在高职教育中显得尤为重要。针对上述问题, 我们根据实际工作的需要来确定实践环节的教学要求, 强调技术应用能力, 深化知识的学习和运用, 对仪器分析实验教学进行了一系列的改革。
二、仪器分析实验教学改革策略
1. 严格执行实验课前预习制度。
学生课前对实验进行预习, 是杜绝出现“照方抓药”现象的重要途径之一。在实验教学中, 我们坚持没有预习报告就不准进行实验室和不准带实验指导书进实验室的制度。课前预习除了学生课前对实验进行预习外, 还包括教师做预实验。教师做预实验, 一方面可以熟悉实验内容, 做到心中有数, 自己时时明白, 才能对学生进行正确的指导, 让学生清清楚楚;另一方面可以获取样品的准确测定结果, 以便对学生的实验结果进行正确的评价。做预实验虽然需要教师额外多花费一定的时间, 但可以确保实验教学工作高质量运行。
2. 教师严格管理, 培养学生良好的实验作风。
首先对实验台编号, 学生依据编号在固定位置做实验。教师在实验前集中讲解要点、演示;指导实验时, 及时发现学生的不足之处加以引导, 使每个学生的操作都达到规范要求, 认真、细致、精益求精的态度对待实验的每个细节。此外, 根据学生不同情况, 随时提出具有针对性的问题让他们回答, 以启发他们认真观察和分析实验现象, 增强他们独立思考和解决问题的能力。指导教师对学生的实验操作记录、原始数据记录及仪器使用情况进行检查, 学生必须把原始数据经老师检查签字实验才算完成, 防止少数学生篡改伪造数据, 这样让学生从实验一开始就养成尊重实验现象、尊重实验数据、实事求是和严谨的科学态度与习惯, 杜绝伪造和抄袭他人数据现象的发生, 为今后的工作打下坚实的基础。课后, 要认真批阅学生的实验报告, 结合学生实验操作表现, 给出本次实验成绩, 并根据实验过程中和实验报告里反映出的问题, 进行分析总结。
3. 加强学生的基本操作规范训练。
对实验仪器的正确操作是完成实验教学的重要保证, 为此我们单独开出一定的学时, 狠抓基本操作规范训练。首先利用课件, 视频组织学生观看仪器基本操作过程并进行讨论, 讲清操作要领和注意事项, 然后实验中, 教师操作进行现场示范, 同时让学生通过多次严格训练, 反复规范操作, 熟能生巧, 使学生逐步正确熟练地掌握分析仪器的基本操作技能技巧。
4. 完善实验考核制度。
加强实验课成绩的考核, 既能即时反馈实验教学与质量, 直接地发现实验教学中存在的问题, 又能真正反映出学生在实验教学中的综合能力, 正确评价学生实际操作的准确性、规范性与创新性, 有利于强化实验技能的训练。我们对实验课的考核方式进行了一些改革, 以“化整为零, 重在平时, 全面考核”的原则, 将分为实验成绩平时成绩 (占60%) 和期末考核 (40%) 两个方面, 平时成绩主要从两个途径去考核:一是通过实验报告之类的书面材料去考核, 即根据实验报告中列出的测定数据等来评定部分实验平时成绩 (占30%) , 另一个途径是在学生做实验时进行现场观察和考核, 及时记录学生实验情况 (占30%) , 通过这两方面综合得出平时成绩。期末考核包括两个方面:一是理论口试, 教师随机从所做实验中提出几个问题, 考核学生对实验的理解程度 (占10%) , 二是任意抽出一个实验, 在规定的时间内让学生完成实验操作, 根据实验过程、实验结果得出学生的操作成绩 (占30%) 。
以上是我们几年来在仪器分析实验课程教学改革中的一些初步探索, 取得了一定的成绩。为了使高职教育适应社会发展的需求, 培养高质量的从事一线生产、建设、服务与管理的应用型人才, 我们考虑进一步深化改革的思路:一是调整实验内容, 增加仪器分析综合性、设计性, 以发挥学生学习的主动性, 拓展其思维空间;二是整合实验室资源, 逐步建立开放式实验室。
摘要：针对仪器分析实验, 本文从实验内容、实验方法、实验考核等方面进行了一系列的探索和尝试, 强化了学生基本技能训练, 提高了实验课教学质量, 并提出了深化改革的思路。
关键词：高职教育,分析化学,仪器分析
参考文献
[1]陈培榕.现代仪器分析实验与技术[M].北京:清华大学出版社, 1999.
[2]黄一石.仪器分析[M].北京:化学工业出版社, 2000.
[3]曹国庆.仪器分析技术[M].北京:化学工业出版社, 2009.
[4]吴赛苏.分析化学实验教学考核方式改革初探[J].南通职业大学学报, 2005.
《仪器分析》仿真实验 篇8
仪器分析是分析化学的重要组成部分,随着近代仪器分析技术的迅速发展,它在农、林、水科学中的应用与日俱增,是科学研究不可缺少的重要检测手段。仪器分析是化学类相关专业的专业基础课,是一门理论与实践密切结合的课程,仪器分析实验是学生验证分析理论、掌握仪器分析应用的重要途径。教育部《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》的文件(即4号文件)明确指出了“高等学校要重视本科教学的实验环节”,同时,根据独立学院培养实用型人才的宗旨,培养和提高学生的实际动手能力成为实践教学工作中的重要环节。
在仪器分析实验教学过程中,我们越来越发现实验内容的设计极为重要。一方面要达到设定的教学目的,使学生对仪器分析的原理和操作有深刻的认识;另一方面要适应各学院现有的仪器设备硬件条件,并且能调动学生的兴趣和实验积极性。因此,有必要根据学校的基本情况对实验内容的选择和设计进行深入地研究。
一、现状分析
仪器分析实验课程不仅涉及到相关仪器的原理和操作,还涉及有机和无机化学的基础知识以及实验室的配置,要最大程度地与仪器分析理论课配合。目前独立学院的仪器分析实验课主要以验证性实验为主,学生做实验完全按教材或教师演示进行操作,造成对实验方案的设计理解不深,对实验原理理解不够、对实验内容印象不深刻,积极性不高。就已经开展的教学工作来看,仪器分析实验主要存在以下四个方面的问题。
1.学生动手能力较差,实验积极性不高。应用化学、高分子材料与工程、环境科学等开设仪器分析实验课程的专业中,学生已经学习过有机化学和无机及分析化学等课程,仪器分析理论课与实验课通常安排在同一学期学习,这样的安排是符合循序渐进的教学规律的,但是在具体教学过程中,我们发现以下问题:第一,学生对以往所学的知识遗忘较严重,理解不深刻。仪器分析涉及部分有机化学和无机化学的基本知识,如果缺乏这些知识将会造成对仪器分析的原理理解不深刻。第二,缺乏基本的安全防护知识。学生的实验安全基本常识匮乏,造成师生人身安全及实验室安全隐患。第三,缺乏对与实验仪器相关联的设备的了解。例如计算机和电机等,动手能力参差不齐。
学生是教学中最主要的部分,学生学习的积极性高低在很大程度上决定了教学结果的成败,以上这些因素导致了学生参与实验的积极性不高,机械地模仿老师的操作,教学效果不佳。
2.教学资源有限。仪器分析使用的大多属于大型精密仪器,操作复杂且价格昂贵,这就决定了学校购买的数量有限。例如红外光谱、原子吸收光谱、气相色谱和高效液相色谱等仪器,一般独立学院的实验中心都只有一台,教学时学生只能分批分组轮流操作。
对于独立学院这种新发展起来的教学载体,很多硬件设备都处在逐步完善的过程中,实验室面积和仪器种类、数量有限,这会影响每个学生独立操作试验的时间和空间,影响教学质量。
3.教材针对性差,有使用的局限性。仪器分析和其他普通化学实验不同,仪器型号多样且更新换代较快,很难有可供不同学校共同采用的教材。市面上现成的课本是编写者根据自身环境编写,有其局限性,在实验仪器选择上,不能涵盖现有仪器,或者书中所列的实验仪器与各学院采用的不同,可能会导致误操作;有些实验的课时安排不符合各学院的教学要求;还有一些教材安排的实验多为验证性试验,由于这类实验的结果已为学生所知,往往不能引发学生的兴趣和求知欲,使课堂气氛不够活跃。
为了解决上述问题,各独立学院通常采取的方法是从不同教材上选取与该院仪器相关的部分,印制零散的讲义分发给学生,内容与实际操作不完全配套,而且不能形成完整的体系,不利于学生的学习。
4.教学效果不佳。仪器分析实验安排通常是以专业班级为单位,这样的安排对理论知识的教学来说,师资是较为合理的,但是在进行仪器分析实验教学时,往往显得不够。
例如,在电化学分析实验中,二十多组学生同时开展实验,教师一方面必须保证学生安全,时刻关注整个实验室情况,另一方面要指导各组学生进行实验,对教师而言是严峻的考验。实验室设备多面积大,使一些学生得不到教师的充分指导。而在原子吸收光谱等实验中,一台仪器二十多组学生轮流操作,参与实验的学生多,每人分配在实验操作上的时间就较少,有些实验只有一次动手机会,学生掌握实验技巧的时间不充分。
二、改进的方法
针对以上所列举的问题和困难,结合教学经验,我们从以下四个方面来改进和优化仪器分析实验课的教学:
1.调整内容,提高学生的积极性。根据各学院的硬件设施,编写合适的仪器分析实验讲义。多采用探索性试验,尽量避免验证性试验,实验结果的不确定性会增加学生对实验过程的兴趣。实验内容的选取贴近生活,如牙膏中氟离子浓度的测定、“雪碧”中苯甲酸的测定、饮料中咖啡因的测定等,引导学生将所学知识应用到生活和实践中去,培养成就感。
以气相色谱为例,该实验是科研、生产、检验等领域常用的仪器分析方法,实验内容贴近生产实际情况,要求学生掌握色谱图的分析方法,并根据实际情况调整试验参数的设置,条件允许的话从色谱柱的填充这一基本步骤开始。每位同学必须自己动手操作,而不是像以前一样仅仅观看教师演示。
2.增加设计性实验,提高实践能力。在实验内容上,除了常规的仪器分析实验,还安排两到三次设计性实验。教育部高教司的关于《普通高等学校本科教学工作水平评估方案》(试行)对设计性实验有明确的定义:设计性实验是指给定实验目的要求和实验条件,由学生自行设计实验方案并加以完成的实验。贾素云等人认为在设计性实验中,教师给出的“实验目的与要求”要符合学科的培养目标,实验室提供必需的仪器与药品,由学生自拟实验方案并独立自主完成实验的全过程。
在设计性实验的讲义里,只提出了实验目的与要求,其他步骤都要求学生根据掌握的知识进行设计,对学生运用知识解决实际问题的能力有较高的要求。可设计提示性的问题帮助学生理清思路,然后由学生独立完成实验全过程。教师可根据教学情况自由选择,让学生两人一组设计实验步骤。学生设计实验步骤,必须深入了解实验目的,掌握实验涉及的药品和试剂以及仪器的物性和安全常识,理解实验步骤背后的理论意义,比照书本操作要求更深入地了解,这避免了以往学生机械模仿老师操作的模式,加深其对实验过程的理解记忆。
开设必修实验和选做实验两类,将会使学生在强化基本操作技能的基础上有综合性较强的训练,有普通仪器操作,也能接触到一些先进的科学仪器和方法,以开拓眼界,扩大知识面。教师可在教学过程中对各个实验有不同的级别要求,以适应不同专业的需求。
3.改进教学方法,让学生有机会动手操作。改变教学方法,引导学生独立思考,培养学生独立学习和工作能力。遵循实验教学和人才培养规律,学生实验能力的培养要循序渐进,逐步放手,逐步加强和深化。多引进生产实际案例,充分调动学生学习的积极性和主动性,以利于学生能力的培养。
每次实验前的理论课都在幻灯片上以图片的形式介绍实验仪器的基本组成和试验流程。布置学生预习实验,完成思考题。考虑仪器数量和实验室面积,可采用双实验双教师同时进行的教学方法。将学生划分为两部分,每部分学生做一个实验,每个实验一个指导老师,然后交换。这样提高了设备的利用率,使学生有更加充分的动手时间,每个学生都有机会动手,投入到实验中来。
4.改进实验室管理。建议与实验中心的老师配合,课余时间向学生开放实验室。集中组织有兴趣的学生在课余时间进入实验室,在教师监管下进行实验,这既可以作为课堂实验的补充,又可以扩展到课堂之外的内容。
三、实验内容设计的特点
各独立学院应结合专业特点和现有仪器设备,以及学生的教学和实训情况,选择合适的实验内容,编写适用于本校的实验讲义。可将全部实验分为必做实验和设计性选做实验两部分。必做实验内容包括电化学分析、红外光谱分析、气相色谱和液相色谱等多个专业试验,要求学生亲自动手操作各种大型仪器,解决实际问题,其实验内容在社会上有着极为广泛的应用;设计性选做实验由师生根据教学情况自由选择,是学生在掌握仪器分析原理和设备操作基本技能的基础上对理论和实践知识的综合运用。
讲义的主要特点是针对性强。国内现有的实验教材,每个实验针对特定的仪器,对实验条件的设置、参数的确定有固定的要求。目前分析仪器发展迅速,种类和型号多样,该讲义应针对各校所购买的特定仪器,可直接用于以后的仪器分析实验教学工作。
另外,在实验的设计上要突出强调学生的实际动手能力,要求实验内容贴近实际生产生活,一方面调动学生的学习积极性,充分发挥学生的自主学习性,另一方面培养的学生在社会上有更广阔的就业空间,满足社会对动手能力强的人才的需求。
总之,仪器分析实验在独立学院化学类相关专业的实验教学体系中有着重要的地位。随着实验室的建设和发展,各独立学院将购买更多仪器设备,在今后的教学过程中,教师应根据教学要求和硬件条件的变化,不断完善仪器分析实验内容,教学内容的编排始终以调动学生的学习积极性、充分发挥学生的自主学习为目标,根据社会对人才的需求,强调学生的动手能力及解决实际问题的能力。
参考文献:
[1]李田霞,陈峰.独立学院中化学实验教学探索与实践[J].科技信息,2008(14).
[2]吴建高.选择仪器分析试验项目的看法[J].实验室研究与探索,1989(4).
[3]罗崇建,等.仪器分析的实验教学[J].化工高等教育,2002(72).
[4]杜彬,林小虎,任学军.“仪器分析”实验教学的探索与实践[J].食品工程,2007(1).