楔子：蘇程遠(yuǎn)因何獲得國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎?作為兩次國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎獲獎人，蘇工有何感想?離子色譜儀國家計量鑒定規(guī)程為何在九十年代初由蘇工參與起草?世界首臺虛擬離子色譜儀是怎么誕生的?聽中國水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所高級工程師蘇程遠(yuǎn)為我們講述他的故事。

兢兢業(yè)業(yè)鐵路局二十五年

蘇工生于農(nóng)村，幼年喪父，家中非常貧窮沒有受到初中和高中的系統(tǒng)教育，就算在小學(xué)也是農(nóng)忙時干活，閑時才能上學(xué)，他一路磕磕絆絆地考入北京鐵道學(xué)院(現(xiàn)北京交通大學(xué))。1958年9月，蘇工大學(xué)畢業(yè)后，被分配到呼和浩特鐵路局科學(xué)技術(shù)研究所，成為了一名技術(shù)員。70年代在鐵路上搞無線列車調(diào)度，在蒸汽機(jī)車上加裝無線電臺，使機(jī)車乘務(wù)員能在運(yùn)行中同車站調(diào)度員進(jìn)行聯(lián)系，對保證行車安全和提高運(yùn)輸效率起了很大作用。但由于當(dāng)時機(jī)車發(fā)電機(jī)電壓波動范圍有時高達(dá)70-80伏,甚至達(dá)到90伏(標(biāo)準(zhǔn)45-55伏)，電壓過高就會燒毀電臺，使無線列調(diào)系統(tǒng)無法正常工作。鐵道部責(zé)成鐵道科學(xué)院和有關(guān)鐵路局解決這一問題，于是召集了八個鐵路局一批人員來解決(呼和浩特鐵路局也在其中)，其他七個鐵路局都選用了串聯(lián)穩(wěn)壓式電源，但是發(fā)熱量太大，效率低，即使散熱器很大但其表面溫度仍然很高。蘇工就開始不斷地查閱資料，最終在一本外國雜志上看到了一個方框圖并知道了開關(guān)穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓范圍廣，效率高達(dá)97%，于是根據(jù)能找到的元器件試制出來體積小性能好有別于其他鐵路局體積大效率低的串聯(lián)式穩(wěn)壓器，并通過反復(fù)實(shí)驗(yàn)最終設(shè)計成功“機(jī)車無線電臺穩(wěn)壓電源”，然后在鐵路內(nèi)進(jìn)行了推廣使用。在鐵路局科學(xué)技術(shù)研究所工作期間，蘇工還主持了其他兩項(xiàng)重大研發(fā)項(xiàng)目。

1.“機(jī)車信號”：是把車站的進(jìn)站信號機(jī)顯示狀態(tài)反饋給運(yùn)行中的機(jī)車，以便乘務(wù)員采取措施，從而保證了行車安全并大大提高了運(yùn)輸效率。該系統(tǒng)由地面信號傳輸回路和機(jī)車上接收顯示部分組成。在全國鐵路范圍內(nèi)，蘇工首先提出一條鋼軌和一條導(dǎo)線的傳輸回路(傳統(tǒng)的是軌道電路方式，它是要在鋼軌上和軌距桿上加裝絕緣，這便增加了很多成本，使得維修困難)，后為其他鐵路局采用。

2.“紅外線軸溫”探測傳輸系統(tǒng)：由于當(dāng)時機(jī)車車輛在運(yùn)行中出現(xiàn)軸溫過高，嚴(yán)重影響行車安全，需要對軸溫進(jìn)行探測，把探測結(jié)果告知給車輛調(diào)度以便采取措施。探測原理為紅外線探頭對準(zhǔn)正在運(yùn)行中的軸箱的位置，探測點(diǎn)設(shè)于車站外約一公里，所測得信號直接遠(yuǎn)距離傳輸衰減很大，造成誤差無法使用。蘇工提出了“載頻調(diào)寬”的方式，使信號傳輸距離增加，減少了誤差。這一成果在1978年第一次全國科學(xué)技術(shù)大會上獲獎。(首次全國科學(xué)大會獎項(xiàng)不分等次)

蘇工熱愛鉆研，敢為人先的精神可見一斑。1983年他被調(diào)到了青島嶗山電子儀器實(shí)驗(yàn)所任工程師室主任一職。

參與國內(nèi)首臺離子色譜儀的生產(chǎn)研發(fā)

八十年代，我們國家酸雨污染非常嚴(yán)重，因?yàn)榧壹覒魬羧∨鲲埗紵涓C煤，幾個產(chǎn)糧大省連續(xù)幾年都欠收，最后都上報到了國務(wù)院。當(dāng)時的北京環(huán)境保護(hù)檢測中心高級工程師吳鵬鳴上交了一份報告，要求買一百臺戴安的色譜儀來測定酸雨成分。當(dāng)時一臺戴安離子色譜儀售價為四萬美元，而我國的外匯很緊張，乒乓球運(yùn)動員出國只能帶二十美元。最終國務(wù)院批準(zhǔn)購買了四臺，解放軍防化研究所一臺，國家環(huán)境科學(xué)院一臺，上海兩臺。針對這種情況，二機(jī)部五所(現(xiàn)核工業(yè)北京冶金研究院)工程師劉開祿申請了2萬元開始研制離子色譜儀。劉開祿老師畢業(yè)于四川大學(xué)，專業(yè)為有機(jī)化學(xué)，對電路方面了解比較少，所以就找到了同事趙云麒。趙云麒老師畢業(yè)于中國科技大學(xué)，雖然專業(yè)為放射化學(xué)，但對電路也比較了解。劉開祿老師和趙云麒老師聯(lián)合研發(fā)出了一臺離子色譜原理實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜋C(jī)，但僅僅是一大堆零件的簡單組裝，連圖紙也沒有。當(dāng)時二機(jī)部五所的員工都知道這件事情，也包括張浩，他是以前二機(jī)部五所和青島嶗山電子儀器實(shí)驗(yàn)所分析儀器合作開發(fā)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，并說服了青島嶗山電子儀器實(shí)驗(yàn)所所長林瑞亮來支持離子色譜儀的研發(fā)。就這樣，核工業(yè)北京冶金研究院的劉開祿、趙云麒老師和青島嶗山電子儀器試驗(yàn)所的蘇程遠(yuǎn)老師聚在了一起，很快就生產(chǎn)出我國第一批ZIC-1型離子色譜儀，填補(bǔ)了國家的空白。

1985年6月隨著蘇工被調(diào)入青島晶體管廠，趙云麒老師和劉開錄老師又轉(zhuǎn)移到青島開始了ZIC-2型離子色譜儀研發(fā)，主要工作是研究“五極電導(dǎo)檢測”電路。當(dāng)時并不像現(xiàn)在一樣模仿很盛行，而且即使想仿造戴安的儀器也不太可能。進(jìn)口儀器買不起，就算有人買回來，也不可能拆開讓人看。劉開祿老師寫了一本書介紹離子色譜理論，研制離子色譜儀其中最核心的問題之一就是要研制出性能好的電導(dǎo)檢測器。蘇工和趙云麒老師根據(jù)書中關(guān)于四極電導(dǎo)檢測器的原理方框圖進(jìn)行了五極電導(dǎo)檢測器的研究。那個時候特別困難，晶體管廠生產(chǎn)的產(chǎn)品晶體管賣不出去。廠房邊有一棟從前俄國人建的別墅，趙云麒老師和蘇工就在里面做實(shí)驗(yàn)，房子是挺好的，但伙食太差，餓了吃方便面，后來吃不起了就改吃掛面。整個實(shí)驗(yàn)過程中他們一直盯著噪聲和基線漂移的變化，并不斷地設(shè)法改進(jìn)，累了就在椅子上睡覺，蘇工為此白了不少頭發(fā)。最后實(shí)驗(yàn)成功是在1986年2月8日農(nóng)歷三十的下午五點(diǎn)鐘，基線走成了。二人像困在沙漠中奄奄一息時，忽然發(fā)現(xiàn)了綠洲，興奮了一個除夕夜晚。ZIC-2型和ZIC-1型的最大區(qū)別就是電導(dǎo)檢測電路的不同，1型為二極電導(dǎo)檢測器，2型為五極電導(dǎo)檢測器，性能更優(yōu)良。1986年通過專家鑒定并投產(chǎn)，青島晶體管廠因此改名為“青島科學(xué)儀器廠”(劉開祿老師想的名字)，ZIC-2型離子色譜儀后來成為該廠的支柱產(chǎn)品，并獲得了1988年青島市人民政府科技進(jìn)步二等獎(課題組成員為蘇程遠(yuǎn)，趙云麒，劉開祿，付愛華等)。在ZIC-2研發(fā)的過程中，柱子和抑制器屬于前段工作，這個是由劉開祿主導(dǎo)研發(fā)的，非常重要。在1991年11月，劉開祿等五人因?yàn)閆IC系列離子色譜儀和兩種離子色譜柱獲得了國家科技進(jìn)步三等獎(課題組成員為劉開祿，趙云麒，賀寶華，袁斯鳴，蘇程遠(yuǎn)等人)。1993年蘇工參與了離子色譜儀國家計量鑒定規(guī)程的制定。

圓夢虛擬離子色譜儀

1990年蘇工被調(diào)入中國水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所(以下簡稱黃海所)工作，ZIC-2型離子色譜儀也在該所投產(chǎn)。后來青島嶗山電子儀器實(shí)驗(yàn)所時任所長宋文保，提出合作并派人到黃海所學(xué)習(xí)，有張烈生，侯倩慧等5人。蘇工詳細(xì)地講解五極電導(dǎo)檢測器電路原理及調(diào)試方法，并將各參數(shù)波形詳細(xì)標(biāo)注于圖上，使電路只調(diào)諧一個電位器便全部調(diào)試完成，給以后的生產(chǎn)帶來極大方便。兩星期后學(xué)習(xí)結(jié)束，張烈生把電路圖紙帶回，從此嶗山電子儀器實(shí)驗(yàn)所開始投產(chǎn)“五極電導(dǎo)檢測器離子色譜儀”。之后，黃海所停產(chǎn)所有零部件，最終產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)賣給青島某家公司。現(xiàn)在青島的大部分離子色譜儀器生產(chǎn)廠商還用的是蘇工參與研發(fā)的五極電導(dǎo)檢測器。

1997年蘇工從黃海所退休。退休之后他也沒閑著仍在不斷學(xué)習(xí)，研制虛擬離子色譜的想法就是在這期間產(chǎn)生的。我們都覺得蘇工的精力出奇得好，直到去年做胃鏡時發(fā)現(xiàn)兩個黃豆粒大的顆粒，拿出來做病理分析，說是胃前癌的變化。夫人建議趕緊切除。今年4月1日做40%胃切除手術(shù)時，被全身麻醉的蘇工腦海里還都是程序，他說想著想著失去知覺睡著了，就能開始手術(shù)了，可是后來回憶怎么也想不起來想到程序的哪一步了。正是在這種精神的指引下，虛擬離子色譜儀從開始構(gòu)想到最終成型耗費(fèi)了老人大量的心血，期間青島的環(huán)保設(shè)備研發(fā)創(chuàng)新型企業(yè)魯海光電 (原青島軒匯儀器設(shè)備有限公司)也做了許多具體研發(fā)調(diào)試的工作。在雙方密切而默契的合作中，世界首臺虛擬離子色譜儀誕生了。據(jù)蘇工介紹，虛擬離子色譜儀從電導(dǎo)池輸出的信號通過接口設(shè)備進(jìn)入計算機(jī)，通過計算機(jī)軟件的編程實(shí)現(xiàn)了離子色譜儀的功能，并使噪聲和基線等主要指標(biāo)有了很大提升，并能使虛擬儀器同互聯(lián)網(wǎng)連接實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享。它優(yōu)化了儀器各項(xiàng)性能指標(biāo)，適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)時代對儀器信息共享的需求，可以滿足用戶個性化需求。充分利用互聯(lián)網(wǎng)時代的信息技術(shù)在用戶授權(quán)下能夠遠(yuǎn)程傳輸譜圖數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)程進(jìn)行儀器故障診斷，遠(yuǎn)程控制儀器操作。

筆者有幸參加了2016年中國儀器儀表學(xué)會科學(xué)技術(shù)獎頒獎儀式，學(xué)會獎勵了在儀器儀表行業(yè)傳感器的創(chuàng)新開發(fā)，并邀請了美國國家儀器有限公司中國區(qū)副總裁演講。注重前段信號采集依賴性能優(yōu)異的傳感器和后端數(shù)據(jù)處理依賴功能強(qiáng)大的軟件，估計是儀器儀表學(xué)會倡導(dǎo)的儀器儀表今后發(fā)展的一個方向。我覺得這和蘇工虛擬離子色譜儀的想法有很多相通之處的，蘇工以恪盡職守，慎獨(dú)創(chuàng)新的時代精神為國家的科技進(jìn)步做出了杰出的貢獻(xiàn)，這些都值得我們后來人不斷效仿學(xué)習(xí)。

后記：感謝魯海光電張道敬總經(jīng)理在整個采訪過程中的安排和協(xié)助，以及對蘇工虛擬離子色譜儀研發(fā)工作的大力支持。91儀器信息網(wǎng)曾在2013年，即離子色譜儀三十周年的時候采訪過離子色譜儀的創(chuàng)始人劉開祿，趙云麒，蔣仁依三位專家，如今能采訪到蘇程遠(yuǎn)老師，并有劉開祿老師和趙云麒老師的陪伴，也算是彌補(bǔ)了我們心中的遺憾，祝愿老人在以后的日子里身體健康。（編輯：王明）

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