γ能谱仪电路结构原理及原理
一、FD-3022四道γ能谱仪
FD-3022四道γ能谱仪是上海电子仪器厂研制生产的智能型放射性勘查仪器。该仪器用于在地面同时测量地质体的在四个不同能量范围内的γ射线照射量率，用以寻找钾、铀、钍和其它矿产或研究其它有关问题。
1、仪器的功能与结构
a、仪器的功能
该仪器和旧的非智能型的四道γ能谱仪(FD-3003、FD-840)的功能基本相同。
(1) 它具有四个测量道(铀道、钍道、钾道和总道)，能同时测量地质体的在四个不同能量范围内的γ射线照射量率，并依次显示四个道的计数率。也能自动扣除各道本底计数并自动运算解联立方程给出地质体的铀、钍、钾含量和总道的铀当量含量。
(2) 它具有二个自稳道和自稳铯源，能自动跟踪谱漂移，进行硬件有源稳谱。
(3) 仪器能方便的输入模型标定出的10个系数、各道的本底值和铯峰铀、钍修正值，并能长期(关机)保存，也能方便地进行修改。
(4) 仪器能自动进行归一化测量，铀道、钍道、钾道计数率均归一化为每100秒的计数，总道计数率归一化为每10秒的计数。仪器测量结果用五位数字显示，显示精度铀、钍和总道含量为0.1PPM;钾为0.1%。
(5) 可以通过选择开关在15～1000秒之间选取测量时间，仪器自动通过硬件电路进行死时间修正，实际测量时间将跟据地质体γ射线照射量率而大于所选取的测量时间。
b、仪器的结构
图4.9是FD-3022四道γ能谱仪的方框原理图。它由信号采集系统和单片机测量系统两大部分组成。信号采集系统由闪烁探测器、放大器、四道脉冲幅度分析器、低压及高压直流变换器组成;单片机测量系统由单片机最小系统、显示器、稳谱电路、参数输入电路及附属电路(电池检测、键入、告警)等组成。
闪烁探测器将核幅射(γ射线)转换为电脉冲，电脉冲的幅度与射线能量成正比，脉冲计数率与幅射强度成正比。
放大器将辐射电脉冲线性放大、成形展宽后，同时送至六个单道脉冲幅度分析器进行幅度分析。然后信号按幅度(射线能量)分成六路分别进入六个计数器进行定时计数。计数器将计数转变成数字信号送入单片机的数据总线。
图 4.9 FD-3022四道γ能谱仪的方框原理图
单片机系统对其中的四路测量道数字信号进行运算处理，利用显示器显示出
辐射体的U、Th、K含量及总道的铀当量含量。同时单片机还对Cs上，Cs下二路稳谱输入信号进行减法处理，经过处理后通过D/A输出一直流电压，该直流电压控制单道脉冲幅度分析器中幅度甄别电压的大小，从而达到稳谱的目的。 2、信号采集系统
FD-3022四道γ能谱仪的信号采集系统由探头、主放大器及六个单道脉冲幅度分析器组成。
a、探头
FD-3022四道γ能谱仪的探头由Φ75X75ｍｍ的NaI(Tl)晶体、GDB--76F 光电倍增管、自稳参考 Cs源、直流高压变换器及前置放大器组成。其电路如图4.10所示。
图 4.10 FD-3022四道γ能谱仪的探头电路
直流高压变换器由晶体管T1、振荡变压器B1和运算放大器G1组成。T1、B1组成的间歇振荡器振荡产生脉冲高压，脉冲高压经变压器升压后，再经四倍压整流滤波成数百伏的直流高压供给光电倍增管使用。G1组成高压稳压电路，它通过光电倍增管电阻分压网络分压而得的高压采样信号，通过能隙基准电压源得到高精度的基准电压，放大器将这两个信号进行比较，比较后的信号再经放大后输出控制间歇振荡器开关管的基极电流。这样一来，跟据高压的变化，控制振荡器的输出脉冲幅度就达到了稳定高压的目的。
前置放大器是由高速运放HA-2525(G2)组成的反相放大器构成，其放大倍数为1。它的输入电阻和输入电容组成RC电压脉冲成形网络，把光电倍增管的光电流转换为电压脉冲。放大器将该电压脉冲反相并进行电流放大以便输出驱动。
b、主放大器
如图4.11所示，FD--3022的主放大器由高速运放HA-2525(G1)组成。它实际上是一个放大倍数约为10倍左右的反向线性脉冲放大。在放大器的输入端加有一个由RV1、C2和R2组成的极零相消的微分成形网络。在放大器的输入端和微分成形网络之间接有电位器RV2用以调整放大器的输出脉冲辐度。
图 4.11 FD-3022辐射仪的主放大器电路
c、六道脉冲幅度分析器
FD--3022的六道脉冲幅度分析器电路如图4.12所示，它由基线恢复电路、脉冲峰值采样保持电路、控制电路和六个结构相同的单道脉冲幅度分析器构成。其中T1、T2和DW1组成了基线恢复电路；
G1、G2、T3组成了脉冲展宽电路(脉冲峰值采样保持电路)；
G4、G5、G6、G7、G8组成控制电路，它除了产生脉冲展宽电路必须的门控信号；锁存器所需要的锁存(CL)和复位(R)信号外，还向单片机INT0端提供死时间补偿信号。
G9、G10、G11、G12等组成六个单道脉冲幅度分析器，这些辐度分析器用于将输入辐射脉冲按幅度分布范围分成六路分别送往各自的计数器，其中四路是测量道，另外两路是自稳上下道。辐度分析器中12个辐度甄别器参考电压电路的电压源由稳谱电路的输出来提供。以上电路的具体工作过程及原理在前面的章节中已详细予以论述，这里就不再涉及。
图 4.12 FD-3022辐射仪的幅度分析器
3、单片机测量系统的组成
该能谱仪的主体为一个进行了一系列I/O扩充的单片机测量系统。它在单片机最小系统的基础上扩充了计数电路、显示电路、参数输入电路和D/A稳谱输出电路。为了减小电源消耗，全部系统都采用了CMOS器件。图4.13是该测量系统的电路图。该系统的计数器对六道辐度分析器的输出分别进行计数;单片机从参数输入电路读入各测量参数，按规定的测量条件控制整个系统的工作。它对四个测量道的计数进行运算，求出U、Th、K含量并显示出来，它还对两个自稳道的计数进行运算，输出数据经D/A电路控制辐度分析器的参考电压源，达到稳谱的目的。
a、单片机最小系统
该系统的单片机最小系统由80C31单片机、4K字节的ROM(27C32)，及八D 锁存器(74HC373)组成。该系统的设计为:
(1) 系统中振荡器采用6.144MHz晶体， 这样单片机的机器周期就为1.953μS。
(2) 80C31的复位端(RESET)通过10K电阻接地，并通过33μF电容接+5V 电源，这样就实现了开机自动复位，一开启电源，仪器从0000H地址开始工作。
(3) 系统仅利用了三个中断:外部中断1(INT1)、定时/计数器1中断和定时/计数器2中断。外部中断1(INT1)用于欠压、掉电和按键检测。其掉电及欠压检测作用和过程如下。
图 4.13 FD-3022 单片机测量系统电路图
该测量系统每次在标准模型上标定后，必须输入数据处理所必需的标定出的各参数。而且在一段时间范围内，这些参数要长期保留使用。所以测量系统采用了掉电保护工作方式，以便每天工作结束关电源时，仪器进入掉电工作方式，使这些参数能得以保存。另外供电电池快用尽时，电池电压下降，这时仪器应该及时报警提醒人们仪器仅能再工作一个很短的时间。该测量系统欠压检测及掉电
保护电路如图4.13所示。在80C31的V 脚上接有辅助电源ED，该电源用作掉
电保护内部RAM数据的电源。在80C31的INT I脚上接有由G2组成的欠压检测电路。
当+5V电压开始下降并下降到某一值时，G2门输出为1，产生INT1外部中断。单片机接受INT1中断申请后，通过查寻P1.3是否为1来证实是否是由欠压或掉电产生。
接着再查寻P1.1是否为零，P1.1为1表明该中断由电池欠压产生，这时单片机通过P1.0输出报警信号，提醒人们仪器仅能再工作一个很短的时间。
若P1.1为0，则表明该中断由关电源所产生。于是80C31立即执行掉电服务子程序。该子程序首先使P1.1输出为1电平，电源变换器中7555振荡器复位端信号为"1"， 振荡器又开始工作，使+5V电源回升，保证80C31的工作。接着中断服务子程序又将所有要保护的数据均存入片内RAM;子程序最后使PCON.1(PD)置"1"，80C31进入掉电工作状态，单片机的一切功能均停止了，只有片内RAM 上的参数值被保留。这时单片机功耗仅为50μ 。当下次开机时，开机复位电路使整个系统又开始正常工作。
(4) 定时系统
FD-3022四道能谱仪采用定时测量方式，这就要求仪器具有一个定时系统。所以单片机系统将片内的两个定时/计数器都用作定时系统。定时/计数器0工作在1方式，用作一个16位定时器;16位定时器在主振频率为6.144MHz时，最长定时时间为６５５３６×１．９５３μS＝１２８ms，仪器安排其每0.125秒中断一次。每中断一次，仪器作一次最基本的工作。但仪器最长测量时间为1000秒，这就需要用定时/计数器1来对0.125秒中断信号进行计数， 从而确定测量时间。这就相当于将二个定时器串联起来组成一个32位定时计数器。TH0，TL0记录低16位，TH，TL1记录高16位。这样最大定时时间就达到了8388秒，通过拨盘改变予置入TH1，TL1中的予置数就可以改变测量时间的长短，定时/计数器1中断就予示着测量时间的中止。
电路中利用P1.7端口来将T0，T1联接起来。定时/计数器0每0.125秒中断时，中断服务子程序将P1.7取反，二次T0中断P1.7就输出一个脉冲，此脉冲作为T1定时/计数器的计数脉冲，这样就将二个定时/计数器T0，T1联成了一个32位定时器。
在系统中还利用了INT0端进行死时间校正。探头每输出一个计数脉冲时，辐度分析器的控制器产生一个INT0外部控制脉冲。每一个INTO外部控制脉冲都使定时/计数器0停止计时一个短暂的时间间隔(脉冲死时间)，这就保证了仪器定时时间为计数的活时间。
(5) 扩充设备的地址分配
整个系统RAM和ROM分开编址。最小系统片外ROM的地址为0000H～0FFFH。外部扩展的显示器、稳谱D/A、计数器和参数输入电路就如图4.14所示的那样用线选的方式确定了外部I/O设备的高位地址，再配以低位地址线选通了17个地址，这17个地址是:
Th、K、总道计数器高位地址： 30H
配以A0、A1得到四个地址: 3000H～3003H
U、Cs上、Cs下道计数器高位地址： 10H
配以A0、A1得到四个地址: 1000H～1003H
工作方式等参数输入口高位地址 ： 40H
显示及D/A输出端口高位地址： 80H
配以A0、A1、A2得到八个地址
其中:显示地址: 8000H～8005H
D/A输出端口地址: 8006H～8007H
图 4.14 I/O设备高位地址的确定
b、系统的六道计数器
系统采用挂在数据总线上的二片82C53作为六个道的测量计数器。
(1) 82C53功能介绍:
8253/82C53是一种含有三个16位可编程计数器的器件，其计数速率可达2MHz。其内部结构见图4.15，其中:
A． DB缓冲器，这是三态双向的八位缓冲器。
B． 读/写控制逻辑，接系统的控制信号并由此产生82C53内部的控制信号。系统控制信号为:
CS: 片选信号，允许读/写逻辑工作。
RD: 8253中计数值读往CPU。
WR: CPU往8253计数器中装入予置值或往命令字中写入工作方式信息
A0、A1: 确定8253的4个地址。
图 4.15 82C53内部结构图
A0A1 00 01 10 11
0计数器 1计数器 2计数器 命令字寄存器
C．计数器0～2
这是三个完全相同的16位可予置数减法计数器。每个计数器的工作方式和计数方式是独立设置的，其选通和输出是由控制字所决定。它的三根功能线为: CLK: 计数脉冲输入端
GATE: 计数允许端(1有效)
OUT: 计数溢出端
D．控制字寄存器
该寄存器的内容控制着每个计数器的工作方式、进制以及向每个计数器装入予置值。其格式如图4.16所示。
图 4.16 控制字寄存器
(2)使用
在该测量系统中，二只82C53的A0、A1端均接至地址总线的A0、A1;而CS端分别通过与非门接到地址总线的A12(P2.4)，A13(P2.5)上。CS16=A12·A13，CS8=A2·A12·A13，所以G16的地址为3000H～3003H，而G8的地址为1000H～1003H。二只82C53的六个计数器均工作在0方式，对通过CLK输入端输入的Th、U、K、总道、Cs下、Cs上道的脉冲进行计数。对于U、Th、K及总道，为防止16位计数器不够计数，特将它们的计数溢出端接至80C31的P1.5、T0、P1.4、P1.6端，通过对计数溢出端的检测来扩大计数范围。两片82C53的GATA计数允许端均接高电平，由软件控制计数的启停。当测量开始时，写控制字寄存器启动计数;测量时间刚结束时(T1中断)，单片机对每个计数器对应地址读数，将各计数器的计数值通过数据总线读入相应的数据缓冲区。
c、参数输入电路
(1) 系统工作方式输入接口
系统工作方式输入接口如图4.17所示，是一种类似行扫描键盘的接口。不过在本系统中不是使用键盘，而是使用K2，K3，K4三个波断开关。键盘中的行即波段开关的三把刀，通过4双向开关4066接至+5V电源上。双向开关的选通信号接在地址总线的A0～A2上。键盘中的列即波段开关的位，它通过8位三态缓冲器74HC244接至数据总线上。74HC244的选通端通过与非门接至P2.6(A15)上
图 4.17 系统工作方式输入电路
取数据，就可以了解这三个开关的设置，将异常报警、测量时间、工作方式的设置读入工作方式寄存器，确定系统的工作方式。它与行扫描键盘的不同点在，这样三个波段开关的地址即为4001H～4003H。分别对这三地址读于，键盘只有在按键按下时才能读键码，而且在N个键同时接通时不读键码或只读取其中一个键码;而在该系统这种方式中每个开关始终有一位是接通的，单片机在任何时间都可以读取参数;三个开关可以同时有三个点接通，可分别读取三个参数值。
(2) 按键输入接口
图 4.18 按键参数输入电路
该测量系统在进行数据处理计算含量时，必须输入16个参数值。每台仪器
的参数值各有不同，而且这些参数值长期使用会发生变化，所以它不能予先写入
EPROM，而必须每次模型标定后，通过按键输入计算机系统。该系统参数输入采
用了键盘中断的方法(INT1)。接口电路见图4.18。
在80C31的中断输入端INT1上接有三个中断源:电源检测、显示按键AN2
和测量按键AN1。为区分引起同一中断的三个中断源，系统又增加了二根查询线
P1.3、P1.2，当INTI中断申请时，通过查询P1.2，P1.3的状态就分清了是那一
个中断源引起的中断。
80C31内部软件对三种不同的中断有不同的响应。电源中断是用于电池失效及掉电检测。当电池容量够时，A点为“1”电平不引起中断;当关断电源或电池容量不够时，5V电压约下降至4.4V，A点电位变为“0”产生电池失效或掉电中断，系统作出相应的响应。显示按键AN2引起的中断从0～9顺序改变输入参数值;测量按键AN1引起的中断顺序改变输入参数数位和输入参数种类。
d、显示接口
该系统采用静态LCD显示方法，六位笔划LCD显示器分别接在六块供驱动液晶显示用的BCD码七段锁存，译码，驱动器74HC4543上。六块74HC4543的A、B、C、D端(BCD码输入端)直接接在系统数据总线的D0-D3上。所有74HC4543的PH端都接在由555组成振荡器的输出端上(用于交流驱动LCD)。每块74HC4543的选通脚LD分别接在三--八译码器74HC259的各个输出端。74HC259和我们熟
悉的三--八译码器74HC138基本相同，仅译码输出信号为正(138输出为负)。和138一样，74HC259的选通输入端A，B，C接在地址总线的A0～A2
上，片选端G接在P2.7(A15)上，译码输出Y0～Y5接至六块74HC4543的选通端。这样六位显示器的地址就是8000H-8005H。对这六个地址写入欲显示数码的BCD 码，地址就选通了数位，数据(BCD码)从数据总线锁存到了各锁存器，经译码、驱动，LCD显示器选中位就显示出BCD码对应的数码来。
e、D/A稳谱接口
为了稳谱，系统在数据总线上挂了一片12位的DAC1232作为D/A稳谱
图 4.19 DAC1232逻辑功能及管脚图
输出接口。DAC1232的逻辑功能及管脚见图 4.19。它在测量系统中的联接见图10-2-5。它的WR1，WR2端接80C31的WR端，它的CS、BYTE1/BYTE2、XFER端接三--八择码器(74HC259)的Y6，Y7端。这就确定了DAC1232的高八位地址为8006H，低四位地址为8007H。D/A的参考电压由能隙基准电压源MC1403通过一个电压跟随器提供。
仪器工作时，单片机将自稳上、下道(Cs上、Cs下)的计数相减，得到一个12位的差值信号。并将12位差值信号中的高八位写进DAC的8006H地址，将差值信号中的低四位写进DAC的8007H地址。DAC的Iout1，Iout2就输出与12位差值信号成正比的互相反相的二个模拟电流，经运算放大器合成就得到了与之相对应的模拟电压。该模拟电压作为稳谱控制信号一方面去驱动表头显示，另一方面去作为脉冲辐度分析器参考电压的基准电压源。
仪器工作发生谱漂移时，自稳上下道的计数发生变化，12位的差值信号及D/A的模拟输出也就发生了相应的变化，该模拟输出的变化调整了辐度分析器各甄别阀值，从而达到稳谱的目的。
4、系统软件说明
a、系统资源使用及地址分配:
(1) 中断源的使用
A， 计数/定时器0中断，每0.125S中断一次，用以产生时间基准信号。 B， 计数/定时器1中断，它对定时/计数器的中断计数，用以控制测量时间，每次测量结束它都申请中断。
C， 外部中断1，此中断由三个中断源通过硬件相加而成。
(A) 掉电中断，关电源时产生。
(B) 测量键中断。
(C) 显示键中断。
(2) 地址分配:
A， 外部I/O口地址:
6片4543用作显示器接口，地址为8000H～8005H;
1片ADC1232用作稳谱电压输出接口，地址8006H～8007H;
2片82C53用作六道计数器接口，地址1000H～1003H，300H～3003H;
1片244与4066配合用作三个波段开关接口，地址4001H～4004H。
B， 片内RAM地址分配:
00H～07H BAK0 寄存器区0
08H～0FH BAK1 寄存器区1
10H～2EH STACK 系统堆栈
30H～33H FACC 浮点累加器
34H～3AH FREG 浮点运算器
3BH～3DH DISP 显示缓冲区
3EH～3FH 总道计数
40H～4BH (U、Th、K、总) 四道计数率
4CH～4FH (U、Th、K、总) 四道溢出位
50H～51H 钍道计数
52H～53H 铀道计数
54H～57H STEP 运算缓冲
58H～59H 稳谱值
5AH TIME 时间单元
5BH～5DH R1 铀道系数
5EH～60H R2 铀道系数
61H～63H R3 铀道系数
64H～66H T1 钍道系数
67H～69H T2 钍道系数
6AH～6CH T3 钍道系数
6DH～6FH K1 钾道系数
70H～72H K2 钾道系数
73H～75H K3 钾道系数
76H R4 铀道稳谱系数
77H T4 钍道稳谱系数
78H R0 铀道底数
79H T0 钍道底数
7AH～7BH K0 钾道底数
7CH～7DH ∑0 总道底数
7EH～7FH ∑ 钾道系数
C， 数据格式
仪器采用四字节浮点数运算，第一字节为指数，第二字节为尾数高字节，第三字节为尾数中字节，第四字节为尾数低字节，指数与尾数用补码形成存放。
b、流程图
(1) 主程序流程图
图 4.20 主程序流程图
(2) 外部中断1服务子程序
图 4.21 外部中断1服务子程序
(3)计数/定时器0中断服务子程序
(4)计数/定时器1中断服务子程序
图 4.23 计数/定时器1中断服务子程序
旋光仪工作原理 从光源 (1)射出的光线，通过聚光镜 (3)、滤色镜 (4)经起偏镜 (5)成为平面偏振光，在半波片 (6)处产生三分视场。通过检偏镜 (8)及物、目镜组 (9)可以观察到如图二所示的三种情况。转动检偏镜，只有在零度时 (旋光仪出厂前调整好)视场中三部分亮度一致当放进存有被测溶液的试管后，由于溶液具有旋光性，使平面偏振光旋转了一个角度，零度视场便发生了变化 (如图二a或c)转动检偏镜一定角度，能再次出现亮度一致 的视场。这个转角就是溶液的旋光度，它的数值可通过放大镜 (10)从度盘 (11)上读出。测得溶液的旋光度后，就可以求出物质的比旋度。根据比旋度的大小，就能确定该物质的纯度和含量了为便于操作，旋光仪的光学系统以倾斜20°安装在基座上。光源采用20瓦钠光灯(波长λ=5893A°）。钠光灯的限流器安装在基座底部，毋需外接限流器。旋光仪的偏振器均为聚乙烯醇人造偏振片。三分视界是采用劳伦特石英板装置(半波片)。转动起偏镜可调整三分视场的影荫角 (旋光仪出厂时调整在3°左右)。旋光仪采用双游标读数，以消除度盘偏心差。度盘分360格，每格1°，游标分20格，等于度盘19格，用游标直接读数到0.05°（如图四)。度盘和检偏镜固为一体，借手轮(1)能作粗、细转动。游标窗前方装有两块4倍的放大镜，供读数时用。 二、旋光仪使用方法： (1)将旋光仪接于220V交流电源。开启电源开关，约5分钟后钠光灯发光正常，就可开始工作。 (2)检查旋光仪零位是否准确，即在旋光仪未放试管或放进充满蒸馏水的试管时，观察零度时视场亮度 是否一致。如不一致，说明有零位误差，应在测量读数中减去或加上该偏差值。或放松度盘盖背面四只螺钉，微微转动度盘盖校正之(只能校正0.5°左右的误差，严重的应送制造厂检修) (3)选取长度适宜的试管，注满待测试液，装上橡皮圈，旋上螺帽，直至不漏水为止。螺帽不宜旋得太紧，否则护片玻璃会引起应力，影响读数正确性。然后将试管两头残余溶液揩干，以免影响观察清晰度及测定精度。 (4)测定旋光读数：转动度盘、检偏镜、在视场中觅得亮度一致的位置，再从度盘上读数。读数是正的为右旋物质，读数是负的为左旋物质。 (5)采用双游标读数法可按下列公式求得结果：式中：A和B分别为两游标窗读数值。如果A=B，而且度盘转到任意位置都符合等式，则说明旋光仪没有偏心差(一般出厂前旋光仪均作过校正)，可以不用对项读数法。 (6)旋光度和温度也有关系。对大多数物质，用λ=5893A°（钠光)测定，当温度升高1℃时，旋光度约减少0.3%。对于要求较高的测定工作，最好能在 20℃±2℃的条件下进行。 三、旋光仪的维护
WZZ-2型自动旋光仪的原理与使用 （一）仪器的用途 旋光仪是测定物质旋光度的仪器。通过对样品旋光度的测定，可以分析确定物质的浓度、含量及纯度等。WZZ-2自动旋光仪采用光电检测自动平衡原理，进行自动测量。测量结果由数字显示。它既保持了WZZ-1自动指示旋光仪稳定可靠的优点，又弥补了它的读数不方便的缺点，具有体积小，灵敏度高，没有人差，读数方便等特点。对目视旋光仪难以分析的低旋光度样品也能适应。因此广泛应用于医药、食品、有机化工等各个领域。 农业：农用抗菌素、农用激素、微生物农药及农产品淀粉含量等成份分析。 医药：抗菌素、维生素、葡萄糖等药物分析，中草药药理研究。 食品：食糖、味精、酱油等生产过程的控制及成品检查，食品含糖量的测定。 石油：矿物油之分析、石油发酵工艺的监视。 香料：香精油之分析。 卫生事业：医院临床糖尿病分析。 （二）仪器的性能 (1)测定范围：±45o (2)准确度：±（0.01°+测量值X5/10000） (3)可测样品最低透过率：10%（对钠黄光而言） (4)读数重复性：≤0.01o (5)显示器自动数字显示 最小示值：0.005o 速度：1.30o/秒 (6)单色光源：钠光灯加滤色片（589.3毫微米） (7)试管：200毫米、100毫米两种
(8)电源：200伏±10伏50赫兹220伏安 (9)仪器尺寸：606毫米×310毫米×212毫米 (10)仪器净重：27公斤 仪器的结构及原理 仪器采用20瓦钠光灯作光源，由小孔光栏和物镜组成一个简单的点光源平行光管（图一），平行光经偏振镜（一）变为平面偏振光，其振动平面为00（图二a），当偏振光经过有法拉弟效应的磁旋线圈时，其振动平面产生50赫兹的β角往复摆动（图二b），光线经过偏振镜（二）投射到光电倍增管上，产生交变的电讯号。
第十四章 X-射线光电子能谱法 14．1 引言 X-射线光电子谱仪（X-ray Photoelectron Spectroscopy，简称为XPS），经常又被称为化学分析用电子谱（Electron Spectroscopy for Chemical Analysis，简称为ESCA），是一种最主要的表面分析工具。自19世纪60年代第一台商品化的仪器开始，已经成为许多材料实验室的必不可少的成熟的表征工具。XPS发展到今天，除了常规XPS外，还出现了包含有Mono XPS (Monochromated XPS, 单色化XPS，X射线源已从原来的激发能固定的射线源发展到利用同步辐射获得X射线能量单色化并连续可调的激发源), SAXPS ( Small Area XPS or Selected Area XPS, 小面积或选区XPS，X射线的束斑直径微型化到6μm) 和iXPS（imaging XPS, 成像XPS）的现代XPS。目前，世界首台能量分辨率优于1毫电子伏特的超高分辨光电子能谱仪（通常能量分辨率低于1毫电子伏特）在中日科学家的共同努力下已经研制成功，可以观察到化合物的超导电子态。现代XPS拓展了XPS的内容和应用。 XPS是当代谱学领域中最活跃的分支之一，它除了可以根据测得的电子结合能确定样品的化学成份外，XPS最重要的应用在于确定元素的化合状态。XPS可以分析导体、半导体甚至绝缘体表面的价态，这也是XPS的一大特色，是区别于其它表面分析方法的主要特点。此外，配合离子束剥离技术和变角XPS技术，还可以进行薄膜材料的深度分析和界面分析。XPS表面分析的优点和特点可以总结如下： ⑴固体样品用量小，不需要进行样品前处理，从而避免引入或丢失元素所造成的错误分析 ⑵表面灵敏度高，一般信息采样深度小于10nm ⑶分析速度快，可多元素同时测定 ⑷可以给出原子序数3-92的元素信息，以获得元素成分分析 ⑸可以给出元素化学态信息，进而可以分析出元素的化学态或官能团 ⑹样品不受导体、半导体、绝缘体的限制等 ⑺是非破坏性分析方法。结合离子溅射，可作深度剖析 目前，XPS主要用于金属、无机材料、催化剂、聚合物、涂层材料、纳米材料、矿石等各种材料的研究，以及腐蚀、摩擦、润滑、粘接、催化、包覆、氧化等过程的研究，也可以用于机械零件及电子元器件的失效分析，材料表面污染物分析等。 14.2 基本原理 XPS方法的理论基础是爱因斯坦光电定律。用一束具有一定能量的X射线照射固体样品，入射光子与样品相互作用，光子被吸收而将其能量转移给原子的某一壳层上被束缚的电子，此时电子把所得能量的一部分用来克服结合能和功函数，余下的能量作为它的动能而发射出来，成为光电子，这个过程就是光电效应。 该过程可用下式表示: hγ=E k+E b+E r（14.1） 式中: hγ：X光子的能量（h为普朗克常数，γ为光的频率）；
一、机械式电度表的型号及其含义 电度表型号是用字母和数字的排列来表示的，内容如下：类别代号+组别代号+设计序号+派生号。 如我们常用的家用单相电度表：DD862-4型、DDS97l型、DDSY97l型等。 1、类别代号: D--电度表 2、组别代号 表示相线：D--单相；S--三相三线；T--三相四线。 表示用途的分类：D--多功能；S--电子式；X--无功；Y--预付费；F--复费率。 3、设计序号用阿拉伯数字表示 每个制造厂的设计序号不同，如长纱希麦特电子科技发展有限公司设计生产的电度表产品备案的序列号为971，正泰公司的为666等。 综合上面几点： DD--表示单相电度表：如DD971型DD862型 DS--表示三相三线有功电度表：如DS862，DS97l型 DT--表示三相四线有功电度表：如DT862、DT971型 DX--表示无功电度表：如DX97l、DX864型 DDS--表示单相电子式电度表：如DDS97l型 D丅S--表示三相四线电子式有功电度表：如DTS97l型 DDSY--表示单相电子式预付费电度表：如DDSY97l型 DTSF--表示三相四线电子式复费率有功电度表：如DTSF97l型 DSSD--表示三相三线多功能电度表：如DSSD97l型 4、基本电流和额定最大电流 基本电流是确定电度表有关特性的电流值，额定最大电流是仪表能满足其制造标准规定的准确度的最大电流值。 如5(20)A即表示电度表的基本电流为5A，额定最大电流为20A，对于三相电度表还应在前面乘以相数，如3x5(20)A。 5、参比电压 指的是确定电度表有关特性的电压值 对于三相三线电度表以相数乘以线电压表示，如3x380V。 对于三相四线电度表则以相数乘以相电压或线电压表示，如3x220/380V。 对于单相电度表则以电压线路接线端上的电压表示，如220V。 二、机械式三相四线电度表的读法 1、如果您的三相四线电度表是最右边没有红色读数框的，那黑色读数的都是整数，只是在最右边(即个位数)的"计数轮"的右边带有刻度，而这个刻度就是小数点后的读数；如果是带有红色读数框的，那红色读数框所显示的就是小数。 2、如果您的表输出是不带电流互感器的，那表上显示的读数就是您实际用电的计量读数，如果是计量带有互感器的，那要看互感器的规格了，比如用的是100/5的互感器，那它的倍率为20(即100除以5)，如果是200/5的即倍率为40，如果是500/5的，那倍率就是100。以此类推，把表上显示的读数，再乘以这个倍率，就是您实际使用的电量数，单位为KWh(千瓦时：度)。即：实际用电量=实际读数×倍率 3、互感器如果不只绕一匝，那么，实际用电量=互感器倍率/互感器匝数×实际读数。匝数，指互感器内圈导线的条数，不指外圈。 一般计量收费时，大多不计小数位的读数。
实验二 旋光仪测定溶液的浓度及旋光度 【实验目的】 1、 加深对旋光现象的理解，观察线偏振光通过旋光物质的旋光现象。 2、 掌握旋光仪的构造原理和使用方法。 3、 测定糖溶液的比旋光率及其浓度。 【实验仪器】 4、 1、WXG-4小型旋光仪 5、 2、烧杯 3、蔗糖 4、葡萄糖 5、蒸馏水 6、物理天平 7、玻璃棒 8、温度计 等。 【实验原理】 光是电磁波，它的电场和磁场矢量互相垂直，且又垂直于光的传播方向。通常用电矢量代表光矢量，并将光矢量与光的传播方向所构成的平面称为振动面。在传播方向垂直的平面内，光矢量可能有各种各样的振动状态，被称为光的偏振态。若光的矢量方向是任意的，且各方向上光矢量大小的时间平均值是相等的，这种光称为自然光。若光 矢量可以采取任何方向，但不同的方向其振幅不同，某一方向振动的振幅最强，而与该方向垂直的方向振动最弱，则称为部分偏振光。若光矢量的方向始终不变，只是其振幅随位相改变，光矢量的末端轨迹是一条直线，则称为线偏振光。 当线偏振光通过某些透明物质（例如糖溶液）后，偏振光的振动面将以光的传播方向为轴线旋转一定角度，这种现象称为旋光现象。旋转的角度φ称为旋光度。能使其振动面旋转的物质称为旋光性物质。旋光性物质不仅限于像糖溶液、松节油等液体，还包括石英、朱砂等具有旋光性质的固体。不同的旋光性物质可使偏振光的振动面向不同方向旋转。若面对光源，使振动面顺时针旋转的物质称为右旋物质；使振动面逆时针旋转的物质称为左旋物质。 实验证明，对某一旋光溶液，当入射光的波长给定时，旋光度φ与偏振光通过溶液的长度l 和溶液的浓度c 成正比，即 cl φα= （1） 式中旋光度φ的单位为“度”，偏振光通过溶液的长度l 的单位为dm ，溶液浓度的单位为1 -?ml g 。α为该物质的比旋光率，它在数值上等于偏振光通过单位长度(m)单位浓度(1 -?ml g )的溶液后引起的振动面的旋转角度。其单位为度·ml ·dm-1·g-1由于测量时的温度及所用波长对物质的比旋光率都有影响，因而应当标明测量比旋光率时所用波长及测量时的温度。例如 C A ?505893][ α=66.5°， 它表明在测量温度为50°，所用光源的波长为5893A 时，该旋光物质的比旋光率为66.5°。 若已知某溶液的比旋光率，且测出溶液试管的长度l 和旋光度φ，可根据式1求出待测溶液的浓度，即 []t c l λ φ α= （2）
实验二能谱分析实验 一、实验内容 材料微区成分能谱分析 二、实验目的 1. 结合扫描电镜/能谱仪实物加深对能谱仪的结构特点及工作原理的理解； 2. 通过操作演示，了解能谱仪的分析方法及应用。 三、实验原理 当用一定能量的电子束、X射线或紫外光作用于试样，试样表面原子受激发可产生特征X射线。每种元素都有其各自的特征X射线波长或能量。能谱仪EDX （或EDS）就是用电子束作激发源，并将所激发的带有试样表面信息的不同能量的X射线用硅锂探测器收集，最终给出试样的特征X射线强度按能量大小分布的图谱，从而得知试样含有哪些元素及其含量多少。 能谱仪一般作为扫描电子显微镜的附属设备与主机扫描电镜共用一个电子光学系统，组成电镜——能谱联用仪。这样不但在作样品显微形貌观察或内部组织结构的同时可方便地探测感兴趣的某一微区的化学组成，而且使两台设备合二为一，集成、节源。 能谱分析的理论依据是莫塞莱公式： （1/λ）1/2= C（Z-σ）。用能谱仪可进行定性和定量分析。有三种基本工作方 式。包括点分析、线分析及面分析。根据所选功能的不同，可进行选定的点或线或面区域所含元素的全谱（谱线）定性和定量分析。还可用于所选定的线或面元素分布分析，给出相应区域的元素浓度分布曲线或分布图。线分析用于显示元素沿选定直线方向上的成分浓度变化；面分析用于观察元素在选定区域的成分浓度分布。 四、实验设备 1.SSX-550 扫描电子显微镜（日本岛津SHIMADZU） 2.KYKY SBC－小型离子溅射仪（中科科仪） 五、实验步骤 1. 样品的制备 样品制备对分析结果的影响很大，因此要求如下： 1）样品的基本要求同实验一（扫描电镜观测实验）； 2）样品表面要求平整、清洁无异物并进行抛光。抛光材料要选择不含被分析元素的材料。 3）导电性差或不导电样的品表面喷镀导电薄膜的材料应不含被分析元素。 4）同实验一的方法固定样品于样品室。 2．仪器的基本操作及参数选择 1）开启扫描电镜及能谱仪； 2）先用扫描电镜观察微观形貌的方法步骤确定要观察的位置； 3）将扫描的工作距离WD设定在17，聚焦使图像清晰。电子枪加速电压调节范围为10～20KV、束斑可在3～7之间选择、光阑可在中间两档 选择； 4）进入能谱仪界面，并联机； 5）建立新文件并激活之；
电度表的接线图 电度表的接线图-单相-三相四线 单相有功电度表/三相四线制有功电度表/电子式电能表的工作原理及接线 ——图文JW原创 一、机械式电度表的型号及其含义。 电度表型号是用字母和数字的排列来表示的，内容如下：类别代号+组别代号+设计序号+派生号。 如我们常用的家用单相电度表：DD862-4型、DDS97l型、DDSY97l型等。 1、类别代号: D--电度表 2、组别代号 表示相线：D--单相；S--三相三线；T--三相四线。 表示用途的分类：D--多功能；S--电子式；X--无功；Y--预付费；F--复费率。 3、设计序号用阿拉伯数字表示。 每个制造厂的设计序号不同，如长纱希麦特电子科技发展有限公司设计生产的电度表产品备案的序列号为971，正泰公司的为666等。 综合上面几点： DD--表示单相电度表：如DD971型 DD862型 DS--表示三相三线有功电度表：如DS862，DS97l型 DT--表示三相四线有功电度表：如DT862、DT971型 DX--表示无功电度表：如DX97l、DX864型 DDS--表示单相电子式电度表：如DDS97l型 D丅S--表示三相四线电子式有功电度表：如DTS97l型
DDSY--表示单相电子式预付费电度表：如DDSY97l型 DTSF--表示三相四线电子式复费率有功电度表：如DTSF97l型 DSSD--表示三相三线多功能电度表：如DSSD97l型 4、基本电流和额定最大电流 基本电流是确定电度表有关特性的电流值，额定最大电流是仪表能满足其制造标准规定的准确度的最大电流值。 如 5(20)A 即表示电度表的基本电流为5A，额定最大电流为20A，对于三相电度表还应在前面乘以相数，如 3x5(20)A。 5、参比电压 指的是确定电度表有关特性的电压值 对于三相三线电度表以相数乘以线电压表示，如3x380V。 对于三相四线电度表则以相数乘以相电压或线电压表示，如3x220/380V。 对于单相电度表则以电压线路接线端上的电压表示，如220V。 二、机械式三相四线电度表的读法 1、如果您的三相四线电度表是最右边没有红色读数框的，那黑色读数框的都是整数，只是在最右边(即个位数)的"计数轮"的右边带有刻度，而这个刻度就是小数点后的读数；如果是带有红色读数框的，那红色读数框所显示的就是小数。 2、如果您的表输出是不带电流互感器的，那表上显示的读数就是您实际用电的计量读数，如果是计量带有互感器的，那要看互感器的规格了，比如用的是100/5的互感器，那它的倍率为20(即100除以5)，如果是200/5的即倍率为40，如果是500/5的，那倍率就是100。以此类推，把表上显示的读数，再乘以这个倍率，就是您实际使用的电量数，单位为KWh(千瓦时：度)。即：实际用电量=实际读数×倍率 3、互感器如果不只绕一匝，那么，实际用电量=互感器倍率/互感器匝数×实际读数。匝数，指互感器内圈导线的条数，不指外圈。 一般计量收费时，大多不计小数位的读数。 三、一度电是多少 关于一度电的问题，举例说明，在用电器的额定电压下，一个1000瓦的用电器使用上一个小时就消耗1度电。如果1度电1元币，那么说，一个1000瓦的用
SGW??3自动旋光仪 使用说明书 上海仪电物理光学仪器有限公司Shanghai INESA Physico optiacal instrument Co.,Ltd
目次 1.用途及特点 2.主要技术参数 3.仪器的结构及原理 4.仪器的使用方法 5.仪器的保养及维修 6.常见故障及其处理方法 7.仪器成套性 8.售后服务事项和生产者责任 本产品根据上海市企业标准Q/YXLD64-2011《SGW?-3 自动旋光仪》生产 生产许可证证号：沪制 01040079
1.用途及特点 旋光仪是测定物质旋光度的仪器。通过旋光度的测定，可以分析确定物质的浓度、含量及纯度等，广泛地应用于制糖、制药、石油、食品、化工等工业部门及有关高等院校和科研单位。我厂系国内生产旋光仪的专业厂家，生产WXG-4 圆盘旋光仪、WZZ-1 自动指示旋光仪、WZZ-2B 自动旋光仪、WZZ-2S（2SS）数字式自动旋光（量糖）仪、SGW?-1自动旋光仪、SGW?-2自动旋光仪、SGW?-3自动旋光仪等。 SGW?-3 自动旋光仪（下面简称仪器）采用发光二极管作光源，避免了频繁更换钠光灯的麻烦。仪器内的温度控制装置具有加热及冷却功能，如果使用控温型试管可以对试样旋光度进行控温测量。仪器上的大屏幕触摸液晶显示器提供人机对话菜单操作方式，简便直观、稳定可靠。 2．主要技术参数 测量模式：旋光度、比旋度、浓度、糖度 光源：发光二极管 工作波长：589.3nm（钠D光谱） 测量范围：±89° 最小读数：0.001° 示值误差：±0.01°（﹣15°≤旋光度≤+15°时） ±0.02°（旋光度＜﹣15°或旋光度＞+15°时） 重复性（标准偏差s）： 0.002°（-45°≤旋光度≤+45°时） 0.005°（旋光度＜-45°或旋光度＞+45°时） 温度控制范围：15℃-30℃ 控温准确度：±0.5℃ 显示方式：大屏幕点阵式液晶触摸屏显示 试管：200mm、100mm普通型、100mm控温型 输出通信接口：USB1.1接口和U盘存储信息
电子电度表功率表工作原理及窃电 当电度表接入被测电路后，被测电路电压U加在电压线圈上，在其铁芯中形成一个交变的磁通，这个磁通的一部分ΦU由回磁极穿过铝盘到回到电压线圈的铁芯中；同理，被测电路电流I通过电流线圈后，也要在电流线圈的U形铁芯中形成一个交变磁通Φi，这个磁通由U形成铁芯的一端由下至上穿过铝盘，然后又由上至下穿过铝盘回到U 电子电度表功率表工作原理及窃电 当电度表接入被测电路后，被测电路电压U加在电压线圈上，在其铁芯中形成一个交变的磁通，这个磁通的一部分ΦU由回磁极穿过铝盘到回到电压线圈的铁芯中；同理，被测电路电流I通过电流线圈后，也要在电流线圈的U形铁芯中形成一个交变磁通Φi，这个磁通由U形成铁芯的一端由下至上穿过铝盘，然后又由上至下穿过铝盘回到U形铁芯的另一端。电度表的电路和磁路如图6-3所示，其中回磁板4是由钢板冲制而成的，它的下端伸入铝盘下部，与隔着铝盘和电压部件的铁芯柱相对应，以便构成电压线圈工作磁通的回路。 传统电度表指感应式的机械电度表(简称感应表或机械表)，其工作原理是利用电压和电流线圈在铝盘上产生的涡流与
交变磁通相互作用产生电磁力，使铝盘转动，同时引入制动力矩，使铝盘转速与负载功率成正比，通过轴向齿轮传动，由计度器积算出转盘转数而测定出电能。故电度表主要结构是由电压线圈、电流线圈、转盘、转轴、制动磁铁、齿轮、计度器等组成。由电度表的作用原理知，改变输入电度表的电流、电压、相位以及改变电度表的转速、齿轮变比等均可以达到窃电的目的。下面分改变电度表的电气参数（电流、电压、相位）和机械参数（转速、齿轮变比）两方面对常用窃电方法进行剖析。 电气方法 窃电手段之一:短路电度表的电流线圈 这种作案方法通常是在电度表内部或外部用导线将电流线圈短接，较隐蔽的做法是用准备好的两头带针的导线分别插入电流线圈的入出两端，使流入电度表的电流减小。这种方法可以使电度表转速变慢而达到窃电的目的。很多人认为这种方法可以使电度表停转，实际上不能，因为电度表电流线圈电阻很小，外部用导线短路后，短路导线只能分去流入电流线圈的部分电流，电度表照样会转，只是少计了短路导线分去的部分负荷。故对这样的窃电方法仅靠观察电度表会不会转来判断用户有无窃电是不对的。
旋光仪三分视野的原理及固体旋光率的测定 化学与化工学院2006级化学专业高东亮 20061101023 摘要：旋光仪是测量液体旋光率的仪器，它通过使用三分视野，从而使得测量更为准确，本文介绍了旋光仪三分视野的形成原理。固体的旋光率的测定比较麻烦，很难有合适的仪器测量，本文介绍了用分光光度计改装，从而测量固体旋光率的方法。 关键词：旋光仪三分视野固体旋光率测定 旋光仪三分视野的形成原理 偏振光通过某些晶体或某些物质的溶液以后，偏振光的振动面将旋转一定的角度，这种现象称为旋光现象。这个角α称为旋光角。 当两个尼科尔棱镜的主截面(为折射光线与晶体光轴所构成的平面) 相平行时,第一块尼科尔棱镜射到第二块尼科尔棱镜的平面偏振光全部透过,视野光亮;当两个尼科尔棱镜的主截面相垂直时,则平面偏振光全部不能透过第二块尼科尔棱镜,视野漆黑;当两个尼科尔棱镜的主截面夹角在0～90o之间时,则平面偏振光部分透过第二块尼科尔棱镜,视野半明半暗。 当两块尼科尔棱镜主截面互相垂直(或平行)时,视野是漆黑(或明亮) 的。但在两块尼科尔棱镜中间放入一个装有旋光性物质溶液的旋光管时,因溶液使平面偏振光旋转了一个角度,所以从视野中可见到一定的光度,这时如将检偏镜相应旋转一个角度,又可使视野重新变为 漆黑(或明亮) ,此时检偏镜旋转的角度就是平面 偏振光透过溶液后的旋光度α。 由于肉眼鉴别漆黑(或明亮) 的视野误差较 大,为精确确定旋光度,常采用比较方法即三分视 野法。 原理是在起偏镜后面加一块石英晶体片，石 英片和起偏镜的中部在视场中重叠，如图2所示， 将视场分为三部分。并在石英片旁边装上一定厚度 的玻璃片，以补偿由于石英片的吸收而发生的光亮 度变化，石英片的光轴平行于自身表面并与起偏镜 的偏振化方向夹一小角θ(称影荫角)。由光源发出 的光经过起偏镜后变成偏振光，其中一部分再经过石英片，石英是各向异性晶体，光线通过它将发生双折射。可以证明，厚度适当的石英片会使穿过它的偏振光的振动面转过2θ角，这样进入测试管的光是振动面间的夹角为2θ的两束偏振光。图3中OP表示通过起偏镜后的光矢量，而OP′则表示通过起偏镜与石英片后的偏振光的光矢量，OA表示检偏镜的偏振化方向，OP和OP′与OA的夹角分别为β和β'，
一、旋光仪工作原理 从光源(1)射出的光线，通过聚光镜(3)、滤色镜(4)经起偏镜(5)成为平面偏振光，在半波片(6)处产生三分视场。通过检偏镜(8)及物、目镜组(9)可以观察到如图二所示的三种情况。转动检偏镜，只有在零度时(旋光仪出厂前调整好)视场中三部分亮度一致当放进存有被测溶液的试管后，由于溶液具有旋光性，使平面偏振光旋转了一个角度，零度视场便发生了变化(如图二a或c)。转动检偏镜一定角度，能再次出现亮度一致的视场。这个转角就是溶液的旋光度，它的数值可通过放大镜(10)从度盘(11)上读出。 测得溶液的旋光度后，就可以求出物质的比旋度。根据比旋度的大小，就能确定该物质的纯度和含量了。 为便于操作，旋光仪的光学系统以倾斜20°安装在基座上。光源采用20瓦钠光灯(波长λ=5893A°）。钠光灯的限流器安装在基座底部，毋需外接限流器。旋光仪的偏振器均为聚乙烯醇人造偏振片。三分视界是采用劳伦特石英板装置(半波片)。转动起偏镜可调整三分视场的影荫角(旋光仪出厂时调整在3°左右)。旋光仪采用双游标读数，以消除度盘偏心差。度盘分360格，每格1°，游标分20格，等于度盘19格，用游标直接读数到0.05°（如图四)。度盘和检偏镜固为一体，借手轮(1)能作粗、细转动。游标窗前方装有两块4倍的放大镜，供读数时用。 二、旋光仪使用方法： (1)将旋光仪接于220V交流电源。开启电源开关，约5分钟后钠光灯发光正常，就可开始工作。 (2)检查旋光仪零位是否准确，即在旋光仪未放试管或放进充满蒸馏水的试管时，观察零度时视场亮度是否一致。如不一致，说明有零位误差，应在测量读数中减去或加上该偏差值。或放松度盘盖背面四只螺钉，微微转动度盘盖校正之(只能校正0.5°左右的误差，严重的应送制造厂检修)。 (3)选取长度适宜的试管，注满待测试液，装上橡皮圈，旋上螺帽，直至不漏水为止。螺帽不宜旋得太紧，否则护片玻璃会引起应力，影响读数正确性。然后将试管两头残余溶液揩干，以免影响观察清晰度及测定精度。 (4)测定旋光读数：转动度盘、检偏镜、在视场中觅得亮度一致的位置，再从度盘上读数。读数是正的为右旋物质，读数是负的为左旋物质。 (5)采用双游标读数法可按下列公式求得结果： 式中：A和B分别为两游标窗读数值。如果A=B，而且度盘转到任意位置都符合等式，则说明旋光仪没有偏心差(一般出厂前旋光仪均作过校正)，可以不用对项读数法。 (6)旋光度和温度也有关系。对大多数物质，用λ=5893A°（钠光)测定，当温度升高1℃时，旋光度约减少0.3%。对于要求较高的测定工作，最好能在20℃±2℃的条件下进行。 三、旋光仪的维护 (1)旋光仪应放在通风干燥和温度适宜的地方，以免受潮发霉。 (2)旋光仪连续使用时间不宜超过4小时。如果使用时间较长，中间应关熄10～15分钟，待钠光灯冷却后再继续使用，或用电风扇吹打，减少灯管受热程度，以免亮度下降和寿命降低。(3)试管用后要及时将溶液倒出，用蒸馏水洗涤干净，揩干藏好。所有镜片均不能用手直接揩擦，应用柔软绒布揩擦。 (4)旋光仪停用时，应将塑料套套上。装箱时，应按固定位置放入箱内并压紧之。
旋光仪的使用及注意事项 a．测定前应将仪器及样品置20℃士0.5℃的恒温室中或规定温度的恒温室中，也可用恒温水浴保持样品室或样品测试管恒温lh以上，特别是一些对温度影响大的旋光性物质，尤为重要。 b．未开电源以前，应检查样品室内有无异物，钠光灯源开关是否在规定位置，示数开关是 否在关的位置，仪器放置位置是否合适，钠光灯启辉后，仪器不要再搬动。 c. 开启钠光灯后，正常起辉时间至少20min，发光才能稳定，测定时钠光灯尽量采用直流供 电，使光亮稳定。如有极性开关，应经常于关机后改变极性，以延长钠灯的使用寿命。 d．测定前，仪器调零时，必须重复按动复测开关，使检偏镜分别向左或向右偏离光学零位。 通过观察左右复测的停点，可以检查仪器的重复性和稳定性。如误差超过规定，仪器应维修 后再使用。 e．将装有蒸馏水或空白溶剂的测定管，放入样品室，测定管中若混有气泡，应先使气泡浮 于凸颈处，通光面两端的玻璃，应用软布擦干。测定时应尽量固定测定管放置的位置及方向， 做好标记，以减少测定管及盖玻片应力的误差。 f．同一旋光性物质，用不同溶剂或在不同pH值测定时，由于缔合、溶剂化和解离的情况不 同，而使比旋度产生变化，甚至改变旋光方向，因此必须使用规定的溶剂。 g．浑浊或含有小颗粒的溶液不能测定，必须先将溶液离心或过滤，弃去初滤液测定。有些 见光后旋光度改变很大的物质溶液，必须注意避光操作。有些放置时间对旋光度影响较大的， 也必须在规定时间内测定读数。 h．测定空白零点或测定供试液停点时，均应读取读数三次，取平均值。严格的测定，应在 每次测定前，用空白溶剂校正零点，测定后，再用试剂核对零点有无变化，如发现零点变化 很大，则应重新测定。 i．测定结束时，应将测定管洗净晾干放回原处。仪器应避免灰尘放置于干燥处，样品室内可 放少许干燥剂防潮。 二、技术参数 1. 旋光度测定范围： -180°∽+180° 2. 度盘格值：1° 3. 度盘游标读数值：0.05° 4. 放大镜放大倍数： 4* 5. 单色光源（钠灯）波长： 589.44mm 6. 试管长度： 100mm、200mm各1支 7. 仪器使用电源：
电子式电能表工作原理与基本结构 1、电子式电能表按其工作原理的不同，可分为模拟乘法器型电子式电能表和数字乘法器型电子式电能表。 2、一般来说，电子式电能表由六个部分组成：电源单元、电能测量单元、中央处理单元(单片机) 、显示单元、输出单元、通信单元。 3、正常供电时，电子式电能表的工作电源通常有三种实现方式：工频电源(即变压器降压) 、阻容电源(电阻和电容降压) 、开关电源。 4、电子式电能表的显示单元主要分为LED数码管和LCD液晶显示器两种，后者功耗低，并支持汉字显示。 5、电子式电能表的关键部分是(C)。 A)工作电源B)显示器C)电能测量单元D)单片机 ※乘法器是电能测量单元的核心组成部分，分为模拟乘法器(热电转换型、霍尔效应型、时分割型)、数字乘法器(A/D型)。 6、时分割乘法器是许多电子式电能表的关键部分，它通常由三角波发生器、比较器、调制器、滤波器四个部分组成。 7、若某电子式电能表的启动电流是0.01Ib，过载电流是6Ib，则A/D型的电能表要求A/D 转换器的位数可以是(A)。 A)10 B)9 C)11 D)8 ※A/D的位数取决于Imax和Imin的比值，6÷0.01=600，而29＜600＜210，即要求A/D的位数至少是10位。 8、U/F(电压/频率)转换器组成的电能测量单元，其作用是产生正比于有功功率的电能脉冲。 9、采用电阻网络作为电能表的电压采样器的最大特点是线性好和成本低，缺点是无法实现电气隔离。采用电压互感器的最大优点是可实现初级和次级的电气隔离，并可提高电能表的抗干扰能力，缺点是成本高。 10、试简单描述检定无源脉冲电能表误差。 答：通常在脉冲正端施加一个VDD=＋5～12V的直流电源，有的现场校验仪或电能表检定装置具有这一电源，中间串联R=5～10Ω的电阻，再输入给检定脉冲回路。 11、单片机就是将微型计算机所具备的几个基本功能，如中央处理单元CPU 、程序存储器ROM 、数据存储器RAM 、定时计数器Timer/Counter 、输入输出接口I/O 等，集成到一块芯片中而构成小型计算机。 12、单片机的总线可以分为三种：地址总线AB 、数据总线DB 、控制总线CB 。 13、单片机按数据总线的宽度可分为四种类型：4 、8 、16 、32 。目前最为流行采用的是8位。 14、在同一时刻可以同时发送和接收数据的串行通信模式称为(B)。 A)半双工B)全双工C)单工 15、I2C总线以1根串行数据线SDA 和1根串行时钟线SCL 实现了全双工的同步数据传输。 16、请举出几种典型的电能表的通信方式。 答：电子式多功能电能表与外界的通信方式大都采用串行异步半双工的通信方式，通信接口主要有RS-232-C、RS-485和直接光学接口三种方式。 电子式电能表误差及其调整 1、电子式电能表的误差主要分布在(A、B、C) A)分流器B)分压器C)乘法器D)CPU ※电子式电能表的误差来源，主要分布在电流采样器(分为分流器和电流互感器两种)、电压
旋光仪的原理和结构 1. 旋光现象和旋光度 一般光源发出的光，其光波在垂直于传播方向的一切方向上振动，这种光称为自然光，或称非偏振光。而只在一个方向上有振动的光称为平面偏振光。当一束平面偏振光通过某些物质时，其振动方向会发生改变，此时光的振动面旋转一定的角度，这种现象称为物质的旋光现象，这种物质称为旋光物质。旋光物质使偏振光振动面旋转的角度称为旋光度。尼柯尔(Nicol)棱镜就是利用旋光物质的旋光性而设计的。 2. 旋光仪的构造原理和结构 旋光仪的主要元件是两块尼柯尔棱镜。尼柯尔棱镜是由两块方解石直角棱镜沿斜面用加拿大树脂粘合而成.当一束单色光照射到尼柯尔棱镜时，分解为两束相互垂直的平面偏振光，一束折射率为1.658的寻常光，一束折射率为1.486的非寻常光，这两束光线到达加拿大树脂粘合面时，折射率大的寻常光(加拿大树脂的折射率为1.550)被全反射到底面上的墨色涂层被吸收，而折射率小的非寻常光则通过棱镜，这样就获得了一束单一的平面偏振光。用于产生平面偏振光的棱镜称为起偏镜，如让起偏镜产生的偏振光照射到另一个透射面与起偏镜透射面平行的尼柯尔棱镜，则这束平面偏振光也能通过第二个棱镜，如果第二个棱镜的透射面与起偏镜的透射面垂直，则由起偏镜出来的偏振光完全不能通过第二个棱镜。如果第二个棱镜的透射面与起偏镜的透射面之间的夹角α在0°～90°之间，则光线部分通过第二个棱镜，此第二个棱镜称为检偏镜。通过调节检偏镜，能使透过的光线强度在最强和零之间变化。如果在起偏镜与检偏镜之间放有旋光性物质，则由于物质的旋光作用，使来自起偏镜的光的偏振面改变了某一角度，只有检偏镜也旋转同样的角度，才能补偿旋光线改变的角度，使透过的光的强度与原来相同。旋光仪就是根据这种原理设计的。 3. 影响旋光度的因素 (1) 溶剂的影响 旋光物质的旋光度主要取决于物质本身的结构。另外，还与光线透过物质的厚度，测量时所用光的波长和温度有关。如果被测物质是溶液，影响因素还包括物质的浓度，溶剂也有一定的影响。因此旋光物质的旋光度，在不同的条件下，测定结果通常不一样。因此一般用比旋光度作为量度物质旋光能力的标准。(2) 温度的影响 温度升高会使旋光管膨胀而长度加长，从而导致待测液体的密度降低。另外，
SEM基本结构及原理 1 电子束与样品表面的作用 弹性散射：电子束的能量不损失，只改变方向，如背散射电子。 非弹性散射：入射电子熟不进改变方向，也改变能量。包括二次电子，俄歇电子，特征X射线，荧光。 图1 电子束与样品的作用深度示意图
1.1 二次电子Secondary electron 二次电子是指背入射电子轰击出来的核外电子。由于原子核和外层价电子间的结合能很小，当原子的核外电子从入射电子获得了大于相应的结合能的能量后，可脱离原子成为自由电子。如果这种散射过程发生在比较接近样品表层处，那些能量大于材料逸出功的自由电子可从样品表面逸出，变成真空中的自由电子，即二次电子。二次电子来自表面5-10nm的区域，二次电子的逃逸深度很小，在入射电子束处，约为5λ，金属λ=1nm，非金属λ=10nm。 图2 二次电子产量与逃逸深度关系 能量为0-50eV。它对试样表面状态非常敏感，能有效地显示试样表面的微观形貌。由于它发自试样表层，入射电子还没有被多次反射，因此产生二次电子的面积与入射电子的照射面积没有多大区别，所以二次电子的分辨率较高，一般可达到5-10nm。扫描电镜的分辨率一般就是二次电子分辨率。 二次电子产额随原子序数的变化不大，它主要取决于表面形貌，呈以下关系： δ(θ)= δ0Secθ 图3二次电子产量与样品倾斜角度关系 θ增大时δ增大，样品表面的起伏形貌与样品倾转原理一样，形成形貌衬度。 入射电子与样品核外电子碰撞，使样品表面的核外电子被激发出来的电子，是作为SEM的成像信号，代表样品表面的结构特点。
图4 二次电子的检测示意图 1.2 背散射电子back scattered electron 背散射电子是由样品反射出来的初次电子，是弹性散射返回来的电子，其主要特点是：能量很高，有相当部分接近入射电子能量，总能量约占入射点子能量的30%，在试样中产生的范围大，像的分辨率低。背散射电子发射系数随原子序数增大而增大。作用体积随入射束能量增加而增大，但发射系数变化不大。 背散射电子的原子序数衬度： 图5背散射电子产量与原子序数关系 图6背散射电子产量与入射束能量关系
旋光度的测定方法和注意事项 中国卖仪器网整理：平面偏振光通过含有某些光学活性化合物的液体或溶液时，能引起旋光现象，使偏振光的平面向左或向右旋转。旋转的度数，称为旋光度。偏振光透过长1dm并1mL中含有旋光性物质1g的溶液，在一定波长与温度下测得的旋光度称为比旋度。 测定比旋度（或旋光度）可以区别或检查某些药品的纯杂程度，亦可用以测定含量。 除另有规定外，本药典系用钠光谱的D线（589.3nm）测定旋光度，测定管长度为1dm（如使用其他管长， 应进行换算），测定温度为20℃。 测定旋光度时，用读数至0.01°并经过检定的旋光度测定计。将测定管用供试液体或溶液（取固体供试品，按各药品项下的方法制成）冲洗数次，缓缓注入供试液体或溶液适量（注意勿使产生气泡），置于旋光计 （旋光测定仪）内检测读数，即得供试液的旋光度。 使偏振光向右旋转者（顺时针方向）为右旋，以“＋”符号表示；使偏振光向左旋转者（反时针方向）为左 旋，以“－”符号表示。 用同法读取旋光度3次，取3次的平均数，照下列公式计算，即得供试品的比旋度。 a 对液体供试品[a](t,D)= --- ld 100a 对固体供试品[a](t,D)= ----- Lc 式中［α］为比旋度； D 为钠光谱的D线； t 为测定时的温度； l 为测定管长度，dm； α 为测得的旋光度； d 为液体的相对密度； c 为每100ml溶液中含有被测物质的重量，g（按干燥品或无水物计算）。 旋光计的检定，可用标准石英旋光管进行，读数误差应符合规定。 【注意事项】 （1）每次测定前应以溶剂作空白校正，测定后，再校正1次，以确定在测定时零点有无变动；如第2次 校正时发现零点有变动，则应重新测定旋光度。 （2）配制溶液及测定时，均应调节温度至20℃±0.5℃（或各品种项下规定的温度）。 （3）供试的液体或固体物质的溶液应不显浑浊或含有混悬的小粒。超净工作台如有上述情形时，应预先滤 过，并弃去初滤液。 （4）物质的比旋度与测定光源、测定波长、溶剂、浓度和温度等因素有关。因此，表示物质的比旋度时应 注明测定条件。
但不同的方向其振幅不同，某一方向振动的振幅最 则称为部分偏振光。若光矢量的方向始终 光矢量的末端轨迹是一条直线，则称为线偏振光。当线偏振光通过某些透明物质（例如糖溶液）后，偏振光的振动面将以光 这种现象称为旋光现象。旋转的角度φ称为旋能使其振动面旋转的物质称为旋光性物质。旋光性物质不仅限于像糖溶液、 朱砂等具有旋光性质的固体。不同的旋光性物质可 若面对光源，使振动面顺时针旋转的物质称
由于在亮度不太强的情况下，人眼辨别亮度微小差别的能力较大，所以常取b）所示的视场为参考视场。并将此时检偏镜的位置作为刻度盘的零点，故称该视场为零度视场。 当放进了待测旋光液的试管后，由于溶液的旋光性，使线偏振光的振动面旋转了一定角度，使零度视场发生了变化，只有将检偏镜转过相同的角度，才能再
旋光度为6.33o。且可以通过此旋光度反推溶液的浓度。在做未知蔗糖浓度的眩光实验时，当眩光液停放的时间越久（由于钠光灯发光发热）时，通过旋光度反推出来的溶液浓度越来越大，暨溶质的溶解量越来越大。可推出物质的最大溶解度与温度有光。 【注意事项】 1．配置溶液时要注意天平的使用方法和溶液搅拌的方式。 2．每一种溶液配制时不要超过25ml。 3．溶液注满试管，旋上螺帽，两端不能有气泡，螺帽不宜太紧，以免玻璃窗受力而发生双折射，引起误差。 4．注入溶液后，试管及其两端均应擦拭干净方可放入旋光仪。 5．在测量中应维持溶液温度不变。试管的两端经精密磨制，以保证其长度为确定值，使用要十分小心，以防损坏试管。 6．试管中溶液不应有沉淀，否则应更换溶液。每次调换溶液，试管应清洁——先用蒸馏水荡涤试管，然后再用少许将要测试的溶液荡涤，并同上法操作。7．实验完毕后务必将所用过的试管、烧杯、玻璃棒等用具置于镂空盘中用水冲洗干净！并将糖归置于防潮柜中。 【思考题】 1．测量糖溶液浓度的基本原理? 答：由对于某一眩光溶液，当入射光的波长给定时，旋光度Φ与偏振光通过溶液的长度l和溶液的浓度C成正比，暨 Φ=αcl 所以只要知道溶液的比眩光率，且测出溶液试管的长度l和旋光度φ即可计算出糖的浓度。 2. 什么是旋光现象、比旋光率？比旋光率与哪些因素有关？ 答：当线偏振光通过某些透明物质（例如糖溶液）后，偏振光的振动面将以光的传播方向为轴线旋转一定角度，这种现象称为旋光现象。旋转的角度φ称为旋光度。比眩光率与物质本身性质、环境温度、照射波长等有光。 2.什么叫左旋物质和右旋物质?如何判断? 面对光源，使振动面顺时针旋转的物质称为右旋物质；使振动面逆时针旋转的物质称为左旋物质。
牛津仪器Inca X-act能谱仪详细配置及功能 1.专利的分析型SDD硅漂移探测器 ?SuperATW窗口，10mm2有效面积； ?在MnKα处的分辨率: 优于127eV ?稳定性: 1,000cps—100,000cps 谱峰漂移<1eV，分辨率变化<1eV ? 48小时内谱峰漂移<1eV (Mn Ka) ?峰背比20,000: 1 (Fe 55, Mn Ka) ?分析元素范围：Be4-Pu94 2.INCA 系统 --系统计算机 ?HP DC8000 --系统桌 显微分析处理器(分立式设计) --Inca X-strea mⅡ显微分析处理器 ?探测器高压偏压电源。 ?6个程序可选时间常数和4个能量范围(10, 20, 40, 80KeV)的数字信号处理器 ?计算机控制的数字脉冲处理器，输出最大计数率350,000CPS, 可处理最大计数率850,000CPS, ?活时间校正。三个鉴别器覆盖全范围的反脉冲堆积，直至下限铍。 ?数字零点稳定器。 ?探测器控制系统。 --Inca Mics显微分析处理器 ?带有存储器和辅助电路的高速微控制器，用以收集和处理X射线信号。 ?IEEE1394 数据接口，用以高速传输数据到系统计算机。 ?二个RS232串口或一个RS232串口和一个LASERBUS口。 ?线性电源 ?符合美国和欧洲电磁规定，并执行CE标记。 ?SUPERSCAN – 先进的超级数字扫描系统。 ?包括Kalman噪声限制程序，在快速扫描和限制图像噪声之间兼顾和控制。 ?同步图像收集和数据传输到PC(零等待)。 ?电镜图像接口电缆。 INCA软件导航器 ?真正的32位软件 ?独一无二的导航器界面, 非常友好，全中文操作界面, 引导用户从启动分析项目到打印实验报告的全部显微分析过程。 ?用户可容易地在导航器之间切换，直接面对工作流程和IMS，以便直接看到自动分析过程的进展。