2019年度重慶市“五一”國際勞動節表彰大會，于4月29日在重慶市勞動人民文化宮大劇院召開。重慶市委副書記任學鋒、重慶市副市長李殿勛等領導出席大會并為獲獎集體和個人頒發獎章和證書。本次表彰大會上，重慶民泰集團新農業科技發展集團有限公司（以下簡稱民泰農發集團）董事長楊梅獲“重慶五一勞動獎章”。 

重慶五一勞動獎章是重慶市總工會為表彰在重慶市經濟建設、政治建設、文化建設、社會建設、生態文明建設和黨的建設中，做出突出貢獻的先進個人和集體頒發的榮譽。一直以來，楊梅一心致力于科研創新引領企業發展，在不斷追求專業與卓越的過程中，帶領民泰農發集團歷經二十余年的不懈努力，將民泰農發集團打造成為涉及飼料添加劑、添加劑原料、物流、養殖、第三方檢測、檢測設備研發制造等多個領域的多元化集團企業。 

楊梅多年前率先整合國內高精尖技術人才團隊，于2018年成功研制出智能化微型原子熒光儀，對提升我國重金屬檢測水平起到積極的推動作用，并將引領中國原創的原子熒光儀走向世界，讓世界一起見證中國儀器的無限魅力。 

目前， 民泰農發集團擁有36項發明專利，1項實用新型專利；先后承擔國家及市級科研項目11項； 起草和參與制定國家及行業標準2項。擁有“國家高新技術企業”“重慶市企業技術中心”“重慶市創新型試點企業”“重慶市創新創業示范團隊” “ 優秀民營企業”等稱號。 

楊梅獲“ 重慶市五一勞動獎章”，這不僅是重慶市委、市政府對楊梅為事業不懈努力與探索的鼓舞與肯定，也是對民泰農發集團開拓創新的激勵與鞭策。對于弘揚新時期的勞模精神，激發廣大員工的工作熱情，引導集團上下以堅定的決心和昂揚的斗志，投入到提檔升級、持續發展具有十分重要的意義。  

民泰農發集團布局高端科研儀器產業

工欲善其事， 必先利其器。我國儀器技術研究與產品開發工作在最近幾年雖然取得較大進展，但在高端科研儀器領域，大量依靠進口儀器的局面尚未得到改變。科技創新及其產業化進展滯緩，是制約國產高端科研儀器產業發展的一個“瓶頸”。其實在重慶，就有這樣一家高新技術企業正在往“高端儀器國產化”的道路上奮力前行，為中國原創積蓄動能。

自主研發七年磨劍

近年來我國發生了多起重金屬污染事件，國務院《“十三五”生態環境保護規劃》加大了對生態環境的保護力度，全力推進大氣、水、土壤污染防治，強調了重金屬污染物排放及重金屬監測的重要性，然而我國的重金屬應急監測能力和監測技術手段還存在諸多的技術壁壘需要突破。 

在這一趨勢下，民泰農發集團從2011年開始率先整合國內分析化學、光學、電子學、機械工程等方面的高精尖科研技術人才，組建譜焰實業（上海）有限公司、重慶譜焰高格檢測技術股份有限公司以及成都辦事處等專家技術團隊。累計投入上千萬元，經過多年攻關，于2018年成功研制出重金屬檢測儀器（智能化微型原子熒光儀），徹底解決了測定汞的嚴重記憶效應以及高酸度下測定實際樣品痕量鉛和鎘的問題，首創以水為載流的技術，終結了以鹽酸和硼氫化鈉作為載流的歷史。不僅大幅減少化學試劑的消耗量，同時避除過量酸產物對環境造成污染的問題。 

民泰農發集團研發的智能化微型原子熒光儀是近年來該型設備上取得的重大技術突破，機身微型一體化、智能化，可車載到現場進行應急監測，操作簡便快捷、檢測快速、結果精確標準，能廣泛運用于農業、食品、環保、醫療衛生、化工、核工業、冶金、質監等領域，對提升我國重金屬檢測水平起到積極推動作用，被列入“2018年重慶市技術創新與應用示范產業類重點研發項目”。 

“中國原創”搶占未來市場

2 0 1 8 年1 0 月， 民泰農發集團攜智能化微型原子熒光儀亮相慕尼黑上海分析生化展。在展會上，智能化微型原子熒光儀受到了眾多國內外知名儀器制造企業的高度贊許和青睞，甚至有一家國外著名的儀器商欲斥巨資購買該儀器的核心技術， 但都被民泰農發集團婉言謝絕。因為該公司董事長楊梅深信，只有把核心技術掌握在自己手中，才能真正掌握競爭和發展的主動權，做強國產高端科研儀器，挑戰洋品牌。 

目前，民泰農發集團已經生產了小批量的智能化微型原子熒光儀樣機， 并提供給多個國家級重點研發機構開展科研應用。為促進科研成果盡快地落地轉化， 發揮其經濟效益和社會效益， 民泰農發集團于2 0 1 9 年年初成立伯僑（ 重慶） 重金屬科學研究院有限公司， 進行智能化微型原子熒光儀產業化及市場應用的推廣。伯橋公司于6月開始大規模投產該設備， 實現高端儀器全產業鏈自主可控。民泰農發集團在高端科研儀器全產業鏈的搶灘布局， 將助力高端科研儀器國產化進程。我們要的不只是“ 中國原創” ， 更要讓世界看到“中國制造”。 

智能化微型原子熒光儀項目技術與研發 

一、技術途徑

智能化微型原子熒光儀項目是把龔治湘教授的研究成果化學原子化器與AAS聯用技術運用于原子熒光儀整機中。重點提高儀器的操作系統智能化水平，研究化學原子化器植入原子熒光儀的檢測技術，重新設計電路和氣路控制系統，改變進樣裝置，去掉非環保材質，優化機身結構及外觀，以達到既能解決測定汞的記憶效應問題，同時能在高酸度下測定實際樣品痕量鉛和鎘的目的。同時以水替代了鹽酸和硼氫化鈉作為載流，棄去外圍設備，集測定、顯示、打印和存儲于一體，體型減少近50%，并可在15～30毫安燈電流和200～240伏特負高壓條件下進行測試，靈敏度高，形成簡便易學易懂的操作界面。

二、具體研究內容

化學原子化器聯用AAS這一技術已經推廣了10多年，實踐充分證明了其先進性和實用性。但如何將化學原子化器的技術成果植入原子熒光儀整機中，而非一臺配件，龔治湘教授帶領技術團隊又開啟了新的研究課題，提出了“重造原子熒光儀”的研發思路。龔治湘教授認真分析了我國有害重金屬元素檢測儀器的研究現狀，提出現有原子熒光儀在智能化、檢測精度、檢測效率、微型化等方面還存在亟待解決的諸多技術難題，并確定該項目的主要研究內容如下：

1.檢測系統智能化技術研發。通過工業級微控制器取代計算機控制，無須單獨配置微型計算機，采用觸摸屏來控制整個操作，實現測量流程控制、數據采集、數據分析、數據儲存、數據輸出打印及顯示等復雜功能的自主完成。并具有測量精度高、穩定性好、人為介入操作少、測量速度快、數據分析功能完善、人機交互界面友好等特點，同時數據可通過打印機輸出存檔，并且用SD卡儲存的數據可通過計算機處理分析，完成更加復雜的數據分析功能。

2.化學原子化器植入原子熒光儀的檢測技術研發。化學原子化器聯用AAS是龔治湘教授取得的重大研究成果，但把這項技術植入到原子熒光儀整機中，也是該項目中很關鍵的部分。尋求新的技術手段，把用于原子吸收上的化學原子化器植放到原子熒光儀上，徹底消除汞的記憶效應，以及高酸度下測定實際樣品痕量鉛和鎘。

3.電路和氣路控制系統的研發與設計。通過原子熒光儀的分析原理，儀器結構原理，按重新研發原子熒光儀的要求，拆除所有電路，重新設計新的前置電路，燈的電源電路和主板電路，實現單雙道測試；進行軟件編程，并對整個系統進行測試驗證。

（1）高性能空芯陰極燈電源驅動技術研發。根據高性能陰極燈的原子熒光激發原理，深入研究儀器系統中空芯陰極燈、透鏡、負高壓變壓器等重要部件的參數和特性。一方面，在提高空芯陰極燈輻照強度，增強目標元素的原子熒光強度的同時，降低其余干擾元素的原子熒光強度，提高信噪比，增強儀器的檢測精度及可靠性；另一方面，降低高性能空芯陰極燈的使用強度及平均功耗，大幅延長燈的使用壽命，提高儀器的使用年限。

（2）原子熒光信號采集技術研發。深入研究原子熒光信號的采集方法，選取適當的探測器，采集目標元素的原子熒光信號，并設計信號拾取放大電路，將測量元素的含量多少轉換為呈線性相關的電信號大小，盡可能去除信號中的噪聲，提高信噪比，提高儀器的測量精度。

（3）兩種元素的雙通道分時檢測技術研發。深入研究目標元素發生最強原子熒光的激發條件，分時交替對兩種不同的空芯陰極燈進行驅動，在干擾元素及另一種目標元素的原子熒光同時存在的情況下，使用單個探測器完成對應目標元素的原子熒光信號采集，拾取當前目標元素的有效原子熒光信號。

（4）檢測進程優化設計開發。在保證儀器檢測精度的基礎上，查閱國內外相關儀器的設計資料，對檢測進程進行優化設計。一方面，在保證信號可靠前提下，盡可能多的縮短檢測進程中單項操作的進行時間；另一方面，在保證進程中每個單項操作可靠完成的前提下，盡可能縮短單項操作之間的銜接時間。這樣不僅能大幅提高樣品的檢測效率，而且能大幅減少檢測對化學試劑及樣品的消耗量。

（5）為了消除商品儀器氣路易泄露或故障多的毛病，重新開發新的開環和閉環氣控單元。

4.以水為載流的檢測技術研發。常規原子熒光儀需要大量的高純度鹽酸和硼氫化鈉作為載流，成本高，環境污染嚴重，如果以水替代鹽酸和硼氫化鈉，將極大降低檢測單位使用化學試劑的成本，同時可減少污染物排放量，更好地保護環境。

5.機身微型一體化及操作界面研發與設計。在保證檢測精度、檢測效率的前提下，采用工業級微型控制器完成儀器的檢測進程控制及數據處理等功能，取代現有同等類型儀器笨重的計算機控制，減小儀器重量至少50%；結合機械加工及化學測試領域的專業設計知識，對儀器各個部件進行微型化設計，并對各個部件進行合理布局，有效控制儀器體積，集測定、顯示、打印和存儲于一體。將傳統原子熒光儀復雜的操作界面進行簡化處理，讓操作者一目了然，易學易懂。

根據上述技術途徑及研究內容，該項目研制的智能化微型原子熒光儀是由自動進樣器、氣路控制單元、氫化物發生器（硼氫化鈉-酸體系）、激發光源（通道A及B）、石英管原子化器、熒光信號探測器（光電倍增管）、信號拾取放大電路（I-V轉換、隔直放大、信號采集、A/D轉換）、數據處理及控制單元（數據分析集成算法）、外圍輸出及儲存單元（TFT觸摸屏、打印機、SD卡）等幾個部分構成。其系統結構總體設計框圖如圖1所示。

其工作流程為：待測元素樣品及還原劑由自動進樣器以斷續流動法同步送入氫化物發生器，反應得到的待測元素氫化物在氣路控制單元的載帶下進入屏蔽式石英管原子化器；在原子化器將元素原子解離為自由原子后，由激發光源Ａ或Ｂ激發，產生特征原子熒光光譜；熒光由熒光信號探測器接收，并轉換為連續電信號，送信號拾取放大電路進行I-V轉換、放大、信號采集、A/D轉換，轉換得到熒光信號的數字量；數字量由集成數據處理算法的數據處理及控制單元進行分類統計、運算、分析得出待測元素的熒光曲線、含量、重現性、檢出限等指標，并交由外圍輸出及儲存單元顯示或儲存。

三、項目技術創新點

1.數據精準化。徹底消除了汞的記憶效應，解決了復雜樣品痕量鉛鎘測定的困難和地質樣品中砷汞同時測定的問題，提高了檢測靈敏度和精密度。

目前原子熒光儀測定汞時記憶效應嚴重，易造成測量數據不準確，甚至污染化學反應系統而無法再次使用。而智能化微型原子熒光儀能徹底消除測定汞時的記憶效應，空白溶液只需要測定幾次就能滿足要求，而且將開辟在高酸度下測定痕量鉛（10%鹽酸）和鎘（4%鹽酸）的新格局。原子熒光儀測定樣品中砷、鉛、鎘、汞等含量很低，往往每克中只有幾個納克，即10的負9次方，如每克玉米、雞肉中僅有5納克。而該項目研發的原子熒光儀的檢測精度可達到10的負10～12次方，其中汞、鎘達12次方（皮克級），砷達11次方。我們常用標準系列汞、鎘為0.1～0.5納克/毫升；砷1～5納克/毫升，鉛、硒、銻、鉍一般為2～10納克/毫升。在目前，這個檢測水平是非常精確的，是目前別的原子熒光儀無法達到的。智能化微型原子熒光儀靈敏度高，重現性好。能在更低燈電流（15～30毫安）和負高壓（200～230伏特）下達到或超過現有原子熒光儀需要60～80 毫安及300伏特條件下才能達到的技術指標，測定汞的檢測限為0.005納克/毫升，砷的檢測限優于0.05納克/毫升。

2.載流環保化。本儀器以具有知識產權的氫化物發生器為化學反應核心，改變以酸為載流的行業現狀，摒棄了落后的反應系統，終結了已沿用幾十年以鹽酸和硼氫化鈉（鉀）為載流的歷史，代以水為載流，不僅能大幅減少化學試劑的消耗量，同時能避除過量酸產物對環境的污染問題。

3.外觀微型化。機身微型一體化，可用于野外、車載到現場進行應急監測。結合多個領域的設計知識，優化儀器結構，合理布局儀器的各個部件，讓整個安裝維修十分方便。在提高儀器檢測性能的同時，實現儀器微型化，機身體積控制在50厘米×50厘米×50厘米以內，重量控制在40千克以內，而現有原子熒光儀的長度達到74厘米，重量為85千克以上。儀器的微型化可以使便攜性得以大幅提升，可用于野外、車載，讓儀器走出實驗室進入更多的應用場所，使隨車檢測、現場應急監測成為可能，可謂 “小身材，大能量”。此舉將會為推廣該類檢測方法應用于更加廣泛的行業及場所做出極大貢獻。

4.測量智能化。最初的儀器一般采用簡單的電子電路來轉換測量數據，用直觀直讀的模式顯示或讀出測試數據，沒有數據存儲和處理功能，要通過人工來進行計算、比對，得到測量結果，通常只能用于測量精度不太高的數據測量。由于它的成本比較低，目前還擁有一定市場。隨著技術的發展，智能化測量儀器已逐漸取替了原有儀器的測量模式，把微處理器或微型計算機與傳統的檢測方法結合起來，以實現數據的自動采集、存儲與記錄，并進行測量數據的處理。智能儀器現在已廣泛用于電子、化工、機械、輕工，航空等行業的精密測量，對我國制造業提升產品質量的檢測手段，起到了重要的作用。而該項目的智能化微型原子熒光儀，是用工業級微控制器取代計算機控制，無須單獨配置微型計算機，通過觸摸屏便可自主完成測量流程控制、數據采集、數據分析、數據儲存、數據輸出打印及顯示等復雜功能，具有測量精度高、穩定性好、人為介入操作少、測量速度快、數據分析功能完善、人機交互界面友好等優點，同時數據可通過打印機輸出存檔，并且用SD卡儲存的數據可通過計算機處理分析，完成更加復雜的數據分析功能。

5.數據輸出便捷化。智能化微型原子熒光儀結合完善的軟件設計，樣品檢測結果能在檢測完成后立即通過屏幕直觀查看，并能在用戶輸入取樣量、稀釋倍數等參數后立即換算出重金屬元素在樣品中的含量，保證了檢測結果的實時可靠性，極大地方便了野外檢測工作者。同時，檢測結果還能通過打印機輸出為紙質文件存檔，通過SD卡生成電子文檔存檔，讓大量樣品的分析處理變得更加輕松。

6.材質安全化。目前市面上常見的原子熒光儀多采用金屬爐體，絕緣性和散熱效果差，使用了容易致癌的化學材質，對檢驗人員的健康傷害很大。而智能化微型原子熒光儀采用非金屬爐體，絕緣性好，散熱效果遠優于現有爐體；廢除了長期使用的致癌物質，改用對人體無任何傷害的環保材料。

7.測定快速化。常用原子熒光儀取樣時間至少在10秒以上，需要幾分鐘到十幾分鐘才能完成一次測定。而智能化微型原子熒光儀操作簡單快捷，運行速度快，單或雙道單次測定時間少于25秒，并呈現似正態分布的信號譜圖，可大大提高檢測效率。檢測鎘的水平達到質譜水平，可在數秒內檢測水體、飼料、大米中的鎘含量，無須前處理就可測定大米等食品中的鎘含量。

8.操作簡易化。常用原子熒光儀操作比較復雜，不易上手，需要通過專業培訓方能操作。而智能化微型原子熒光儀操作軟件簡單明了，人機交互界面友好，一看就懂，一用就會，克服了儀器軟件復雜、用戶難以掌握的缺陷。