环境监测仪器研制基础

课程编码：180084085701M3017H 英文名称：Basis of Environmental Monitoring Instrument Development 课时：40 学分：2.00 课程属性：专业课 主讲教师：束继年等

本课程是资源与环境（环境工程）专业学位研究生培养的专业课，为环境科学和环境工程专业研究生提供仪器研制的基础知识，为研究生的实验室仪器使用和研发，以及基础科研中科学装置的搭建提供理论性指导。仪器的研发和制造能力是一个国家工业和科技发展的基础，我国在高端研发和制造方面一直落后于西方国家，制约了我国经济和科技持续发展。本课程系统讲授仪器研制相关的机械设计与制造、真空技术、光学系统、带电粒子光学、电子器件、探测器、SOLIDWORKS使用方法、飞行时间质谱装置研制、气相色谱结构相关知识并进行实验室仪器现场解说，结合目前我国仪器研发和制造现状以及西方国家对我国的技术发展的阻碍，激发学生对仪器的研发热情，提高研究生的仪器研发能力。

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第一章 前言 2学时 杨波
第1节 科学仪器研制历史和意义
第2节 科学仪器研发制造现状
第3节 本课程内容和目的
第二章 机械设计与制造 2学时 杨波
第1节 工具和车间流程
第2节 材料性能
第3节 材料
第4节 机械制图
第三章 真空技术 4学时 杨波
第1节 气体
第2节 流体
第3节 压力和流量测量
第4节 真空泵
第5节 真空硬件
第6节 真空系统设计与加工
第四章 光学系统 4学时 杨波
第1节 光学术语
第2节 光学特性分析系统
第3节 光学组件
第4节 光学材料
第5节 光源
第6节 激光
第五章 带电粒子光学 4学时 杨波
第1节 带电粒子光学的基本概念
第2节 静电透镜
第3节 带电粒子源
第4节 能量分析
第5节 质量分析器
第6节 真空要求
第六章 电子器件 4学时 杨波
第1节 电子器件基本知识
第2节 被动电子元件
第3节 主动电子元件
第4节 放大器和脉冲电子学
第5节 电源
第6节 数字电子技术
第7节 信号提取
第8节 数据采集
第9节 地线和接地
第七章 探测器 4学时 杨波
第1节 光探测器
第2节 光检测过程中的噪声
第3节 光电发射的探测器
第4节 光电导探测器
第5节 光伏探测器
第6节 信噪比计算
第7节 粒子和电离辐射探测器
第八章 3D机械制图软件简介 4学时 束继年
第1节 SOLIDWORKS基本知识
第2节 3D零件制作
第3节 3D零件组装
第4节 输出2D加工图
第5节 公差标注
第九章 虚拟仪器软件简介 4学时 束继年
第1节 LABVIEW基本知识
第2节 数和函数
第3节 基本程序结构
第4节 常用程序结构模式
第5节 测量应用程序设计
第十章 飞行时间质谱装置研制简介 4学时 束继年
第1节 离子二次聚焦面
第2节 反射质谱设计原理
第3节 质谱装置真空结构
第4节 质谱装置高压直流电源
第5节 离子脉冲引出
第6节 数据采集和质谱标定
第十一章 气相色谱结构简介 2学时 束继年
第1节 柱分离原理
第2节 离子检测技术
第3节 气相色谱结构
第4节 物种认证
第十二章 实验室现场讲解 2学时 杨波
第1节 车铣床使用演示
第2节 真空系统及设备讲解
第3节 高压电源及应用讲解
第4节 射频电源及应用讲解
第5节 信号处理设备及应用讲解
第6节 质谱装置结构现场讲解

束继年，男，中国科学院大学环境材料与污染控制技术研究中心副主任，博士生导师，中科院百人计划获得者。发表SCI论文近100篇，形成专利技术10多项，主持、参与多项国家自然科学基金、科学院仪器研制、先导专项、基金委重大仪器研制项目和地方科技研发等项目和课题。
杨波，中国科学院大学环境材料与污染控制技术研究中心副研究员，硕士生导师。主要从事大气环境化学、质谱仪器研制与应用方面的研究工作。先后主持了国家自然科学基金青年基金、面上项目、中国科学院科研仪器设备研制青年人才类项目、国家重点研发计划子课题等。在AC、ES&T、EP 等国际著名期刊发表SCI 论文50 余篇，申请国家专利20余项。