發(fā)布時間：2020-03-25 12:03

【摘要】：高靈敏、高分辨二次離子質(zhì)譜(Sensitive High Resolution Ion Micro Probe,SHRIMP)能對復(fù)雜固體材料進行微區(qū)微量的原位成分及同位素近表面分析,廣泛應(yīng)用于古生物、地質(zhì)、環(huán)境、冶金、石油、核能等領(lǐng)域。目前大多數(shù)高校和重點實驗室的SHRIMP儀器培訓(xùn)模式以現(xiàn)場培訓(xùn)為主。但是,SHRIMP儀器價格昂貴,資源有限,檢測需求量很大,難以滿足科研需求,影響了此儀器的使用率和方法的普及。因此,有必要以SHRIMP為原型研發(fā)網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗室,提供一種新的學(xué)習(xí)方法來減少上機培訓(xùn)時間,為用戶實際使用儀器奠定基礎(chǔ)。運用Yii框架、PHP+MySQL+Apache技術(shù),并結(jié)合Pjax、jQuery、正則表達式等技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù),開發(fā)了基于B/S應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)模式的SHRIMP網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗室。SHRIMP網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗室以澳大利亞科學(xué)儀器公司的SHRIMP Ⅱ型高靈敏、高分辨二次離子質(zhì)譜探針為藍本,針對儀器的操作流程(SHRIMP U-Pb定年實驗過程),設(shè)計了虛擬實驗平臺,包括分析條件設(shè)定、樣品選取和分析過程共3個部分,共同模擬了儀器真實的實驗過程。設(shè)計了可按動按鈕、活動開關(guān)、滑動條、下拉菜單、可彈出窗口和輸入框等元素模擬實驗界面和實驗過程。為了指導(dǎo)用戶學(xué)習(xí)儀器實驗操作步驟,虛擬實驗室還提供了交互式操作導(dǎo)航。開發(fā)了虛擬實驗室的網(wǎng)站管理,實現(xiàn)資料管理、用戶管理、相關(guān)鏈接等功能。整合上述功能模擬開發(fā)SHRIMP網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗室,使用戶通過網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)儀器基本實驗操作。本文針對于WEB服務(wù)器和SHRIMP網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗室進行了安全測試,各項指標符合預(yù)期的設(shè)計。并在北京離子探針中心完成安裝和調(diào)試,展開了培訓(xùn)應(yīng)用,運行狀態(tài)良好,使用效果良好。
【圖文】：

圖 1.1 網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗室構(gòu)造圖網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗具體指使用者在虛擬環(huán)境的條件下，通過 internet 實現(xiàn)遠程訪問目標網(wǎng)站，進而根據(jù)相應(yīng)的實驗步驟與操作流程，完成一系列實驗任務(wù)并得到最后實驗結(jié)果的整個實驗過程。相應(yīng)的，網(wǎng)絡(luò)實驗室是一種基于分布式的解決問題的虛擬環(huán)境[36-39]。其主要作用是給使用者創(chuàng)建一類網(wǎng)絡(luò)實驗技術(shù)交流、資源共享、合作實驗等的研究學(xué)習(xí)平臺。（2）虛擬實驗室的分類虛擬實驗室的種類繁多，根據(jù)不同的分類標準，可以將虛擬實驗室分為以下幾類[40,41]。根據(jù)脫離其真實的環(huán)境程度上可分為：純虛擬實驗和半虛擬實驗。區(qū)別在于是否完全脫離真實的虛擬環(huán)境。根據(jù)實驗群體的規(guī)模上可分為：多機型虛擬實驗室和單機型虛擬實驗室。根據(jù)虛擬實驗室的工作位置上可分為：遠程虛擬實驗室和本地虛擬實驗室。根據(jù)實現(xiàn)方式的不同可分為：基于虛擬現(xiàn)實的虛擬實驗室和基于虛擬儀器的虛擬實驗室等。虛擬實驗室通過現(xiàn)代多媒體技術(shù)與通信的方式，為學(xué)生還原虛擬的實驗環(huán)境及實驗流程�；谔摂M實驗室的諸多優(yōu)點，近些年人們逐漸提出了通過虛擬實驗來進行教學(xué)的思路。

圖 2.1 SHRIMP 結(jié)構(gòu)示意圖2.1.2 SHRIMP 分析原理將測試樣品靶放入樣品艙里，氧離子被加速沖向主艙。在樣品艙里，Koler 孔徑使氧離子流聚焦以達到一次離子流所需要的強度并轟擊到樣品表面的靶區(qū)上。一次離子在真空環(huán)境下轟擊樣品，使晶體的一小部分蒸發(fā)。所產(chǎn)生的二次離子與樣品之間以-10kV 的電勢差被提取，通過靜電透鏡系統(tǒng)聚焦到副艙質(zhì)量分析器的接受縫中。所有通過質(zhì)量分析器的離子均被一個或更多的電子倍增器轉(zhuǎn)換成信號，傳輸?shù)诫娮佑嬎銠C上顯示出來，并換算成初步的年齡值。對測定結(jié)果用 SHRIMP 定年標準物質(zhì)對 U-Pb 同位素含量及年齡進行校正，普通鉛根據(jù)實測的204Pb 進行校正，然后給出所要測的年齡值[59-61]。離子探針定量分析中，常用成份已知的國家認可的標準樣品做對比，或者用工作曲線法進行測量。然而標量對比法的局限性很大，因此安德遜等人提出 CARISMA 計算方法更
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH843

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陸霞;田地;何禹潼;姚立;范潤龍;徐倩;;LA-ICP-MS網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗室的研究與開發(fā)[J];實驗室研究與探索;2015年11期

2 宋彪;;用SHRIMP測定鋯石U-Pb年齡的工作方法[J];地質(zhì)通報;2015年10期

3 解麗芳;林宏輝;;本科生物虛擬實驗室建設(shè)思考[J];實驗科學(xué)與技術(shù);2015年04期

4 梁宏;;大型儀器設(shè)備共享平臺建設(shè)實踐[J];實驗技術(shù)與管理;2015年01期

5 王紅;王曉華;趙蕾;來金雅;;關(guān)于高校大型精密儀器設(shè)備共享建設(shè)的思考[J];實驗技術(shù)與管理;2014年07期

6 崔洋;陳光;沈佳;;基于B/S模式的網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J];計算機與現(xiàn)代化;2013年05期

7 周麗芹;Ian Stuart WILLIAMS;劉建輝;紀戰(zhàn)勝;肖淵甫;劉敦一;;牙形石SHRIMP微區(qū)原位氧同位素分析方法[J];地質(zhì)學(xué)報;2012年04期

8 白雁;張娟;潘瑾;李永強;;“虛擬實驗室”在高校儀器分析教學(xué)中的應(yīng)用[J];實驗技術(shù)與管理;2011年12期

9 王洪亮;云霞;劉柏;楊紅;;氣相色譜分析實驗三維模擬軟件的數(shù)據(jù)庫構(gòu)建[J];實驗室研究與探索;2011年08期

10 鄧來勝;;基于三網(wǎng)融合建設(shè)高校開放性實驗室的探討[J];電腦與電信;2011年05期

相關(guān)會議論文 前1條

1 宋彪;;SHRIMP及其鋯石原位微區(qū)地質(zhì)年齡測定[A];全國地球化學(xué)分析學(xué)術(shù)報告會與X射線光譜分析研討會論文集[C];2003年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 劉蒸蔚;大型分析儀器虛擬實驗訓(xùn)練系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)研究[D];第二軍醫(yī)大學(xué);2014年

2 陳珂君;多元模塊化分子光譜系列虛擬實驗室的構(gòu)建[D];大連理工大學(xué);2014年

，

本文編號：2599877