一、概述
　　
　　原子吸收的儀器機(jī)能是用戶非常關(guān)心的，但對(duì)這些機(jī)能是怎么實(shí)現(xiàn)的，儀器是怎么設(shè)計(jì)出來(lái)的，就不太關(guān)心了。當(dāng)然也有部門(mén)用戶，尤其是一些研究所的研究職員，對(duì)儀器也很有研究，甚至直接介入了儀器的研制，這些人的知識(shí)就比較全面了，但究竟只是少數(shù)人。對(duì)大多數(shù)的用戶來(lái)說(shuō)，仍是不太了解的。實(shí)際上，儀器的機(jī)能和功能與儀器的設(shè)計(jì)有極大的關(guān)系，粗略地了解一下儀器的設(shè)計(jì)與機(jī)能之間的關(guān)系，對(duì)儀器的使用應(yīng)該是有好處的。
　　
　　本文打算就儀器研制的決議計(jì)劃過(guò)程，決議計(jì)劃依據(jù)，儀器設(shè)計(jì)的思路，設(shè)計(jì)時(shí)要重點(diǎn)思索的題目，儀器設(shè)計(jì)中的立異對(duì)儀器功能和機(jī)能的影響，設(shè)計(jì)對(duì)儀器性價(jià)比的影響等題目向大家作一些簡(jiǎn)樸的先容。作一些簡(jiǎn)樸的先容。實(shí)驗(yàn)儀器
　　
　　二、儀器研制的指導(dǎo)思惟
　　
　　純粹的談儀器設(shè)計(jì)就成了教科書(shū)了，而且會(huì)偏向設(shè)計(jì)得越越好。現(xiàn)在考慮新儀器開(kāi)發(fā)，首先要考慮是否有人要，因此首先要談的就是儀器研制的指導(dǎo)思惟。我們做任何事情都是有指導(dǎo)思惟的，詳細(xì)地說(shuō)就是做什么，怎么做，要達(dá)到什么目的。儀器研制也是這樣，應(yīng)根據(jù)公司自身的經(jīng)濟(jì)實(shí)力，技術(shù)底蘊(yùn)，職員素質(zhì)，市場(chǎng)需求等各方面的前提，有一個(gè)決議計(jì)劃過(guò)程，然后根據(jù)決議計(jì)劃，也就是指導(dǎo)思惟，進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)工作。只有具有了明確的，公道的設(shè)計(jì)指導(dǎo)思惟，才能設(shè)計(jì)出符合市場(chǎng)需求的儀器。再加上銷售職員的努力，使儀器有一個(gè)好的銷售遠(yuǎn)景。
　　
　　1.儀器首先要有一個(gè)市場(chǎng)定位
　　
　　市場(chǎng)定位是首先必需考慮的，新儀器預(yù)備針對(duì)的是哪些客戶群，這些客戶群的工作性質(zhì)和功能需求有哪些特點(diǎn)，采購(gòu)能力有多大，儀器需要哪些主要功能，儀器預(yù)期的售價(jià)大約是多少，估算產(chǎn)品推出后5年左右每年的銷售量和銷售金額，等等，為儀器開(kāi)發(fā)提供必要的數(shù)字依據(jù)和遠(yuǎn)景猜測(cè)。在這方面，各公司的市場(chǎng)部分和銷售部分將起到主要作用，由于他們和用戶接觸多，銷售方面的信息多，對(duì)市場(chǎng)比較了解，新儀器研制出來(lái)也是要他們賣的，所以他們的意見(jiàn)是zui重要的。好比精科公司的AA300，主要針對(duì)需高機(jī)能高精度儀器的大型研究所和常常有大批量樣品測(cè)試的企業(yè)檢修部分，要求有與入口儀器相近的高機(jī)能和全自動(dòng)化。又好比北京通用針對(duì)醫(yī)療機(jī)構(gòu)專門(mén)開(kāi)發(fā)了測(cè)血樣中五個(gè)元素的五通道儀器。所以開(kāi)發(fā)新儀器都有市場(chǎng)定位的。
　　
　　2.儀器需要進(jìn)行技術(shù)定位
　　
　　技術(shù)定位也即技術(shù)方案。市場(chǎng)定位完成后，儀器的基本技術(shù)方案應(yīng)隨之制定，實(shí)際上應(yīng)該是由設(shè)計(jì)部分和工藝、市場(chǎng)、財(cái)務(wù)等其他相關(guān)部分同時(shí)蘊(yùn)釀，主要包括以下幾個(gè)方面：
　　
　?。?）主要功能，根據(jù)針對(duì)的客戶群的需要，制訂出要達(dá)到的功能方案，包括原子化器的形式和種類，軟件要達(dá)到的主要功能，需要的附件和配件，可以有發(fā)展成系列的打算；
　　
　　（2）光路形式，首先要決定是雙光束仍是單光束，然后要決定光路的詳細(xì)形式，這中間要對(duì)光路進(jìn)行粗略的計(jì)算，提供總體布局考慮；
　　
　　（3）扣背景形式，主要是考慮采用氘燈、自吸仍是塞曼，塞曼中還分直流、交流，縱向、橫向，或者是組合方案；
　　
　?。?）根據(jù)主要功能和光路形式，制定初步的總體布局方案，可考慮留些發(fā)展余地；
　　
　?。?）電路和軟件方案，包括自動(dòng)化程度，智能化程度，計(jì)算機(jī)形式，硬件基本方案，軟件基本方案等；
　　
　?。?）本錢(qián)估算，方案制訂的同時(shí)要進(jìn)行本錢(qián)估算，以期與市場(chǎng)定位和預(yù)期的銷售價(jià)格相適應(yīng)；
　　
　?。?）可行性研究，技術(shù)方案的制定要進(jìn)行可行性研究以及論證，對(duì)不確定的部門(mén)要有切實(shí)的解決預(yù)案，如某些零部件還沒(méi)找到賣處，要有替換方案。
　　
　　科學(xué)地制定方案是順利完成開(kāi)發(fā)任務(wù)的必要前提，應(yīng)根據(jù)自身實(shí)力制定切合實(shí)際的方案，才能在可控本錢(qián)和可控時(shí)間內(nèi)完成儀器的設(shè)計(jì)、加工、調(diào)試、鑒定等各階段的任務(wù)，zui后進(jìn)行出產(chǎn)，進(jìn)入市場(chǎng)。
　　
　　三、設(shè)計(jì)的思索重點(diǎn)
　　
　　正式立項(xiàng)后，就進(jìn)入了實(shí)際的設(shè)計(jì)階段。實(shí)際的設(shè)計(jì)階段是將技術(shù)方案詳細(xì)化，并進(jìn)行實(shí)施。在實(shí)施過(guò)程中，有可能對(duì)方案進(jìn)行某種程度的調(diào)整，也有可能加入一些新想到的創(chuàng)意。但總的方向和目標(biāo)一般不會(huì)變，假如提出要變，說(shuō)明原先的判定分歧錯(cuò)誤，或者說(shuō)市場(chǎng)發(fā)生了急劇的變化。假如是這樣，那就要重新進(jìn)行討論，重新定位，重新討論技術(shù)方案。
　　
　　1.儀器的總體布局
　　
　　儀器設(shè)計(jì)伊始，首先考慮的便是儀器的總體布局?？傮w布局要考慮的因素良多，包括光路形式和詳細(xì)的方案，各部件（原子化器、電箱、氣路等）的占位，管道連接，控制連線，通信接口，面板鋪排，儀器形狀，儀器內(nèi)部架構(gòu)，儀器外部附件的擺放和聯(lián)通，PC機(jī)的位置等，無(wú)一不是總體設(shè)計(jì)時(shí)要考慮的因素。如有發(fā)展成系列的打算，還要考慮零部件的通用化，以及發(fā)展型號(hào)的初步考慮。
　　
　　2.儀器詳細(xì)功能的鋪排
　　
　　儀器的主要功能在技術(shù)定位時(shí)已確定，此處是將儀器的功能詳細(xì)化，細(xì)節(jié)化，以便鋪排各部件的設(shè)計(jì)，好比要有哪些自動(dòng)化的控制，有哪些報(bào)警功能等，每項(xiàng)功能負(fù)責(zé)光、機(jī)、電、軟件的設(shè)計(jì)職員分別要做哪些工作，達(dá)到什么要求，要考慮得仔細(xì)一點(diǎn)，避免半途過(guò)多的修改，甚至推倒重來(lái)。好比精科公司AA300在設(shè)計(jì)編碼空心陰極燈及其智能化燈架時(shí)，就要考慮以下題目：
　　
　?。?）燈的編碼方法
　　
　　（2）編碼的讀取方式
　　
　?。?）非編碼燈的識(shí)別
　　
　　（4）高機(jī)能燈的區(qū)分
　　
　?。?）各燈位與燈編碼的對(duì)應(yīng)關(guān)系
　　
　?。?）開(kāi)機(jī)時(shí)燈架的初始定位
　　
　?。?）工作燈的設(shè)定與電流設(shè)置
　　
　?。?）工作燈的到位
　　
　?。?）預(yù)熱燈的電流設(shè)置
　　
　?。?0）高機(jī)能燈輔助陰極的電流設(shè)置
　　
　　還有更多的細(xì)節(jié)，以及PC機(jī)對(duì)燈架的控制和編碼元素與專家系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)等，都必需考慮周全，鋪排有關(guān)職員做好各自的工作，不能因考慮不周全而造成功能上的缺失。一個(gè)燈架和燈就要考慮這么多題目，可見(jiàn)整臺(tái)儀器要考慮的題目何其多。
　　
　　3.儀器機(jī)能指標(biāo)的制定
　　
　　儀器的機(jī)能zui后是要用專門(mén)的機(jī)能指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)的，對(duì)機(jī)能指標(biāo)的基本要求，有原機(jī)械產(chǎn)業(yè)部的行業(yè)尺度JB/T6780-93，還有國(guó)家技術(shù)監(jiān)視局的檢定規(guī)程JJG694-90。二者不*一致。目前正在制定新的國(guó)家尺度，一旦批準(zhǔn)實(shí)施，就成為同一的尺度。這是即使zui低檔的儀器也必需達(dá)到的指標(biāo)。儀器還必需有自己的驗(yàn)收尺度，稱為企業(yè)尺度，也有稱鑒定大綱的。企業(yè)尺度的檢修項(xiàng)目必需遵守上述二個(gè)指導(dǎo)文件，詳細(xì)的指標(biāo)要求只能高于或即是這二個(gè)文件中的要求，不能低于。一般儀器的企業(yè)尺度都會(huì)有有幾個(gè)指標(biāo)高于尺度或規(guī)程，以體現(xiàn)實(shí)力或特色。
　　
　　好比精科公司AA300為體現(xiàn)高機(jī)能，在設(shè)計(jì)之初定下這幾個(gè)有特色的指標(biāo)：
　　
　　實(shí)際達(dá)到的指標(biāo)還要好很多。
　　
　　4.儀器各部門(mén)設(shè)計(jì)的基本要求
　　
　　儀器的機(jī)能指標(biāo)確定后，就可開(kāi)始儀器的全面設(shè)計(jì)了，光、機(jī)、電、軟件各部門(mén)的設(shè)計(jì)職員均要在總體布局的鋪排下，為達(dá)到儀器的機(jī)能指標(biāo)進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)工作。對(duì)各部門(mén)設(shè)計(jì)的基本要求是：
　　
　?。?）光學(xué)系統(tǒng)要在符合總體布局的情況下，達(dá)到盡可能大的能量；
　　
　?。?）機(jī)械設(shè)計(jì)在實(shí)現(xiàn)總體布局的條件下，要保證各部件能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)功能以及運(yùn)行的可靠性；
　　
　　（3）電器系統(tǒng)要完整實(shí)現(xiàn)儀器的供電、測(cè)試信號(hào)采集、控制信號(hào)傳遞等功能，并要做到噪聲小，工作不亂、可靠；
　　
　?。?）軟件要準(zhǔn)確、可靠地執(zhí)行所有的控制命令，準(zhǔn)確地進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理，并使儀器按照正常的測(cè)試順序進(jìn)行工作。
　　
　　四、設(shè)計(jì)立異對(duì)儀器的影響
　　
　　每設(shè)計(jì)一型儀器，設(shè)計(jì)職員一般都會(huì)有幾個(gè)對(duì)儀器功能和機(jī)能有一定影響的立異點(diǎn)，可以體現(xiàn)出研發(fā)單位的技術(shù)實(shí)力，科技職員的素質(zhì)和立異精神，也顯示出該單位是勇于進(jìn)取，提倡立異型科技的研發(fā)單位，而不是守舊地停留在學(xué)習(xí)型科技上。立異也是進(jìn)步儀器性價(jià)比的一種手段。立異的影響小大由之，可以是世界*，體現(xiàn)我國(guó)科技職員的實(shí)力和進(jìn)取精神，也可以是海內(nèi)*，*海內(nèi)空缺，體現(xiàn)海內(nèi)科技的提高。立異大致上分為二類，一類主要是使儀器的功能增加或得到進(jìn)步，另一類主要是使儀器的機(jī)能得到顯著的晉升，也有的是二者兼而有之，略有偏重。
　　
　　1.使儀器的功能更多更強(qiáng)的立異實(shí)例
　　
　　例1，精科公司AA300的編碼空心陰極燈及其智能燈架，就屬于海內(nèi)立異，帶編碼的空心陰極燈裝上六燈燈架，就會(huì)被認(rèn)出元素和燈的類型，并自動(dòng)建立燈位表，用戶可借助燈位表建立多元素工作表，甚至鋪排好一天的分析任務(wù)，然后儀器就會(huì)自動(dòng)按次序?qū)⒃責(zé)粢粋€(gè)一個(gè)地轉(zhuǎn)上來(lái)，自動(dòng)而連續(xù)地進(jìn)行一個(gè)又一個(gè)的元素分析，自動(dòng)化程度得到了很大的進(jìn)步。
　　
　　例2，精科公司AA300的軟件在測(cè)試過(guò)程中，可以對(duì)以為重要的圖形單獨(dú)用JPEG的格局進(jìn)行存儲(chǔ)，并可將結(jié)果數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為Word格局，對(duì)于需常常撰寫(xiě)論文或特殊講演的用戶，提供了利便，這也屬于海內(nèi)的立異。
　　
　　2.使儀器的機(jī)能有顯著進(jìn)步的立異實(shí)例
　　
　　例1，精科公司AA300的氘燈雙光束扣背景，屬于海內(nèi)立異，就是在啟用扣背景功能時(shí)，空心陰極燈仍舊處于雙光束狀態(tài)，氘燈也是雙光束狀態(tài)（真正的雙光束），兩支燈的光能量漂移都能得到及時(shí)的補(bǔ)償，因而儀器的不亂性得到很大進(jìn)步，測(cè)試數(shù)據(jù)更為可靠。
　　
　　例2，精科公司AA300的數(shù)字修正波長(zhǎng)機(jī)構(gòu)誤差，也是一項(xiàng)立異，是將傳統(tǒng)的機(jī)械波長(zhǎng)精度調(diào)整法，改為施展計(jì)算機(jī)的功能，既簡(jiǎn)化單色儀的波長(zhǎng)精度調(diào)整，又使波長(zhǎng)精度更高，能輕松達(dá)到0.2nm，實(shí)際都在約0.15nm。
　　
　　例3，精科公司AS-3020的石墨爐自動(dòng)進(jìn)樣器的自動(dòng)排氣泡技術(shù)，是我公司的發(fā)明，自動(dòng)進(jìn)樣器在開(kāi)始工作前，其管路系統(tǒng)內(nèi)部都會(huì)有空氣（氣泡），這些空氣的存在會(huì)直接影響到吸樣和進(jìn)樣的度。我們的裝置只需在控制鍵盤(pán)上按一個(gè)按鈕就可完成系統(tǒng)內(nèi)部的排氣泡過(guò)程，保證了吸樣與進(jìn)樣機(jī)構(gòu)有高的正確度與精密度。
　　
　　五、設(shè)計(jì)對(duì)機(jī)能價(jià)格比的影響
　　
　　儀器的本錢(qián)與銷售價(jià)格緊密相連，在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的時(shí)代，設(shè)計(jì)時(shí)的本錢(qián)控制就顯得更為重要。固然在功能和機(jī)能大致相同的情況下，銷售并不*決定于價(jià)格，用戶還要看廠商的著名度和實(shí)力，售后服務(wù)的質(zhì)量，以及其他一些因素，但性價(jià)比肯定是用戶追求的目標(biāo)，現(xiàn)在的“招標(biāo)”和“砍價(jià)”就是用戶尋找*性價(jià)比的行為。因此，在儀器設(shè)計(jì)中一方面臨儀器的本錢(qián)要進(jìn)行必要的控制，另一方面通過(guò)本錢(qián)不高甚至節(jié)約本錢(qián)的立異使儀器的機(jī)能和功能得到進(jìn)步，是儀器設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)步性價(jià)比的*途徑。
　　
　　1.公道控制儀器的功能
　　
　　根據(jù)市場(chǎng)定位進(jìn)行技術(shù)定位時(shí)，要對(duì)儀器的功能進(jìn)行公道的控制。不管設(shè)計(jì)哪個(gè)檔次的儀器，都要根據(jù)針對(duì)的用戶群的需要設(shè)計(jì)功能，包括原子化功能，自動(dòng)化程度等。在設(shè)計(jì)時(shí)，可以根據(jù)需要適當(dāng)作些修改，但要控制在預(yù)算本錢(qián)內(nèi)，不能盲目擴(kuò)展機(jī)械的和電子硬件的功能?？梢圆扇☆A(yù)留空間或預(yù)提高前輩行系列化考慮，留待以后開(kāi)發(fā)發(fā)展型號(hào)。
　　
　　2.用軟件替換硬件
　　
　　跟著計(jì)算機(jī)技術(shù)的提高，計(jì)算機(jī)芯片和PC機(jī)的功能越來(lái)越強(qiáng)，盡可能地用軟件替換硬件也就成為趨勢(shì)。早期的單板機(jī)或單片機(jī)，主要是做zui后的數(shù)據(jù)處理、顯示等用，同步控制、對(duì)數(shù)運(yùn)算、甚至響應(yīng)，都仍是模擬電路。現(xiàn)在響應(yīng)已被計(jì)算機(jī)用數(shù)字濾波代替，對(duì)數(shù)運(yùn)算也基本放入了計(jì)算機(jī)，不少儀器已將同步控制也用計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，使得模擬電路越來(lái)越少，故障率也相應(yīng)減少，不亂性和精度也得到了進(jìn)步。
　　
　　更有甚者，如精科公司的AA300，將雙光束扣背景所需的四路放大改用一路，其余的由計(jì)算機(jī)去做，避免了四路放大器因放大倍數(shù)不同，溫度系數(shù)不同，機(jī)能不同而造成的儀器可能的不不亂，同時(shí)也省略了不少模擬電路，節(jié)省了本錢(qián)。
　　
　　3.用立異進(jìn)步儀器的性價(jià)比
　　
　　立異對(duì)儀器的性價(jià)比也有影響，由于立異也是有本錢(qián)的，當(dāng)立異的本錢(qián)過(guò)高，而機(jī)能和功能進(jìn)步有限，或所針對(duì)的用戶群并不迫切需要時(shí)，對(duì)性價(jià)比的貢獻(xiàn)就有些得不償失。只有本錢(qián)不高或可控，甚至降低了本錢(qián)，而儀器的機(jī)能進(jìn)步顯著，才是進(jìn)步性價(jià)比所需要的立異。例如精科公司AA300的數(shù)字修正波長(zhǎng)機(jī)構(gòu)誤差，既節(jié)約了加工本錢(qián)，又節(jié)約了安裝調(diào)試本錢(qián)，還進(jìn)步了儀器機(jī)能。又例如精科公司AA300的四路放大改用一路，也是既進(jìn)步了機(jī)能，又節(jié)省了硬件本錢(qián)。這些立異是值得提倡的。
　　
　　六、結(jié)語(yǔ)
　　
　　以上講述的是儀器設(shè)計(jì)的大致過(guò)程，可以說(shuō)是設(shè)計(jì)者與使用者的溝通，這個(gè)溝通很重要。很多儀器的方案制定都考慮了用戶的意見(jiàn)。用戶仍是儀器的鑒定者，設(shè)計(jì)出來(lái)的儀器機(jī)能是否符適用戶的要求，功能是否符適用戶的需要，zui后是要由用戶和整個(gè)市場(chǎng)來(lái)鑒定的。這個(gè)溝通應(yīng)該繼承，使我們能設(shè)計(jì)出更符合市場(chǎng)需要的儀器。