前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的氣象監測技術主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
1.引言
現在的電網結構日益復雜,傳輸網絡的規模越來越大,惡劣的天氣條件也增加了電網安全運行的所受威脅。構成電力體系的基礎器件是電氣裝置,是保證供電可靠性的根本。傳輸線路具有長距離,分散廣、難以巡邏,各地區情況差異性大等特征,對輸電線路安全運行的隱患是來自各個方面的,輸電線路安全運行的影響最重要的方面是微氣候的變化不可預知。因此,如果電力部門能準確的監測這些數據,就可以及時做好有關預防措施,消除安全隱患。但傳統的日常維護需要停止電力供給,這將直接或間接地造成巨大的經濟損失,并在運行時如熱應力等因素的影響,它將無法發現潛在的故障。在線的實時微氣象無線監測系統就可以避免上述影響,可以帶來顯著經濟效應。
微氣象監測系統是利用分布廣泛的各類傳感器將復雜環境中的各種微氣象信息采集,然后通過虛擬局域網方式傳輸到信息處理中心,對收集到的數據集中進行存儲、統計和分析,將數據通過曲線、報表、統計圖等方式直觀的顯示,電網工作人員就可以做出預防措施提前維護,預防災害發生。
2.硬件設計
如圖1所示,輸電線路微氣象無線監測終端包含供電模塊,微處理器模塊,傳感器模塊,調理電路,無線通信模塊,人機交互模塊等構成。主要完成溫度、濕度、風速、風向等信息的采集及傳輸。
圖1 監測終端的硬件結構圖
2.1 電源管理電路設計
電源管理電路采用寬電壓范圍的設計理念,輸入電壓范圍為2.5V-35V,適合野外環境使用,電源的供電可靠性高。此外,電源管理模塊能夠提供5V/2A和3.3V/1A的電源。
2.2 調理電路設計
各傳感器輸出信號很弱,環境噪聲強,隨后的模塊很難進行檢測,信號的頻率成分非常復雜,所以我們需要從不同的傳感器輸出信號進行有針對性的調理,來達到后續模塊的采集要求。
整個電路由電流和電壓的穩壓電路,放大電路,濾波電路,遵循和限流電路,減法和逆變電路構成。
圖3 調理電路結構圖
2.3 STM32最小系統設計
考慮到經濟成本的因數,微氣象無線監控系統的主控芯片的選取上,使用stm32f103c8來進行信息處理和控制。該主控芯片信號的處理功能效率高,再加上廉價的且功耗小的Cortex-M處理器,很大程度提升了芯片的綜合性能,STM32系列提供了完整高效的開發工具及庫函數,使我們更易于使用[1-2]。
對于STM32F103xx,內部總線和兩個APB總線的作用,系統及芯片的資源是緊密相連的,內部總線是主要的系統總線,連接到CPU,存儲器,和系統時鐘。
2.4 傳感器
溫度、濕度、風速和風向等氣象參數是本系統重點監測的微氣象信息,將采集到的各種氣象參數及其變化狀況通過GPRS網絡(虛擬局域網方式)傳送到監控中心的專家分析系統中。
輸電電路上,溫度的微氣象信息是根據二極管結電壓法進行測量的。晶體二極管PN結的結電壓隨溫度變化而變化,溫度傳感器根據這個原理制作。在PN結上,溫度變化引起電壓的變化,再傳遞給放大器,處理過后的電壓的信息在DVM顯示溫度信息。像硅管的PN結的結電壓當溫度每向上變化1℃時,降低2mV,通過這類性質,通常能夠直接選用二極管來制作PN結溫度傳感器[3]。線性的很好,占用空間小,熱時間常數為0.2―2秒,極高的靈敏度是這類傳感器的特征。二極管的伏安特性如圖4所示。
二極管兩端電壓為:uD=(k*T/q)*In(iD/IS)
式中,Is是反向飽和電流,其約為10pA (硅材料);q是一個原電荷所帶電量,q=1.6* 10的-9次方庫倫;k是boerciman常數,k=1.38*10的-23次方J/K;T為絕對溫度。
輸電電路上微氣象中的濕度的測量是利用電容式的濕敏電阻進行測量的。電阻式和電容式是兩類濕敏器件。用聚合物薄膜電容做成濕敏電容,聚合物材料常用的是聚苯乙烯和酪酸醋酸纖維等。濕敏電容的介電常數,根據環境濕度變化而變化,其電容變化依據濕度的變化。濕度傳感器用HS1101聚合物濕敏電容制成,濕度的變化轉變為脈沖響應,之后通過整流電路,集成電路和放大電路將被轉換為0-3V的直流脈沖信號[5]。再通過變送器芯片把接收的直流脈沖的0-3V信號進行處理,變成4-20mA的電流信號發出。
風的速度和方向的信息監測是根據超聲波原理。超聲波在空氣中,空氣流動傳播方向變化,超聲波的速度隨之變化,這樣就可以依此來監測風速和風向的信息。
氣壓的信息采集是通過氣壓傳感器進行的,感應氣壓強度的薄膜及頂針的控制是這類傳感器的重要元件,它是連接了一個靈活的電阻。在壓力升高時測量氣體或氣體壓力降低時,其膜變形并驅動頂針,和電阻值會發生變化。從傳感元件獲得的信號電壓0-5V,A/D轉換的數據采集裝置接收數據,而后發送適當方式的信息到終端處理器。
3.終端測試結果
溫度測試結果如圖6所示,在2013年5月31天的溫度信息呈現出上升的趨勢,符合氣象學原理。
圖6 溫度曲線
在通信中丟包率測試,傳輸1000次數據,設定不同的“定時發射距離”,不一樣的丟包數,如表1所示。從表中我們可以看到,傳輸時間短,導致提高了數據包丟失率。因此,在程序中設置發送正確的頻率是非常必要的。
表1 丟包率測試
發送時間間隔 發送的次數 收到的次數 丟包率
50ms 1000 985 1.5%
100ms 1000 999 0.1%
200ms 1000 1000 0
4.結語
輸電線路的損壞絕大多數是因為環境中各種微氣象因數引起的絕緣劣化等導致,多數的輸電線路都位于偏遠的山區,局部微氣象信息差異較大,一般都很難做到及時發現輸電線路中存在的威脅。大范圍人力巡視的效率低,且在惡劣的環境下,工作人員的生命安全得不到保證,人力的費用開支也很大,又不能及時發現輸電線路中存在的問題。嚴重影響安全生產和生活的發展,特別是在部分重覆冰區如貴州一些地方經常因結冰引起輸電線路故障。同時在一些平原地區也會出現微氣象造成的線路損壞。原來的的監測系統硬件開發周期長,實施和中途維護的成本高,很難得到廣泛應用。而以前的定期檢修造成的直接和間接經濟損失大,結合目前的實際經濟情況及科學技術,本文提出了一套能夠適應復雜的環境,可以廣泛推廣且經濟實用的微氣象信息的無線監測系統。微氣象數據信息系統的氣象數據對輸電線路的的維護提供依據,根據各種自然災害的預報系統,電網工作人員可以在事故發生前及時趕到現場,進行維護或搶修,提出改進措施。本系統的微控制單元采用傳輸數據更加靈活的、更加穩定和快速的STM32單片機系統。STM32單片機擁有集成度高、很好的穩定性和經濟實用等特點。這樣使本系統在無線監控電網的線路微氣象信息過程中能做到更加實時和工作的穩定。
于其他監測系統,本系統的特點有:
(1)本系統能夠積累輸電線路微氣象信息的歷史數據,為輸電線路的架設提供氣象參考數據;
(2)本系統的前端數據采集設備采用“太陽能+蓄電池”的供電方式,保證前端設備長期可靠運行;
(3)微氣象主站監測軟件為用戶提供友好的上位機界面,使用戶隨時獲取任意采集點的微氣象信息;
(4)微氣象主站監測軟件可以用曲線圖的方式直觀地顯示某采集點最近一段時間的微氣象變化。
本系統還沒有在實際環境中進行工作監測,故它的可行性還有待論證,還需要通過大量的實驗來進行檢測。同時還有許多地方需要完善,整個設備的集成度還可以更高,設備的組裝還能設計的更為精簡,減小體積來適應更多的監測環境。
參考文獻
[1]意法半導體STM32系列STM32F103微控制器[J].今日電子,2008(2):61-62.
[2]喻金錢,喻斌.STM32F系列ARM Cortex-M3核微控制器開發與應用[M].清華大學出版社,2011.
[3]張金毅,胡憲武.二極管溫度傳感器設計[J].長春郵電學院學報,1992(1).
[4]張躍常.常用模塊與系統綜合設計[M].電子工業出版社,2010.
[關鍵詞]相干解調;載波恢復;相位誤差檢測;QPSK解調
中圖分類號:TN81.6 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)04-0306-02
1 引言
衛星和以衛星為基礎的通信系統自1965年開始實用以來已經有了顯著的發展。因其具有覆蓋地域廣、通信距離遠、通信容量大、傳輸質量好等特點,已成為現代信息社會的一種重要通信手段[1]。解調器是衛星通信地球站不可缺少的一個重要組成部分,解調器性能的好壞對整個接受系統的性能有著決定性的影響。載波恢復是相干解調的關鍵技術環節。相干解調中,首先要在接受端恢復相干載波,這個相干載波應與發送載波在頻率上同頻,在相位上保持同步的關系。載波恢復就是要實現這一過程,它是相干解調的先決條件[2]。
2 載波相位誤差檢測算法
載波恢復主要包括載波相位誤差檢測、載波恢復環路濾波器以及VCO[3]。載波相位誤差檢測能夠檢測出發端所發送的QPSK調制信號載波相位與本地VCO產生的相干載波相位之間的誤差,載波恢復環路濾波器則對此誤差信號進行濾波,VCO在濾波后的誤差信號控制下輸出與發端載波同頻同相的相干載波。本論文采用的載波恢復環路是基于最大后驗概率估計的判決反饋環[4]。算法的原理如圖1所示。
輸入信號是中頻信號,頻率為140MHz,符號速率為2-45Mbaud可變[5]。I-Q解調包括一對匹配的混頻器及π/2移相電路,輸入中頻經I-Q解調、匹配濾波得到I、Q兩路基帶信號。、分別為其對應的硬判決。判決的過程為:首先根據匹配濾波器輸出的、信號得到一個值為的相角。然后將這個相角與MPSK信號的每一個調制角度()相比較,從中選出一個與其最接近的角度作為所發送符號對應的調制相位的估值。則和即為其對應的同相和正交分量、。這樣得到的發端所發送符號對應的調制相位估值是其最大后驗概率估計。
圖3和圖4所示分別為QPSK及8PSK信號在不同信噪比情況下,利用MATLAB編程語言實現對環路模型仿真得到的鑒相特性與理論計算得到的鑒相特性對比圖。
由這圖3和圖4可以看出,信噪比越高,鑒相特性曲線的線性范圍越大,仿真結果與理論計算結果吻合得越好。這主要是因為信噪比的降低會造成判決誤差的增大,從而環路的鑒相特性也就受到影響。此外,從圖中還可看出,鑒相特性具有的周期性,這表明仿真結果與理論分析是一致的。
5 結束語
衛星通信的諸多特點使其在現代通信中已占有舉足輕重的地位,且隨著人類對信息資源需求的不斷增加,衛星通信的業務量將會成倍增長。解調是衛星通信地球站進行信號接收與處理的前提,解調器性能的好壞對整個接收系統有著決定性的影響。
本文對衛星通信用高速解調器中載波恢復環路進行分析,首先給出了載波恢復環的結構形式及所采用的算法;然后對其原理、環路的鑒相增益特性等環路的主要性能指標進行了認真分析與研究。最后結合MATLAB仿真,得到的鑒相特性與利用理論公式計算得到的鑒相特性對比圖。
參考文獻
[1] 呂海寰等.衛星通信系統[M].北京:人民郵電出版社,1996,2-7.
[2] 聞英有,王光興,等.衛星綜合信息網的管理體系及管理星簇生成算法[J].東北大學學報(自然科學版),2003,24(7):651-654.
[3] L. E. Franks.Carrier and Bit Synchronization in Data Communication-A Tutorial Review[J].IEEE Transactions on Communications,1980,28(8):1107-1120.
[4] William Osborne,Brian Kopp.An Analysis of Carrier Phase Jitter in an M-PSK Receiver Utilizing MAP Estimation[J].IEEE Transactions on Communications,1993,7:465-470.
[5] Riccardo De Gaudenzi.Analysis of an All-Digital Maximum Likelihood Carrier Phase and Clock Timing Synchronizer for Eight Phase-Shift Keying Modulation[J].IEEE Transactions on Communications,1994,42(2/3/4):773-782.
[6] M. K. Simon.Further Results on Optimum Receiver Structures for Digital Phase and Amplitude Modulated Signals[J].ICC,1978,42(1):1-7.
[7] 陳洪.關于航天測控飛機衛星移動通信調制解調技術的分析研究[J].軍事通信技術,2000,21(4):35-41.
[8] Riccardo De Gaudenzi,Tobias Garde,Vieri Vanghi.Performance Analysis of Decision-Directed Maximum-Likelihood Phase Estimators for M-PSK Modulated Signals[J].IEEE Transactions on Communications,1995,43(12):3090-3100.
[9] 王華.衛星通信編碼調制技術研究[D].北京:北京理工大學博士學位論文,1999,8-44.
關鍵詞:工廠油煙廢氣實驗原理
Abstract: the article mainly aimed at a factory lampblack waste gas detection technology analysis and discussion. Mainly expounds in lampblack waste gas detection, appeared the waste gas purification device instead of exhaust concentration after more than the concentration of air. This is mainly because of the metal filter canister for high temperature, viscous not big heat shaped-machine lampblack waste gas capture effect is poor. So, for hot shaped-machine lampblack capture high efficiency of high temperature resistant adsorption materials to have the important meaning.
Keywords: factory lampblack waste gas experiment principle
中圖分類號:S888.74+8 文獻標識碼:A 文章編號
1實驗檢測與分析
1.1儀器與試劑
采用NEXUS-670傅里葉變換紅外-拉曼光譜儀,TU-1810型紫外可見分光光度計,JK -951 多功能紅外測油儀,SK3300-LH 超聲清洗器,BS110S型電子分析天平,DK-S24型電熱恒溫水浴鍋,202-V1型電熱恒溫干燥箱,聚四氟乙烯清洗杯。
實驗室自制活性炭纖維(VACF),用去離子水煮沸2h,于110℃烘箱內烘干預處理。自制VACF采樣濾筒直徑(15.00+0.05)mm,高(50.00+0.05)mm。
正己烷(分析純正己烷重蒸餾,以去離子水做參比,于波長225nm處測定,透光率不大于80%方可使用);四氯化碳(在2600~3300cm-1處掃描透光率不超過3%);水硫酸鈉(分析純,400℃烘干1h,冷卻后裝瓶備用);驗用油為浙江省某印染廠收集到的熱定型機油煙廢氣冷凝物。
標準油煙:現場采集浙江省某印染廠熱定型機油煙廢氣,用重蒸餾后的正己烷超聲清洗,經無水硫酸鈉脫水后過濾,將濾液置于(70+1)℃水浴上蒸出正己烷,然后置于(70+1)℃恒溫箱內去除殘留的正己烷,即得標準油煙。
1.2 原理
紫外分光光度法由于精密度好已成為目前廣泛采用的測油方法之一。油類及其產品在紫外光區有特征吸收。帶有苯環的芳香族化合物的主要吸收波長為250~260nm;帶有共軛雙鍵的化合物主要吸收波長為215~230nm。一般原油的2個吸收波長為225、254nm,但波長的選擇應視實際情況而定。根據朗伯-比耳定律,溶液的吸光度與溶液濃度、液層厚度的乘積成正比,它說明了在指定的光程及被測物的摩爾消光系數下,吸光度與被測溶液濃度成正比。被測溶液吸光度與相應條件下的標準曲線相比較, 可得到被測溶液濃度的定量分析結果。
1.3 步驟與裝置
用正己烷為溶劑配制一定濃度的油溶液,在紫外分光光度計上進行光譜掃描,得到最大吸收波長。在進氣溫度為( 200+5)℃、采樣流量為 0.12 m3/h的條件下,將吸附了油煙的VACF用20mL重蒸餾正己烷浸泡在聚四氟乙烯清洗杯中進行超聲萃取15min,萃取液通過內鋪5mm 無水硫酸鈉層的砂芯漏斗濾入50mL容量瓶中定容,若采集量大,超過了紫外分光光度法線性濃度范圍,需稀釋。再用10mm石英比色皿,以重蒸餾正己烷為參比液,在紫外分光光度計上于最大吸收波長處測其吸光度,通過標準曲線查得油煙濃度。
實驗流程由氣體發生、氣體吸附和尾氣處理組成。從高壓氮瓶出來的純氮經轉子流量計和氣體緩沖瓶后分流:一路鼓入油煙發生裝置,帶動油煙霧進入混合瓶;另一路直接進入混合瓶。當兩路氣流在混合瓶混合趨于穩定后進入油煙吸附裝置。尾氣通過尾氣吸收瓶處理。整個裝置做了保溫隔熱處理,盡量減少由于油煙氣在管道中冷凝而引起的誤差。
2 實驗結果與討論
2.1標準曲線的繪制
以重蒸餾正己烷為溶劑,配制油煙質量濃度分別為3.164、15.820mg/L的標準溶液,于215~255nm波長處進行光譜掃描,結果見圖1。從圖1可見,該標準溶液最大吸收波長為230nm。實驗測得的標準曲線見圖2,回歸方程見式(1)。相關系數(R2)為0.9997,具有較好的線性關系。
y=0.0212x+0.0039(1)
式中:y為吸光度;x為油煙質量濃度,mg/ L。
圖1不同油煙質量濃度標準溶液的紫外光譜
圖2標準曲線測定結果
2.2 正己烷萃取率
分別對吸附油煙質量濃度約為 8、10、13、16mg/L 的VACF(編號為1#~4#)的3次萃取液進行對比測定,結果見表1。
表13次萃取液的吸光度比較
將表1中的吸光度代入式( 1)計算對應的油煙濃度,萃取得到的對應油煙濃度除以3次萃取油煙濃度之和即為萃取率。從表1可見,1次萃取后,絕大部分油煙已被萃取到正己烷中;4#VACF 的1次萃取率達97.39%,2次萃取后總萃取率達到了99.98%,此時可認為油煙已全部進入到萃取液中;吸附低油煙濃度的1#VACF的正己烷1次萃取率也達到90%左右。由此表明,重蒸餾正己烷對熱定型機油煙萃取率高。因此,VACF吸附――正己烷萃取――紫外分光光度法檢測油煙濃度是可行的。
2.3 紫外分光光度法的精密度
稱取1.0000gVACF,在不同進氣油煙濃度下分別平行采樣5 次,采樣時間1h,用紫外分光光度法測定油煙濃度。將所得結果與紅外分光光度法比較,兩種方法的相對誤差和相對標準偏差見表2。
表2紫外分光光度法與紅外分光光度法測定的精密度
油煙質量濃度度/(mg.L-1 ) 測定方法 測定值/(mg.L-1 ) 平均值
從表2可見,在測定低濃度油煙時紫外分光光度法相對誤差和標準偏差比紅外分光光度法稍高,但相對標準偏差仍保持在5%以內。當進氣油煙濃度提高時,紫外分光光度法的相對標準偏差略低于紅外分光光度法。在顯著性水平為0.05,經過t檢驗,兩種方法測定值沒有顯著性差異。值得一提的是,實驗測定值普遍低于實際進氣油煙濃度,主要是由于隨著采樣時間的增加,采樣體積不斷增加,但是油煙采集量并沒以相應比例增加,導致相對誤差較大。關于這一點牟永銘等已作了詳細探討。
2.4 加標回收率實驗
分別對油煙質量濃度為8.092、37.872mg/L的樣品1、樣品2 進行加標回收率實驗,結果見3。從表3可見,紫外分光光度法平均加標回收率為93%~98%,證明該法適宜油煙定量分析,方法可行,結果可靠。
表3紫外分光光度法加標回收實驗
3 熱定型機油煙廢氣成分分析
對紡織印染企業相對集中的湖州市和紹興縣滌綸長絲廠、 印染廠熱定型機油煙廢氣采樣進行紅外光譜分析。圖8中723cm-1處為烷烴類物質的特征峰,1377cm-1處為-CH3的特征峰,1459cm-1處為-CH3、-CH2的面內變形振動峰,2855、2924cm-1是-CH2、-和-CH3的C-H伸縮振動峰。圖9中1078cm-1處為含有醚類物質的特征峰,1379、1461、2854、2924cm-1處為長鏈烷烴的特征峰。
某滌綸長絲廠熱定型機油煙廢氣紅外光譜圖
某印染廠熱定型機油煙廢氣紅外光譜圖
從圖8 和圖9可見,熱定型機油煙廢氣以烷烴類物質為主。但實際上熱定型機油煙廢氣受到前處理工藝使用的油劑及助劑影響,因而從源頭上分析含有醛、酮、烴、脂肪酸、醇、酯、內酯等污染物并準確確定其成分,需對油煙進行準確采樣,精確分離。
4 結論
根據以下的油煙廢氣實驗監測分析,得到了以下幾方面的結論:
(1)正己烷對VACF 吸附的油煙1 次萃取率超過90%,2次萃取后總萃取率達到了99. 98%,具有較好的萃取效果。
(2)通過與紅外分光光度法的比較,紫外分光光度法標準偏差為0.344~0.693,相對標準偏差在5%內,平均加標回收率為93%~98%。精密度及準確度均能達到測定要求,方法的檢出限為0.829mg/L。
(3)VACF耐高溫,對0~100mg/ L的熱定型機油煙廢氣的飽和吸附量為1.0~2.5g/g,吸附機制較為復雜,需根據實際情況選擇合適的吸附方程進行擬合。
參考文獻
[1]梅自強.紡織詞典[M].北京:中國紡織出版社,2007:551.
[關鍵詞] 氣象災害 大棚蔬菜 影響 對策
引言
2009年是陜西百萬畝設施蔬菜工程實施的第一年,根據陜西省政府《百萬畝設施蔬菜工程規劃》,到2012年,陜西將新增B光溫室和大棚蔬菜100萬畝(約6.7萬公頃)。20世紀80年代初,一場農業種植革命拉開帷幕,“蔬菜大棚”、“菜籃子工程”、“農業結構調整”等新名詞風靡一時。各色瓜果、反季節蔬菜走向千家萬戶的餐桌,無論任何季節,人們總是能享受到新鮮美味的蔬菜。大棚蔬菜生產,可以克服大田蔬菜生產的季節性和不利天氣條件造成的蔬菜供應淡季,保證蔬菜均衡上市;可以促進城郊“高產、優質、高效”農業的發展,充分地利用氣候資源,變“冬閑”為“冬忙”等,對促進農業生產發展,農民奔小康具有重要意義[1].論文根據當地氣候特點,從中找出彬縣發展大棚蔬菜生產的有利和不利因素,提出一些趨利避害的農業氣象技術措施。
一、氣象條件對大棚蔬菜的的影響
(一)大棚蔬菜生育期間遇到嚴重低溫天氣往往威脅大棚內作物的生長;當強冷空氣入侵,風力增大,氣溫下降迅猛時,對棚內蔬菜生長十分不利,輕則造成棚內溫度降低,生長停滯,重則造成棚膜損壞,進而發生凍害。
(二)寡照和大霧天氣是影響當地大棚蔬菜生產的主要因素,使日照強度減弱,降低作物的光合作用率,容易誘發病害。大霧天氣下除了能見度降低外,通風也不能降低棚內的高濕狀態,嚴重時影響蔬菜產量和品質,對生產效益構成嚴重的威脅。
(三)大棚蔬菜的生長與氣象條件有著密不可分的關系,影響大棚蔬菜生長的氣象要素主要是光照條件。光照條件:光照強度對蔬菜的光合作用、呼吸作用、開花、結果及品質都有影響。多數蔬菜需要較強的光照條件,光照不足造成植株徒長纖弱,影響蔬菜的產量和品質,如弱光條件下番茄的花粉機能衰退、不育;茄子出現短花柱花,影響授粉。不同蔬菜對光照強度的要求也不一樣,一般黃瓜、冬瓜、芹菜、菠菜對光照強度要求較低;瓜類、茄果類、豆類蔬菜對光照強度要求較高。植物吸收最多的是橙、紅光,其次是藍、紫光和紫外線,對綠光吸收的最少。橙、紅光不僅可以增強葉綠素光合作用的能力,而且有利于蔬菜生長;藍、紫光對作物的生長和幼芽形成作用很大;紫外線可促進種子發芽和果實成熟,并能提高蛋白質和維生素的含量。果樹上山能促進早熟、提高品質就是利用山上紫外線較強的原理。按對光照時段的要求,可把蔬菜分為長日照、短日照、中間型3類。前2類對光照時間的要求比較嚴格,短于或長于某一光照界限則造成蔬菜不能開花、結果。目前在大棚中種植的蔬菜大都以中間型為主,如黃瓜、番茄等都不要求嚴格的光照時間。
(四)通過大量的實地調研,彬縣地區的冬季大棚蔬菜生產比較注重大棚的硬件建設,對影響本地區的蔬菜生產的氣象災害特點掌握較少,都沒有針對性的專業氣象服務,只是通過每天收聽各市及中央氣象臺的天氣預報,進而根據天氣變化進行生產
二、采取主要的措施
(一)三膜覆蓋,保溫防凍;建牢大棚,防風吹雨打。
必須采用地膜、小拱膜、大棚膜“三膜”覆蓋保溫,當最低氣溫在-3 ℃以下時(冰雪天氣),要搞好大棚內的小拱膜覆蓋,蓋嚴大棚膜,防止凍害傷苗。大棚要能抵御冰雪對大棚的壓力及大風對大棚的破壞,防止倒棚和爛膜。故要選好大棚膜:不能太薄,選用0.08 mm厚度以上;建大棚的材料要堅固,質量要好;用壓膜繩拉緊。一定要科學地建好、建牢大棚,增強保溫防寒效果。
(二)調節棚內光照
一是適選方位。在同一地點的大棚座向不同,對光照的利用率也不同。綜合各種因素考慮,大棚方位一般宜選擇南北向東西延長式,此方式可獲得最好的光照條件。二是控膜年限。棚膜在使用中會出現“老化”現象,因此降低了棚膜的透光性能,3年以上的老化棚膜,透光率可降低20%~30%,嚴重地影響了大棚內的光照條件。因此,棚膜的使用年限以2年為最好。三是洗刷棚膜。大棚膜上的塵埃及凝結的冰霜,會使棚內的光照降低10%~20%。因此,應及時洗刷棚膜,防止塵埃和棚膜上凝結吸附水滴,這是調節棚內光照條件的一項重要措施,尤其是早春低溫期間更應注意。
(三)根據氣候區劃,搞好基地選擇
大棚蔬菜增溫主要以太陽輻射為主要能源。因此,大棚蔬菜基地應選擇在光照充足的地方,使蔬菜能充分接受光照促進植株生長。避免選擇山風口、山腳邊、低洼地作大棚蔬菜田塊
(四)應該對極端最低氣溫、冬季平均氣溫、強降溫、大霧、大風、大雪等作進一步的氣候統計分析,明確氣象災害的變化特點,并提出相應的趨利避害措施,為本地大棚蔬菜生產的良性發展提供優質的氣象服務和保障,進而拓展大棚蔬菜的專業氣象服務領域。
(五)施肥、噴藥對大棚蔬菜的危害
施肥、噴藥應注意大棚的“溫室效應” 施肥應以基肥為主,并施用腐熟的農家肥;施用低濃度化肥,少量多次,防止肥料產生有害氣體,對蔬菜生長造成不利影響[2-3]。病蟲害防治應以預防為主,因大棚內溫度高、濕度大,病蟲害發生發展迅速,應及時防治。施用農藥應以低毒、殘留期短的農藥,施用濃度應偏低(與露地比較),施用除草劑時也應注意藥害的問題,防止施藥后密封大棚,造成棚內農藥有害氣體濃度高,而造成對蔬菜的不利影響,甚至是重大損失。
參考文獻:
[1] 于淑芳,李彥,劉文妍.山東主要土壤對水溶性磷肥的固定[J].山東農業科學,2001(1):13-15.
關鍵詞: 氣相色譜技術食品安全檢測應用研究
氣相色譜技術是一種以氣體為流動相,以液體或固體為固定相的,采用沖洗法的柱色譜分離技術,通過物質之間吸附和解吸附作用,能夠實現對復雜樣品組分的分離。氣相色譜在分離分析方面,具有如下一些特點:①高靈敏度:可檢出10-10 克的物質,可作超純氣體、高分子單體的痕跡量雜質分析和空氣中微量毒物的分析。②高選擇性:可有效地分離性質極為相近的各種同分異構體和各種同位素。③高效能:可把組分復雜的樣品分離成單組分。④速度快:一般分析、只需幾分鐘即可完成,有利于指導和控制生產。⑤應用范圍廣:即可分析低含量的氣、液體,亦可分析高含量的氣、液體,可不受組分含量的限制。⑥所需試樣量少:一般氣體樣用幾毫升,液體樣用幾微升或幾十微升。⑦設備和操作比較簡單儀器價格便宜。
1、氣相色譜技術的基本原理
氣相色譜是采用氣體做為流動相的一種色譜法,即載氣載著擬分離的試樣通過色譜柱中的固定相,使試樣中各組分分離,并分別測出。
載氣由高壓鋼瓶供出,經減壓閥減壓后,進人載氣凈化管以除去載氣中的水分和雜質,經預熱管和進樣器。試樣在進樣器注入,經汽化室汽化成氣體,由載氣攜帶進入色譜柱,將各組分分離后依次進入檢測室,然后放空。檢測器通過測量電橋將各組分的變化轉換成電信號,由記錄器記錄下來。在記錄紙上得到一組曲線(色譜峰),根據色譜峰高或峰面積即可測定試樣中各組分的含量。
2、氣相色譜技術在食品檢測中的應用
2.1食品中富馬酸二甲酯殘留量的測定
2.1.1原理:樣品中富馬酸二甲酯(DMF)經提取凈化后,用附氫火焰離子檢測器的氣相色譜儀進行分離測定,與標準系列比較定量。
2.1.2試劑和材料:①除非另有說明,所有試劑均為分析純。水為符合GB/T 6682規定的一級水。②氯仿。③無水硫酸鈉。④中性氧化鋁(層析用60-80目)。⑤標準溶液貯備液:0.1g富馬酸二甲酯(含量99.9%),用少量氯仿溶解,轉移到100ml容量瓶中,用氯仿稀釋至刻度,該標準溶液含富馬酸二甲酯1mg/ml。⑥標準溶液使用液:分別吸取標準溶液5、10、15、20、25、30ml于100ml容量瓶中,用氯仿稀釋至刻度,富馬酸二甲酯濃度分別為50、100、150、200、250、300ug/ml。
2.1.3儀器與設備:①氣相色譜儀,附氫火焰離子檢測器。②勻漿機。③粉碎機。
2.1.4分析步驟
(1)樣品制備:
①糧食、糕點、及含水分少低脂類的固體食品。稱取5.0g或10.0g粉碎樣品,置于250ml具塞三角燒瓶中,加30ml氯仿,振搖30min,用定性濾紙過濾,取10ml濾液,吹入氮氣使濃縮至1ml,備用。
②含脂肪較多的樣品。稱取粉碎樣品10.0g,加中性氧化鋁5-10g(視脂肪多少而定),加30ml氯仿,振搖30min,用定性濾紙過濾,取10ml濾液,吹入氮氣使濃縮至1ml,備用。
③水果類。將水果去皮,切成碎片,加等量蒸餾水于勻漿機中勻漿后,稱取20.0g勻漿液(相當于10g樣品),加氯仿30ml,振搖30min,用定性濾紙過濾于125ml分液漏斗中,待分層后,用無水硫酸鈉過濾,取濾液10ml,吹入氮氣濃縮至1ml,待測。
(2)測定
①色譜參考條件:a.色譜柱: 玻璃柱(內徑3mm,長2m),內裝涂以2%OV-101和6%OV-210混合固定液的60-80目Chromosorb W.AW DMCS(HP);b.氣流速度:氮氣50ml/min;空氣500ml/min;氫氣35ml/min;。c.溫度:氣化室及檢測器200℃,柱溫155℃。d.進樣量:1μL。
②測定
注入1uL標準系列中各濃度標準使用液于氣相色譜儀中,測得不同濃度富馬酸二甲酯的峰高,以濃度為橫坐標,相應的峰高值為縱坐標,繪制標準曲線。同時注射一定體積樣品溶液,測得峰高與標準曲線比較定量。
③陽性樣品的確證
按照上述條件測定試樣和標準工作溶液,如果試樣中的質量色譜峰保留時間與標準工作溶液一致(變化范圍在±2.5%之內),條件許可可以通過GC―MS定性。
④空白實驗
除不稱取樣品外,均按上述測定條件和步驟進行。
⑤允許差
在重復性條件下獲得的兩次獨立測定結果的絕對差值不得超過算術平均值的20%。
2.1.5相關技術參數
方法最低檢出限:25mg/kg。回收率在88.9%~94.2%范圍內,其相對標準偏差在4.32%~9.07%的范圍內。
2.2 氣相色譜在糧油檢測中的應用
(1)糧油檢測站要檢的樣品雖種類不多,但有些樣品組成復雜(比如要檢植物油脂肪酸組成就有幾十種之多);有些樣品某些成分含量低或者性質狀態各不相同(比如要檢有機磷農殘和有機氯農殘就需不同類型的檢測器)。所以宜選擇多檢測器多功能型氣相色譜儀,這類儀器的特點主要是檢測器多、靈活性大,可根據被分析樣品的需要組合成不同分析流程的儀器,基本能滿足不同分析對象的需求。
(2)NPD檢測磷比FPD最小檢測濃度要低1~2個數量級,雖然兩個檢測器成本相近,但NPD操作相對方便簡單,在經費限制的情況下可優先考慮選購NPD,因為在糧油檢測中做有機磷殘留量項目更多。
(3)毛細管柱和填充柱兩種類型的色譜柱沒有絕對好壞之分,雖然現在普及使用毛細管柱,但在糧油檢測中有些指標如小麥粉中過氧化苯甲酰、浸出油溶劑殘留量用填充柱效果更好。因此進樣口單元的選擇最好選擇能同時安裝分流/不分流毛細管柱進樣口(帶電子氣路控制,簡稱EPC)和填充柱進樣口兩種類型的色譜儀,色譜柱可配置非極性、中等極性、極性3種不同類型就基本能滿足日常分析的要求。
(4)一般情況下柱箱溫度范圍越大,制定分析方法的選擇性就越寬。控溫和控溫精度展示的是廠家設備良好的性能,控溫精度越好,溫差波動的幅度就小,儀器穩定性就好;升溫幅度越小越好,升溫速率快又平穩,不容易造成基線漂移,這是儀器的一個重要技術指標,尤其是對于程序升溫分析尤為重要。
(5)多階程升溫,說明能輸入幾個不同的升溫分析程序,便于多個不同的程序升溫分析方法的操作,購買儀器時此項是可選項,一般N越大越好,比如做多殘留農藥就可選擇多級程序升溫以利于組分分離。
(6)一般情況氣源的選擇,氫氣、空氣可以選用氣體發生器,但需注意配凈化管(如變色硅膠、分子篩、活性碳等)除水除烴,要保持氣體干燥,氮氣不主張用氣體發生器,因為氣體發生器特別是國產的制氣純度達不到要求,氮氣作為載氣如果純度不夠容易傷柱子和檢測器,所以建議采用質量好的鋼瓶氣。
(7)進樣器的選擇可盡量考慮配置自動進樣器,因為自動進樣器比用微量注射器進樣更易滿足定性、定量重現性的要求,而且更適應批量檢測樣品。
(8)數據處理工作站操作界面應方便友好,操作方便性無論是對新手還是成熟的用戶都是很重要的,有利于分析操作人員對各種參數設置,以減少誤操作,提高工作效率,也為以后分析方法的拓展提供有力的幫助。
2.3蔬菜農藥殘留檢測
氣相色譜法是利用試樣中各組分在氣相和固定相間的分配系數不同,當汽化后的試樣被載氣帶入色譜柱中運行時,組分就在其中的兩相間進行反復多次分配,經過一定的柱長后,便彼此分離,按順序離開色譜柱進入檢測器,產生的離子流訊號經放大后,在記錄器上描繪出各組份的色譜峰。使用氣相色譜法,多種農藥可以一次進樣,得到完全的分離、定性和定量,再配置高性能的檢測器,使分析速度更快,結果更可靠。目前氣相色譜法多采用填充毛細管。Alfono Di Muccio等人應用氣相色譜法對蔬菜中的擬除蟲菊酯的殘留量進行檢測,方法簡單,省時,可以對幾個標樣同時進行分析。
參考文獻:
關鍵詞:汽車檢測與維修技術 項目化教學 專業人才
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1672-1578(2017)04-0030-01
1 引言
汽車檢測與維修專業是一個充滿技術含量的領域,擔負著培育汽車檢測維修人員、輸送專業人才的重要職能。在高職院校進行汽車檢測與維修專業教學時,面臨著一個巨大的挑戰和更高的要求,必須找到一個全新、可行、高效的教學方式開展教學,項目化教學應運而生。在實踐中,項目化教學能夠滿足現代汽車檢測與維修技術專業的教學需求,使學生盡快掌握理論知識,提高實踐運用能力,深入了解現代汽車行業,促進學生本身專業素質與應用能力不斷提高。
2 運用項目化教學的必然性
現代汽車行業更新速度加快,汽車產品在創新過程中不斷提升整體的技術含量,更將許多領先科技植入其中,增加了使用功能給汽車使用者提供了更多方便。如比較普遍的電控電子點火系統、防抱死制動系統、電控自動變速器等,將這些先進的電子控制系統運用到汽車行業,汽車本身的驅動能力將大大增強,而且汽車在使用過程中將更加安全、實用、經濟實惠,可靠度、舒適度得到極大的提高,最重要的一點是節能減排、減少污染。但是使用這些領先電子技術后,汽車整體結構、工作原理、使用性能、評估故障、檢測維修等都出現了不同程度的轉變。伴隨汽車維修技術發展的腳步,研究人員對整個維修設施進行科技創新,造就了許多高科技維修設備,使得維修技術水平也在不斷提高,維修程序也隨之改變。在汽車檢測維修中出現了大量先進的檢測設施,并迅速占據了一席之地。如四輪定位儀、解碼器、發動機故障診斷設備等檢測維修工具。各種先進檢測維修設備快速崛起,對汽車檢測維修人才的要求更高、需求也更大。因此只有加大對專業設備的培訓力度,使學生能夠嫻熟的操作和利用這些設備,才能提高實踐中的工作效率。[1]
3 項目化教學應用的優勢
受各方面因素影響,現今社會對汽車檢測與維修專業技術的專業人才需求不斷增長,對其教學要求也是越來越高。項目化教學方法的運用不但可以高效培育人才,還可以使培養的汽車專業檢測維修人才具有充足、豐富的專業理論技術能力。項目化教學方法在實踐過程中,都是將多種要素組合起來,如活動、情境、內容及成果等勾勒出一個連貫、全面的項目內容,使教學過程及整個活動貼近現實汽車行業,通過實際觀察和研究,聯系所學的相關理論知識與知識面,掌握所有的理論知識并做到融會貫通、活學活用。項目化教學方法更側重實踐,為學生提供親自操作的機會,而在操作中實現對項目的實踐活動,并搜羅項目的數據信息對其進行規整、記錄。通過實施項目化教學方法,在學習中更加突出了學生主體作用,教師將學生引入項目中,為學生提供研究、探尋、自發學習的一個平臺,鍛煉學生的技能,從而提高自身技術水平和能力項目化教學下。在實踐中,培養學生的合作、團結精神,使自身整體素質和專業技術發生質的改變。
4 有效運用項目化教學的途徑
4.1 確保學生獨立自主性
在開展項目化教學時,必須確保學生的獨立自主性,凸顯其主體地位。老師在教學過程中,應當給學生留有一定的空間,可以使其獨自展開研究和探索,如果在研究過程中學生存有疑慮或不能處理時,這時,教師應當根據問題來啟發和領引學生進行學習。只有采取該教學方法,才能完全符合項目化教學要求,突破傳統創設自由、靈活的教學空間中學習,才能調整好學生的學生狀態,更好的吸取知識。[2]
4.2 全面提高學生思維能力
老師在項目化教學過程中,要跟S科技發展的腳步,實時調整教學內容和教學方法,可以將一些案例穿插到教學中,讓學生自己積極的去分析和討論,并對其偏差之處及時進行更正和引導,鍛煉學生處理問題的思考能力,并通過總結經驗對同一類型的問題逐漸形成一套有效的處理措施。
4.3 培養學生的洞察力和應用能力
老師應當開展項目實訓,讓學生多多接觸汽車檢測維修工作。通過這種實訓機會,讓學生深入了解和體會汽車檢測維修工作的具體情景和真實的工作場景。并且讓學生自己動手運用所學的理論知識進行汽車故障排查和清除工作,從而增強學生的觀察能力和動手操作能力。而且老師還應在項目化教學過程中,向學生解說實際操作中的注意事項和問題,使學生在實踐過程中按照相關規定進行操作,增強學生的安全意識和職業習慣。
4.4 健全教學的評價考核制度
教學的評價考核應當從學生綜合能力著手進行,不能只憑筆試成績就開棺定論。在進行評價時,應當按照實際情況靈活設計考核方式,理論課考核應按照過程評價法進行,而將實際操作納入實踐課考核標準。必須把理論與實訓連接起來進行綜合歸納評估,才能真正發揮出項目化教學的優勢,培養出的人才才能達到預期效果。[3]
5 結語
言而總之,項目化教學是一種全新的教學方式與思路,并將許多實踐性的信息植入到專業教學領域中,使學生對項目本體有一個更直觀、最真實的認識和了解,才能更好的實踐運用,擴大學生探索范圍,將學到的理論知識加以印證和運用,同時親身體會、發現現實生產環節中潛藏的信息。
參考文獻:
[1] 陳元華,王國富. 高職汽車檢測與維修技術專業實踐教學改革探索――以桂林航天工業學院為例[J].桂林航天工業高等專科學校學報,2012,02:203-205.
[2] 時紅宇.高職汽車檢測與維修技術專業項目化教學探索[J]. 中小企業管理與科技(上旬刊),2016,09:168-169.
關鍵詞: 相控陣檢測; 汽輪機葉根; 檢測工藝
中圖分類號: TG806 文獻標識碼: A 文章編號: 1009-8631(2012)09-0051-02
引言
近年來,隨著電力工業的快速發展,一批高參數、大容量、高效率的大型機組已經成為發電的主力軍。在這些大機組中,汽輪機低壓轉子末級、次末級葉片葉根被越來越多的采用樅樹形型式,在機組啟/停機甩負荷的過程中葉根部位受力情況復雜,容易在葉根部位產生危害性缺陷,最終導致葉片葉根部位發生斷裂,造成機組被迫停機,給國民經濟造成重大損失。[1] [2]
1 相控陣檢測技術
相控陣技術是一種通過電子激發的時間不同而改變探頭性質的技術,現在正越來越多的被廣泛應用于航空、石化、電力等行業中。與傳統的超聲波檢測技術相比,相控陣技術具有以下特征:
1)一個探頭有多個性質相同的晶片;
2)可以控制聚焦深度、偏轉角度及波束寬度;
3)大量的A掃數據可以以S掃(扇形)的形式顯示出來。因此,相控陣檢測技術具有檢測靈活、快速、可進行復雜形狀檢測及可靠性強等優點。針對大型汽輪機轉子縱樹形葉片葉根,摸索采用相控陣技術對其進行檢測,現就檢測工藝進行初步探討。[3]
2 檢測前準備
1)從圖紙了解葉根的尺寸結構,包括齒的位置、角度和探頭放置位置。
2)檢測面無浮銹、油污等妨礙探頭耦合的因素。
3 檢測設備
3.1儀器
所使用的設備應具有扇形掃查角度增益補償功能,如ISONIC 2010-32通道或ISONIC2009-64通道相控陣設備。
3.2探頭
3.2.1基本參數:頻率4-7.5MHz,晶片數量8-32,晶片間距:0.3-0.5mm,晶片長度5-10mm。
探頭參數的選擇視耦合面、葉根高度而定。耦合面小的可選擇晶片數量小,晶片間距小的探頭;葉根高度大的可選擇較低頻率的探頭;晶片數量多,遠距離聚焦效果好。推薦采用的相控陣探頭如表1。
3.2.2外形
用于葉根檢測的相控陣探頭建議采用葉根檢測專用探頭。探頭耦合面應有硬質保護膜。保護膜的聲速應與鋼的聲速接近。不建議采用延遲楔塊耦合,延遲塊底面反射波會干擾葉根內部缺陷的顯示。探頭基本結構如圖1所示。
3.2.3檢測系統
一般情況下葉根的檢測面較小,通常只能用尺寸較小的探頭,聲束能量低。為了得到較高的檢測信噪比,建議采用激發能量高的檢測設備。通道的選擇可參考本程序3.2.1的基本參數。
4 檢測方法
4.1聲束覆蓋區
由于葉根端部齒根是應力集中區,一般檢測時可以只檢測端部。掃查方式多采用縱波扇形掃查,設置扇形角度范圍,使聲束覆蓋葉根的有檢測區。聲束的布置盡量避免齒面反射波對齒根裂紋的干擾。如果掃查面足夠大,也可以考慮采用32晶片探頭的線性掃查,并設置合適的角度使聲束不與齒面垂直。對于檢測耦合面小而只能進行一次檢測的葉根,探頭中心應盡量靠近葉根的中心。
4.2探頭位置
由圖2可以看到,探頭位置1時,聲束1和聲束2都與齒面垂直,其反射信號的位置與可能的齒根裂紋位置,即聲程和角度相近,不易分辨。而探頭位置2,即探頭接近葉根的中心,嚙合面反射信號與可能的裂紋有一定的角度分辨率,能夠較容易地區識別。
檢測前根據葉根圖紙,確定可能的裂紋位置,計算裂紋的深度位置的所處的角度。檢測中可以對照圖紙判定信號是否為缺陷,或將掃查圖保存在儀器中,檢測完成后在電腦上分析。
圖2探頭位置1就是高度為62mm的葉根一個端面掃查圖,所使用的角度范圍大于實際需要的扇形掃查角度范圍。探頭的晶片數量8,頻率7.5MHz,晶片間距0.5mm,晶片長度8mm。探頭中心距離葉根檢測面邊緣20mm。對比圖2和圖3的信號1,信號深度和所處的聲束角度一致。采用同樣的方法確定其它的顯示信號是否為缺陷顯示。
對于中間部位的齒根,探頭只能放在葉片的弧心部位,探頭一側的中下部區域可能不能被聲束覆蓋到。檢測時應注意到這一點,如圖4、圖5所示。
4.3距離-波幅曲線
根據相關標準要求繪制距離-波幅曲線,使不同深度具有相同的檢測靈敏度。繪制方法參照相關手工脈沖反射法的曲線制作。
4.4角度增益補償
采用扇形掃查時應對所使用的探頭制作角度增益補償曲線,以保證所選擇的扇形掃查角度范圍內檢測靈敏度的一致性。角度-增益補償曲線如圖6所示。
4.5檢測靈敏度設置
檢測靈敏度可根據人工狹槽缺陷或自然裂紋設置。
4.6檢測操作
葉根相控陣檢測不需要前后或左右移動探頭,只需要測量探頭位置,以便確定各齒面反射信號的位置和所處聲束的角度。盡可能不讓齒面反射波覆蓋齒根裂紋。探頭位置放置得當,裂紋信號處于前后兩個齒面信號的中間。檢測中也可前后微量移動探頭,觀察齒面反射信號附近是否有新的信號出現,如果有,則仔細測量該信號的深度和所處聲束的角度,判斷是否為裂紋信號。
5 缺陷評定
根據相關驗收規范對缺陷進行驗收評定(參考常規A超規范)。
6 報告
檢測報告包括:設備型號、探頭參數、探頭位置草圖、角度范圍、扇形掃查圖、顯示信號評定等。
結束語
與傳統的超聲波檢測葉片葉根方法相比,相控陣檢測技術優勢明顯。需要注意的是,制定檢測工藝時,要根據被檢測葉根的具體形狀及尺寸,選擇或制作合適的探頭,必要時可對探頭進行適度修磨,同時做好角度增益補償曲線,確保檢測靈敏度的一致性。在出具檢測報告時,對由于位置限制不能檢測到的部位做出說明。
參考文獻:
[1] 林德源,江祖瑄.樅樹型葉根SH波檢測技術[J].無損檢測,2008.
關鍵詞:食品檢測 氣相色譜技術 反式脂肪酸
隨著人們生活水平的不斷提高,食品安全備受政府和老百姓的關注。人們熟知的蔬菜、茶葉等農產品中的農藥殘留、油炸食品中的丙烯酰胺、豬肉中的瘦肉精與三甲胺、白酒中的甲醇和雜醇油含量超標,特別是近期在奶粉和雞蛋中檢出的三聚氰胺等嚴重危害人民生命安全的問題,暴露了我國食品安全領域存在的隱患,人們愈來愈認識到食品安全問題對人類生存的影響,在加強食品生產源頭控制管理的同時,如何提高食品安全監控能力和防范能力也成為工作的重點,而在整個食品安全監控過程中,食品安全檢測至關重要。
在食品安全檢測方法中,氣相色譜技術是十分重要的檢測技術之一。由于氣相色譜技術具有技術成熟、易掌握、靈敏度高、分離效能高、選擇性高、方便快捷以及特別適合易揮發的物質檢測等特點和優勢,已被廣泛應用于食品和釀酒發酵工業。因大多數食品中對人體有毒有害物質的組分復雜且是易揮發的有機化合物,所以,氣相色譜技術在食品安全檢測中有著非常廣泛的應用前景。
1.氣相色譜技術的概述
1.1 氣相色譜技術的概念
氣相色譜法(gas chromatography,簡稱 GC) 是色譜法中最廣泛使用的一種分析方法,其是以惰性氣體(N:或 He)為載體將樣品帶入氣相色譜儀進行分析的色譜法,而利用氣相色譜儀對氣體或液體樣品進行組分分析的技術。它特別適用于氣體混合物或易揮發性的液體或固體檢測,即便對于很復雜的混合物,其分離時間也很短。
1.2 氣相色譜技術的基本原理
基本原理:混合物中各組份在一種流動相(氣體或液體)的帶動下,流經另一固定相(固體或液體)時,固定相對各組份的作用力不同(溶解、解吸或吸附能力的不同),造成各組份在固定相中滯留時間產生差異,從而使混合物中各組份得以分離。各組份分離后,隨流動相逐一按次序進入一種叫做檢測器的系統進行非電量轉換,轉換成與組份濃度成比例的電訊號記錄、繪圖、計算。
1.3 氣相色譜技術的特點
1.3.1 高靈敏度 很容易檢測濃度≤1ppm(10-6) 的物質,環境檢測、農藥殘留檢測可達 ppb(10-9)~ppt(10-12)。
1.3.2 高分離效率 一根1~2 米填充柱,可有幾千個理論塔板,毛細柱可達 105~106個理論塔板(最高效的分離技術)。
1.3.3 高選擇性 以混合物中某一物質有特殊靈敏的響應;對性質十分相近的異構體可分離檢測。如氫的同位素,有機物的異構體。
1.3.4 快速分析 很復雜的樣品,一般均可在幾分鐘至幾十分鐘內完成分析,并十分容易實現自動化。
1.3.5 應用范圍廣 主要用于分析各種氣體和易揮發的有機物質,但在一定的條件下,也可以分析高沸點物質和固體樣品。應用的主要領域有石油工業、環境保護、臨床化學、藥物學、食品工業等。
另外,氣相色譜技術還具有樣品用量少、定量精度高等特點。
1.4 氣相色譜系統的組成
氣相色譜系統一般由分離系統和檢測系統組成。(1)分離系統主要由氣路系統、進樣系統和色譜柱(GC常用的色譜柱一般有兩種:一是填充柱,另一種是毛細管柱)組成,其核心為色譜柱。(2)檢測系統主要為檢測器,檢測器將色譜流出物轉變為電信號,由數據記錄部分將圖譜記錄下來,然后進行數據處理。
2.氣相色譜技術在食品安全檢測中的應用
2.1 農藥和其他藥物殘留與污染檢測分析
近年來,在蔬菜和水果中有機氯、有機磷農藥殘留和肉類、魚類產品中的獸藥殘留已被社會廣泛關注。目前,可采用 GC/ECD 氣相色譜檢測有機氯農藥殘留,如可利用 GC/ECD 分析技術準確檢測高麗人參中的有機氯農藥殘留;可采用 GC/NPD 氣相色譜檢測有機磷和有機氮農藥殘留;可采用GC/FPD 氣相色譜檢測有機磷和有機硫農藥殘留等。另外,胡彩虹等研究證明,采用 GC/FID 氣相色譜可檢測出豬肉、魚和蝦中三甲胺的含量。
2.2 多環芳烴、添加劑及丙烯酰胺含量檢測分析
多環芳烴(PAHs) 是一類重要的環境和食品污染物,目前已知的 2 ~ 7 環 PAHs 就有數百種,其中很多種具有致突變性和致癌性。其中,各類食品中以煙熏食品中 PAHs 的污染最為嚴重。由于煙熏食品廣大消費者所青睞,因此分析檢測煙熏類食品中 PAHs 含量,并制定相關的食品衛生標準有重要意義。可采用氣相色譜 / 質譜(GC/MS) 法,利用毛細管色譜柱的高分離能力和質譜的高靈敏度鑒定能力,快速檢測與分析煙熏類食品中常見的 20 多種 PAHs。此外,還可以利用 GC/FID 氣相色譜檢測食品中山梨酸、苯甲酸等食品防腐添加劑含量,使用 GC/ECD 氣相色譜檢測油炸食品中的丙烯酰胺含量,使用 GC/FID 氣相色譜測定面粉中過氧化苯甲酰的含量。
2.3 發酵飲料產品中風味組分的質量控制分析
(1)白酒中甲醇、雜醇油是酒類衛生監控指標中的兩項重要指標,GB2757 和 GB10345 對甲醇、雜醇油的含量和檢驗方法作了嚴格的規定。采用 GC/FID 氣相色譜可直接進樣,并可快速、準確地測定出白酒中甲醇和雜醇油的含量。(2)啤酒、葡萄酒和發酵飲料中有許多揮發性化合物和風味物質,可以直接反映產品的質量狀況。可采用頂空進樣的氣相色譜分析(Hs―GC) 技術監控啤酒中的硫化物等有害組分、有害色素及揮發性氣體,通過檢測這些化合物在生產過程中的變化,可以控制啤酒、葡萄酒等發酵飲料產品在生產過程中的產品質量,確定發生在發酵釀造過程中影響飲料產品最終味覺和質量的關鍵問題。
2.4 食品塑料袋有害物質的檢測
食品塑料袋在加工過程中,為了增加塑料的可塑性、韌性和透明度,往往添加多種增塑劑,其中使用量最大、最普遍的是酞酸酯(鄰苯二甲酸酯,PAEs),含量可達終產品的 50%。但由于酞酸酯類增塑劑與塑料基質之間沒有形成化學共價鍵,因而在接觸到包裝食品中所含的水、油脂等時,便會溶出,并且塑料中的酞酸酯增塑劑含量越高,可能被溶出的數量越多。研究證實,酞酸酯對動物和人均有慢性毒性、致突變、致癌作用以及生殖與發育毒性,是全球范圍內最廣泛存在的化學污染物之一。目前,酞酸酯類化合物對環境的污染及對內分泌的干擾已引起人們的普遍關注。可利用 GC/FID 氣相色譜技術檢測塑料制品中的的 5 種酞酸酯[鄰苯二甲酸二甲酯(DMP)、鄰苯二甲酸二乙酯(DEP)、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)、鄰苯二甲酸二正辛酯(DOP)和鄰苯二甲酸二(2―乙基己基)酯(DE-HP)]。
3.結語
綜上所述,隨著色譜技術的發展,耐高溫的極性高效開管柱和選擇性好、靈敏度高的檢測器的研制,以及計算機軟件開發、專家系統應用、檢測手段的進步及與質譜等儀器的聯用等相關問題的解決,氣相色譜技術的應用也會越來越多,在食品安全檢測領域具有廣泛的應用前景,從而為廣大人民群眾把好食品質量安全關。
參考文獻:
[1]胡彩虹,許梓榮.氣相色譜法測定豬肉、魚和蝦中三甲胺的含量[J].食品科學,2001,22(5):62-64.
腹腔鏡手術作為新型的治療手段已在多家醫院開展,但腹腔鏡實施氣腹后對病人生命指數及氣體監測結果的影響卻尚未引起人們的重視,本研究通過50 例臨床觀察,強調腹腔鏡氣腹操作期間麻醉管理的側重點。
1 臨床資料
1.1 一般資料 選擇50 份病例,ASA分級Ⅰ~Ⅱ,其中男36 例,女14 例。年齡25~69歲。體重55~98 kg。膽囊炎、膽石癥43 例,膽囊息肉7 例。
1.2 麻醉方法 術前用藥,所有患者術前靜脈給予咪噠唑侖0.06~0.1 mg/kg。阿托品0.5 mg。以丙泊芬1~2 mg/kg,維庫溴銨0.08~1 mg/kg,芬太尼0.1~0.2 mg誘導后插管。麻醉維持以丙泊芬20~40 mg/h持續泵入,吸入七氟醚,間斷靜注維庫溴銨和芬太尼。
1.3 觀察指標 腔鏡應用美國百特LA6150型,氣腹應用二氧化碳。操作期間,術前與氣腹前、氣腹前與氣腹后分別做氣體監測、生命指數監測和血氣分析并記錄,其結果采用配對t檢驗,腹腔鏡手術氣腹不同時期血氣改變采用方差分析及SNK檢驗。P
2 結
果
見表1、2。術前至腹腔鏡氣腹操作前,病人的生命指數及氣體監護結果提示無明顯變化。但氣腹前后病人的生命指數,特別是氣體監測中的CO2、ETCO2的參數差異顯著,與氣腹有直接關。表1 氣腹前與氣腹后病人生命指數及氣體監測結果顯示表2 腹腔鏡手術氣腹不同時期血氣分析改變
3 討
論
腹腔鏡盡管是微創手術,但CO2注入腹腔后腹內壓上升到1.7~2.0 kPa,對呼吸循環仍然有很大的影響[1]。
本文觀察到MAP在氣腹后下降。CVP、P 、Paw 、ETCO2升高。PaCO2氣腹后升高,pH下降。以上變化均有統計學意義。SPO2 、 PaO2變化不具有統計學意義。腹腔鏡氣腹后,二氧化碳在腹腔內因溫差的影響而水化。溶解的二氧化碳經血漿彌散入細胞,在細胞內,碳酸酐酶加速碳酸的形成,特別是在紅細胞內以充分的速率發生。紅細胞在二氧化碳運輸中大部分以HCO3ˉ的形式在血漿中運轉,因此,任何非呼吸性變化所引起的HCO3ˉ濃度變化將改變二氧化碳解離曲線。腹腔內吹入CO2后,腹內壓上升使下腔靜脈阻力增加回心血量減少,肺循環阻力增加體循環阻力相對下降。導致MAP下降。同時膈肌抬高,胸腔容積減小,引起CVP、 Paw升高。經腹膜CO2吸收是PaCO2 、ETCO2升高的重要原因之一[2]。
本文反映出的結果提示在腹腔鏡氣腹后,患者循環和血氣的變化與二氧化碳進入體內有直接關系。故此,腹腔鏡氣腹操作應注意此時的進入氣量、壓力、速率。密切觀察氣體監測結果和血液動力學的變化。采取有效措施如提高氧濃度,過度通氣,增加更換堿石灰的次數等。對某些已存在的心功能不全的病人,應注意調整血液動力學的相對穩態,如合理的出入量,必要的控制性降壓,適當的腦保護等。做好具有針對性的搶救設施和藥品準備工作,務求平穩度過腹腔鏡氣腹對機體的干擾期。
參考文獻