应用计算机技术，实现实验室的自动化-计算机职称论文

应用计算机技术，实现实验室的自动化

熊莎

摘要：

近年来，随着科技的不断发展，计算机技术也逐渐被各类实验室引入，成为当前实验室提高工作效率和实验水平的可靠保障，但同时也对实验室的工作人员提出了更高的要求。本文通过对计算机技术在实验室的应用进行分析，探讨了其对于实现实验室自动化的作用及注意事项，希望能给相关工作人员带来一定的借鉴意义。

关键词：计算机技术；实验室；自动化

近年来，随着科技的不断发展，计算机应用技术也随之得到了很大的提高。当前，我国生产与科研的多个领域，都逐渐采用了大量的计算机技术，各类实验室也相继引入了计算机应用技术。这些新技术使得实验室在集约化、网络化以及自动化程度方面不断提高，从而为实验室提高工作效率和实验水平提供了可靠的保障，但与此同时，新技术的应用也对现有的实验室工作人员提出了更高的要求，并促使现有工作人员努力提高自身的素质及相关技术水平，从而为实验室的自动化的实现打下良好的基础。

一、应用计算机技术，实现实验室仪器设备的自动化

现阶段，计算机技术基本上广泛应用到了实验室仪器设备，其中包括质谱、红外、能谱以及核磁共振许多复杂的大型仪器，另外，对于一些小型仪器，如物理化学参数测定、电化学分析和容量分析等，也基本上是由计算机进行控制的。同时，一些实验室通过一台计算机来集约化控制全部仪器、主要仪器，利用在实验室范围内利用局域网络技术达成信息的共享以及集约化管理资源。作为实验室工作人员，必须能够很好地掌握相关仪器的使用方法与维护技术，只有这样，才能通过计算机网络来控制实验室的实验设备。不同的仪器设备具有的功能各不相同，因此，实验室工作人员还应该具备良好的计算机相关知识掌握一定的机电一体化知识，按照这些仪器设备的使用说明书，对实验室仪器设备进行操作与控制，从而实现实验的目的。

二、应用计算机技术，实现实验室仪器设备和相关材料的自动化管理

通常情况下，实验室的仪器设备和材料的自动化管理系统的组成部分主要包括计算机硬件、计算机应用软件以及相关辅助系统。该自动化管理系统的功能在于针对计算机的实际特征，如存储、记忆、检索、提示输出和计算等，来动态地、实时地对实验室所存储与使用的仪器设备、材料以及其他信息加以自动化管理，从而促进实验室的自动化操作与管理水平的提升。具体来说，实验室的仪器设备和材料的自动化管理系统主要分为以下几个系统：

1、信息自动化管理系统

该系统一般适用于对实验室内部的人事、任务、材料、数据以及设备等诸多信息的自动化管理。例如，人员组成及其责任分工、生产厂家与工作情况、设备的数量和规格；实验室所承担的任务计划与完成状况；实验室中一些试剂材料的采购计划、储备数量以及使用处理方案；实验室出具的鉴定文件、实验报告以及研究成果等等。上述工作是十分繁琐复杂的，但是，在经过计算机的处理后，就能够大大减轻工作人员的负担，同时，还有利于工作准确性以及工作效率的提升。

很多实验室信息自动化管理系统软件都是通过数据库语言而编写出来的，也就是说，该系统是以数据库操作平台为基础的。具体来说，程序编辑过程主要就是将应该进行存储处理的信息加以分类，最终成为信息条，以信息的性质为根据，来对词条的属性、长短、精度与格式进行设计，而后经由计算、排序以及索引等相关命令，使得词条间形成有机的联系，再经过包装、建立操作界面以及确立输出格式等，来建立完整的信息自动化管理系统应用软件。

2、仪器设备的维护与校正管理系统

当前，在各种实验室中，仪器设备的应用越来越广泛，也增加了一定的复杂性，因而怎样合理使用并维护相关仪器设备，才能以最少的花费换取最大的效益，已经成为当前一个重要的课题。其中，计算机辅助仪器设备维护校正系统正是此方面最佳的应用软件。从分类的角度出发，这类软件也是信息自动化管理系统的一种，而它的其服务对象不是一般的仪器设备，而结构相对复杂，同时维护难度也比较大的那种仪器设备，也可以说，该系统就是动态的电子化仪器设备维护校正记录仪。

三、应用计算机技术，实现实验室数据收集和处理的自动化

实验室数据的自动化处理系统指的是包括计算机、数据处理软件、专用接口电路以及分析仪器在内的四个部分组成的综合体，其主要功能在于对实验数据进行在线与离线的收集、处理。通常情况下，从实验室中取得的数据都是量大且零散的，因而需要相对复杂的数学处理，而应用计算机技术，就能够实现这一步骤的自动化，使其简便易行。

1、实验室数据收集的自动化

应用计算机技术来进行原始实验数据的收集，往往是通过仪器设备和计算机之间的接口电路硬件以及软件完成的，具体的工作程序如下：第一，把仪器设备得到的分析信息进行准确完整地转换，从波形、电流和电压等连续的信号转换成为计算机可以识别并能够加以处理的数字信号；第二，由电缆与接口电路准确完整地把数字信号传送到计算机；第三，识别与处理收集到的信号。

2、分析数据的自动化

数据处理系统指的是把各种原始数据加以相应的数学处理，如线性与非线性拟合、小波变换以及傅里叶变换等数学处理，往往需要一些应用软件以及硬件的配合。一般情况下，应用计算机技术进行实验数据的处理，主要包括以下内容：首先，通过测定、计算原始实验数据等一些处理过程，来取得有效的分析参数，例如，在色谱分析中，经过对色谱图的计算和处理，最后可获得保留峰高、时间、半锋宽以及峰面积等参数；其次，对于那些无法辨别的原始数据应通过数学处理，让其变成能够辨读的正常数据。

例如，傅里叶变换红外分析(FT—IR)中采用傅里叶变换技术对红外干涉图进行处理，然后将其转换成为正常的红外光谱图的过程。在这一过程中，前一道工序就是属于分析数据的后处理过程，其主要是为了获得有效的分析参数；而后一道工序则在方法上彻底改变分析测试的过程。例如，实验数据的后处理过程中，因为有着不同的实验目的，使用不同的实验仪器以及分析方法，然而其处理过程也大都包含信号强度的确定、峰面积的计算、峰位置的确定、峰宽的测定以及其他一些参数的计算等。确定峰位置通常使用的方法有峰顶法、微分法以及二次微分法。峰高确定方法中的代数拟合法则通常适合于对重叠峰高进行处理，具体为依照设定的各种信息数据，来确定数据曲线的峰值位置，之后再针对不同的情况采用相对应的计算方法。至于峰面积的处理，因为其处理方法较多，则需要具体问题具体分析，根据实际的情况来选择处理方法。实验数据的后处理，通常的做法是首先进行信号的模数转换，其次再通过程序来解决。

结束语：

总而言之，应用计算机技术及各种管理数据库，组成的存储、检索、鉴定以及数据分析系统，能够在实验人员的控制操作下，得出正确科学的实验结论，并有助于对化学实验室仪器设备进行自动控制。我们有理由相信，随着计算机技术、数据库技术以及接口电路的不断发展，必将推动实验室的自动化成为现实。

参考文献：

[1] 江兰,彭雪蓉,何晓利,代先祥. 计算机模拟实验应用于化学教学的研究[J]. 科技创新导报,2009(06).

[2] 李克华.基础化学设计性实验报告改革探讨[J].长江大学学报(自然科学版)理工卷,2009(04).

[3] 杜彬,赵子江.数字化教学平台的技术基础与构建[J].北京化工大学学报(社会科学版),2009(02).

[4] 徐洪位.ASP动态网页与数据库连接的常见问题分析[J].重庆文理学院学报(自然科学版),2008(04).

[5] 单敏,卢锦明.涉外企业文秘人员办公自动化能力运用的要求及对策[J].郑州航空工业管理学院学报(社会科学版),2009(03).

[6] 赵玲,徐向阳,蔡立军. 应用计算机技术 提高教学管理效率[J].中国教育信息化,2007(03).

[7] 朱士高,朱彩霞.基于WEB的企业办公自动化管理系统的设计与实现[J]. 南通职业大学学报,2007,(01).