科学研究的基本问题.ppt

色谱仪 国际空间站-美国 性能指标 中国空间站（2017） 合同指标 VOC目标组分 ≥ 30 种 ≥ 30 种，-20~270 ?C 分离柱 60 m ? 0.25 mm i.d. 双柱相同 30 m ? 0.25 mm i.d. 极性柱和非极性柱 检测器 63Ni源 IMS 抗氧化微池TCD 检测下限 1 ppm ~0.05 ? 1 ppm (实测0.03 ppm) 重量 44.5 kg 4 kg + 4 kg 功耗 120 W 25 W + 15 W 采样量 40 mL 50 mL 或整倍数 分析周期 3 h 1.5 h 外形尺寸 (cm)3 71.1 ? 48.3 ? 26.7 40 ? 16 ? 16 + 电控 * 我国不允许在空间站载人舱内有放射性材料，也不允许用氢火焰离子化检测器，而光离子检测器因寿命太短、且不能在有氦气和氢气环境中使用（都是色谱载气），加之对耐受宇宙射线辐射和瞬时真空的要求，只能采用热导检测器。 但是，热导检测器灵敏度比离子化检测器差100倍，要达到检测下限指标，主要靠样品富集，其次是进一步提高检测器灵敏度。 我国规定空间站日常分析采样量限定在50 mL，因此要解决少量样品有效富集100倍以上的问题！ 空间站舱内有害气体分析仪性能比较 设计并且工程实施出比美国空间站分析仪的功耗、重量和体积都小70%，而功能相同的色谱分析仪，是对国家仪器仪表领域创新能力的挑战！ 气路设计原理图 * 在20多年的研究积累基础上，我们解决了： 1）极低功耗毛细管色谱柱均温加热程序升温； 2）抗氧化型固态微池热导检测器； 3）极低功耗样品气高倍富集-热解析； 4）针对不同结构的抗振抗冲击设计 等多项关键技术。 空间站舱内有害气体分析仪 与安捷伦 6890 GC程序升温分离对比色谱图。30 m?0.25 mm i.d.?0.5 ?m SE-54。 35 ?C恒温8min，10 ?C/min 升温到180 ?C。1、甲醇、乙醛；2、乙醇；3、丙酮；4、二氯甲烷；5、正己烷；6、氯仿；7、呋喃；8、二氯乙烷；9、苯；10、正丁醇；11、乙二醇、三氯乙烯、庚烷12、甲苯；13、辛烷；14、乙苯、邻二甲苯；15、间二甲苯；16、对二甲苯；17、壬烷；18、癸烷 20 W 1000 W 30长毛细管极低热容均温加热程序升温技术 空间站舱内有害气体分析仪 双通道采样、双通道样品富集-热解析，双炉温控制，双固态热导检测，其中一路程序升温，分析沸点-20~270 ?C组分。整机平均功耗25 W。 out inlet 微池固态热导检测器 原理图 Φ17 ?m Pt 丝，绕在Φ0.5 mm的陶瓷管上，外复几个?m 厚无机保护层。丝温在300 ?C以内，空气进入不会氧化Pt丝表面。 美国的空间站色谱仪在发射时放在减震垫上，在轨后由宇航员取出，安装在机柜里。而我国的色谱仪是事先安装在靠壁机柜里，发射过程中没有缓冲！因此抗振动性能要比美国仪器高3倍。 2013年3月，工程样机分析性能通过验收； 同年6月，工程样机一次性通过鉴定级力学试验！ 三维正玄震动 20?300 Hz，36 G 冲击震动 1200 G 科学研究的基本问题 一、科学研究的目的是什么？ 知其然—— 学生时代； 一、科学研究的目的是什么？ 知其然—— 学生时代； 知其所以然—— 科学研究； 一、科学研究的目的是什么？ 知其然—— 学生时代； 知其所以然—— 科学研究； 使其然—— 研究工作的最终目的和 最高境界！ 二、什么是科学？ 1.自然科学 2.社会科学 自然科学家的优势在于，他们所面对的是独立于人的意识的自然现象。自然现象属于一个世界，科学家的陈述属于另一个世界。因此，自然现象可以充当独立的客观标准，科学则依赖此判断所陈述的真理性或有效性。与事实一致的陈述就是真的，否则就是假的。只有确立了与事实的这种一致性，科学家的理解才能成为知识。也即科学家拥有一个可供人们使用的客观标准。 2.1 自然科学 与此形成鲜明对照的是，参与者的思维对象不是能够独立地给定（如在社会科学和经济学领域），它依赖参与者的决策而定。作为确定参与者观点的真实性或有效性的标准，它还不够格，但是它又确实提供了某种标准。一些期望为后来的事件所确认，另一些则没有。可是确认过程也留有遗憾，因为人们永远也无法肯定，究竟是预言与后来的实践相一致，还是后来的事件顺应了预期？在此，自然科学所强调的思想与事件之间的完全分离荡然无存了！ 2.2