時(shí)間：2023-12-25 14:42:28
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命題：設(shè)Q是到兩定點(diǎn)F1，F(xiàn)2的距離之差為常數(shù)的點(diǎn)的軌跡。若此常數(shù)的絕對(duì)值非零但大于兩定點(diǎn)的連線長，則Q上無實(shí)點(diǎn)。Q由一橢圓上的虛點(diǎn)構(gòu)成，此橢圓以給定的兩定點(diǎn)為焦點(diǎn)，以連接兩定點(diǎn)的線段為長軸。
證明：設(shè)Q是到兩定點(diǎn)F1（-c，0），F(xiàn)2（c，0）距離之差為常數(shù)±2a的動(dòng)點(diǎn)P（x，y）的軌跡，此處2a>2c=|F1F2|，則P必須滿足|■|-|■|=±2a①，即■-■=±2a，整理得■+■=1②。
這是一個(gè)以F1，F(xiàn)2為焦點(diǎn)，以2a為長軸，2■為短軸的橢圓。由于它是由①推出來的，Q上的點(diǎn)必在這個(gè)橢圓上，于是可見Q不是雙曲線。
我們當(dāng)然要考察坐標(biāo)滿足②的點(diǎn)是否都在Q上，因?yàn)樵趯?dǎo)出②時(shí)，我們?cè)鴮⒌仁狡椒竭^兩次。
設(shè)M（x，y）滿足方程②，則y2=（a2-c2）（1-■）=■
|■|=|■x-a|同理|■|=|■x+a|
由②，欲使y取實(shí)數(shù)值，則應(yīng)有■≤1，故|x|≤a，|■x|≤■·a=c
故無論x取滿足|x|≤a的任何實(shí)數(shù)值，總有■x-a≤0，■x+a≥0
從而|■|-|■|=-（■x-a）-（■x+a）=■x
對(duì)于橢圓②上的任意點(diǎn)M（x，y）的橫坐標(biāo)x，一般地-■x≠±2a，故橢圓②上有無窮多個(gè)點(diǎn)不在Q上。
令-■x=±2a得x=？芎■此時(shí)y2=-■
這樣，在x取實(shí)數(shù)值且滿足|x|≤a的前提下，我們找到了四個(gè)虛點(diǎn)（？芎■，±■i），它們都在橢圓②上。
若取|x|>a，則由②，y必取虛數(shù)值。
于是，無論x取何實(shí)值，要使橢圓②上的點(diǎn)M（x，y）同時(shí)在Q上，縱坐標(biāo)必取虛數(shù)值。
由②，當(dāng)y取滿足|y|≤■的實(shí)值時(shí)，x=±■也是實(shí)值，故這樣的點(diǎn)必不在Q上。而當(dāng)y取滿足|y|>■的實(shí)數(shù)值時(shí)，x必為虛數(shù)值。
至此我們證明了Q上沒有實(shí)點(diǎn)。Q只能由橢圓②上的虛點(diǎn)構(gòu)成?？梢宰C明橢圓②上的所有虛點(diǎn)都在Q上。（證畢）
關(guān)鍵詞：便攜式雙橋；校驗(yàn)儀；非十進(jìn)電阻；測(cè)量
Abstract: The portable electric double bridge calibrator composed with precision low resistance decimal disk and the standard resistance disk test portable bridge, it is a variety of milli-ohmmeter, micro-ohmmeter standard instrument. The key to test it is non-ten into the resistance to better than 3 × 10-5 Uncertainty of measurement in the DC measurement difficult. The paper points out the inapplicability of the resistance box test method, gives four correct test method.Key words: the portable electric double bridge; calibrator; decade resistor; measurement
中圖分類號(hào)：TU2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-2104（2012）
前言
便攜式雙橋校驗(yàn)儀是由幾個(gè)低阻值十進(jìn)電阻盤組成的測(cè)量盤（范圍為11×（10~0.01）Ω）和一多只標(biāo)準(zhǔn)電阻器組成的標(biāo)準(zhǔn)電阻盤構(gòu)成，其準(zhǔn)確度在0.01~0.02級(jí)之間，測(cè)量范圍為10~0.01Ω或10-4~103Ω，它不僅是檢定便攜式雙電橋的標(biāo)準(zhǔn)裝置，也是檢定、各種數(shù)字毫歐、微歐計(jì)的理想標(biāo)準(zhǔn)器。檢定該儀器的主要難點(diǎn)是對(duì)非十進(jìn)小電阻的高精度測(cè)量，這涉及較多的理論基礎(chǔ)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，難度較大，在實(shí)際檢定中往往由于采用了不正確的檢定方法而不能達(dá)到正確檢定的目的。本文分析了雙電橋校驗(yàn)儀測(cè)量盤的結(jié)構(gòu)，指出了三種不適用的檢定方法，并介紹了4種正確檢定方法。
1 便攜式雙電橋校驗(yàn)儀的由來與線路簡介
便攜式直流電橋的檢定是用整體法，即將一標(biāo)準(zhǔn)電阻箱接入被檢電橋的測(cè)量端，在各個(gè)被檢示值調(diào)電橋平衡后，標(biāo)準(zhǔn)電阻箱的示值即為被檢電橋的實(shí)際值。便攜式單電橋用10×（104~0.01）Ω，比被檢電橋高兩級(jí)的普通電阻箱做標(biāo)準(zhǔn)即可。而便攜式雙電橋的檢定標(biāo)準(zhǔn)就沒這么簡單了，因?yàn)殡p電橋的基本檢測(cè)范圍是10~0.001Ω（有的擴(kuò)展至100Ω），我們可以選擇電橋最大量程作為全檢量程，這樣對(duì)應(yīng)的電阻箱示值為×1、× 0.01（或×10）Ω盤，不管電阻箱為0.01或0.02級(jí)（它的準(zhǔn)確度是以最高等級(jí)的測(cè)量盤、通常是第I盤的準(zhǔn)確度定級(jí)的），受開關(guān)接觸電阻變差等因素的限制，電阻箱在這些盤的誤差大多為0.1%~0.5%，無法滿足檢定雙電橋（0.05~2.0級(jí)，以0.1級(jí)、0.2級(jí)居多）的要求，所以生產(chǎn)廠生產(chǎn)出ZY4型（0.01級(jí)）、ZX71型（0.02級(jí)）便攜式雙橋校驗(yàn)儀，他們實(shí)際上由雙刀開關(guān)切換一側(cè)電壓、電流端子的過渡電阻器作為測(cè)量盤和由多只單值標(biāo)準(zhǔn)電阻器組成的標(biāo)準(zhǔn)電阻盤構(gòu)成，由于把開關(guān)接觸電阻引入在電壓、電流引線中，即在電阻值的定義點(diǎn)之外，所以開關(guān)接觸電阻不影響它的準(zhǔn)確度，因此它們可以做成0.01級(jí)、0.02級(jí)準(zhǔn)確度的校驗(yàn)儀。
2 雙橋校驗(yàn)儀標(biāo)準(zhǔn)電阻盤的檢定
雙橋校驗(yàn)儀標(biāo)準(zhǔn)電阻盤的檢定，按同等級(jí)的單值標(biāo)準(zhǔn)電阻器檢定即可，如用三次平均雙電橋或普通的雙電橋以0.001級(jí)或二等標(biāo)準(zhǔn)電阻為標(biāo)準(zhǔn)，用替代法測(cè)量。當(dāng)然最理想是用直流比較儀式電橋直接測(cè)量。
ZY4型校驗(yàn)儀有0.0001Ω，如果沒有同標(biāo)稱值的電阻標(biāo)準(zhǔn)，可用0.001Ω電阻標(biāo)準(zhǔn)作標(biāo)準(zhǔn)，在比較儀式電橋或QJ36等優(yōu)良的0.02級(jí)普通電橋上直接測(cè)量，該0.0001Ω雖為0.1級(jí)，但它低于雙電橋基本量程0.001Ω，所以用普通電橋時(shí)要仔細(xì)測(cè)量并修正電橋。當(dāng)然用普通電橋時(shí)最好用比例替代法測(cè)量，即把0.1（0.01）Ω和0.01（0.001）Ω電阻標(biāo)準(zhǔn)接在電橋的RS和RX端鈕上，平衡電橋，然后將0.001Ω和0.0001Ω替代上二個(gè)電阻，再平衡電橋，經(jīng)過計(jì)算即可由三只電阻標(biāo)準(zhǔn)之值及二次電橋讀數(shù)求出0.0001Ω之值，它消除了電橋的誤差。
3 對(duì)橋校驗(yàn)儀測(cè)量盤檢定的誤區(qū)
對(duì)0.01或0.02級(jí)、1~0.01Ω校驗(yàn)儀測(cè)量盤按普通電阻箱檢定是不行的，因?yàn)槠胀娮柘洹?~×0.01Ω盤精度僅為0.1%~5%，×10Ω盤為0.02%~0.05%，其檢定標(biāo)準(zhǔn)裝置無法勝任0.01~0.02級(jí)校驗(yàn)儀測(cè)量盤的檢定。下列幾種方法不適合雙橋校驗(yàn)儀的檢定。
3.1標(biāo)準(zhǔn)電阻箱法
他們都是普通電阻箱，國內(nèi)生產(chǎn)最高等級(jí)的0.005級(jí)ZX78電阻箱其1~0.01Ω盤的標(biāo)準(zhǔn)度均大大低于0.02%，根本無法作標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行替代檢定。
3.2標(biāo)準(zhǔn)電阻電橋法
國產(chǎn)優(yōu)良的雙電橋?yàn)?.02級(jí)，精度不夠，修正后其不確定度約為0.01%，仍不能滿足要求。
國產(chǎn)最高等級(jí)的單電橋?yàn)?.002級(jí)的HY2501型，但因單電橋測(cè)量受導(dǎo)線電阻、端鈕接觸電阻及其變差等影響，加上電橋工作在四臂不匹配狀態(tài)，更無法保證測(cè)量準(zhǔn)確度。
3.3比較電橋法
比較電橋是專門檢定電橋、電阻箱的，但它本質(zhì)上是單橋四端鈕測(cè)量，雖然是按電阻的定義值進(jìn)行測(cè)量，但也因各橋臂的不匹配（阻值相差太大），使電橋靈敏度降低，而且該電橋連接標(biāo)準(zhǔn)電阻與被測(cè)電阻的導(dǎo)線的阻值測(cè)量精度約為（1~2）×10-4Ω，它要從被測(cè)電阻讀數(shù)中減去，這也大大影響了小阻值的測(cè)量準(zhǔn)確度。
綜上所述，上述常用的三種電阻箱測(cè)量法均不適合對(duì)雙橋校驗(yàn)儀測(cè)量盤的檢定。
4 雙橋校驗(yàn)儀測(cè)量盤的正確檢定方法
4.1直流比較儀式電橋法
它在測(cè)量十進(jìn)與非十進(jìn)小電阻時(shí)，準(zhǔn)確度都非常高，是檢定雙橋校驗(yàn)儀的最佳選擇。
將校驗(yàn)儀四個(gè)電阻輸出端對(duì)應(yīng)接于比較儀電橋初級(jí)被測(cè)電阻RX的接線端子上，將校驗(yàn)儀步進(jìn)電阻R為最大的十進(jìn)盤示值置于10，電橋第I測(cè)量盤也相應(yīng)置于10，取標(biāo)稱值為10R的電阻標(biāo)準(zhǔn)RS接于電橋的次級(jí)RS的接線端子上，R≥1Ω時(shí)電橋兩電流表置于100mA量程，R≤0.1Ω時(shí)置于1A量程，按電橋1：1的測(cè)量狀態(tài)開機(jī)，在RS消耗功率為0.01~0.02W（0.01W最好）的電流下調(diào)好電橋跟蹤和零位，并將檢流計(jì)靈敏度調(diào)至變化0.1 C%偏轉(zhuǎn)不低于1mm的狀態(tài)（C為被檢盤的等級(jí)指數(shù)），然后按11至0的順序測(cè)量，先把RS的相對(duì)偏差值放在偏差盤上，則電橋在各被檢示值（包括零）時(shí)的讀數(shù)即為被檢示值的實(shí)際值。電橋工作狀態(tài)只要磁勢(shì)≥3AT、電阻上電壓≥3mV即可。
4.2直流比較儀式電位差計(jì)法
檢定校驗(yàn)儀×1Ω以下的測(cè)量盤時(shí)，將步進(jìn)值為R的被檢十進(jìn)盤與標(biāo)稱值為10R的電阻標(biāo)準(zhǔn)串聯(lián)接入電位差計(jì)初級(jí)電路，流過初級(jí)額定電流I1，先用電位差計(jì)測(cè)出RS的電壓US，然后再測(cè)出十進(jìn)盤各示值的電壓Uxi，設(shè)rs為RS的實(shí)際值，則各示值的電阻實(shí)際值
rxi=（Uxi/US）rs
為了直讀，在測(cè)US時(shí)，先把測(cè)量盤放在與I1rs對(duì)應(yīng)的示值上，調(diào)電位差計(jì)次級(jí)偏差盤平均電位差計(jì)，測(cè)各Uxi時(shí)，保持偏差盤不動(dòng)，調(diào)測(cè)量盤使之平衡，則rxi=（Uxi/US）rs=Uxi/I1，例如Ux2=100.00450mV、I1=50mA，則rx2=2.000090Ω。
當(dāng)檢定×0.1Ω以下的十進(jìn)盤時(shí)，一定要用電位差計(jì)的×0.1或×0.01量程并電流換向讀數(shù)，以減小測(cè)量誤差。檢定×0.01Ω十進(jìn)盤時(shí)，應(yīng)換向測(cè)量兩次取平均值。
當(dāng)檢定×10Ω測(cè)量盤時(shí)，因?yàn)楸粶y(cè)電勢(shì)將超出電位差計(jì)測(cè)量上限，所以必須分流初級(jí)電流，以使電位差計(jì)測(cè)量上限覆蓋被測(cè)電勢(shì)的最大值。
將10Ω電阻標(biāo)準(zhǔn)器與測(cè)量盤串聯(lián)后，并聯(lián)在另一10Ω標(biāo)準(zhǔn)電阻或20Ω過渡標(biāo)準(zhǔn)電阻上，注意一定不要用普通電阻箱做并聯(lián)電阻，因?yàn)殡娮柘溆虚_關(guān)接觸電阻變差且其允許功率小，將使阻值不穩(wěn)定，從而使二分支電流不穩(wěn)，嚴(yán)重影響測(cè)量準(zhǔn)確度。
其余的測(cè)量方法與×1Ω盤相同。
4.3過渡標(biāo)準(zhǔn)電阻替代法
將與被檢校驗(yàn)儀測(cè)量盤步進(jìn)電阻同標(biāo)稱值的有11個(gè)元件的BZ11型等過渡標(biāo)準(zhǔn)電阻，先用同標(biāo)稱值電阻標(biāo)準(zhǔn)對(duì)每個(gè)元件進(jìn)行替代法檢定，求出過渡電阻的累加值，然后用各累加值做標(biāo)準(zhǔn)，在雙橋上對(duì)被檢測(cè)量盤各對(duì)應(yīng)值一一進(jìn)行替代檢定。
ZX71型校驗(yàn)儀測(cè)量盤C2電流端上串聯(lián)著未輸出的步進(jìn)電阻，所以過渡標(biāo)準(zhǔn)電阻電流端一定要接在ZX71的P1電位端或C1電流端上，以減小電橋跨線電阻，以接P1端為最好，因?yàn)镃1端內(nèi)還包含開關(guān)接觸電阻。
4.4置換雙電橋法
該法在電橋檢定規(guī)程上已有敘述，不再重復(fù)，但該法接線比較麻煩，盡可能少用。
5 小結(jié)
總之，雙橋校驗(yàn)儀檢定的主要難點(diǎn)是非十進(jìn)小阻值的準(zhǔn)確測(cè)量，涉及較多的理論基礎(chǔ)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，是直流測(cè)量中難度比較大的，應(yīng)充分重視。
參考文獻(xiàn)：
[1]JJG506~87直流比較儀式電橋檢定規(guī)程。
[2]JJG505~87直流比較儀式電位差計(jì)檢定規(guī)程。
探究取一條定長的細(xì)繩，把它的兩端都固定在圖板的同一點(diǎn)處，套上鉛筆，拉緊繩子，移動(dòng)筆尖，這時(shí)筆尖（動(dòng)點(diǎn)）畫出的軌跡是一個(gè)圓。如果把細(xì)繩的兩端拉開一段距離，分別固定在圖板的兩點(diǎn)處（圖2.1―1）（圖略），套上鉛筆，拉緊繩子，移動(dòng)筆尖，畫出的軌跡是什么曲線？
在這一過程中，你能說出移動(dòng)的筆尖（動(dòng)點(diǎn)）滿足的幾何條件嗎？
把細(xì)繩的兩端拉開一段距離，移動(dòng)筆尖的過程中，細(xì)繩的長度保持不變，即筆尖到兩個(gè)定點(diǎn)的距離之和等于常數(shù)。
我們把平面內(nèi)與兩個(gè)定點(diǎn)，的距離之和等于常數(shù)（大于）的點(diǎn)的軌跡叫做橢圓。這兩個(gè)定點(diǎn)叫做橢圓的焦點(diǎn)，兩焦點(diǎn)間的距離叫做橢圓的焦距。
反例：線段的垂直平分線上任意一點(diǎn)（除垂足之外）與兩個(gè)定點(diǎn)，的距離之和都等于常數(shù)，并且，在中，顯然。那么垂直平分線=橢圓？
其實(shí)，除了線段（包括端點(diǎn)）上的點(diǎn)之外，平面內(nèi)任意一點(diǎn)與兩個(gè)定點(diǎn)，的距離之和都等于常數(shù)，并且，那么整個(gè)平面（除了線段（包括端點(diǎn)）上的點(diǎn)）=橢圓？
常數(shù)是固定不變的數(shù)值，與之相反的是變量。這是常數(shù)不變的一面，但是常數(shù)也具有“變化的”一面。
二、關(guān)于雙曲線的錯(cuò)誤定義分析
思考我們知道，與兩個(gè)定點(diǎn)距離的和為非零常數(shù)（大于兩個(gè)定點(diǎn)間的距離）的點(diǎn)的軌跡是橢圓。那么，與兩個(gè)定點(diǎn)距離的差為非零常數(shù)的點(diǎn)的軌跡是什么？
如圖2.2―1（圖略），取一條拉鏈，拉開它的一部分，在拉開的兩邊上各選擇一點(diǎn)，分別固定在點(diǎn)，上，把筆尖放在點(diǎn)處，隨著拉鏈逐漸拉開或者閉攏，筆尖所經(jīng)過的點(diǎn)就畫出一條曲線。這條曲線是滿足下面條件的點(diǎn)的集合：。
如果使點(diǎn)到點(diǎn)的距離減去到點(diǎn)的距離所得的差等于同一個(gè)常數(shù)，就得到另一條曲線（圖2.2―1中左邊的曲線）。這條曲線是滿足下面條件的點(diǎn)的集合：
。這兩條曲線合起來叫做雙曲線，每一條叫做雙曲線的一支。
我們把平面內(nèi)與兩個(gè)定點(diǎn)，的距離的差的絕對(duì)值等于常數(shù)（小于)的點(diǎn)的軌跡叫做雙曲線。這兩個(gè)定點(diǎn)叫做雙曲線的焦點(diǎn)，兩焦點(diǎn)間的距離叫做雙曲線的焦距。
這樣定義雙曲線是錯(cuò)誤的。
反例：線段的垂直平分線上任意一點(diǎn)與兩個(gè)定點(diǎn)，的距離的差的絕對(duì)值等于0（常數(shù)），并且顯然。那么垂直平分線=雙曲線？
其實(shí)，除了以，為端點(diǎn)（包括端點(diǎn)）的兩條射線之外，平面內(nèi)任意一點(diǎn)與兩個(gè)定點(diǎn)、的距離的差的絕對(duì)值都等于常數(shù)，并且，那么整個(gè)平面（除了以，為端點(diǎn)（包括端點(diǎn)）的兩條射線）=雙曲線？
值得一提的是：思考處有兩個(gè)“非零”常數(shù)，第一個(gè)“非零”卻是畫蛇添足――大于兩個(gè)定點(diǎn)間的距離難道還可以等于零；第二個(gè)“非零”必不可少，定義雙曲線時(shí)卻“銷聲匿跡”，還有“曇花一現(xiàn)”的“同一個(gè)常數(shù)”。
三、關(guān)于拋物線的錯(cuò)誤定義分析
我們把平面內(nèi)與一個(gè)定點(diǎn)和一條定直線的距離相等的點(diǎn)的軌跡叫做拋物線。點(diǎn)叫做拋物線的焦點(diǎn)，直線叫做拋物線的準(zhǔn)線。
這樣定義拋物線也是錯(cuò)誤的。
點(diǎn)與直線的位置關(guān)系有兩種，既然定義中沒有明確說明點(diǎn)不在直線上，那就不能理所當(dāng)然的認(rèn)為點(diǎn)不在直線上。
四、橢圓、雙曲線、拋物線的正確定義與理解
我們把平面內(nèi)與兩個(gè)定點(diǎn)，的距離之和等于同一個(gè)常數(shù)（大于）的點(diǎn)的軌跡叫做橢圓。
我們把平面內(nèi)與兩個(gè)定點(diǎn)，的距離的差的絕對(duì)值等于同一個(gè)非零常數(shù)（小于)的點(diǎn)的軌跡叫做雙曲線。
我們把平面內(nèi)與一個(gè)定點(diǎn)和一條定直線（不經(jīng)過點(diǎn)）的距離相等的點(diǎn)的軌跡叫做拋物線。點(diǎn)叫做拋物線的焦點(diǎn)，直線叫做拋物線的準(zhǔn)線。
同一個(gè)常數(shù)≠常數(shù)，前者更強(qiáng)調(diào)一種不變性、重復(fù)性。橢圓定義中的同一個(gè)常數(shù)也可以用常數(shù)、定值等代換，這里不僅表明是常數(shù)，還對(duì)常數(shù)進(jìn)行了限制，即該常數(shù)是而不是1，2，3,……；雙曲線定義中的同一個(gè)非零常數(shù)也可以用同一個(gè)正（常）數(shù)代換。在歸納出雙曲線的定義時(shí)，常數(shù)，常數(shù)。兩式中的常數(shù)不僅大于零而且還相等，即為同一個(gè)非零常數(shù)。進(jìn)一步理解，既然你畫出的圖形已經(jīng)是橢圓、雙曲線，那么一定有、，即它們是“點(diǎn)的軌跡是橢圓、雙曲線”的必要而不充分條件。
通過以上對(duì)橢圓、雙曲線、拋物線的錯(cuò)誤定義分析，加深了我們對(duì)橢圓、雙曲線、拋物線的定義的深刻理解。
數(shù)學(xué)概念有些是從生產(chǎn)、生活實(shí)際問題中抽象出來的，有些是從數(shù)學(xué)自身的發(fā)展而產(chǎn)生的，許多數(shù)學(xué)概念源于生活實(shí)際，但又依賴已有的數(shù)學(xué)概念而產(chǎn)生。我認(rèn)為抽象出來一個(gè)新的數(shù)學(xué)概念需要注意歸納推理的正確應(yīng)用。
五、歸納推理的正確應(yīng)用
（1）謹(jǐn)防生搬硬套
歸納推理是由部分到整體、有個(gè)別到一般的推理。這種特征決定了我們不能由個(gè)別結(jié)論生搬硬套得出一般結(jié)論。
例如：把細(xì)繩的兩端拉開一段距離，移動(dòng)筆尖的過程中，細(xì)繩的長度保持不變，即筆尖到兩個(gè)定點(diǎn)的距離之和等于常數(shù)。――這一段話是沒有錯(cuò)誤的，因?yàn)檫@里的常數(shù)等于繩長（實(shí)質(zhì)上是動(dòng)點(diǎn)到兩定點(diǎn)的距離的和），而定義中――我們把平面內(nèi)與兩個(gè)定點(diǎn)，的距離之和等于常數(shù)（大于）的點(diǎn)的軌跡叫做橢圓。但此常數(shù)非彼常數(shù)。
（2）不容忽視的前提條件
上文已提及，。這兩式中的常數(shù)不僅大于零而且還相等即實(shí)質(zhì)為同一個(gè)非零常數(shù)。這是得出雙曲線定義的前提條件。
其實(shí)，方程不一定無解，太陽不一定東升西落，騎白馬的不一定是王子。
（3）不容忽視的特殊情況
是的，最近在北京的街頭，也多見該產(chǎn)品的路牌廣告，從傳播上看來，“愛運(yùn)動(dòng)愛音樂”的主張，確實(shí)給沉悶的手機(jī)推廣帶來一絲亮色，從這也可見該公司對(duì)該產(chǎn)品的匠心獨(dú)運(yùn)與重視。可是，該廣告映入我眼簾后，想來想去，總覺得不是滋味！什么是愛運(yùn)動(dòng)愛音樂？到底是愛運(yùn)動(dòng)，還是愛音樂？還是必須愛運(yùn)動(dòng)的同時(shí)來愛音樂？
看來，該產(chǎn)品的定位不是一眼就能看出的清晰，還是有探討的余地！
憑空想出來的雙定位，想將運(yùn)動(dòng)與音樂人士一網(wǎng)打盡
不可否認(rèn)，諾基亞公司的市場(chǎng)人員還是花了很多的功夫在該產(chǎn)品的構(gòu)思上：現(xiàn)在手機(jī)基本不在通話功能上下功夫，而只在能體現(xiàn)娛樂、運(yùn)動(dòng)、音樂、游戲這些功能以及獨(dú)特的個(gè)性、情感上絞盡腦汁。那么，將運(yùn)動(dòng)、音樂功能進(jìn)行組合與提升，應(yīng)該是一條發(fā)現(xiàn)藍(lán)海、沖出紅海的道路。于是，他們想出了這款5500 SPORT運(yùn)動(dòng)音樂手機(jī)，既不同于以前的運(yùn)動(dòng)功能手機(jī)，也不同于現(xiàn)在泛濫的音樂手機(jī)，以求突破。分析一下，他們當(dāng)初的創(chuàng)意思路，應(yīng)該基本如下圖所示：
從上面看來，他們的目的昭然若揭，即通過打造一種獨(dú)有的裝備，來體現(xiàn)該產(chǎn)品對(duì)目的消費(fèi)者的“可運(yùn)動(dòng)、可音樂”的需求的滿足。如下：
眼睛只會(huì)聚集一點(diǎn)，想一網(wǎng)打盡反而顯得含混不清，消費(fèi)者莫衷一是
可是，從消費(fèi)者分析圖可看出，愛運(yùn)動(dòng)的人的特性與愛音樂的人的特性雖有一些共同點(diǎn)，但更多的是不同的消費(fèi)者特征，一種更傾向于自我的、自然的、外向的、活潑的、注重團(tuán)隊(duì)的、寓樂于苦的甚至領(lǐng)導(dǎo)型的；一種則是個(gè)性的、城市的、外向的、追求輕松愜意與無拘無束的。所以，最初的想一箭雙雕住這兩部分消費(fèi)者，想奪得大眾市場(chǎng)的好感，反而變成了特殊人群的特性裝備，目標(biāo)消費(fèi)者群變成了：
所以，其產(chǎn)品消費(fèi)者定位也發(fā)生了變化：
到這里，我們相信諾基亞公司不僅是為了那一小撮“特殊人”來專門規(guī)劃的這個(gè)產(chǎn)品?；诉@么大的代價(jià)，最后精心為大眾消費(fèi)者準(zhǔn)備的新產(chǎn)品卻只是為極少一部分人服務(wù)，公司老板確定不干！
深挖一步，別有洞天。只要去想，世上總有圓滿的解決辦法
其實(shí)，這款產(chǎn)品無論從設(shè)計(jì)、外觀、功能、創(chuàng)意上都還是有可取之處。只要稍微作些調(diào)整，該款產(chǎn)品還是能出彩的。我們不能拿模糊來說是為了重視與對(duì)準(zhǔn)所有消費(fèi)者，也不能含含糊糊、不下功夫研究與細(xì)想就想一箭雙雕。營銷能力就是向前再走一步的能力。如果進(jìn)行以下的發(fā)掘，相信會(huì)有更好的產(chǎn)品定位，也說明了對(duì)消費(fèi)者有了更認(rèn)真、更透徹的了解與認(rèn)識(shí)：
【摘要】 采用3種不同衍生方法對(duì)胺類化合物進(jìn)行標(biāo)記，比較衍生效率的差別，給出最優(yōu)方法：5-(2-羥乙基)-(苯并吖啶酮與N，N-羰基雙咪唑(CDI)縮合形成的雙敏感探針2-(苯并吖啶酮)-乙基咪唑酸酯(BAEIC)與胺的衍生效率最高，產(chǎn)物穩(wěn)定。BAEIC在N，N-二甲基甲酰胺 (DMF) 溶劑中以4-二甲氨基吡啶 (DMAP) 為催化劑，在80 ℃條件下與胺反應(yīng)生成的親核取代物，不僅表現(xiàn)出強(qiáng)烈的熒光，同時(shí)具有很強(qiáng)的質(zhì)譜離子化能力。估算了衍生物在乙腈和甲醇水溶液中百分離子化值δ在5.62%～58.08%和2.14%～56.58%范圍內(nèi)。本方法具有良好的重現(xiàn)性，激發(fā)和發(fā)射波長為λex/λem=280/510 nm，熒光檢出限為0.12～0.59 μg/L(8.6～79 fmol)； 在線APCI-MS檢出限為1.9～14 μg/L(544～825 fmol)。
【關(guān)鍵詞】 液相色譜-質(zhì)譜； 脂肪胺； 5-(2-羥乙基)-苯并吖啶酮； 2-(苯并吖啶酮)-乙基咪唑酸酯
Abstract With comparison of three different methods for the marking of amines compound，an optimal derivatization method was selected.5-(2-Hydroxyethyl)benzoacridine（HBA) reacts with coupling agent N，N′-carbonyldiimidazole（CDI) to form an activated amide intermediate 2-(benzoacridin)ethyl-imidazole-1-carboxylate（BAEIC).BAEIC，which is dual-sensitive probe，reacts preferably with amino compounds at 80 ℃ in the presence of 4-dimethylaminopyridine（DMAP) catalyst in N，N-dimethylformamide（DMF) solvent to give the corresponding sensitively fluorescent derivatives with an excitation maximum at λex of 280 nm and an emission maximum at λem of 510 nm.BAEIC-amine derivatives simultaneously exhibited high ionization potential with percent ionization（ changing from 5.62% to 58.08% in aqueous acetonitrile and from 2.14% to 56.58% in aqueous methanol.Derivatives were not only sensitive to fluorescence but also to MS ionizable potential.The fluorescence detection limits（S/N=3) were 0.12-0.59 μg/L.The online APCI-MS detection limits were 1.9-14 μg/L(S/N=5).
Keywords High performance liquid chromatography/mass spectrometry； Aliphatic amines； 5-(2-Hydroxyethyl)benzoacridine； 2-(Benzoacridin)ethyl-imidazole-1- carboxylate
1 引言
質(zhì)譜和熒光技術(shù)廣泛應(yīng)用于環(huán)境科學(xué)、毒物學(xué)及生命科學(xué)等領(lǐng)域中，用于確定諸多生物活性分子的含量及化學(xué)結(jié)構(gòu)[1~3]。環(huán)境中的胺多是由蛋白質(zhì)、氨基酸等含氮類有機(jī)化合物經(jīng)生物降解而成。大多數(shù)胺類化合物在亞硝化劑存在下可生成強(qiáng)致癌性的N-亞硝基化合物[4~8]，因此，檢測(cè)環(huán)境中的胺具有重要意義。目前，檢測(cè)胺的方法主要有氣相色譜法[9]和離子交換法[10]。盡管方法簡便易行，但由于靈敏度低而受到限制。為提高檢測(cè)靈敏度和改善選擇性，采用柱前或柱后衍生化是一種行之有效的手段。但測(cè)定胺類化合物所用試劑較多[11~14]，如常用熒光試劑FMOC-Cl衍生化時(shí)，過量試劑易造成柱效降低。此外，試劑對(duì)脯氨酸和半胱氨酸衍生物表現(xiàn)出很弱的熒光，準(zhǔn)確定量存在困難。
盡管多種胺類測(cè)定試劑[15~18]具有很強(qiáng)的熒光靈敏度，然而它們?cè)贏PCI-MS中的質(zhì)譜離子化能力相對(duì)低，這對(duì)同時(shí)獲得在線的高靈敏質(zhì)譜鑒定十分不利。本研究制備了一種能同時(shí)滿足熒光和質(zhì)譜增敏的雙敏感探針分子。結(jié)果表明，2-(苯并吖啶酮)-乙基咪唑酸酯(BAEIC)中間體與胺的親核取代產(chǎn)物具有高熒光靈敏度及很強(qiáng)的質(zhì)譜離子化能力。
2 實(shí)驗(yàn)部分
2.1 儀器與試劑
1100 離子阱液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，配備四元梯度泵、在線真空脫氣機(jī)、熒光檢測(cè)器和自動(dòng)進(jìn)樣器(美國 Agilent公司)；大氣壓化學(xué)電離源(APCI Source)； Delta 600半制備色譜(美國Waters公司)。F-7000熒光分光光度計(jì)(日本Hitachi公司)。12種脂肪胺標(biāo)準(zhǔn)品(美國Sigma公司)； 乙腈(色譜純，禹王試劑公司)； 5-(2-羥乙基)-苯并吖啶酮(HBA，自制)； 2-(苯并吖啶酮)-乙基咪唑酸酯(BAEIC，自制)； N，N-羰基二咪唑(CDI)、 4-二甲氨基吡啶(DMAP)等其它試劑均為分析純。
2.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制
分別稱取12種脂肪胺標(biāo)品，用乙腈配成濃度為0.1 mol/L溶液，相應(yīng)低濃度12種脂肪胺混合溶液(2.0×10-3 mol/L)用N，N-二甲基甲酰胺(DMF)稀釋而成。稱取0.1156 g HBA用DMF定容至10 mL，濃度為0．04 mol/L。稱取0.1532 g BAEIC用DMF定容至10 mL，濃度為0．04 mol/L。稱取0.2 g DMAP，用DMF定容至10 mL，濃度為20 g/L。稱取0.1 g CDI，用DMF定容至10 mL，濃度為10 g/L。
2.3 色譜與質(zhì)譜條件
Akasil-C18色譜柱（250 mm×4.6 mm， 5 μm， 美國艾杰爾科技公司)。流動(dòng)相A：30 %乙腈(含20 mmol/L HCOONH4， pH 3.74)； 流動(dòng)相B：100%乙腈。梯度洗脫程序：0~30 min，10 %~100% B，保持10 min。流速為1.0 mL/min，進(jìn)樣量10 μL，柱溫30 ℃。熒光激發(fā)和發(fā)射波長分別為280和510 nm。質(zhì)譜條件：大氣壓化學(xué)電離源(APCI source)，正離子模式，噴霧壓力413 kPa，干燥氣流量5 L/min，干燥氣溫度350 ℃，氣化溫度450 ℃，毛細(xì)管電壓3500 V，電暈電流4000 nA(Pos)。
2.4 衍生方法
按3種方法進(jìn)行衍生反應(yīng)（見圖解1）：（1）一步法 依次向安培瓶中加入200 μL HBA，200 μL DMAP，350 μL CDI和210 μL胺標(biāo)準(zhǔn)品，密封后于80 ℃水浴中振蕩反應(yīng)60 min，取10 μL，加190 μL乙腈稀釋，進(jìn)樣；（2）兩步法 依次向安培瓶中加入200 μL HBA，200 μL DMAP，350 μL CDI溶液，密封后于60 ℃水浴中振蕩反應(yīng)20 min，使HBA與CDI作用形成中間體BAEIC，加入210 μL 12種混合胺的標(biāo)準(zhǔn)溶液，密封后于80 ℃反應(yīng)60 min，取10 μL， 加乙腈190 μL稀釋， 進(jìn)樣；（3）中間體法 依次向安培瓶中加入200 μL BAEIC，200 μL DMAP，350 μL DMF，210 μL 12種混合胺標(biāo)品，密封后于80 ℃反應(yīng)60 min， 取10 μL， 加乙腈190 μL稀釋進(jìn)樣。
圖解1 衍生反應(yīng)概況圖（略）
Scheme 1 Derivatization scheme of 3 methods
HBA：5-(2-羥乙基)-苯并吖啶酮(5-(2-Hydroxyethyl)benzoacridine)；BAEIC：2-(苯并吖啶酮)-乙基咪唑酸酯(2-(Benzoacridin)ethyl-imidazole-1-carboxylate)；DMAP：4-二甲氨基吡啶(4-Dimethylamiopyridine)
2.5 樣品處理
取適量污水，用HCl調(diào)節(jié)至pH 3.0，超聲振蕩1 min，使水中的脂肪胺變?yōu)橄鄳?yīng)的有機(jī)鹽，過濾，量取濾液150 mL，旋干后，加80%乙腈5 mL，用0.1 mol/L NaOH調(diào)至堿性后直接用于衍生化。
2.6 百分離子化估計(jì)
中間體HBA的母核屬含N、O雜環(huán)的高共軛平面分子，由于N和羰基O原子處于特殊的對(duì)位結(jié)構(gòu)，分子內(nèi)的異構(gòu)化轉(zhuǎn)變相對(duì)容易（見圖解2）。
圖解2 2-(苯并吖啶酮)-乙基咪唑酸酯衍生物在含乙腈水流動(dòng)相中的異構(gòu)化機(jī)理（略）
Scheme 2 Isomerization mechanism of 2-(benzoacridin)ethyl-imidazole-1-carboxylate derivatives in aqueous acetonitrile
分子A中N原子的孤電子對(duì)首先通過異構(gòu)化作用轉(zhuǎn)移至O原子，形成兩性離子B。B的過渡態(tài)包含一個(gè)酚氧負(fù)離子，極易接受H+而產(chǎn)生季銨離子C導(dǎo)致分子的熒光猝滅。其猝滅程度與體系內(nèi)含質(zhì)子給予體(H2O)的濃度有關(guān)。借助不同質(zhì)子給予體濃度下的熒光猝滅強(qiáng)度，即可計(jì)算出分子A在水相體系下的百分離子化δ值。當(dāng)探針A溶在水相有機(jī)體系時(shí)，存在探針分子A、質(zhì)子給予體E(H2O)和質(zhì)子接受體AE的平衡，熒光猝滅常數(shù)表達(dá)為：
K=[AE] [A]·［E］（1）
[A]，[E]和[AE]為相應(yīng)的平衡濃度，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，百分離子化值δ可定義為：
δ＝[AE] [A]0＝[AE] [A]＋［AE］（2）
假設(shè)未被離子化的A最初濃度為[A]0，熒光強(qiáng)度為F0，則：
F0＝K′φf[A]0(3)
Κ′為與儀器相關(guān)的常數(shù)，φf為A的量子產(chǎn)率。當(dāng)A部分被質(zhì)子化后，剩余A的熒光強(qiáng)度為F， 此時(shí)F可表達(dá)為:
F=K′φf(1-δ)［A］0（4）
（此處，δ＝［AE］／［A］0），結(jié)合等式（3）和（4）得出：
（F0-F）／F＝δ／（1-δ）（5）
結(jié)合等式(2)，(3)和(7)得到下式：
（F0／F）／F＝K［E］（6）
（[E]為質(zhì)子給予體的平衡濃度，其值遠(yuǎn)比[A]或[AE]大，這樣[E]≈CE，CE為質(zhì)子給予體的最初摩爾濃度），于是(6)式改寫為：
（F0-F）／F＝KCE（7）
將等式(7)中（F0-F）／F代于等式(7)得到：
δ＝KCE／（1＋KCE）（8）
根據(jù)不同質(zhì)子給予體濃度下的熒光猝滅值，求得等式(7)中的猝滅常數(shù)K值后，代入等式(8)中獲得相應(yīng)的百分離子化值δ。
3 結(jié)果與討論
3.1 熒光光譜性質(zhì)
當(dāng)水相體系處于恒溫條件時(shí)，隨體系中質(zhì)子給予體濃度的增高，BAEIC-癸胺衍生物的熒光強(qiáng)度降低，這主要是探針分子與質(zhì)子給予體形成季銨離子導(dǎo)致熒光猝滅的結(jié)果。表1為探針分子在不同濃度乙腈和甲醇水溶液中的相對(duì)熒光強(qiáng)度及發(fā)射波長。結(jié)果表明：隨質(zhì)子給予體濃度增加，熒光強(qiáng)度逐漸降低，且發(fā)射波長明顯紅移，在乙腈中紅移約39 nm，甲醇中紅移約13 nm。
理論上，百分離子化值δ與加入水的體積百分?jǐn)?shù)應(yīng)呈線性關(guān)系。在乙腈中，水的體積分?jǐn)?shù)為0~70%時(shí)線性良好； 進(jìn)一步升高則偏離線性，主要是探針分子在低濃度乙腈中溶解度降低的緣故(δ=2.77+0.2414x，r=0.9921，x為水的體積百分?jǐn)?shù))。甲醇中也有相似的結(jié)果。當(dāng)甲醇中水的體積百分?jǐn)?shù)在0~40%時(shí)線性良好（δ=0.30+0.17996x，r=0.9896），再高則偏離線性。上述百分離子化值δ很好地揭示了探針分子具有良好的質(zhì)譜離子化能力，因?yàn)锳PCI-MS離子化主要是分子在質(zhì)譜離子室中被水分子溶劑化的結(jié)果。
表1 不同濃度乙腈、甲醇水溶液中BAEIC-癸胺的熒光強(qiáng)度及百分離子化值（略）
Table 1 Fluorescence intensity of BAEIC-decylamine in the presence of varying amount of water and corresponding calculated percent ionization δ values
注（note）：乙腈水或甲醇水中BAEIC-癸胺濃度為1.0×10-6 mol/L； F0為純乙腈或甲醇中熒光強(qiáng)度，K由公式(7)得出，δ值由公式(8)得出（Final concentration of BAEIC- decylamine in each aqueous acetonitrile or methanol is kept at 1.0×10-6 mol/L；F0 was measured in 100% acetonitrile or methanol.K values were calculated according to the Eq.7；δ values were calculated according to the Eq.8 in each corresponding K value obtained）。
3.2 色譜分離
HBA或BAEIC與脂肪胺的衍生化反應(yīng)隨堿性催化劑、CDI用量、溶劑、衍生溫度、衍生時(shí)間的不同，衍生產(chǎn)率有顯著差異。以辛胺、壬胺、癸胺、十一胺、十二胺等對(duì)以上的衍生條件分別進(jìn)行了優(yōu)化。實(shí)驗(yàn)表明：衍生溫度80 ℃，衍生時(shí)間60 min，催化劑為DMAP，共溶劑為DMF時(shí)具有最高衍生產(chǎn)率。在最優(yōu)化條件下，考察了3種不同衍生化方法對(duì)衍生產(chǎn)率的影響。結(jié)果表明，在3種衍生方法中，方法A最差，方法C給出最高的衍生產(chǎn)率，方法B與C比較略差(強(qiáng)度降低約25 %) (見圖1中A，B，C)。其主要原因?yàn)橐徊窖苌^程中，胺先與縮合劑CDI反應(yīng)形成中間體ACDI，隨后HBA的羥基與中間體ACDI的反應(yīng)是一個(gè)慢親核取代過程，從而導(dǎo)致極低的衍生產(chǎn)率。方法C是一個(gè)直接親核取代過程，產(chǎn)率達(dá)最高。盡管方法B采用兩步法先形成中間體BAEIC，但部分胺優(yōu)先與過量CDI反應(yīng)形成中間體ACDI，因而產(chǎn)率低于方法C。此外，衍生過程存在少量水時(shí)，BAEIC峰強(qiáng)度大為降低，相應(yīng)HBA和(HBA)2的峰強(qiáng)度加強(qiáng)(圖1D)，主要原因是中間體BAEIC水解，生成的HBA在堿性催化劑下與過量的BAEIC作用形成雙取代的雙-(2-羥乙基苯并吖啶酮)-碳酸酯(HBA)2(m/z 605.6)。另外分離中產(chǎn)生小峰DMA，是堿性條件下DMF水解產(chǎn)生少量二甲胺的結(jié)果(m/z 361.7)。
圖1 標(biāo)準(zhǔn)脂肪胺衍生物的色譜圖 （略）
Fig.1 Chromatograms for standard aliphatic amine derivatization
A：一步法(One step method)；B：兩步法(Two step method)；C：中間體法(Intermediate reaction)；D：衍生過程存在少量水（Derivatization in the presence of a small of quantity water）； 峰（Peaks）：C1.甲胺(Methylamine)；C2.乙胺(Ethylamine)；C3.丙胺(Propylamine)；C4.丁胺(Butylamine)；C5.戊胺(Pentylamine)；C6.己胺(Hexylamine)；C7.庚胺(Heptylamine)；C8.辛胺(Octylamine)；C9.壬胺(Nonylamine)；C10.癸胺(Decylamine)；C11.十一胺(Undecylamine)；C12.十二胺(Dodecylamine)；DMY：二甲胺(Dimethylamine)；HBA：5-(2-羥乙基)-苯并吖啶酮(5-(2-Hydroxyethyl)benzoacridine)；BAEIC：2-(苯并吖啶酮)-乙基咪唑酸酯 (2-(Benzoacridin)ethyl-imidazole-1-carboxylate)；(HBA)2：雙-(2-羥乙基苯并吖啶酮)-碳酸鹽（bis-(2-Hydroxyethyl)benzoacridine)-carbonate）。
3.3 質(zhì)譜鑒定
所有BAEIC胺衍生物產(chǎn)生特征碎片離子峰質(zhì)譜數(shù)據(jù)見表2。代表性C10胺衍生物的一級(jí)質(zhì)譜、二級(jí)質(zhì)譜及裂解模式見圖2。
圖2 BAEIC-癸胺衍生物質(zhì)譜圖:一級(jí)質(zhì)譜(A)，二級(jí)質(zhì)譜(B)（略）
Fig.2 APCI-MS/MS spectra of representative decylamine derivative：MS spectra(A)，MS/MS spectra(B)
3.4 線性回歸方程、檢出限和重現(xiàn)性
采用衍生方法C，進(jìn)樣量在21 fmol～43 pmol范圍內(nèi)，依據(jù)峰面積和進(jìn)樣量，對(duì)胺類化合物進(jìn)行線性回歸，所得各衍生物的回歸方程、相關(guān)系數(shù)和檢出限(S/N=3)見表2。對(duì)43 pmol脂肪胺衍生物平行測(cè)定6次，保留時(shí)間和峰面積的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在0.05%~0.08%和1.9%~2.5%范圍內(nèi)。
表2 脂肪胺衍生物的線性范圍、回歸方程、相關(guān)系數(shù)、檢出限、線性范圍和質(zhì)譜數(shù)據(jù)（略）
Table 2 Linear regression equations，correlation coefficients，detection limits，linear range and MS data of amine derivatives
Y：峰面積（Peak area）；X：注射量（Injected amount）pmol；質(zhì)譜線性范圍未測(cè) （Linear ranges of APCI-MS were not tested）.
3.5 實(shí)際樣品的分析
曲阜小沂河水色譜分離見圖3，水樣中加胺標(biāo)準(zhǔn)品(5.0×10-4 mol/L)，按照實(shí)驗(yàn)方法處理并衍生化，所得河水中脂肪胺化合物含量及回收率見表3。
圖3 小沂河水中游離脂肪胺色譜分離圖（略）
Fig.3 Chromatogram of aliphatic amine from water in Yihe river
色譜條件和峰號(hào)同圖1C(Chromatographic conditions and peaks same as in Fig．1C)。
表3 沂河水中脂肪胺的含量及回收率（略）
Table 3 Content and recoveries of aliphatic amines from water in Yihe river
*由于與未知組分共洗脫故未進(jìn)行定量(C2 was not determined owing to co-eluting with unknowcomponents)； **組分同時(shí)進(jìn)行在線的質(zhì)譜鑒定(The component was appraised by the online mass spectrum simultaneously)。
4 結(jié)論
利用HBA和新合成的含N、O雜原子的雙敏感探針BAEIC，對(duì)胺類化合物進(jìn)行標(biāo)記，比較了3種不同衍生方法產(chǎn)率的不同。結(jié)果表明：在建立的條件下，中間體BAEIC與胺的衍生產(chǎn)率最高，所得胺的衍生物不僅具有較強(qiáng)的熒光發(fā)光特性，同時(shí)具有很強(qiáng)的質(zhì)譜離子化能力。本方法具有線性范圍寬、重現(xiàn)性好、操作簡便等特性，對(duì)實(shí)際樣品小沂河水中游離脂肪胺的分析結(jié)果滿意。
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關(guān)鍵詞 獨(dú)立學(xué)院 國際貿(mào)易專業(yè) 雙語教學(xué)
中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
雙語教學(xué)（Bilingual teaching）一般是指課堂教學(xué)過程中使用兩種語言作為媒介，尤其是第二語言或外語作為教和學(xué)的媒介，在我國正在實(shí)行的雙語教學(xué)，是指用英語進(jìn)行學(xué)科教學(xué)的一種體系。近幾年，中國高等學(xué)校的雙語教學(xué)得到了較快發(fā)展。無論是部屬重點(diǎn)高校，還是地方高等院校，幾乎都設(shè)置了雙語教學(xué)的課程。
1 獨(dú)立學(xué)院國際貿(mào)易專業(yè)開展雙語教學(xué)的目標(biāo)定位
1.1 依據(jù)獨(dú)立學(xué)院層次，培養(yǎng)注重實(shí)踐，有一定理論基礎(chǔ)的學(xué)生
獨(dú)立學(xué)院屬于三本層次的學(xué)校，因此在專業(yè)理論課程的設(shè)置上比一本、二本的學(xué)院要少，實(shí)踐課程要多；相較于?？坡殬I(yè)教育，在注重實(shí)踐課程的基礎(chǔ)上，又應(yīng)設(shè)置一定的理論課程，使得學(xué)生在具有實(shí)操能力之外，有從公司的基層員工發(fā)展為管理人員的潛力，或是為將來學(xué)業(yè)深造打下基礎(chǔ)。因此，在雙語課程開設(shè)時(shí)，應(yīng)主要集中在實(shí)踐性較強(qiáng)的課程中，而對(duì)于一本二本院校開設(shè)的必修理論雙語課程，如國際貿(mào)易、國際經(jīng)濟(jì)學(xué)等可設(shè)為選修課，供學(xué)有余力的學(xué)生選擇，而其他絕大部分學(xué)生注重國際貿(mào)易中基本實(shí)操能力的培養(yǎng)。
1.2 依據(jù)學(xué)生水平，開展程度不同的雙語教學(xué)
獨(dú)立學(xué)院學(xué)生的英語水平較一本、二本院校的學(xué)生有一定的差距，在學(xué)習(xí)的自覺性上也相對(duì)落后。對(duì)此，是否應(yīng)該減少雙語教學(xué)的比例？筆者認(rèn)為，與一本二本院校相比，獨(dú)立學(xué)院的學(xué)生應(yīng)該從總量上增加雙語課程的比例，但要采取循序漸進(jìn)的方法。根據(jù)筆者在獨(dú)立學(xué)院國貿(mào)專業(yè)中進(jìn)行的問卷調(diào)查，91.2%的學(xué)生每周學(xué)習(xí)英語的時(shí)間少于7個(gè)小時(shí)，即平均每天一個(gè)小時(shí)的英語學(xué)習(xí)時(shí)間都不到。因此，多增加課堂學(xué)習(xí)專業(yè)英語的時(shí)間，有利于解決學(xué)生自學(xué)過程中的疑問，并具有一定的約束性，借此提高學(xué)生學(xué)習(xí)本專業(yè)的興趣，從而有利于其掌握必要的專業(yè)知識(shí)。但由于學(xué)生的水平有限，剛開始進(jìn)行雙語教學(xué)時(shí)要相對(duì)降低英文講授的比例，重點(diǎn)放在國際貿(mào)易基本詞匯的積累上，由于國際貿(mào)易專業(yè)很多實(shí)踐性課程具有一定的關(guān)聯(lián)性和交叉性。
1.3 依據(jù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，開展方向不同的雙語教學(xué)
以廣州大學(xué)松田學(xué)院為例，其所在的增城市汽車及其零配件、農(nóng)副產(chǎn)品以及紡織服裝為其支柱產(chǎn)業(yè)，尤其是該地生產(chǎn)的水果蔬菜以及牛仔衣褲都遠(yuǎn)銷海外，因此在雙語教學(xué)中可以多穿插有關(guān)產(chǎn)業(yè)的詞匯，有利于學(xué)生就業(yè)時(shí)適應(yīng)本地產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要。
2 獨(dú)立學(xué)院國際貿(mào)易專業(yè)開展雙語教學(xué)的實(shí)踐探索
2.1 獨(dú)立學(xué)院國際貿(mào)易專業(yè)開展雙語教學(xué)存在的問題
從課程設(shè)置上來說，目前獨(dú)立學(xué)院開展雙語教學(xué)的水平較落后，設(shè)置課程少，連貫性差，使得雙語教學(xué)流于形式，學(xué)生很難真正掌握專業(yè)知識(shí)。
從學(xué)生層面來說，學(xué)生整體的英語水平相對(duì)較低。根據(jù)筆者的問卷調(diào)查，在大二第二學(xué)期開設(shè)雙語課程時(shí)，只有19.1%的學(xué)生通過了四級(jí)考試，有23.6%的學(xué)生認(rèn)為雙語教學(xué)雖然重要，但由于英語水平有限，上課跟不上教學(xué)速度，希望采用中文教學(xué)。此外，學(xué)生在開放性建議中，希望能夠延長雙語課程的課時(shí)，放慢授課的速度，這些都表明獨(dú)立學(xué)院的學(xué)生在開展雙語教學(xué)方面有一定的困難。
從教師層面來說，雙語教學(xué)對(duì)教師提出了更高的要求，不但要求教師很好地掌握各項(xiàng)知識(shí)，而且能夠用通俗易懂的英語介紹給學(xué)生，并且把握好中英文授課比例。從目前獨(dú)立學(xué)院的情況來看，能夠承擔(dān)雙語課程的教師較少，這也制約了系統(tǒng)開設(shè)雙語課程的目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
從教材層面來說，76.3%的學(xué)生認(rèn)為目前使用的雙語教材內(nèi)容繁雜，內(nèi)容的邏輯性較差；60.3%的學(xué)生認(rèn)為可以參考的其他雙語教材較少。筆者認(rèn)為，國際貿(mào)易專業(yè)課程的雙語教材水平參差不齊，適合獨(dú)立學(xué)院學(xué)生水平的教材不多，大多數(shù)雙語教材的內(nèi)容都是援引國際慣例或國際公約的內(nèi)容，語言相對(duì)較難，且在成為雙語教材后，案例、練習(xí)減少，教材不如一般中文教材的內(nèi)容豐富，對(duì)于學(xué)生來說減少了可讀性，降低了趣味性。
2.2 獨(dú)立學(xué)院國際貿(mào)易專業(yè)開展雙語教學(xué)的建議
（1）樹立雙語教學(xué)是一個(gè)系統(tǒng)工程的理念。雙語教學(xué)對(duì)于獨(dú)立學(xué)院的學(xué)生來說應(yīng)該是一個(gè)系統(tǒng)工程，期待一門課程就能掌握專業(yè)英語詞匯是不現(xiàn)實(shí)的。雙語言教學(xué)的課程體系要分階段實(shí)施：前期開設(shè)的課程第一階段主要采用“維持母語”模式和“雙語過渡”模式，以專業(yè)知識(shí)的理解為主，專業(yè)英語詞匯的積累為輔。第二階段課程可以在第一階段的基礎(chǔ)上，加大英語教學(xué)的比例在學(xué)生能夠基本通過英語四六級(jí)，掌握一定專業(yè)課程詞匯的基礎(chǔ)上，推行英語沉浸式教學(xué)法和案例教學(xué)法。
（2）培養(yǎng)學(xué)生興趣、加強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力，分流實(shí)現(xiàn)雙語教學(xué)目標(biāo)。在開展雙語教學(xué)前，要提高學(xué)生的認(rèn)識(shí)，在入學(xué)后的“專業(yè)導(dǎo)論”等課程中就要向?qū)W生介紹雙語教學(xué)在該專業(yè)中的重要性，對(duì)后續(xù)課程的作用等內(nèi)容。在雙語教學(xué)的過程中，適當(dāng)降低教學(xué)的難度，不是一味灌輸英語詞匯，而是以專業(yè)知識(shí)的理解為重點(diǎn)，輔以英語專業(yè)詞匯的積累，逐步加強(qiáng)學(xué)生用專業(yè)英語表達(dá)的能力。此外，對(duì)部分學(xué)有余力的同學(xué)，應(yīng)該通過選修課或者分班教學(xué)的形式進(jìn)行更高層次的雙語教學(xué)。在雙語教學(xué)課后，還應(yīng)通過開展英語角、英語競(jìng)賽等活動(dòng)，為學(xué)生創(chuàng)造英語學(xué)習(xí)的環(huán)境。
（3）加強(qiáng)教師隊(duì)伍建設(shè)，引進(jìn)符合雙語教學(xué)目標(biāo)的教師。教師隊(duì)伍的水平是直接決定雙語教學(xué)開展水平高低的關(guān)鍵性因素。因此，加強(qiáng)教師隊(duì)伍的培訓(xùn)，制定雙語教師的授課標(biāo)準(zhǔn)，引進(jìn)有留學(xué)背景的教師，對(duì)于雙語教學(xué)的開展都是十分必要的，如雙語授課教師必須通過BEC、雅思等語言類考試，或是具有專業(yè)英語或海外留學(xué)的背景等方能進(jìn)行雙語教學(xué)。
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關(guān)鍵詞：水平固定管 單面焊雙面成型機(jī)理 焊接工藝
一、低碳鋼焊條電弧焊單面焊雙面成形
焊條電弧焊單面焊雙面成形廣泛應(yīng)用于鍋爐、壓力容器、管道維修及其他重要焊接結(jié)構(gòu)中，是主要的單面焊雙面成形工藝方法。由于焊條電弧焊工藝靈活，適應(yīng)性強(qiáng)，設(shè)備簡單，生產(chǎn)成本較低，不受環(huán)境、焊接位置等因素的限制，因而盡管工藝較為落后，但在生產(chǎn)和培訓(xùn)中仍被列為首位。
二、單面焊雙面成形機(jī)理
1.擊穿成形機(jī)理
在母材選用一定的坡口、間隙、鈍邊條件下，選擇合適的焊條角度，采用鋸齒形或月牙形運(yùn)條方法，焊條均勻向前擺動(dòng)，使坡口鈍邊處的母材金屬和填充金屬共同镕化形成熔池，從而形成背面焊道；或采用斷弧焊法打底焊，采用一點(diǎn)或兩點(diǎn)擊穿使母材坡口根部鈍邊金屬熔化形成熔池，從而形成背面焊道，這種成形機(jī)理稱為擊穿成形機(jī)理。
無論是連弧焊法還是斷弧焊法，在打底焊時(shí)擊穿成形機(jī)理的關(guān)鍵是熔孔效應(yīng)。在電弧高溫和吹力作用下，坡口根部部分金屬被熔化形成金屬熔池，在熔池前沿會(huì)產(chǎn)生一個(gè)略大于坡口裝配間隙的孔洞，稱為熔孔。液態(tài)金屬通過熔孔送向焊縫背面，使背面焊縫成形。同時(shí)，焊條藥皮熔化時(shí)所形成的熔渣和氣體可以對(duì)焊縫背面進(jìn)行保護(hù)，背面焊道的質(zhì)量是由熔孔尺寸大小、形狀、移動(dòng)均勻程度決定的。在不同的焊接位置觀察熔孔有所差別，在平焊時(shí)，由于熔渣的超前影響，熔孔不如其他焊接位置容易觀察到，但在實(shí)際中熔孔也是必須存在的。
2.滲透成形機(jī)理
滲透成形機(jī)理是：在坡口無間隙或間隙很小、鈍邊較厚的情況下，焊接時(shí)采用較小的焊接電流和較大的焊條傾角，焊接電弧沿焊縫方向在坡口根部做直線運(yùn)行，熔化的液態(tài)金屬通過間隙滲透到焊縫背面，與坡口鈍邊形成緊密結(jié)合，使焊件背面形成焊縫。
滲透成形由于坡口間隙小、鈍邊厚，且焊接速度較快，因而不能形成均勻攪拌的熔池，熔池的快速冷卻使根部金屬難于良好熔合，易出現(xiàn)“虛焊”現(xiàn)象，焊縫力學(xué)性能很差，因此在單面焊雙面操作中很少采用。
三、單面焊雙面成形方法的應(yīng)用
按成形方法不同，焊條電弧焊單面焊雙面成形可分為斷弧焊法和連弧焊法兩種。對(duì)于薄板、帶障礙、間隙較大工藝條件下及使用酸性焊條焊接時(shí)，可使用斷弧焊法，以有效控制熔池溫度。在間隙或坡口角度很大的情況下，也能保證液態(tài)熔滴向熔池正常輸送，實(shí)現(xiàn)單面焊雙面成形。對(duì)于焊件厚度較大、間隙加減法上及坡口角度較小的工藝條件下及使用堿性焊條焊接時(shí)，可采用連弧焊法實(shí)現(xiàn)單面焊雙面成形。連弧焊法電弧穩(wěn)定，熱量集中，可通過較窄的間隙實(shí)現(xiàn)均勻操作，進(jìn)行各種位置的單面焊雙面成形，且焊接缺陷少，特別適用于堿性焊條的焊接。
1.焊前準(zhǔn)備
1.1試件加工
選用20#無縫鋼管，規(guī)格為Φ114Х6mm。將鋼管用氧-乙炔切成125mm長的管段，單面坡口角度為30度，如圖1-1。
1.2試件的清理
將管子的坡口里外邊緣20mm范圍內(nèi)清除鐵銹、油質(zhì)、氧化皮及其它污垢， 使之呈現(xiàn)出金屬光澤。如圖1-2。
1.3試件的裝配與定位焊
試件在裝配定位焊時(shí)，所使用的焊條和正式焊接時(shí)使用的焊條相同。定位焊共兩處，每處定位焊縫長約10mm，分布在鋼管10點(diǎn)鐘和2點(diǎn)鐘位置處。
定位焊除在管子坡口內(nèi)直接進(jìn)行外，也可用連接板在坡口外進(jìn)行裝配點(diǎn)固。試件裝配定位可采用下述三種形式中的任意一種，如圖1-3所示。
試件固定好后，將定位焊縫的兩端打磨成緩坡形。待正式焊接時(shí)，焊至定位焊處，只需將焊條稍向坡口內(nèi)給送，以較快的速度通過定位焊縫，過渡到前面的坡口處，繼續(xù)向前施焊。
無論采用哪種定位焊，都不允許在仰焊位置進(jìn)行點(diǎn)固。
定為焊時(shí)，注意平焊部位的間隙要大于仰焊部位的間隙約0.5mm左右，以防止焊接時(shí)的收縮，造成平焊部位間隙變小而影響焊接。仰焊部位的間隙為2.0mm，平焊部位的間隙為2.5mm，試件裝配尺寸見圖1-4和表1-1。
1.4焊接材料和焊接電源
焊條選用E5015Φ2.5mm和Φ3.2mm兩種規(guī)格的。要求焊條不得受潮變質(zhì)，焊心無銹，藥皮不得開裂和脫落。用前烘至350-400℃，恒溫2h。電源采用直流反接。
2.焊接操作工藝
2.1焊接工藝參數(shù)
焊接工藝參數(shù)見表1-2，焊縫外觀尺寸要求表1-3，焊接分為三層三道，見圖1-5。
2.2焊接操作
2.2.1根部焊道
要求根部焊透，背面焊縫成形良好。
打底層焊縫的焊接，沿垂直中心線將管件分為兩半周，稱前半周和后半周，各分別進(jìn)行焊接，仰焊—立焊—平焊。在焊接前半周焊縫時(shí)，在仰焊位置的起焊點(diǎn)和平焊位置的中焊點(diǎn)都必須超過試件的半周（超越中心線約5-10mm），如圖1-6所示，焊條角度如圖1-7所示。
2.2.1.1前半周從仰焊位置開始，在7點(diǎn)處引燃電弧后將焊條送到坡口根部的一側(cè)預(yù)熱施焊并形成局部焊縫，然后將焊條向另一側(cè)坡口進(jìn)行搭焊，待連上后將焊條向上頂送，當(dāng)坡口根部邊緣熔化形成熔孔后，壓低電弧作鋸齒形向上連續(xù)施焊。橫向擺動(dòng)到坡口兩側(cè)時(shí)稍作停頓，以保證焊縫與母材根部熔合良好。
2.2.1.2焊接仰焊位置時(shí)，易產(chǎn)生內(nèi)凹、未焊透和夾渣等缺陷。因此焊接時(shí)焊條應(yīng)向上頂送至根部，盡量壓低電弧，使整個(gè)電弧在管內(nèi)燃燒，熔化坡口根部邊緣兩側(cè)形成熔孔。焊條橫向擺動(dòng)幅度較小，向上運(yùn)條速度要均勻，不宜過大，并且要隨時(shí)調(diào)整焊條角度熔孔大時(shí)，減小焊條角度，熔孔小時(shí)增大焊條角度，以防止熔池金屬下墜而造成焊縫背面產(chǎn)生內(nèi)凹和正面焊縫出現(xiàn)焊瘤。
2.2.1.3焊接立焊位置時(shí)，焊條向管件坡口內(nèi)的給送應(yīng)比仰焊淺些。電焊弧柱透過內(nèi)壁約1/2，熔化坡口根部邊緣兩側(cè)，橫向擺動(dòng)的幅度比仰焊可稍大些。平焊位置焊條向試件坡口內(nèi)的給送應(yīng)比立焊更淺些，電焊弧柱透過內(nèi)壁約1/3，熔化坡口根部邊緣兩側(cè)，以防止背面焊縫過高和產(chǎn)生焊瘤、氣孔等缺陷。
2.2.1.4更換焊條進(jìn)行焊縫中間接頭時(shí)，采用熱接法和冷接法均可。
熱接法更換條時(shí)要迅速，在熔池尚沒有完全冷卻，呈紅熱狀態(tài)時(shí)，在熔孔前方約10mm處引弧施焊，引燃電弧后，退至原弧坑處焊條稍做橫向擺動(dòng)待添滿弧坑焊至熔孔時(shí)，將焊條向管件坡口內(nèi)壓，并稍做停頓，當(dāng)聽到擊穿聲形成新熔孔時(shí)，焊條再進(jìn)行橫向擺動(dòng)向上正常施焊。采用冷接法，在接頭施焊前，先將收弧處打磨成緩坡，然后按熱接法的引弧位置、操作方法進(jìn)行施焊。
2.2.1.5后半周焊縫下接頭樣仰焊位置的施焊：在后半周焊縫起焊處易產(chǎn)生的氣孔、未焊透等缺陷清除掉，然后打磨成緩坡。施焊時(shí)在前半周焊縫前約10mm處引弧，預(yù)熱、施焊，焊至緩坡末端時(shí)將焊條向上頂送，待聽到擊穿聲根部熔透形成熔孔時(shí)，即可正常運(yùn)條向前施焊。其它位置焊法均同前半周。
2.2.1.6焊縫上接頭水平位置的施焊：在后半周焊縫施焊前，應(yīng)將前半周焊縫在水平位置的收弧處打磨成緩坡形，當(dāng)后半周焊縫與前半周焊縫接頭封閉時(shí)，要將電弧稍向坡口內(nèi)壓送，并稍做停頓，待根部熔透超過前半周焊縫約10mm，填滿弧坑后在熄弧。
在整周焊縫焊接過程中，經(jīng)過正式定位焊縫時(shí)，只要將電弧稍向坡口內(nèi)壓送，以較快的速度通過定位焊縫，過渡到前方坡口處進(jìn)行施焊即可。
2.2.2填充焊
要求坡口兩側(cè)熔合好，填充焊道表面平整。
2.2.2.1填充層施焊前應(yīng)將打底層的熔渣，飛濺清理干凈，并將焊縫接頭處的焊瘤等打磨平整，施焊時(shí)的焊條角度與打底層相同，采用鋸齒形運(yùn)條方法，焊條擺動(dòng)的幅度較打底層寬，電弧要控制短些，兩側(cè)稍做停頓穩(wěn)弧，但焊接時(shí)應(yīng)注意不能損壞坡口邊緣的棱邊。
2.2.2.2仰焊位運(yùn)條速度要稍快，形成中間較薄的凹形焊縫。立焊位置運(yùn)條采用上凸的月牙形擺動(dòng)，防止焊縫下墜。平焊仍采用鋸齒形運(yùn)條，使填充焊道表面平整或稍凸起。
2.2.2.3填充層焊完后的焊道，應(yīng)比坡口邊緣稍低1～1.5mm，保持坡口邊緣的原始狀態(tài)，以便在蓋面層施焊時(shí)能看清楚坡口邊緣，以保證蓋面層焊縫的齊、直。
2.2.2.4填充層焊縫中間接頭，更換焊條要迅速，在弧坑上方約10mm處引弧，然后把焊條拉至弧坑處，按弧坑的形狀將它添滿，然后正常焊接。進(jìn)行中間焊縫接頭時(shí)，切不可直接在焊縫接頭處直接引弧施焊，這樣易使焊條端部的焊心在引弧時(shí)，因無藥皮的保護(hù)而產(chǎn)生的密集氣孔留在焊縫中，而影響焊縫的質(zhì)量。
2.2.3蓋面焊
要求保證焊縫尺寸，外形美觀、熔合好、無缺陷。
蓋面層施焊前應(yīng)將填充層的熔渣和飛濺清除干凈。清除后施焊時(shí)的焊條角度與運(yùn)條方法均同填充焊，但焊條水平橫向擺動(dòng)的幅度應(yīng)比填充焊更寬，當(dāng)擺至坡口兩側(cè)時(shí)，電弧應(yīng)進(jìn)一步縮短，并要稍做停頓以避免咬邊。從一側(cè)擺至另一側(cè)時(shí)應(yīng)稍快一些，以防止熔池金屬下墜而產(chǎn)生焊瘤。
處理好蓋面層焊縫中間接頭是焊好蓋面層焊縫的重要一環(huán)。當(dāng)接頭位置偏下時(shí)，接頭處過高；偏上時(shí)，則造成焊縫脫節(jié)。焊縫接頭方法如填充層。
四、結(jié)論
通過大量的焊接施工，證明了該工藝具有可行性，既提高了生產(chǎn)效率，又得到良好的焊接質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
