组成分析

组成分析（精选12篇）

组成分析 篇1

Oracle的内存总体说来, 可以分为两大部分:共享部分和进程独享部分。而这两部分根据功能不同, 还分为不同的内存池和内存区。Oracle的内存组成详细阐述如下:

1. 系统全局区

系统全局区 (SGA, System Global Area) 。是一组包含一个Oracle实例的数据和控制信息的共享内存结构。其中具有两个很重要的特性:

(1) 系统全局区是共享的。多个用户可以同时登录这个实例, 并且能够同时访问系统全局区中的信息; (2) 一个系统全局区只为一个实例服务。即当一台机器上有多个实例运行时, 每个实例都有一个自己的系统全局区, 尽管系统全局区来自于操作系统的共享内存区, 但实例之间不能相互访问对方系统全局区区的信息。 (3) Oracle进程和一个系统全局区就构成了一个Oracle实例。当实例启动时, Oracle会自动从系统中分配内存给系统全局区, 而实例关闭时, 操作系统会回收这些内存。 (4) 系统全局区区是可读写的。所有登录到实例的用户都能读取系统全局区中的信息, 同时服务进程也会将oracle执行操作后修改的信息写入系统全局区区。

系统全局区主要包括以下的数据结构:数据缓存、重做日志缓存、共享池、Java池、大池、流池、数据字典缓存。

1.1 数据缓存

数据缓存专门用于存放从数据文件中读取的的数据块拷贝的区域。如果需要访问的数据块已经在数据缓存中, 就直接读写内存中的相应区域, 而无需读取数据文件, 从而大大提高性能。数据缓存对于所有oracle进程都是共享的, 即能被所有oracle进程访问。数据缓存被分为多个集合, 这样能够大大降低多CPU系统中的争用问题。

1.2 重做日志缓存

重做日志缓存是系统全局区中一段保存数据库修改信息的缓存。这些信息被存储在重做条目中。重做条目中包含了由于INSERT、UPDATE、DELETE、CREATE、ALTER或DROP所做的修改操作而需要对数据库重新组织或重做的必须信息。在必要时, 重做条目还可以用于数据库恢复。参数LOG_BUFFER决定了重做日志缓存的大小。它的默认值是512K, 最大可以到4G。当系统中存在很多的大事务或者事务数量非常多时, 可能会导致日志文件IO增加, 性能降低。这时可以考虑增加LOG_BUFFER值。

1.3 共享池

系统全局区中的共享池由库缓存、字典缓存、用于并行执行消息的缓冲以及控制结构组成。其大小由参数共享池大小决定。在32位系统中, 这个参数的默认值是8M, 而64位系统中的默认值位64M。最大为4G。对于共享池的内存管理, 是通过修正过的LRU算法表来实现的。

共享池包括下面几个组成部分:

(1) 库缓存

库缓存中包括共享SQL区、PL/SQL存储过程和包以及控制结构。任何用户都可以访问共享SQL区。因此库缓存存在于系统全局去的共享池中。

(2) 字典缓存

数据字典是有关于数据库的参考信息、数据库的结构信息和数据库中的用户信息的一组表和视图的集合。在SQL语句解析的过程中, Oracle可以非常迅速的访问这些数据字典。因为Oracle对数据字典访问比较频繁, 此内存中有两处地方被专门用于存放数据字典。数据字典缓存也被称为行缓存, 因为它是以记录行为单元存储数据的, 而不像数据缓存是以数据块为单元存储数据。内存中另外一个存储数据字典的地方是库缓存。所有Oracle的用户都可以访问这两个地方以获取数据字典信息。

(3) 保留共享池

为了拥有足够空间缓存大程序块, Oracle专门从共享池内置出一块区域来来分配内存保持这些大块。这个保留共享池的默认大小是共享池的5%。它的大小也可以通过参数SHARED_POOL_RESERVED_SIZE来调整。保留区是从共享池中分配, 不是直接从系统全局去中分配的, 它是共享池的保留部分, 用于存储大块段。

共享池中内存大于5000字节的大段就会被存放在共享池的保留部分。而这个大小限制是通过隐含参数_SHARED_POOL_RESERV ED_MIN_ALLOC来设定的。除了在实例启动过程中, 所有小于这个数的内存段永远都不会放到保留部分中, 而大于这个值的大内存段也永远不会存放到非保留区中, 即使共享池的空间不够用的情况下也是如此。

1.4 Java池

J ava池是系统全局区中的一块可选内存区, 属于系统全局区中的可变区。Java池的内存是用于存储所有会话中特定Java代码和JVM中数据。Java池的使用方式依赖于Oracle服务的运行模式。Java池的大小由参数JAVA_POOL_SIZE设置, 最大可到1G。在Oracle10g以后, 提供了一个新的Java池建议器, 来辅助数据库管理员调整Java池大小。

1.5 大池

大池是系统全局区中的一块可选内存池, 根据需要时配置。通过从大池中分配会话内存给共享服务或并行查询, oracle可以使用共享池主要来缓存共享SQL, 以防止由于共享SQL缓存收缩导致的性能消耗。此外, 为Oracle备份和恢复操作、IO服务进程和并行查询分配的内存一般都是几百K, 这么大的内存段从大池比从共享池更容易分配得到。

参数LARGE_POOL_SIZE设置大池的大小。大池是属于系统全局区的可变区的, 它不属于共享池。对于大池的访问, 是受到large memory latch保护的。它没有可重建内存段, 因此也不用LRU链表来管理。大池最大大小为4G。为了防止大池中产生碎片, 隐含参数_LARGE_POOL_MIN_ALLOC设置了大池中内存段的最小大小, 默认值是16K。

1.6 流池

流池是Oracle 10g中新增加的。是为了增加对流的支持。流池也是可选内存区, 属于系统全局区中的可变区。它的大小可以通过参数STREAMS_POOL_SIZE来指定。如果没有被指定, oracle会在第一次使用流时自动创建。如果设置了SGA_TARGET参数, Oracle会从系统全局区中分配内存给流池;如果没有指定SGA_TARGET, 则从数据缓存中转换一部分内存过来给流池。转换的大小是共享池大小的10%。Oracle同样为流池提供了一个流池建议器。

2. 程序全局区

程序全局区 (PGA, Program Global Area) , 是一块包含一个服务进程的数据和控制信息的内存区域。它是Oracle在一个服务进程启动时创建的, 是非共享的。一个Oracle进程拥有一个程序全局区内存区。一个程序全局区也只能被拥有它的那个服务进程所访问, 只有这个进程中的Oracle代码才能读写它。

程序全局区由两组区域组成:固定程序全局区和可变程序全局区。固定程序全局区的大小是固定的, 包含了大量原子变量、小的数据结构和指向可变程序全局区的指针。可变程序全局区是一个内存堆。程序全局区堆包含用于存放X$表的的内存。总的来说, 程序全局区的可变区中主要分为以下三部分内容:

1) 私有SQL区

2) 游标和SQL区

3) 会话内存

(1) 私有SQL区

私有SQL区包含了绑定变量值和运行时期内存结构信息等数据。每一个运行SQL语句的会话都有一个块私有SQL区。所有提交了相同SQL语句的用户都有各自的私有SQL区, 并且他们共享一个共享SQL区。因此, 一个共享SQL区可能和多个私有共享区相关联。

(2) 游标和SQL区

一个Oracle预编译程序或OCI程序的应用开发人员能够很明确的打开一个游标, 或者控制一块特定的私有SQL区, 将他们作为程序运行的命名资源。另外, oracle隐含的为一些SQL语句产生的递归调用也使用共享SQL区。私有SQL区是由用户进程管理的。如何分配和释放私有SQL区极大的依赖与你所使用的应用工具。而用户进程可以分配的私有SQL区的数量是由参数OPEN_CURSORS控制的, 它的默认值是50。

(3) 会话内存

会话内存是一段用于保存会话变量和其他预会话相关信息的内存。对于共享服务器模式下, 会话内存是共享的。对于复杂的查询, 运行区的很大一部分被那些内存需求很大的操作分配给SQL工作区。工作区的大小是可以调整的。一般来说, 大的工作区能让一些特定的操作性能更佳, 但也会消耗更多的内存。工作区的大小足够适应输入的数据和相关的SQL操作所需的辅助的内存就是最优的。如果不满足, 因为需要将一部分数据放到临时表空间磁盘上处理, 操作的响应时间会增长。

3. 用户全局区

程序全局区是一段包含一个Oracle服务或后台进程的数据和控制信息的内存。程序全局区的大小依赖与系统的配置。在专用服务模式下, 一个服务进程与一个用户进程相关, 程序全局区就包括了堆空间和用户全局区 (UGA, The User Global Area) 。而用户全局区由用户会话数据、游标状态和索引区组成。在共享服务模式下, 一个共享服务进程被多个用户进程共享, 此时用户全局区是共享池或大池的一部分。

程序全局区和用户全局区之间的区别可以理解为进程和会话之间的区别。在专用服务模式下, 进程和会话是一对一的;而在共享服务模式下, 进程和会话是一对多的关系。程序全局区是服务于进程的, 它包含的是进程的信息;而用户全局区是服务于会话的, 它包含的是会话的信息。因此, 在共享服务模式下, 程序全局区和用户全局区之间的关系也是一对多的。

4. 调用全局区

与其他的全局区不同, 调用全局区 (CGA, The Call Globa Area) 的存在是瞬间的。它只存在于一个调用过程中。对于实例的一些低层次的调用需要调用全局区, 包括:解析一条SQL语句;执行一条SQL语句;取一条SELECT语句的输出值。

如果语句产生了递归调用, 则需要为每个递归调用分配一个调用全局区。如上所述, 递归调用是在语句解析、优化器产生语句查询计划、DML操作时需要查询或修改数据字典信息的调用。因为无论那种模式, 会话在做调用时总需要一个进行进行处理。特别是在共享服务模式下时, 如果发现一次调用很久没有响应, 则可能需要增加程序全局区的大小。

5. 软件代码区

软件代码区 (SCA, Software Code Area) 是一部分用于存放那些正在运行和可以被运行的代码的内存区。Oracle代码一般存储在一个不同于用户程序存储区的软件代码区, 而用户程序存储区是排他的、受保护的区域。软件区的大小一般是固定的, 只有Oracle软件升级或重装后才会改变。在不同操作系统下, 这部分区域所要求的大小也不同。软件区是只读的, 可以被安装成共享的或非共享的。

结束语:内存的配置是影响Oracle性能的重要问题, 值得引起大家的重视与关注, 而且还需要在实践中不断地探索与实践, 使之达到最优。

组成分析 篇2

内蒙古医学院(010020)那生桑

关键词：蒙医 配方理论 方剂组成 方解

现代蒙药开发研究中，传统处方的方解较为重要。配方理论在新药研制过程中起指导性作用，对处方组成的分析，质量标准的制定，以及用药方法的选定，关系十分密切[1]。1配方理论[2]

1.1方剂组成：蒙医药方多为相对固定的成方。其组成大致与中医方剂近似，由君、臣、佐、使四个成员组成，而且多数原方中这些组成齐全，数量恒定。各组成在方中的作用较明确，即：①君药：针对主病或病所（指病变部位）起主要治疗作用，是每一首方中必有的成员。例如风湿三味丸中的驴血，针对主病；扫日劳—4味汤中的沙参，针对主病和病所兼有。②臣药：辅助君药加强治疗主病，或同时治疗兼证(合并症)。例如治疗感冒药方土木香四味散中的苦参，加强君药发汗；乌珠目—7中的天竹黄，治兼证止咳。⑧佐药：协助君、臣药治伴随症和起预防作用。例如土木香四味散中的珍珠杆，清热的同时有镇咳作用；敖西根—18里的沉香、肉豆蔻、苦参和蒜炭等，是预防肺热清散后的空虚热(热退之末，起风吹余热而出现口渴、烦躁等症状的证候)。④使药：方中起引导或调和作用。引导作用也称桥梁作用，能引方中诸药至病所；所谓调和系指降低君、臣药的毒、锐(烈)性，或调节药方之寒热性等。

1.2方剂各组成味数的比例：蒙医药方各组成需由多少味药主要根据病情而定。一般大致规定为：治疗轻病，病情轻的药方，由君、臣药各1味，佐药2味，使药3味组成；治疗中病，病情中等的药方由君、臣药各1味，佐药3味，使药5味组成；治疗重病，病情重的药方由君、臣药各2味，佐药5味，使药9味组成。所以蒙药方中味数7、1 10、18者居多。

1.3 方剂各味药剂量比例：蒙医药方味药剂量比例一般是恒定的，而且已经确定不再随意变动。但剂量未定或整理验方，需要确定其味药剂量时，要遵循下列原则之一。①一般的方，按君药5份，臣药4份，佐药3份，使药各1份的比例确定。②来源于藏医经典的药方，则君药剂量比其它组成略多或2倍，其它诸组成各1份。例如沏其日甘—5味中，沙棘6份，木香5份，葡萄干4份，甘草3份，栀子2份是按前一原则确定的；赞丹—3味汤中，檀香5份，广枣、肉豆蔻各3份，是按后一原则制定的。2传统药方方名来源探讨

有关方名由来文献记载甚少。经分析可归纳如下：①以方中的君药名命名。这是蒙医最常用的命方名方法。例如那如三味丸(草乌—3)，如达—6(木香—6)，七味葡萄散等等。②以药方功能、主治命名。例如阿木尔—6味散(六味安消散)，嘎日迪—5味丸(五凤丸)，六味止痛散[3]等均以功能命名而得；浩道敦—10(胃—10味)，通拉嘎—5，乌力吉—18等以主治命名而得。⑧以药剂颜色、气味特征命名。例如查干·汤(白色汤)，乌兰—10(红色—10)[4]，伊赫·哈 日·12(大黑—12)，芬芳—12等等。④其他命名法：传统药方尚有以人名命者，例如萨丽冲；以方源命名者，例如雄·阿嘎日—8(“雄”为《四部医典》缩名)；以组方形式命名者，例如三份丸；以代名命名者，如桑漫—9（秘方—9）等特殊命名方法，但为数不多。3传统药方构成的分类

因传统方的形成方法不同，将其构成可分为4类。

3.1原方：即符合前述配方理论及原则，未经过加(减)改变的药方。此类方的药味数多为集中在3、4、7、10或18、25，其君、臣、佐、使各组成齐备而数量、比例规律基本恒定。如查干·汤，七味红花散，2 乌力吉—18味等。

3.2加味方：在临床实践中，据治疗疾病不同变化的需要以1个(或有时几个)一定的原方为基础。再加(减)1至若干味药而形成，并固定了的成方。例如石榴—5味散由石榴—4味散加良姜而成；那仁·满都拉—1l是由通拉嘎—5味加五根药及冬葵果而成的成方。3.3合方：根据病证规律，将某2个(或几个)原方合并成一个固定成方。例如土木香—10味汤由土木香—4味汤、天灵盖—3味汤和波棱瓜—3味三者合并而成；十五味云风丸[3]由十味白云香散与五凤丸合并而成。

3.4验方：系指个人经验方和民间经验方。一般没有明确的文献来源记载。其处方组成也不十分符合配方理论，但多数方中君药仍很明确。例如广枣—7味，嘎木朱尔等。4确定方剂的君、臣、佐、使方法

早年的蒙医药经典著作，对方剂的组成及方解记载很少，现代教课书虽有些解释，但最多仅指出君药外对其他组成一概而论。因此，对一个具体药方来说，确定其各组成仍有困难，需要较高层次的专业知识与经验。笔者认为，采取下列方法有助于解决这一问题。4.1 依据方名：如同前述，蒙医药方常以君药名为方名，故从方名可直接确定君药，再以配方理论知识加以分类其他组成及数量。4.2依据方剂功能、主治：绝大多数药方的功能，直接来源于君药，或君、臣二药，然后根据君药特性和药方主治，可以逐个分出佐、使。多数情况下佐、使二者间并没有明显的界线可分，所以有时将二者合并称为配药。

4.3依据药方药剂量比例：据君药在方中比例一般最大，或君、臣、佐、使依次递减的规律，可不难确定部分药方的组成。

4.4依据药方的构成：上述3种方法除依据方名外一般仅符合原方的 3 方解，对于加味方、合方及验方来说不那么实用。所以，此类方要遵循下列原则。加味方：以其中的基础方的组成来分解；合方：以其中的主要方(从方名或主治可确定)的组成为主，加其他方相应组成。但君药一般只选1味。验方：君药一般明确，其他组成要看具体药方。5 结 语

蒙医配方理论是蒙医遣药组方必须遵循的原则，是蒙医药方在临床治病的基础。但也应该指出成方在临床实践过程中，跟随辨证论治规律，发生了或多或少的变化。这对药方的组成分析与功效解释，带来了一定的难度，也造成了蒙医方剂本身的许多不规范现象。这也是在现代研究中加以注意的一点。另外，蒙医历史上，也有过多个医家药家相互辩论，提出各自的配方学说，这里不再赘述。

参考文献

洪武瓷的化学组成特征分析 篇3

作为元末明初、连接元代和永乐的洪武时期，在瓷器制作技术上是否有承前启后的作用呢?以下拟应用现代科技手段，通过测试洪武瓷胎釉的化学组成，对其用料特征、制作特点进行分析探讨。

化学组成测试，使用美国热电公司(TL)生产的QuanX型X荧光能谱分析仪，该仪器经上海博物馆实验室改装后，具有大样品室，可以对大部分的完整陶瓷器作无损的元素成分检测，元素分析范围从钠到铀，可检测陶瓷器中的硅酸盐组成。这次测试的样品，包括洪武白釉瓷、红釉瓷、釉里红和蓝釉瓷，分别由景德镇陶瓷考古研究所和南京艺术学院提供。

首先来看景德镇的白釉瓷(图1)。洪武白釉瓷施釉肥厚，给人一种特别温润柔和之感，釉面一般比较白，少许有些泛青灰。这种釉面特征是由其釉的化学组成决定的：洪武白瓷釉中主要的显色元素氧化铁(Fe₂O₃)的含量接近1％，氧化钛(TiO₂)的含量小于0.05％，所以釉显得比较白；同时釉中氧化钙(CaO)含量已降至5％以下，碱的含量(K₂O+Na₂O)相当高，超过了5％，洪武瓷的白釉料采用了碱钙釉配方，即K₂O、Na₂0、CaO，共同起到熔剂的作用。碱钙釉是指在釉的配方中减少了釉灰，同时增加釉石用量，以增加釉的高温粘度，容易烧制成乳浊感的厚釉，所以洪武釉有肥厚温润的感觉。

景德镇自宋代青白釉瓷，发展到永乐甜白釉瓷，从外表看，白釉的变化大体是从青白色的透明薄釉逐渐演变为温润洁白的厚釉，分析其白釉的化学组成变化，主要是釉中碱钙含量(CaO、K₂O、Na₂O)变化所致。可以把这洪武白釉成分数据，同前、后时代的白釉瓷器数据作个对比：宋代景德镇青白瓷釉为钙釉，即釉中助熔剂主要为氧化钙，含量约在10％－16％左右，碱(KNa)₂O的含量很低，一般在3％以下；元青花瓷的透明釉、枢府白瓷中，氧化钙含量较前代有所降低，一般在5％～10％范围内，而碱含量大幅提高，有些达到6％以上，呈现出钙碱釉的特征；洪武的白釉瓷延续了这一趋势，白釉中氧化钙的含量继续下降至5％以下，同时碱含量的含量棚当高，超过了5％，这次测试的洪武白釉瓷呈色比较白，与元代枢府瓷白釉的化学组成有些接近，但在釉料配方有了些许变化(比如长石比例减少，而云母比例增加)；至永乐白釉瓷，有些向釉中氧化钙的含量甚至降至3％以下，同时仅氧化钾的含量就超过5％。所以，总体上说，随着时代的顺延，氧化钙含量逐渐减少，而碱的含量逐渐增加了。

洪武红釉瓷残片(图2)是景德镇出土的，铜红发色稳定，但色泽有些灰暗。目前研究表明，影响红釉发色的主要因素是烧成气氛，但基础釉的配方、色料的含量对呈色也有很重要的影响。洪武铜红釉中，氧化钙的含量明显高于同时期白釉瓷、青花釉里红透明釉，且含有一定量的氧化镁(MgO)，同时碱含量(KNa)₂O的含量较低，使得钙碱RO／R₂O比例较高，这些因素有利于铜红彩的呈色。但洪武铜红釉中的铜含量较高，我们与永乐祭红的数据作了比较，洪武铜红釉中的铜含量约3倍于永乐祭红釉，同时，洪武铜红釉中的氧化铁Fe₂O₃含量在1％左右，不是很稳定，一定程度上可能影响了铜红的呈色。

洪武釉里红器物在传世洪武瓷中数量最多，测试的釉里红残片透明釉层比较厚，红彩色泽灰暗(图3)，测试表明其透明釉的成分与同期白釉比较接近，同样采用了碱钙釉配方，氧化钙禽量已降至4％以下，而碱含量相当高，超过了5％。釉里红的制作难度比较大，除了烧成温度和气氖，基础白釉的配方也有影响。目前的研究表明，提高氧化钙的含量有利于铜红彩的呈色，洪武釉里红色彩灰暗，与釉料中氧化钙的含量偏低有一定关系；这釉里红瓷片的釉表面开片明显，可能的原因也是釉料中碱含量高，碱釉的膨胀系数大，胎釉的配方、烧制温度还没有很好地匹配。

带红色“赏赐”二字的残片(图4)是梅瓶残片，明显有铁锈斑，怀疑是否是釉里红。经过测试，红色“赏”字(包括表层釉中)的铁含量是6.26％，比白釉中的铁含量0.80％高出许多倍，几乎没有铜元素。可以判定“赏赐”二红字应该是铁红呈色，而非铜红(釉里红)。

青花瓷一直是景德镇瓷器的主流，洪武青花的透明釉成分也与同期白釉比较接近，采用了碱钙釉配方，因此青花的透明釉比较温润，不是很通透；青花色泽不是很艳丽，有些灰暗。据此，很多人推测洪武的青花色料采用了国产料，而非元代青花所用的进口料。从本次测试的洪武蓝釉瓷和中科院上海硅酸盐研究所测试的洪武青花大碗可知：其所用的青花色料都是低铁高锰类型，与元青花色料的特征接近。由于青花、蓝釉所用的钻矿色料中，通常有铁、锰、砷、硫、铜、镍等矿物元素伴生，古籍中对钻料的记载和对应的科技测试都表明，我国明清时期使用的国产钴料特征是锰含量比较高，铁含量较低；而元代进口钴料的特征是高铁低锰。因此，可以认为洪武青花、蓝釉所用的色料也应该是进口料。

洪武瓷胎成分与元青花接近，大部分的瓷胎中氧化铝(A1₂O₃)含量接近或大于20％，这是单一瓷石配方所不能达到的。目前对景德镇地区制瓷所用的瓷石分析表明，其氧化铝含罱在14％～18％之间，即使经过淘洗的祁门瓷石精泥，或者风化程度较高的瓷石，氧化铝含量也大约在18％～19％左右；景德镇所产的高岭土含氧化铝大于30％，因此可以认为，洪武瓷胎制作使用了在瓷石原料中添加了高岭土的“二元配方”。

乙烯装置裂解气组成控制分析 篇4

关键词：裂解气,多阀多柱,二维色谱

采用传统的ASTM D5504及 UOP539分析裂解气,分析时间较长,且一台气相色谱仪不能对裂解气全组成进行分析[3]。目前安捷伦科技有限公司生产的气相色谱仪GC7890A,可以同时安装三个检测器且可以安装多个阀。根据裂解气组成情况,我们定制一台专门针对裂解气等一类炼厂气进行分析的气相色谱仪。进行改装的气相色谱仪分三个阀路通道系统,可以一次同时完成对裂解气中各组分进行分类、多检测器快速检测。

1 材料与仪器

1.1 材 料

标准气体:大连大特气体有限公司配置的标准气体:内含有氢气,氮气,氧气,一氧化碳,二氧化碳,碳二至碳五烯烃和烷烃及少量炔烃,含盖了裂解气所有可能有的组分。

1.2 仪 器

安捷伦科技有限公司生产的GC7890A 气相色谱仪。配有一个氢火焰离子化检测器,两个热导检测器。安装有五个气体阀,八根色谱柱。

1.3 软 件

采用安捷伦公司Openlab Chemstation 控制软件采集并分析数据。

2 色谱气路结构

2.1 气相色谱分为三个阀路系统(图1)

2.2 一阀路系统

一阀路系统主要用来分析裂解气中的N2、O2、CO、CO2(有时有H2S)。由两路辅助气路(PCM B)、三根填充色谱柱、两个阀(V1,V2)及一个TCD检测器组成。col1为2Ft×1/16 inch 硅胶柱( 80/100目),Col2为6Ft×1/16inch硅胶柱( 80/100目)及col3为8Ft×1/16 inch 13X分子筛( 80/100目),V1(十通阀):用于进样并反吹;V2(六通阀):用于旁路防止二氧化碳进入13X分子筛中。

2.3 二阀路系统

二阀路系统用来分析裂解气中的H2。由两路辅助气路(PCM C)、二根填充色谱柱、一个阀(V5)及一个TCD检测器组成。Col4为3Ft×1/8 inch Propark Q(60/80目),Col5:8Ft×1/8 inch 5A 分子筛(60/80目),V5(十通阀)用于进样并反吹。

2.4 三阀路系统

用来分析裂解气中的甲烷及碳二至碳五烯烃和烷烃。由毛细管进样口、三根毛细管色谱柱,两个阀(V3,V4)及一个FID检测器组成。Col6:(1.5 m×320 μm×0.25 μm HP-1)作为预柱,col7(25 m×250 μm×0.25 μm Al/KCl)为分析柱,Col8:空毛细管柱,连接V3和FID检测器。

3 色谱条件选择及优化

3.1 柱箱温度条件

初温60 ℃ 保持1 min,每分钟20 ℃升温至80 ℃保持0 min,每分钟30 ℃升至190 ℃保持5 min。阀箱温度:100 ℃

3.2 检测器参数

前检测器(FID):温度250 ℃,氢气流量30 mL/min,空气流量:400 mL/min,尾吹气流量:25 mL/min;后检测(TCD):温度200 ℃,参比气(He)流量:40 mL/min,尾吹气(He)流量:2 mL/min;辅助检测器(TCD):温度200 ℃,参比气(N2)流量:40 mL/min,尾吹气(N2)流量:2 mL/min。

3.3 阀路系统流量条件

(1)通过优化比较试验,三阀路系统中前进样口载气流量(He)设定为3.5mL/min,分流比150:1 能够将裂解气中烃类组分比较好地分离。

(2)二阀路系统流量条件相对比较好设定,PCM C中ch1提供载气流量(N2)为30 mL/min,ch2提供反吹气流量(N2)为:10 mL/min 就能满足裂解气中氢气的分析同时反吹掉其余组分。

(3)一阀路系统:由PCM B提供载气及反吹气。十通阀V2上有一个可调节的针型阀阻尼,在设定流量前要求调节阻尼使之与col3的阻力一致,以保证阀切换前后后检测器TCD基线波动小。具体调整方法为PCM B ch1 设定恒定的压力,切换V2开/关,调节阻尼使得阀2切换前后的一阀路系统流量不变(当然在切换的瞬间流量基线波动系正常现象)。通过实验比较,PCM B ch1恒压比恒流系统能更快达到平衡,基线的波动更小,因为柱1、柱2、柱3为1/16 inch的微填充柱,为了保证系统中待分析组分在10 min内出完,PCM B ch1 设定较大的压力50 Psi, PCM B ch2恒压5 Psi反吹。

4 色谱系统的改进

针对裂解气中O2含量分析重现性不好的问题,我们做了多种改进和尝试,改变色谱柱1和柱2的中固定相,由Prapark Q 改为硅胶,减少色谱柱对O2的吸附。O2分析重现性有改善。传统的气相色谱一般色谱柱安装在柱箱中,我们在分析过程中发现:由于柱箱程序升温对硅胶柱性能有影响,长期连续分析时O2含量的分析还有偏差。为此我们利用GC7890A能提供额外辅助加热的优势,提出为一阀路系统中的色谱柱单独为加热的设想[4],并得到安捷伦科技有限公司的帮助和采纳。

改变col1,col2,CO3 外径由1/8 英寸变为1/16英寸,让它们在一个外置的加热盒中恒温加热(70 ℃),有效解决了柱箱温度变化对O2分析的影响。通过半年的连续样品分析实验,裂解气中O2分析比较准确。

5 二维气相色谱阀时间的设定与选择

要完成裂解气在二维气相色谱全组成的分析,阀时间事件的设定非常重要。表1是分析方法的时间事件表。所有阀的初始位置均为OFF,三个阀系统的样品管(loop)串联(如图1),确保一次进样三个定量管充满样品。

一阀路系统中,0.05 min V1 ON 开始进样,样品经柱1进入柱2和柱3,当碳3之前气体完全流出柱1后,2.10 min V1 OFF 反吹出留在柱1中碳3以上的组分。进入柱2的组分在载气的作用下分离前行由柱2进入到柱3,不能在柱2中完全分离的组分(如H2,O2,N2,CO,CH4) 从柱2流出进入柱3后,1.6 min V2 ON 柱3被隔离,柱2中组分旁路从针型阻尼管路进入到后检测器分析,我们可以图3中看到CO2 及碳2烃类先在谱图中出现。待柱2中组分完全流出,6.5 min V2 OFF滞留隔离在柱3中组分经分离进入检测器分析。在图3中碳2后 O2,N2,CH4,CO 在谱图完全分离。

二阀路系统中,0.05 min V4 ON、 0.55 min V4 OFF完成阀进样,样品进入柱6(DB-1)和柱7(Al2O3/KCl),当C1～C5组分经柱6到柱7后, 0.7 min V3 ON后这两个色谱柱中载气流向反向,从图2中可以看出,C6以上的组分先反吹到FID检测器,然后依次是以C1～C5,之所以采用反吹C6烃类,是为了便于快速分析。

三阀路系统中 V5 0.05 min ON、0.60 min OFF 完成进样并只让H2进入系统分析,其余反吹出阀系统,在UOP539 方法中,H2不是单独一路分析,而是和O2、N2、CO、CO2 用一个TCD分析,由于TCD的参比气为He 时和H2热导系数相近,对于低浓度的H2无法检测。现在单独采用一路来分析H2,辅助TCD采用N2作为参比气,有效解决了低浓度H2的分析(如图4)。

6 结果与讨论

采用GC7890二维气相色谱系统能快速有效地完成乙烯装置裂解气的分析。样品十分钟内可以从色谱图2可以看出:复杂的烃类在Al2O3/KCL柱中能很好的分离,裂解气中C6以上的组分相对较少且不固定,所以我们采用反吹加和计算。甲烷、乙烷、乙烯组分在谱图2和谱图3被检测出,因为FID比TCD灵敏度高,所以采用FID的检测信号来定量计算。

安捷伦Openlab Chemstation workstation 具有方便的数据处理功能,我们把三通道同时采集的信号作为一个数据文件归一计算。从表2可以看出5次进样浓度RSD% 各组分基本小于1.5%,C+6组分为加和混合物RSD%偏高2.55%。O2的RSD%为1.05%比传统分析方法有大的改善,满足工艺监测的要求。

参考文献

[1]ASTM D1945-03(2010)Standard Test Method for Analysis of NaturalGas by Gas Chromatography.

[2]UOP Method 539-97 Refinery Gas analsis by Gas Chromatography.

[3]周玉兰,喻群伟.炼厂气分析方法浅析[J].长岭科技,2005(09):56-59.

组成分析 篇5

当今，消费者在购买包装的商品识别其真伪时，只能先买下产品后再将其包装撕开来才能识别.那么，有没有办法能让消费者在购买商品之前就可通过有效的防伪标识来加以识别的呢？而纹理防伪却补充了这样的防伪缺陷。

纹理防伪的原理:

纹理防伪是以包装材料本身固有的斑纹记号为防伪识别标记的一种防伪技术。自然界的斑纹总是千差万别的，如指纹、木纹、石纹、斑马纹、冰纹、干裂的地面等纹理都是随机的、唯一的、不可能有两个完全一样的。这是因为物体自身所处环境的客观条件总是处在不断变化的过程之中，多种客观因素偶然同时作用于物体，给其留下的印记就成为纹理；无数种变化中的客观条件不可能在同一时空反复上演，因而特征完全相同的纹理也不可能重复出现。利用这一原理，选用纹理清晰的包装材料制成防伪标签，对每一枚标签材料的纹理记号进行拍摄、编号、建档、存入防伪数据库中。消费者可通过互联网、传真、电话等查询档案、辨别真伪。

纹理防伪的特点:

1、“纹理防伪标识”是以结构纹理作为防伪特征的一种新型的防伪技术产品。该产品（纹理）是标识材料本身固有的，随机形成的，个性化的三种结构特征，极难仿制，具有防伪原理简单可靠，仿制成本高，造假者无利可图，防伪周期长等特性。

2、“纹理防伪标识”的防伪特征信息是公开的，不怕被电脑黑客拷贝、不怕回收，可进行多次有效查询，便于流通过程中的监督管理和消费者识别方便、简单、直观、准确、先查后买。

3、“纹理防伪标识”可通过电话、传真或计算机网络系统进行查询识别，形成了一种“古老的虎符防伪原理与数码新科技嫁接”的高新技术产品，根据“PCT国际检索报告”：纹理防伪技术属国际首创。

4、“纹理防伪标识”开创了以个性化结构特征的防伪新领域，是一项具有世界领先水平的防伪技术产品。

纹理防伪技术系统组成：

1.标签加工：利用现代印刷技术把具有清晰随机纹理的材料制成一枚枚适合于在单件商品外包装上粘贴的防伪标识物，并提供给用户。

2.材料的选择与制造：选用一种清晰的天然纹理材料或人工制造一种具有清晰的随机纹理的材料。

3.图像采集、存贮：将提供给用户的每枚防伪标识或每个防伪包装物的纹理图像拍摄、采集、提取下来，以数据形式存储于防伪系统数据库中，为市场流通的每枚纹理防伪标识物建立像人的指纹档案一样的电子纹理档案。

组成分析 篇6

关键词：交城；墨玉；骏枣；氨基酸；组成；比较

中图分类号： S665.101文献标志码： A文章编号：1002-1302（2015）02-0291-03

收稿日期：2014-04-14

基金项目：国家果品质量安全风险评估项目（编号：GJFP2014002）；新疆维吾尔自治区优秀青年科技创新人才培养项目（编号：2013721030）；新疆维吾尔自治区公益性科研院所基本科研业务经费资助（编号：KY2013054、KY2014031）；新疆农业科学院农产品质量安全重点实验室建设项目（编号：xjnkkl-2013-003）。

作者简介：何伟忠（1981—），男，山东平度人，硕士，副研究员，从事农产品加工及其质量品质研究。E-mail：hewei198112@126.com。

通信作者：王成，硕士，副研究员，从事农产品质量安全研究。E-mail：wangcheng312@sina.com。应新疆优势特色红枣产业构成和发展的需要，结合骏枣在新疆推广种植的适宜性，骏枣已成功引入新疆，并成为新疆的主要栽培红枣品种之一，其中山西省交城县是新疆骏枣的重要引入区域之一。比较分析交城骏枣和新疆知名骏枣——墨玉骏枣氨基酸的组成差异，有利于明确骏枣引入新疆后品质发生的具体变化，为其品质评比和差异化加工利用提供理论依据。基于红枣的世界种植分布情况和氨基酸组成在红枣营养功能中的重要性，我国国内关于红枣氨基酸组成的研究报道较多，但国外较少。例如，郭裕新等对区域主要栽培红枣的氨基酸组成进行了分析，所涉及的红枣品种包括金丝小枣、郑朝红、多核枣、狗头枣、大木枣、壶瓶枣等[1-3]；张艳红等也于2008年对新疆主栽红枣灰枣和哈密大枣的氨基酸组成进行了分析[4]；但由于种种原因，尚未见新疆主栽红枣品种骏枣氨基酸组成的分析。因此，本研究以新疆骏枣重要引入区域山西省交城县和新疆骏枣代表性产区和田墨玉县产出的骏枣为受试红枣，深入比较分析受试骏枣中人体必需氨基酸、药用氨基酸、支链氨基酸、芳香族氨基酸、鲜味氨基酸和甜味氨基酸的含量，以明确交城和墨玉生产的骏枣氨基酸的组成及其差异性，为其品质评比和差异化加工利用提供理论依据。

1材料与方法

1.1材料

受试骏枣分别采自山西交城县和新疆墨玉县，采集时间为2013年10月。

1.2试剂与仪器

1.2.1主要试剂乙酸钠、乙酸钾、乙酸购自北京北化精细化学品有限责任公司，茚三酮购自上海三爱思公司，苯酚、甲醇、盐酸购自广东光华化学有限公司均为分析纯。

1.2.2主要仪器TYE-100型真空干燥浓缩仪，东京理化器械株式会社；WX-2型真空泵，浙江省台州市枫江创新电机厂；BSA223S型电子天平，赛多利斯公司；S433D型氨基酸自动分析仪，德国Sykam公司。

1.3试验方法

依据GB/T 5009.124—2003《食品中氨基酸的测定》中所述酸水解法进行试样氨基酸含量的测试分析。

2结果与分析

2.1交城駿枣、墨玉骏枣氨基酸含量的测试分析结果

由表1可知，交城骏枣和墨玉骏枣中均含有17种氨基酸。其中，胱氨酸、蛋氨酸、酪氨酸含量远低于0.1%；苏氨酸、丝氨酸、甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、组氨酸、赖氨酸、精氨酸的含量在 0.1%左右；天门冬氨酸和脯氨酸的含量较高，其中天门冬氨酸的平均含量为1.2%，脯氨酸平均含量达1.7%。可见，天门冬氨酸和脯氨酸是交城和墨玉骏枣中的优势氨基酸。

2.2交城骏枣、墨玉骏枣人体必需氨基酸含量的比较分析

由表2可知，交城骏枣和墨玉骏枣中含有7种人体必需氨基酸，即为苏氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、蛋氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸。为进一步明确交城和墨玉骏枣中蛋白的营养价值，本研究依据交城和墨玉骏枣中相关氨基酸含量测试分析结果，采用氨基酸比值系数法，分别计算交城骏枣和墨玉骏枣的氨基酸比值系数分，结果如表2所示。氨基酸比值系数分越高，说明受试物人体必需氨基酸组成与人体必需氨基酸搭配含量模式越接近，蛋白的营养价值越高。由此可知，2种受试骏枣中交城骏枣中人体必需氨基酸组成模式相对较好，氨基酸比值系数分达86.91；墨玉骏枣的氨基酸比值系数分较低，仅为6957。说明与墨玉骏枣相比，交城骏枣中的人体必需氨基酸组成与人体必需氨基酸搭配含量模式更接近，蛋表1交城和墨玉骏枣17种氨基酸含量白的营养价值更高。

2.3交城骏枣、墨玉骏枣药用氨基酸含量的分析

天门冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸和精氨酸9种氨基酸因在人和动物体内具有一些特殊的医疗保健功效而被列为药效氨基酸[5]。

2.4交城骏枣、墨玉骏枣支链氨基酸含量的分析

支链氨基酸主要包括缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸3种，具有参与肌肉合成、刺激激素分泌、提高运动耐力、恢复肌肉疲劳、强化肝功能、保护心脏等功能[5-6]。交城骏枣和墨玉骏枣中均含有上述3种支链氨基酸，含量范围为0.10%～0.17%（表4）。交城骏枣和墨玉骏枣支链氨基酸总量接近，其中交城骏枣、墨玉骏枣的支链氨基酸总量分别为0.43%、0.42%。

2.5交城骏枣、墨玉骏枣芳香族氨基酸含量的分析

nlc202309031150

缬氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、精氨酸均为芳香族氨基酸，其通过NO、内源多胺的合成代谢和氨基酸营养影响胚胎的成长、胎儿的生存和发育。此外，芳香族氨基酸

表4交城和墨玉骏枣支链氨基酸含量

骏枣来源支链氨基酸含量（%）缬氨酸亮氨酸异亮氨酸合计交城0.160.170.100.43墨玉0.150.170.100.42

的含量还与食物的香美程度有关[2，5]。从表5可以看出，交城骏枣和墨玉骏枣中均含有缬氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、精氨酸这6种芳香族氨基酸，其含量在0.05%～0.17%之间。其中，墨玉骏中枣芳香族氨基酸总量为076%，稍高于交城骏枣。表5交城和墨玉骏枣芳香族氨基酸含量

骏枣来源芳香族氨基酸含量（%）缬氨酸亮氨酸酪氨酸苯丙氨酸赖氨酸精氨酸合计交城0.160.170.060.090.150.090.73墨玉0.150.170.050.100.150.130.76

2.6交城骏枣、墨玉骏枣鲜味氨基酸含量的分析

鲜味氨基酸主要包括天门冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸和丙氨酸4种。顾名思义，鲜味氨基酸能增进鲜爽味，其含量决定食物的鲜美程度[2]。如表6所示，交城骏枣和墨玉骏枣中的鲜味氨基酸较齐全，均包括天门冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸和丙氨酸4种。其中，天门冬氨酸的含量最高，平均值达1.18%；其次为谷氨酸，平均含量为0.31%。与交城骏枣相比，墨玉骏枣鲜味氨基酸总量较多，达2.0%。

2.7交城骏枣、墨玉骏枣甜味氨基酸含量的分析结果

甜味氨基酸主要有甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸和脯氨酸4种，

3结论与讨论

本研究结果显示，交城骏枣的氨基酸比值系数较高，说明与墨玉骏枣相比，交城骏枣中人体必需氨基酸组成与人体必需氨基酸搭配含量模式更接近，更加适合作为以蛋白摄取为目的枣果加以开发利用；但是，墨玉骏枣药用氨基酸、鲜味氨基酸、甜味氨基酸含量高于交城骏枣。药用氨基酸具有缓解疲劳、治糖尿病、健脑益智、抑制哮喘、促进纤维增殖与胶原合成等作用[8-11]；鲜味和甜味氨基酸则具有增味、增进口感等作用[2]。由此可知，与交城骏枣相比，墨玉骏枣更具保健性，且具有较好的风味和口感，更加适合作为以保健为目的枣果深化开发利用。2种骏枣支链氨基酸和芳香族氨基酸含量相接近。孟祥勋等的研究结果则显示，随着纬度的升高，大豆氨基酸含量呈降低的变化趋势[12]。本研究中交城骏枣采集地点的纬度为北纬37.55°，高于墨玉骏枣采集地点纬度（北纬37.27°）。这就有可能造成墨玉骏枣药用氨基酸、鲜味氨基酸、甜味氨基酸含量高于交城骏枣，但关于此推测的科学性还需进一步研究，关于交城骏枣和墨玉骏枣人体必需氨基酸组成模式存在的差异还须综合气温、日照时长、土壤条件等多方面因素进行深入研究分析。

本研究结果还显示，与墨玉骏枣相比，交城骏枣中人体必需氨基酸组成模式相对较好；与交城骏枣相比，墨玉骏枣药用氨基酸、鲜味氨基酸、甜味氨基酸含量相对较高；交城和墨玉骏枣中支链和芳香族氨基酸含量相接近。说明种植于山西交城县和新疆和田墨玉县的骏枣氨基酸组成不同，各具特点，宜差异化加工利用。

参考文献：

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[2]陈宗礼，贺晓龙，张向前，等. 陕北红枣的氨基酸分析[J]. 中國农学通报，2012，28（34）：296-303.

[3]赵堂. 不同产地红枣中氨基酸含量的测定[J]. 湖北农业科学，2013，52（16）：3963-3965.

[4]张艳红，陈兆慧，王德萍，等. 红枣中氨基酸和矿质元素含量的测定[J]. 食品科学，2008，29（1）：263-266.

[5]许重远，陈振德，陈志良，等. 金毛狗脊氨基酸的含量测定[J]. 药学实践杂志，2000，18（5）：299-300.

[6]宁辽贞，李镁娟. 支链氨基酸在运动营养供给中的生物学功能及其应用[J]. 甘肃联合大学学报：自然科学版，2009，23（3）：117-119.

[7]王彬，蔡永强，郑伟. 火龙果果实氨基酸含量及组分分析[J]. 中国农学通报，2009，25（8）：210-214.

[8]潘学军，张文娥，刘伟，等. 贵州核桃种仁脂肪酸和氨基酸含量分析[J]. 西南农业学报，2010，23（2）：497-501.

[9]蒋与刚，徐琪寿.条件性必需氨基酸在创伤愈合中的作用及其机制研究进展[J]. 氨基酸和生物资源，2002，24（3）：59-62.

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[11]Hurson M，Regan M C，Kirk D，et al. Metabolic effects of arginine in a healthy elderly population[J]. JPEN，1995，19：227-232.

[12]孟祥勋，胡明祥，张明. 生态环境对大豆籽粒氨基酸组成的影响[J]. 吉林农业科学，1988（1）：13-19，34.

MUDS的组成及应用分析 篇7

阿拉善盟为了解决城区边缘地方居民能收听收看到广播电视节目, 广电工程技术人员利用MMDS的前端改造成MUDS。占用频段470MHz-790MHz, 在国家指配的广播电视专用频带UHF内, 它的频率资源利用率是模拟系统的6-8倍, 内蒙古阿拉善盟采用的频率为660MHz, 符号率为44644, 发送20套电视节目, 6套广播节目。

MUDS的主要特点是图像质量好;声音清晰;可靠性高;抗干扰抗衰落能力强, 维护工作量小。

2 基本原理

一部分从卫星天线接收来的中央广播电视节目、地方广播电视节目经过TS流转换器得到码流信号;另一部从卫星天线接收来的视频、音频信号和从阿盟广播电视制作中心送来的阿拉善新闻电视节目、经济电视节目、阿拉善汉语广播、蒙语广播经四路编码器MPEG-2视频压缩, 输出稳定的码流信号。这些码流信号进入多路复用后经CA有条件接收系统处理送入QPSK调制输出中心频率为660MHz信号再经放大后一部分通过MUDS发射机发送出去;另一部分通过8G微波把自办广播电视传送到腰坝站和查哈站。

3 阿盟MUDS的组成框图

4 MUDS各组成介绍

4.1 信号源

第一种是基带A/V信号。第二种来自卫星接收器送出的A/V信号, 或卫星接收器中经QPSK解码, 信道解码后输出的Ts流信号。

卫星接收器主要功能:是将来自高频头 (950-2050) MHz高频信号中取出电视节目, 经二次变频调节, 一系列处理后送出A/V信号。

阿盟MUDS中采用的是GS-1800S型TS流转换器 (码流机) 其主要特点: (1) 本产品符合ISO/IEC13818和DVB相关标准。 (2) 出厂时预置了亚洲2号、亚太1A等卫星的最新数字电视频道。安装好卫星天线后, 可直接收看节目。 (3) 可自行增减频道, 还可移动、加锁频道及修改频道PID并可设置喜爱频道。 (4) 最多可存储2000个频道。 (5) 可按卫星自动搜索出频道。 (6) 具有电子游戏功能。 (7) 直接输出TS流。 (8) 插入解码卡可解出部分卫星加密频道 (带CI接口机) 。 (9) 特别适合前端TS流的成长。

4.2 信源编码:采用四合一编码器

四合一编码器的功能:将四路码流复用输出为单路码流, 减少了复用器的使用, 采用优化的MPEG-2视频压缩方式, 节约了发射宽带。输出码流稳定, 提高带宽利用率。

4.3 多路复用器

可以接受两路至八路MPEG-2单路或多路节目传输流将其复用成一个多节目的传输流, 并且过滤掉空包或不需要的数据包, 必要时重新设置包识别标志, 为后面处理提取所需要的节目信息。抽取和处理一个收到的节目说明信息和业务信息并将其和本地产生的这类数据集成起来。

4.4 条件接收加密控制系统 (CA) 的用途

CA系统是由数字电视收费技术, 保障数字电视可以很方便的实现有条件接收, 其技术途径是通过对数字电视信号进行数字加扰, 实现传输码流所含的视、音频信息和数字信息的加扰, 在用户端未经授权的用户将不能收看该节目。数字信号加密后保密性强, 从根本上解决了收费难的问题。

4.5 调制器

采用QPSK调制将输入DVB-S标准的数据流调制成为射频信号。采用先进的数字信号处理技术, 直接用数字卫星接收机进行接收。它不但能取得较高的频谱利用率, 有很强的抗干扰性和较高的性能价格比, 而且和模拟FM微波设备也能很好的兼容。QPSK数字电视调制器在对数据流的处理上应用了能量扩散的随机化处理、RS编码、卷积交织、收缩卷积编码、调制前的基带成形处理等, 保证了数据的传输性能。可以进行原有的电视微波改造, 用30M的带宽传送5至8套能达到DVD图象效果的节目。

4.6 数字MUDS发射系统

将经过QPSK调制后的射频信号, 经过混合器, 放大器放大送给MUDS发射机, 再经天线系统发射出去。

4.7 终端接收

数字MUDS的系统的接收端使用原有模拟MMDS天线, 和数字下变频器变至450-650MHz, 数字机顶盒接收频段 (450-2150) MHz进行接收解码输出A/V信号供用户使用。

5 安装调试MUDS电视信号操作方法

(1) 首先把天线接入机顶盒, 再将机顶盒输出视频音频用三色线接入到电视机并开机;

(2) 调整MUDS的接收天线方向, 方向向着阿拉善盟传媒中心铁塔;

(3) 操作遥控器按 (菜单) 键, 选择 (高级管理) 后按右键到管理员登录确认, 输入密码 (0000) 确认;

(4) 再到 (高级管理) 选择 (中心频点设置) ;

(5) 按遥控器上的 (红色键) 进行编辑, 频率输入 (0660) , 符号率输入 (44644) , 保存退出;

(6) 到菜单按下键选择 (频道搜索) , 再按右键选择自动或手动搜索;

(7) 此时下方 (强度) (质量) 显示条中, 有强度显示并且质量显示达到60%以上, 选择下方 (全部频点搜索) , 按 (确认) 键, 搜索完成后按 (确认) 保存;

(8) 因为MUDS是无线发射, 如果安装天线的地方和信号塔之间有遮挡物, 就无法接收到该信号。

摘要：介绍MUDS的主要特点、基本组成原理, 并给出了安装调试的MUDS电视信号操作方法。

视频会议系统组成及特点分析 篇8

在计算机网络技术高速发展的今天, 传统的通讯方式如电话、传真等无法达到“面对面”的沟通效果, 不能满足人们日益增长的交流需求。视频会议系统是支持人们远距离进行实时信息交流、开展协同工作的应用系统。视频会议系统实时传输视频与音频信息, 使协作成员可以远距离进行直观、真实的视音频交流, 营造了一个多人共享的工作空间。本文简介视频会议系统工作原理及其终端设备。

2 视频会议系统组成

2.1 视频会议工作原理

一套完整的视频会议系统通常由视频会议终端、多点控制单元MCU、网络管理软件、传输网络以及相关附件组成 (图1) 。

视频会议终端将本地输入的视频、音频、数据、控制信令进行单独编码, 然后将编码后的数据进行“复用”打包后形成遵循网络协议的数据包, 通过网络接口传到MCU供选择广播。从MCU传来的其他会场的数据包通过“解复用”, 分别还原成视频、音频以及数据及控制信令分别相应的输出设备上回显或执行, 这便是视频会议终端的工作过程。由于音频数据量远远小于视频数据量, 编码时延也短, 因此要加入时延使音视频同步。

除终端外还有个关键组成部分, 即多点控制器MCU, 是视频会议系统中的关键设备, 作用相当于一个交换机。处理用户登录并处理会议部分的控制。当客户端登录服务器时, 多点处理器首先鉴别用户的合法性, 当用户合法即向用户返回在线用户名单, 用户可以通过呼叫此名单上的其他用户来发起会议, 用户之间的所有交流都有MCU来转发完成。

它将来自各会议场点的信息流, 经过同步分离后, 抽取出音频、视频、信令和数据信息, 并将各会场的信息和信令送入同一处理模块, 完成相应的音视频混合与切换, 以及数据广播、路由选择、定时和控制接入等过程, 最后将各个会场的各种信息重新组合起来, 送往各个相应的终端系统设备。

2.2 视频会议特点分析

视频会议系统 (Video Conference System) 也称为视频会议, 是指两个或两个以上不同地方的个人或群体, 通过现有的各种通讯介质传输媒体, 将人物的静、动态图像、语音、文字、图片等多种资料分送到各个用户的终端上 (连接电视、计算机) , 使得在地理上分散的用户可通过图形、声音等多种方式在一起交流, 决策讨论。

视频会议分为软件视频会议系统和硬件视频会议系统, 软件视频会议是基于PC架构的视频通信方式, 主要依靠CPU处理视、音频编解码工作, 其最大的特点是廉价, 且开放性好, 软件集成方便。但软件视频在稳定性、可靠性方面还有待提高, 视频质量普遍无法超越硬件视频系统, 但其高性价比受到越来越多的青睐。软件视频会议系统是软件视频的一个重要应用, 主要采用服务器+PC的架构。在中心点部署MCU服务器、多画面处理服务器和流媒体服务器, 在下属会议室配置高性能PC、视频采集卡、会议摄像头和会议终端软件。在召开视频会议时, 采用基于Windows的操作界面进行会议的各项设置和管理。

硬件视频会议是基于嵌入式架构的视频通信方式, 依靠DSP+嵌入式软件实现视音频处理、网络通信和各项会议功能。其最大的特点是性能高、可靠性好, 大部分中高端视讯应用中都采用了硬件视频方式, 但由于其价格昂贵, 对带宽要求严格, 技术更新较难等因素逐渐被取代。硬件视频会议系统主要包括嵌入式MCU、会议室终端、桌面终端等设备。其中MCU部署在网络中心, 负责码流的处理和转发;会议室终端部署在会议室, 与摄像头、话筒、电视机等外围设备互联;桌面终端集成了小型摄像头和LCD显示器, 可安放在办公桌上作为专用视频通信工具。

一直以来有以下主要因素影响了软件视频会议的发展:首先是计算机CPU的处理能力, 由于视音频编解码需要很强的运算处理能力, 因此在Intel的奔腾处理器推出之前的PC无法满足音视频编解码的运算要求, 这也是硬件视频会议长期存在的一个原因;其次是网络带宽和价格, 高质量的视频数据的传输需要一定的带宽, 因此宽带网络的不普及和高使用成本大大限制了视频业务的应用;三是人们的使用习惯, 与传统的硬件视频会议相比, 软件系统需要人们了解对电脑的基本操作知识, 随着科技的飞速发展及计算机与互联网的广泛应用, 影响软件视频会议发展的因素均已突破, 软件视频会议快速发展所需的技术基础都已经成熟。

2.3 视频会议系统的接入

视频会议系统可以采用不同的传输网络, 一种是基于电路交换的网络, 如ISDN、DDN、PSTN等;一种是基于包交换的网络, 如ATM、IP、帧中继等。下面将对IP传输网络及卫星传输网络进行分析。

IP网络是一种最方便的接入方式, 采用了分组交换技术, 并利用UDP/IP、RTP、RTCP及RSVP等协议来保证实时通讯的业务质量。在IP网络无处不在的今天, 这种方式组网方便, 价格便宜。但由于基于包交换的IP网络遵循的是尽最大努力交付的原则, 因而这种接入方式的视频会议效果相对于ISDN、DDN等专线要差。但其良好的性价比受到了越来越多用户的青睐, 尤其适合网络带宽足够的中小型企业和个人使用。

卫星网络在中远距离的视频会议方面具有地面网络无法比拟的性能优势, 可以覆盖到海上、高山等偏远地带, 传输率高、安全性好, 而且会场建设及搬迁灵活、方便, 是跨国公司的一个不错的选择, 卫星宽带视频会议系统是支持多路会议视频、文件及数据的综合传送广播系统。此种接入方式的缺点是价格昂贵, 除租用卫星的信道费外, 每个卫星地面站的建设费用不菲。同时, 卫星通信时延大, 不适合实时性要求高的视频会议系统。

2.4 视频会议系统附属设备

作为视频会议系统分会场的管理员, 最关心也最需要维护的就是视频会议系统的附属设备, 包括视频输入/输出子系统, 音频输入 (发言子系统) /音频输出 (扩声子系统) 。

2.4.1 视频I/O子系统

视频输入、视频输出子系统由液晶电视、投影仪、投影幕、AV矩阵、VGA矩阵、桌面显示器、摄像机组成。根据会场的大小和会议效果的要求, 可以选择不同尺寸的液晶电视作为视频输出的显示, 如果要求较高质量的视频输出效果, 如报告厅级别的会场, 可以选用一万流明以上的投影仪配合200英寸的投影幕使用。AV矩阵可以将本地摄像机传来的视频信号分配给采集卡, 经模数转换后传给其他会场;VGA矩阵可以将接收到的其他会场的视频信号分配给桌面显示器、液晶电视、投影仪等视频输出设备。连接图如图2所示。

2.4.2 音频I/O子系统

与会人员通过发言设备参与会议, 通过扩音子系统得到其他会场传到本地的音频信息。下面简要阐述视频会议系统需要用到的音频输入、输出设备。

发言设备主要指有线话筒、无线话筒, 根据会场环境和会议要求可以选择不同指向性的话筒。指向性话筒一般包括心形、超心形、全向型话筒。心形话筒正前方拾音灵敏度非常高, 对于来自话筒后方的声音, 心形指向话筒具有非常好的屏蔽作用, 在需要剔除大量室内环境噪声的情况下非常有用;超心形话筒的拾音区域比心形话筒更窄, 能够更有效地消除周围噪音, 超心形话筒适用于在吵闹的环境中拾取单一声源, 能够有效地消除回音;全向形指向话筒对来自话筒周围各个方向的音频信号的灵敏度都是同样高, 其最大的优点就是不会产生明显的临近效应, 在需要收录整个环境声音时使用。

在视频会议调试过程中啸叫是维护人员常遇到的棘手问题。啸叫的产生一般都是输入信号过载引起的, 有时话筒离音箱远一点啸叫就消失了, 话筒在不同的位置啸叫的声音也不一样。房间墙壁做吸音处理, 采用超心形指向性的麦克风, 且麦克风不要指向音箱, 音箱尽量远离麦克风摆放, 都能够减小啸叫产生的几率。可以增加分段式均衡器将容易啸叫的频段衰减到最小, 其他频段在中位不动;也可以增加反馈抑制器对音频降噪有很好的效果。

扩音子系统主要由调音台、数字音频处理器、反馈抑制器、功放、音箱等设备组成 (图3) 。

3 影响视频会议视音频效果的因素

3.1 网络服务质量

所谓服务质量 (QoS) 是指一个网络通过多种技术为某一特定的网络流量提供更好的服务的能力, 主要目的是实现优先权控制, 包括带宽、延时、抖动以及丢包等多个方面。QoS技术分为三类, 包括尽力而为服务、集成服务、差分服务, 其中差分服务应用最广泛。在差分服务中, 网络根据每个数据包的QoS标记对数据包进行分类、排队和管理。

在实际的网络规划中, 要求网络设备能够借助于复杂的流量管理, 通过多种技术提供QoS保证机制, 根据业务类型划分不同的优先级。对于视频会议而言, 为了保证视频业务的带宽, 路由器或三层交换机必须能够在通过的IP数据流中识别出视频业务数据包并对其分类, 然后再通过拥塞管理机制提供带宽保证和优先传递服务。这样, 在网络发生拥塞时, 就可以保证语音和视频业务的传输效果了。

3.2 MCU性能

除了网络应用提供良好的QoS保障机制外, 视频会议系统本身也应该具有良好的性能才能真正保证会议的效果。这些性能因素包括系统采用的视音频编解码技术、设备的设计结构等方面。

(1) 视音频编解码技术

视音频编码技术是视频会议系统的关键技术指标, 是影响会议效果的重要因素。目前视频会议系统中用到的视频编码技术主要有H.261、H.2 6 3、H.2 6 4、MPEG-2、MPEG-4等, 音频编码技术主要有G.711、G.7 2 2、G.7 2 8、G.729、MP3等。

其中H.264和MPEG-4这两种视频编码技术能够在低带宽下实现高清晰的动态图像效果, 编码时延小, 作为新一代视频编解码标准, 其优势非常明显。

而在音频编码方面, M P3是一种高效的声音压缩算法, 其频响范围在20Hz～20kHz之间, 采样频率达到44.1kHz, 而且支持双声道编码, 因此的到了广泛的应用。

(2) 设备的设计结构

为拥有高性价比, 很多视频会议系统中的MCU和终端均采用PC作为硬件结构, 操作系统为Windows。

在PC上通过视频采集卡接收来自视频输入端的模拟视频信号, 对该信号进行采集、量化成数字信号, 然后压缩编码成数字视频序列。通过PCI-E接口将视频数据传送到主机上。可以选用高性能的视频采集卡直接把采集到的数字视频实时压缩成MPEG文件。

视频会议系统音频的输入、输出除以上提到的外围设备外, 本地音频的采集与接收远端会场的音频主要由PC的声卡完成, 视频采集卡通过PC上的声卡获取数字化的伴音并把伴音与采集到的数字视频同步到一起。

配置高性能的PC是高质量视频会议系统的保障。可以采用酷睿双核i5以上的CPU, 显存在2G以上的独立显卡, 内存4G可扩展, 操作系统选择与采集卡等硬件兼容性高的即可。

(3) 音频处理技术

1) 自动回声抑制

召开多点视频会议时, 每一个会场的声音编码器都将音频包向MCU传输, 而MCU将发言会场的音频包向所有其他会场广播, 当视频会议终端接收音频包时, 将解码后的音频流与本地输入的音频流进行电平比较, 去掉相同的部分, 这样本地的声音就不会在自己的会场扬声器传出, 引起音频的振荡, 从而避免回声。

2) 自动增益控制

如果将全向麦克风放置在会场的中心位置, 这样每一个发言人由于距离麦克风的位置不同, 麦克风接收到的电平也不同。为了保证传向远端的音频电平的稳定, 在进行编码时要进行音频的增益处理, 以保证一定范围内的发言人以同一音调发言, 这样远端会场的声音就不会忽高忽低。

3) 背景噪音消除

召开会议时不可避免会有一些环境噪音, 如空调、风扇、交流电等持续发出的环境噪音, 这些声音严重的影响了会议的音频质量。自动噪声抑制系统会根据音频的高低、持续情况, 判断是否为环境噪音, 并且进行处理, 以达到良好的声音会议效果。

4 结束语

视频会议是当前网络应用的热点, 论文讨论了视频会议系统的组成并对其特点进行了分析。本文根据作者正在使用的视频会议系统对影响视频会议音视频效果的因素进行了分析, 由于采用软件实现系统各主要功能, 因此大大降低了成本, 具有很高的应用价值。

参考文献

[1]郑力明, 张会汀, 刘伟平.基于IP组播技术的分布式视频会议系统的设计与实现.计算机工程与应用.2003 (4) .

[2]徐建波.交流“面对面”——谈软件化的视频会议系统.中国计算机用户, 2004 (9) .

通信企业收入组成分析的实现方式 篇9

关键词：通信企业,收入,组成,分析

我国通信企业的发展一直保持着较高的发展速度。通信行业的发展不仅实现了企业自身经济效益的增加, 更实现了社会经济效益的增加。通信企业通过自身的不断发展, 实现了利润、产值、销售收入等的增加。从消费者的角度出发, 通信企业在提高经济运行速度, 缩短时间, 加速资金周转, 提高劳动生产率等方面都发挥了重要作用。进入21世纪以来, 伴随着我国社会主义市场经济的不断发展, 收入分析对企业投资者、企业管理者及国家宏观经济管理部门的作用日益凸显。企业投资者进行投资决策、企业管理者进行日常经营管理决策、国家宏观经济管理部门进行宏观经济管理决策等都需要进行深入的收入分析。

收入指的是企业在日常经营活动中形成的与接收资本无关的经济流入, 收入的多少是企业盈利能力的重要衡量指标, 任何一个企业都会将盈利作为首要目标, 在企业盈利的基础上才能进一步扩大生产。收入是企业经营绩效的重要评价指标, 对于任何企业的经营管理都是非常重要的。收入组成的分析方法对衡量企业当前经营状况存在很大影响, 当前通信企业作为国民经济发展的重点行业, 通信企业的收入组成分析对企业的经营活动发挥着重要影响, 通过对通信企业的收入进行分析, 可以掌握通信企业经营活动的收入信息, 了解通信企业整体的经营状况, 便于从收入角度对通信企业的财务状况作出评价。通过对一定阶段的收入进行分析, 能够了解通信企业一定时期内收入结构的合理性, 并据此预测通信企业未来收入获取能力和组成结构, 从而为通信企业制定合理的经营、投资与筹资决策提供重要信息。

一、通信企业收入的定义及内容

通信企业业务收入指的是企业的主营业务收入, 包括通信企业对社会提供通信服务, 用户在使用通信服务后按照其通信服务类型进行付费, 通信企业的业务收入是企业的利润来源, 是通信企业销售其通信产品所获得的销售收入是通信企业经营的基础电信业务和增值电信业务所取得的资费收入, 以及集团企业网内网间、集团内各有关单位与其他电信企业间网间互联电信业务的结算收入和结算支出。通信企业的其他业务收入指的是企业从事通信生产获得的通信主营业务收入以外的收入 (除基础电信业务收入和增值电信业务收入外的其他业务收入) 。包括:出租固定资产、企业销售材料, 转让无形资产, 代办工程, 出售信封、电话号码簿、电报签收簿, 销售通信商品、代办工程、出租通信商品、出租固定资产、出租无形资产、投资性房地产、技术服务、符合免税条件的技术开发等其他劳务作业等所获得的收入。其他业务收入具有三个特点, 分别是收入不稳定特点、服务对象不固定特点和收入占比较小的特点。但其他业务收入同样是通信企业营业收入的一个组成部分, 在收入管理上必须将其同主营业务收入一样对待, 进行严格管理。营业外收入是指同企业通信生产经营无直接关系的各项收入。包括罚款收入, 固定资产的盘盈和出售净收益, 教育费附加返还款及因债权人原因而确实无法支付的应付款项等。营业外收入项目及其内容是国家统一规定的, 同样是通信企业当期利润的组成部分。

对企业收入的分析绝对不能仅仅停留在总量分析上, 还要对收入结构及其变动情况进行深入分析, 收入组成的分析对企业的经营方向和会计政策选择具有很大意义。

二、通信企业收入分析的方式

(一) 引进高学历人才, 提高收入分析人员素质

当前高新技术的发展日新月异, 较以前相比, 国家对通信行业的管制相对放松, 通信企业之间的竞争非常激烈。为了适应市场变化的需要, 优化业务流程和规则, 提高企业收入分析效率, 企业需要加强对现有收入核算分析人员的培训, 定期进行财务管理知识学习, 同时注意引进高素质和高学历人才, 提高本企业会计人员的整体素质, 为企业收入实现科学规范分析打下坚实的基础。通信业务收入的计算涉及许多环节, 专业性较强, 其中包括计费系统、智能网络平台, 网间结算和资费政策等等。如果没有全面掌握通信企业的业务流程, 对企业的监管政策认识不够的话, 很难对企业收入做出全面真实的分析。企业的财务人员必须全面了解通信企业的业务流程, 从基础业务数据入手, 对企业收入的分析不能仅仅停留在账面上, 必须深入审计分析。

(二) 提前设定企业收入计划

一般企业都会根据上一年度的收入情况, 制定下一年度的收入计划, 建立企业下一年度的经营目标。在一个年度结束后, 通信企业对本年度收入进行合理分析后制定下一年的收入计划, 有利于企业经营目标的实现。在下一年度的经营完成后对计划进行考核与分析, 查明计划执行中存在的问题, 综合分析影响计划执行的主客观因素。通信企业应该严格按照国家有关方针政策和财经制度及企业自身财务管理计划进行严格管理, 正确核算, 足额进帐, 防止侵占、挪用、私分或形成帐外小金库等现象的出现。

(三) 基于已有的财务分析指标, 建立收入绩效指标体系

财务分析是企业财务管理的重要组成部分, 是衡量企业当前财务状况的重要方法, 能够如实反映企业当前的经营状况。当前许多企业依据自身发展经营状况建立了相应的绩效指标体系, 这种绩效指标体系一般包括企业财务效应状况, 资产运营状况, 偿债能力状况和发展能力状况四个方面。建立这种企业绩效评价指标体系, 能够科学的评价企业的经营现状, 建立企业规范的企业考核方法, 适应市场经济的发展需要, 建立起符合现代企业制度要求的综合绩效评价体系。在现有的财务分析指标基础上, 建立起通信企业专门的收入分析指标, 例如, 可以从四个角度出发分析当前通信企业的收入组成, 这四个方面包括产品角度、区域角度、客户角度和业务角度。任何一个企业的经营都必须立足于市场经营, 没有市场的企业, 是难以在激烈的市场竞争中存活下来的。根据以上四个角度, 围绕收入指标, 将去年同期收入值或上个月收入值作为比较基准, 四个方面相互结合分析企业收入组成。将企业经营收入指标细化到具体区域具体客户具体问题上, 具体问题具体分析, 根据相应问题采用不同的解决方法。通过规范的收入分析指标体系, 制定通信企业未来的经营战略和目标。

(四) 企业内部设立科学的收入统计体系

当前通信企业的收入分析存在收入指标口径不一致、客户群口径不一致及产品维度统计口径不符合分析需要的问题。近些年来通信行业的发展速度明显高于其他行业, 通信企业的业务量越来越大, 业务种类越来越繁多, 企业收入的核算规则随之而变, 这对分析经营收入是非常不利的, 造成了统计口径的不一致, 会给收入的分析造成误差, 影响收入组成分析的真实度。通信企业需要分别考核收入和脱机收入两项指标, 进行具体分项分析收入。通信企业每年的市场都在扩大, 许多客户的身体都在发生变化, 这也造成了企业客户统计口径的不一致问题, 企业需要合理划分客户属性, 然后再根据相应的客户属性群进行收入分析。与西方发达国家相比, 我国通信企业的发展历史较短, 但我国通信企业的发展正处于日新月异的过程中, 企业根据市场变化和客户需求, 不断的改变、增加自身的业务类型。通信企业在成立发展之初, 建立了自身企业的客户数据库和业务运营数据库, 但随着企业业务量的增长和业务范围的扩大, 以前的数据库不能符合现在的企业管理需要。企业需要建立新的数据库, 提取以前客户的清单数据, 将用户信息与产品信息相结合, 重新建立个用户对应的新产品维度信息, 便于更好的财务分析和企业管理。

(五) 设立收入分析监督管理小组

对企业来说, 如果没有完善的财务监督制度, 对企业未来的发展是非常不利的, 对企业收入的核算分析也会造成不利影响。通信企业应该设立专门的监督管理小组, 实施对通信业务收入的监督检查, 确保技术、业务部门和财会部门收入在各自的工作范围内严格按照相关规定做事, 积极发现问题、解决问题, 提高企业收入管理质量。通过设立规范的收入管理监督小组, 对企业收入组成进行科学分析, 提高企业收入组成分析的质量, 保证企业收入组成分析工作的科学性和规范性。建立通信企业收入稽核制度。按照通信业务规程, 在企业内部设置通信业务收入稽核机构或部门, 实现专岗专人, 对执行资费标准、收费是否正确等方面, 进行逐笔、计件、计量、计时、计费的细致科学稽核, 并及时与当天的营业报帐、缴款核对, 发现错误立即查清。防止出现错收、漏收的问题, 及时纠正多收、少收等错误。

三、结论

通信企业的收入组成分析实现方式关系到企业收入的确认、核算, 关系到整个企业经营状况的真实反映, 规范收入分析方法有利于提高通信企业财务管理质量, 更准确的反应企业日常经营的实际情况, 尤其是对通信企业。当前我国通信企业处于蓬勃发展之中, 整体呈现上升趋势, 会计收入组成内容的分析显得尤为重要。

参考文献

[1]漆晨曦, 张淑芳.基于电信运营收入指标诊断经营问题的分析方法探讨[J].广东通信技术, 2011;11

[2]潘劲军.关于企业收入确认方法的分析[J].现代商业, 2011;27

组成分析 篇10

1 色谱定性基础知识简介

色谱分析仪对物质的定性通常使用保留时间和纯物质对照两种方法进行确定。色谱定性分析就是要确定各色谱峰所代表的化合物。由于各种物质在一定的色谱条件下均有确定的保留值, 因此保留值可作为一种定性指标。目前各种色谱定性方法都是基于保留值的。通常使用相对保留时间 (简称保留时间) 作为定性指标之一。在明确样品的来源、组成、性质、分析目的的基础上, 对样品组成作初步的判断, 再结合纯物质对照法则可确定色谱峰所代表的化合物。

对于我公司各种中间控制气体来说, 其组成是可知的, 在各组分的保留时间获得后, 再根据标准气进行对照即可确定其组成和含量。当色谱仪的载气流量、柱温一定后, 各种气体中的组分的保留时间就唯一的、确定的。

2 设备及实验条件

2.1 设备

安捷伦GC6820气相色谱仪 (双系统配置自动六通阀) 。

色谱柱:TDX—01 (SS) 填充柱 (规格2m×1/8’, 80-100目) , 2根。

检测器:TCD检测器 (带EPC) 2套。

进样口:吹扫填充柱进样口2套。

2.2 实验条件

柱温:100℃恒温;进样口温度:100℃;检测器温度:160℃

运行时间:14.00 min;数据采样频率:20 Hz;载气:H2

进样阀驱动时间:

0.02min 阀1 开

0.45min 阀1 关

3 双系统四个样品同时分析的思路来历

3.1 中间气体分析项目多、频次高

在我公司原始开车之初, 要求分析的项目较多、频次较高, 如:粗煤气、变换气、合成净化气、合成塔进口气、合成塔出口气、合成循环气、驰放气等多种气体, 其组份主要为N2、CO、CH4、CO2、H2, 只是含量高低不同。

3.2 使用GC 6820单系统分析用时较长

在一期原始开车期间, 我们用GC 6820单系统色谱仪分析样品, 不论选用TDX-01柱, 还是13X填充柱, 要达到较好的分离效果, 完成一个样品的检测, 均需要12min左右的时间, 因此在项目多、频次高时, 常常无法及时完成任务, 特别是在工艺系统调整时更是如此。

3.3 手动进样, 保留时间重复性差

我们初期使用的色谱仪, 配置为手动平面六通进样阀, 保留时间因人而异, 人工手动控制, 存在一定的时间差, 无法实现连续二次进样。

初步思路:配置自动六通进样阀能实现连续进样。单台设备双系统在条件相同时可同时分析两个样品。如果利用谱峰间隙进行二次进样则可以短时间内完成四个样品分析。初步确定可以配置双系统自动阀的色谱仪。在后期设备订购时, 我们考虑到这一点, 配备了一台双系统自动六通阀进样的GC6820色谱仪, 以满足工作需要。

4 双系统二次进样时机的确定及四个样品同时分析的步骤

我公司采用了先进的德士古水煤浆加压气化技术, 后续工艺气体较为干净, 气体组分较为简单, 气体稳定, 而且在每次进样分析时谱峰之间存在较大时间间隙, 我们计划在此间隙进行二次进样, 以达到快速测定目的。

对于我公司各种中间控制气体来说, 其组成是可知的。当色谱仪的载气流量、柱温一定后, 各种气体中的组分的保留时间是唯一的、确定的。在各组分的保留时间获得后, 再根据标准气进行对照即可确定其组成和含量。

4.1 单个样品 (新鲜气) 组分保留时间的测定

因为我们所分析的样品为永久性气体, 且组成简单, 在参数设定上, 我们直接选择了常规的色谱仪操作参数, 具体见上述实验条件 (初期进样未进行阀二次驱动设置) 。按上述参数测定新鲜气的标准气, 得到下列色谱图1所示:

4.2 寻找第二个样品进样的最佳时间

根据观察第一个样品各组份的保留时间知道, 在CO与CH4之间有3.14min的时间差, 而N2与CO两峰的总宽大约为1.0min, 因而, 在第一个样品的CO与CH4之间可以保证顺利而且能得到很好分离度的第二个样品的N2与CO两峰, 且它俩的总宽也应该保持为1.0m i n左右;而N2与CH4两峰的总宽大约为3.637min;第一个样品的CH4峰与CO2峰之间的时间差为5.406min, 因而, 理论上可以将第二个样的N2、CO两个峰设计到第一个样品的CO和CH4之间, 将第二个样品的CH4峰设计到第一个样品的CH4峰与CO2峰之间, 将第二个样品的CO2峰设计至第一个样品CO2完全出峰后。经过反复试验, 在第一个样品进样后1.5min, 开始进第二个样品, 这样就可以在13min内完成两个样品的分析, 同时可以得到最佳分离效果。与单台色谱分别分析两个样品相比可缩短分析时间约10min。

在单系统单个样品分析的基础上, 我们对色谱阀驱动参数进行了更改, 具体设置如下: (其余参数未变)

进样阀驱动时间:

0.02min 阀1 开

0.45min 阀1 关

1.50min 阀1 开

2.00min 阀1 关

即在按下色谱仪开始键后0.02min, 前系统进样阀1同时打开, 开始进样。0.45min后样品已全部进入色谱柱, 阀1复位。在进样口接入第二次要分析的样品, 并开始置换。置换1.05min后, 也就是首次进样1.5min后, 进样阀1打开, 进行二次进样, 0.5min后样品已全部进入色谱柱, 阀1复位。

4.3 双系统同时进样的结果

从单系统的谱图来看, 双系统同时进样应该能达到一台色谱快速测定多个样品的目的。在配备双系统的色谱仪上, 我们对色谱阀驱动参数进行了设置, 具体如下: (仪器其余参数未变)

进样阀驱动时间:

0.02min 阀1、2 开

0.45min 阀1、2 关

1.50min 阀1、2 开

2.00min 阀1、2 关

我们以下是我们在双系统色谱通过阀控制二次进样得到的色谱图2所示:

我们在色谱首次进样后, 间隔1.5min时二次进样得到的谱图如上。从以上谱图可看出通过阀控制完全可以达到快速分析4个气体样品的目的。

4.4 双系统的优化

在同一系统中, 间隔1.5min分别进不同样品, 在建立方法时, 应该注意CO2含量低的样品应优先进样, 这样可以确保低含量的C O2峰不会被高含量的峰所覆盖或分离效果不好, 这主要是考虑到在所有的色谱峰中, CO2的峰较宽一些。

4.5 实现双系统同时分析4个样品, 对样品的要求

(1) 进同一系统的2个样组分应该相同, 便于寻找第二进样的最佳时机。

(2) 各样的组分含量基本处在同一个数量级上, 便于数据处理。

(3) 组成中不能有含量过于大的组分, 便于峰的识别。

(4) 两个系统同时进样, 样品对柱箱的温度要求应该相同。

4.6 实现双系统同时分析4个样品, 对仪器的要求

(1) 每个系统进样必须为自动阀进样, 即具备六通自动阀进样系统。

(2) 一般情况下, 双柱系统同时进样, 柱箱温度应一致。

4.7 双系统色谱进样注意问题

(1) 色谱进样前要进行置换。置换时间不低于1min。

(2) 色谱进样时要平压, 保证进样体积一致。

(3) 在首次进样结束阀复位后, 应及时将二次将要分析的样品进行置换, 保证二次进样不产生误差。

5 总结

本分析方法是随着平面自动六通阀进样色谱仪, 在实际工作中广泛应用而总结出来的一种快速分析方法, 随着自动阀进样在色谱仪上的广泛使用, 相信分析数据会更加精准, 也会有更多, 更好的分析方法应用在日常的分析中。

参考文献

组成分析 篇11

关键词：分析和解决问题能力；数学思想和方法；学生

中图分类号：G633.6 文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2013）13-0108

分析和解决问题的能力是指阅读、理解对问题进行陈述的材料的能力；能综合运用所学数学知识、思想和方法解决问题，包括解决在相关学科、生产、生活中的数学问题，并能用数学语言正确地加以表述。它是逻辑思维能力、运算能力、空间想象能力等基本数学能力的综合体现。由于高考数学科的命题原则是在考查基础知识的基础上，注重对数学思想和方法的考查，注重数学能力的考查，强调了综合性。这就对考生分析和解决问题的能力提出了更高的要求，也使试卷的题型更新，更具有开放性。纵观近几年的高考，学生在这一方面的失分现象普遍存在，这就要求我们教师在平时教学中注重分析和解决问题能力的培养，以减少在这一方面的失分。笔者就分析和解决问题能力的组成及培养谈几点刍见。

一、分析和解决问题能力的组成

1. 审题能力

审题是对条件和问题进行全面认识，对与条件和问题有关的全部情况进行分析研究，它是如何分析和解决问题的前提。审题能力主要是指充分理解题意，把握住题目本质的能力；分析、发现隐含条件以及化简、转化已知和所求的能力。要快捷、准确在解决问题，掌握题目的数形特点、能对条件或所求进行转化和发现隐含条件是至关重要的。

2. 合理运用知识、思想、方法解决问题的能力

高中数学知识包括函数、不等式、数列、三角函数、复数、立体几何、解析几何等内容；数学思想包括数形结合、函数与方程思想、分类与讨论和等价转化等；数学方法包括待定系数法、换元法、数学归纳法、反证法、配方法等基本方法。只有理解和掌握数学基本知识、思想、方法，才能解决高中数学中的一些基本问题，而合理选择和运用知识、思想、方法可以使问题解决得更迅速、顺畅。

3. 数学建模能力

近几年来，在高考数学试卷中，都有几道实际应用问题，这给学生的分析和解决问题的能力提出了挑战。而数学建模能力是解决实际应用问题的重要途径和核心。

在近五年对学生的辅导过程中，我们感到以下一些问题可用来训练学生的数学建模能力，它们是：（1）路桥问题，（2）限定区域的驾驶问题，（3）交通信号灯管理问题，（4）球的内接多面体问题，（5）螺旋线问题，（6）最短路问题，（7）最小连接问题，（8）选址问题，（9）面包进货问题，（10）涂色问题等。

二、培养与提高分析和解决问题能力的策略

1. 重视通性通法教学，引导学生概括、领悟常见的数学思想与方法

数学思想较之数学基础知识，有更高的层次和地位。它蕴含在数学知识发生、发展和应用的过程中，它是一种数学意识，属于思维的范畴，用以对数学问题的认识、处理和解决。数学方法是数学思想的具体体现，具有模式化与可操作性的特征，可以作为解题的具体手段。只有对数学思想与方法概括了，才能在分析和解决问题时得心应手；只有领悟了数学思想与方法，书本的、别人的知识技巧才会变成自已的能力。

每一种数学思想与方法都有它们适用的特定环境和依据的基本理论，如分类讨论思想可以分成：（1）由于概念本身需要分类的，像等比数列的求和公式中对公比的分类和直线方程中对斜率的分类等；（2）同解变形中需要分类的，如含参问题中对参数的讨论、解不等式组中解集的讨论等。又如数学方法的选择，二次函数问题常用配方法，含参问题常用待定系数法等。因此，在数学课堂教学中应重视通性通法，淡化特殊技巧，使学生认识一种“思想”或“方法”的个性，即认识一种数学思想或方法对于解决什么样的问题有效。

2. 加强应用题的教学，提高学生的模式识别能力

数学是充满模式的，就解应用题而言，对其数学模式的识别是解决它的前提。由于高考考查的都不是原始的实际问题，命题者对生产、生活中的原始问题的设计加工使每个应用题都有其数学模型。在高中数学教学中，不但要重视应用题的教学，同时要对应用题进行专题训练，引导学生总结、归纳各种应用题的数学模型。

3. 适当地进行开放题和新型题的训练，拓宽学生的知识面

要分析和解决问题，必先理解题意，才能进一步运用数学思想和方法解决问题。近年来，随着新技术革命的飞速发展，要求数学教育培养出更高数学素质、具有更强的创造能力的人才，这一点体现在高考上就是一些新背景题、开放题的出现，更加注重了能力的考查。由于开放题的特征是题目的条件不充分，或没有确定的结论，而新背景题的背景新，这样给学生在题意的理解和解题方法的选择上制造了不少的麻烦，导致失分率较高。因此，在高中数学教学中适当地进行开放题和新型题的训练，拓宽学生的知识面是提高学生分析和解决问题能力的必要的补充。

4. 重视解题的回顾

在数学解题过程中，解决问题以后，再回过头来对自己的解题活动加以回顾与探讨、分析与研究，是非常必要的一个重要环节。这是数学解题过程的最后阶段，也是对提高学生分析和解决问题能力最有意义的阶段。

解题教学的目的并不单纯为了求得问题的结果，真正的目的是为了提高学生分析和解决问题的能力，培养学生的创造精神，而这一教学目的恰恰主要通过回顾解题的教学来实现。所以，在数学教学中要十分重视解题的回顾，与学生一起对解题的结果和解法进行细致的分析，对解题的主要思想、关键因素和同一类型问题的解法进行概括，可以帮助学生从解题中总结出数学的基本思想和方法加以掌握，并将它们用到新的问题中去，成为以后分析和解决问题的有力武器。

降雨过程中稳定同位素组成分析 篇12

水循环中的同位素组成变化主要发生在水进入和通过大气的过程中, 大气降雨中的同位素组成主要受雨滴凝结时的温度和降雨的水汽来源控制, 雨滴在降落过程中由于温度、湿度的变化导致呈现降雨的各种同位素效应[1,2]。在分析大气降雨同位素组成时, 降水线、蒸发线[3,4,5]是常用的分析工具[6,7], 它们都是以瑞利分馏原理[8]为基础的。大气降水线描述是正在凝结的气团的演化过程, 但这只是时空范围内的概率平均意义下的情况, 容易掩盖降雨过程中氢氧稳定同位素变化的动力学特征。大气降水中稳定同位素比率的大小与产生降水的相变过程密切相关。水汽在云中的凝结被近似看作瑞利过程, 稳定同位素的分馏是在平衡条件下产生, 经典瑞利过程建设凝结物一经形成便迅速从云中移去[9]。本文尝试以瑞利分馏[8]和质量守恒定律为基础, 逐步推导出降雨过程中雨水的氢氧稳定同位素变化的微分方程模型, 旨在通过理论分析揭示降雨过程中的同位素比率变化, 以期对其动力学特征和时空变化有更确切的了解。

1 稳定同位素的一些基本概念和术语

自然界中, 环境同位素又分为稳定同位素和放射性同位素, 由于同位素之间的物理化学性质不同, 引起同位素变化, 又称为同位素分馏。用稳定同位素研究降雨过程的同位素变化, 主要是利用同位素之间的微小差异, 一般我们用同位素比值或δ值来表示, δ值定义为一种物质相对于标准参照物的同位素比率:

$\begin{array}{l}\delta =\frac{R{}_{\text{样}\text{品}}}{R{}_{\text{标}\text{准}}}-1\\ R=\frac{\text{稀}\text{有}\text{同}\text{位}\text{素}\text{的}\text{丰}\text{度}}{\text{丰}\text{有}\text{同}\text{位}\text{素}\text{的}\text{丰}\text{度}}\end{array}$

式中:R表示重同位素相对于轻同位素的比值;一个正的δ值表示样品的同位素比值高于标准样品的, 负值表示样品的同位素比率低于标准样品。

同位素分馏因子可定义为同位素比率间的比值:

$\alpha {}_A(B)=\alpha {}_{B/A}=\frac{R(B)}{R(A)}=\frac{R{}_B}{R{}_A}$

B相对于A的分馏值定义为:

$\epsilon {}_{B/A}=\frac{R{}_B-R{}_A}{R{}_A}=\frac{R{}_B}{R{}_A}-1=\alpha {}_{B/A}-1$

如图1所示, 左边表示某一时刻正在发生凝结的水蒸气, 其中N代表分子总数, R是水蒸气稀有同位素分子与常见同位素分子浓度之比 (同位素比率) , 从而N/ (1+R) 是富集同位素分子, R N/ (1+R) 是稀有同位素分子;右上方代表凝结后的剩余水蒸气的水体微元及其同位素组成, 右下方代表凝结后生成的水体及其同位素组成。

由质量守恒定律得:

$\frac{R}{1+R}{\rm N}=\frac{R+\text{d}R}{1+R+\text{d}R}({\rm N}+\text{d}{\rm N})-\frac{\alpha R}{1+\alpha R}\text{d}{\rm N}(1)$

整理并应用边界条件:在N=N0时, R=R0。由此可得 (注意这里所有项并未被忽略) :

$\begin{array}{l}\frac{R}{R{}_0}=\left(\frac{{\rm N}}{{\rm N}{}_0}\right){}^{\alpha -1}(2)\\ R=R{}_{0}f{}^{\alpha -1}(3)\end{array}$

写为标准参考值, 以δ值形式表示为:

$\delta =(1+\delta {}_0)f{}^{\epsilon }-1(4)$

式中:N/N0表示水蒸气的剩余部分;R0和δ0是水蒸气初始同位素组成;ε=α-1值比较小。图2显示了水蒸气在凝结过程中剩余蒸气的同位素组成随着凝结进行的变化, δreact为剩余水蒸气的同位素组成, δprod为凝结水的同位素组成。

2 降雨过程中降雨同位素组成的变化表示为时间的函数

2.1 降雨过程中空气团分析

降雨的形成是移动的空气团上升到一定高度的结果。由于绝热膨胀, 空气团随之冷却直至达到雾点。假如有合适的凝结核存在的话, 就会形成云珠。水气凝结后, 凝结成的水滴和冰晶仍然留在气块内, 而且随着气块铅直向上;或凝结物雨滴、固体等一部分或全部降落。这些云珠与暖云团处水分的同位素组成相同, 这归结于云珠与空气中的水分之间发生了快速的同位素交换作用。然而, 在冷云团部分, 由于同位素水气分子向固体冰粒子的扩散, 导致了附加的同位素分馏作用的发生, 这种分馏在不再发生同位素交换的冷冻云团中被保留下来。当云珠合在一起, 开始透过上升的空气往下降落时, 就会发生进一步的同位素交换。这就增加了液气之间的分馏。于是, 许多学者把云描绘为多级垂直的蒸馏柱, 这垂直的云层内部的同位素组成的梯度能够很好地用理想的Rayleigh法则来描述。

2.2 模型假设与建立

假设一次降雨中降雨强度为i, 考虑空气中一竖直云柱为研究对象, 为方便起见, 不妨假设云柱的横界面面积为单位面积。云团内雨滴与云团水蒸气组成见图3。图3中N表示轻水分子的质量;R表示同位素比率i表示降雨强度;v、l分别表示气块中气态和液态。

根据质量守恒定律推导同位素的连续方程。

由轻同位素的质量守恒得:

${\rm N}{}_v(t)+{\rm N}{}_l(t)={\rm N}{}_v(t+\text{Δ}t)+{\rm N}{}_l(t+\text{Δ}t)+i(t)\text{Δ}t(5)$

重同位素 (2H或氧18O) 的质量守恒根据质量守恒定律, 微元的重同位素的量减去流出微元的重同位素的量再减去降落的重同位素的量等于微元中重同位素的改变量:

$\begin{array}{l}{\rm N}{}_v(t)R{}_v(t)+{\rm N}{}_l(t)R{}_l(t)=\\ \left[{\rm N}{}_v(t)+\frac{\text{d}{\rm N}{}_v}{\text{d}t}\text{Δ}t\right]\left[R{}_v(t)+\frac{\text{d}R{}_v}{\text{d}t}\text{Δ}t\right]+\\ \left[{\rm N}{}_l(t)+\frac{\text{d}{\rm N}{}_l}{\text{d}t}\text{Δ}t\right]\left[R{}_l(t)+\frac{\text{d}R{}_l}{\text{d}t}\text{Δ}t\right]+i(t)\text{Δ}t\left[R{}_i(t)+\frac{\text{d}R{}_i}{\text{d}t}\text{Δ}t\right]\end{array}$

2.3 模型的求解与分析

对式 (6) 整理得, Δt→0, 当忽略高阶无穷小时得微分方程:

$\frac{\text{d}({\rm N}{}_{v}R{}_v)}{\text{d}t}+\frac{\text{d}({\rm N}{}_{l}R{}_l)}{\text{d}t}+iR{}_i=0(7)$

在雨得降落过程中, 云团内部的水蒸汽和雨滴的质量都是在不断变化的, 随着降雨的不断进行云团总的质量 (包括气态和液态) 在不断减少。水滴有一部分以降雨的方式降落到地面上, 顺时降落的雨的同位素组成与保留在云层中的雨滴的同位素不发生同位素分馏, 它们同位素组成相同。可以用Rl代替Ri, 云层内部液态与气态水同位素可以认为处于同位素平衡状态, 在云层内部, 水汽往往处于过饱和状态, 空气湿度h比较高, 可以认为不存在动力分馏。

定义Rv=α*Rl, α*<1, 微分方程变为:

$\alpha {}^{*}\frac{\text{d}({\rm N}{}_{v}R{}_l)}{\text{d}t}+\frac{\text{d}({\rm N}{}_{l}R{}_l)}{\text{d}t}+iR{}_l=0(8)$

此微分方程Nl和Nv都是时间t的变量, 两者的关系比较复杂, 跟温度、气压以及凝结核和云团的质量有关系。在这里为了探讨降雨同位素组成的变化, 不妨令Nl=λ Nv。λ为液汽比, 因降雨过程中随着降雨的不断进行, 云中的液态水不断减少, 同时云中水汽不断凝结, 也在不断减少, 为了简化问题的讨论, 方便得到方程的解析解, 可以把 看为常数。把液汽比代入式 (8) 得:

$\alpha {}^{*}\frac{\text{d}({\rm N}{}_{v}R{}_l)}{\text{d}t}+\frac{\text{d}(\lambda {\rm N}{}_{v}R{}_l)}{\text{d}t}+iR{}_l=0(9)$

整理得:

$R{}_l\frac{\text{d}{\rm N}{}_v}{\text{d}t}+{\rm N}{}_v\frac{\text{d}R{}_l}{\text{d}t}+\frac{i}{\alpha {}^{*}+\lambda }R{}_l=0(10)$

对轻同位素有关系式 (5) 成立, 得:

$\frac{\text{d}{\rm N}{}_v}{\text{d}t}+\frac{\text{d}{\rm N}{}_l}{\text{d}t}+i=0(11)$

把Nl=λ Nv代入式 (11) 得:

$\frac{\text{d}{\rm N}{}_v}{\text{d}t}=-\frac{i}{1+\lambda }(12)$

将式 (12) 代入式 (10) 得:

${\rm N}{}_v\frac{\text{d}R{}_l}{\text{d}t}+R{}_{l}i(\frac{1}{\alpha {}^{*}+\lambda }-\frac{1}{1+\lambda })=0(13)$

初始时刻Nv (0) =Nv0, Rl (0) =Rl0

对式 (11) 积分得:

${\rm N}{}_v(t)={\rm N}{}_{v0}-\frac{it}{1+\lambda }$

代入式 (13) 得:

$({\rm N}{}_{v0}-\frac{it}{1+\lambda })\frac{\text{d}R}{\text{d}t}+R{}_{l}i(\frac{1}{\alpha {}^{*}+\lambda }-\frac{1}{1+\lambda })=0(14)$

积分由0时刻到t时刻, 为了求解方便, 不妨假使降雨过程中降雨强度i不随时间变化, 解得:

$R{}_p(t)=R{}_l(t)=\frac{R{}_{l0}}{{\rm N}{}_{{}_{v0}}^{{}^{\frac{1-\alpha {}^{*}}{\alpha {}^{*}+\lambda }}}}({\rm N}{}_{v0}-\frac{i}{1+\lambda }t){}^{\frac{1-\alpha *}{\alpha *+\lambda }}(15)$

记标准水样的δ值为δs, 同位素比值为Rs, 则雨水的Rp值可写为:

$R{}_p=(1+\delta )R{}_s$

代入整理得:

$\delta {}_p=\frac{R{}_{l0}}{R{}_s{\rm N}{}_{{}_{v0}}^{{}^{\frac{1-\alpha {}^{*}}{\alpha {}^{*}+\lambda }}}}({\rm N}{}_{v0}-\frac{i}{1+\lambda }t){}^{\frac{1-\alpha *}{\alpha *+\lambda }}-1(16)$

式 (15) 中令1-α*/ (α*+λ) =a, 由Rv=α*Rl知α*<1, 则a>0, 有:

$R{}_p(t)=p(b-ct){}^a(17)$

式中:p 、b、 c 为正常数, 由数学函数知p>0, a>0;Rp (t) 为减函数。随着时间的增加, 降雨的进行, 雨水重同位素比率会越来越小。式 (15) 、式 (16) 为降雨过程中的同位素的组成提供了确定性的数学基础。

3 降雨过程中降雨同位素组成的变化表示为质量的函数

3.1 模型的建立与求解

降雨同位素组成模型见图4。

由重同位素 (2H或氧18O) 质量守恒定律求连续性方程:

$\begin{array}{l}{\rm N}{}_{v}R{}_v+{\rm N}{}_{l}R{}_l=({\rm N}{}_v+\text{d}{\rm N}{}_v)(R{}_v+\text{d}R{}_v)+\\ ({\rm N}{}_l+\text{d}{\rm N}{}_l)(R{}_l+\text{d}R{}_l)+\text{d}{\rm N}{}_p(R{}_l+\text{d}R{}_l)(18)\end{array}$

忽略高阶无穷小, 令Rv=α*Rl (由前面讨论知) , α*<1, 则:

$\frac{\text{d}R{}_l}{R{}_l}=\frac{1-\alpha {}^{*}}{\alpha {}^{*}{\rm N}{}_v+{\rm N}{}_l}\text{d}{\rm N}{}_v(19)$

将空气块的Nl=λ Nv代入得:

$\frac{\text{d}R{}_l}{R{}_l}=\frac{1-\alpha {}^{*}}{\alpha {}^{*}+\lambda }\frac{\text{d}{\rm N}{}_v}{{\rm N}{}_v}(20)$

初始条件Nv=Nv0时, Rl=Rl0=Rp0, 解得:

$\frac{R{}_l}{R{}_{l0}}=(\frac{{\rm N}{}_v}{{\rm N}{}_{v0}}){}^{\frac{1-\alpha *}{\alpha *+\lambda }}(21)$

令Nv/Nv0=f, 整理得:

$R{}_l=R{}_{l0}f{}^{\frac{1-\alpha *}{\alpha *+\lambda }}(22)$

3.2 模型的分析

现在讨论当λ为0时降雨同位素组成, 即云层中只有水蒸气, 形成的雨滴不会停留在云中, 很明显这是一个开放系统, 就是前面介绍的瑞利分馏。式 (22) 变为:

$R{}_l=R{}_{l0}f{}^{\frac{1}{\alpha {}^{*}}-1}=R{}_{l0}f{}^{\alpha {}^{{}^{+}}-1}(\alpha {}^{{}^{+}}>1)(23)$

式 (22) 转化为δ得:

$\delta {}_p=(\delta {}_{p0}+1)f{}^{\frac{1-\alpha {}^{*}}{\alpha {}^{*}+\lambda }}-1(24)$

当λ=0时变为:

$\delta {}_p=(\delta {}_{p0}+1)f{}^{\alpha {}^{{}^{+}}}-1(25)$

f为水蒸汽的剩余量占初始蒸量的比值。可见, 此等式即为凝结过程中的瑞利分馏公式 (4) 。对于18O, 25 ℃时α+=1.009 4, 温度下降时这个值会增大, 用此式来计算降雨过程中的δ18O的演化, 初始δ18O=-1.1%, 温度=25 ℃, 终结温度=-30 ℃。根据25 ℃开始至低温条件下水分运载能力的递减计算云中水气的剩余比率, 如图4所示。

文中假设云层中空气块的液汽比为λ, 为简化问题的讨论我们把λ作为一常数。实际情况比这要复杂得多, 随着高度的增加, 云中的水蒸气和液态水滴都会不断地减少, 在高层云处, 重同位素已贫化殆尽, 在对流层顶处, δ2H值约为-45.0%[8]。仅有雪和冰雹记录了上层空气中的同位素组成。

4 结 语

基于瑞利分馏原理和质量守恒定律分别推导了降雨过程中的稳定同位素组成随时间变化和质量变化的微分方程模型, 并通过数学推理论证了上述各模型之间的内在联系, 导出了降雨过程中稳定同位素组成与分馏系数之间的定量关系, 为数值模拟降雨过程的稳定同位素组成提供了确定性的数学基础, 为同位素的纬度效应、高度效应、降雨量效应以及大陆效应的解释提供了理论依据。

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