60年代是中國大型光學(xué)儀器廠誕生的黃金時期，北京、上海先后創(chuàng)建、整合了多家大型光學(xué)儀器廠，實現(xiàn)我國研發(fā)制造光學(xué)分析商品儀器從無到有的突破。談到中國光譜分析儀器的生產(chǎn)制造歷史，不得不提到北京第二光學(xué)儀器廠。1968年，為響應(yīng)中央號召，北京第二光學(xué)儀器廠正式成立，產(chǎn)品先后創(chuàng)造多個“中國第一”。帶著對歷史的強烈好奇，記者有幸采訪了原北京第二光學(xué)儀器廠原任總工程師章詒學(xué)(以下簡稱“章總”)，聆聽北二光創(chuàng)立前后的那些事兒。
(圖片源于儀眾國際)
憶國產(chǎn)光學(xué)儀器發(fā)展崢嶸歲月
上個世紀(jì)60年代初期，在中國開始出現(xiàn)分析儀器市場需求，但是商品化的國產(chǎn)大型光譜儀器幾乎沒有。1965年，參加工作沒多久的章總被分配到北京市機電工業(yè)局下屬電機學(xué)?？蒲刑幍墓腆w激光組，參與固體激光治眼機的研制。1966年初，在同仁醫(yī)院眼科主任的支持下，激光治眼機已經(jīng)進入動物實驗期。5月中旬，科研處即將改名，正式成立北京光電技術(shù)研究所。遺憾的是，1966年6月文革襲來，所有工作戛然而止。
直至1968年，在中央“狠抓一下雷達、光學(xué)儀器，要提高質(zhì)量，減輕重量”的重要指示下，機械工業(yè)部決定組建研制國產(chǎn)物理光學(xué)儀器的專業(yè)廠。由原北京市儀器儀表工業(yè)局撥款五十萬元，于1968年12月26日在原電機學(xué)校舊址成立北京第二光學(xué)儀器廠。
當(dāng)時，北京市儀器電子儀表工業(yè)局調(diào)配原北京光學(xué)儀器廠的原子發(fā)射光譜儀研發(fā)團隊，北京科學(xué)儀器廠的原子吸收、紫外、光柵紅外分光光度計研發(fā)團隊，以及北京光學(xué)儀器廠的部分領(lǐng)導(dǎo)、管理、生產(chǎn)人員先后加入了北二光，這家國產(chǎn)物理光學(xué)儀器廠初具規(guī)模。
北京科學(xué)儀器廠的原子吸收、紫外、光柵紅外分光光度計三個研發(fā)團隊組建于1969年，其中原子吸收團隊很快搭建出Y1型原子吸收分光光度計樣機，并由冶金部有色金屬研究院、礦冶研究院試用。1970年初，這三個團隊的研發(fā)人員、設(shè)計圖紙、裝配工人劃歸北二光。加入北二光后，原子吸收團隊進一步完善Y1型原有設(shè)計，于1972年研制成功并批量生產(chǎn)中國第一臺WFD-Y2型火焰原子吸收分光光度計商品儀器。在Y2型儀器批量生產(chǎn)的過程中，北二光與冶金部有色金屬研究院、礦冶研究院及中科院環(huán)境化學(xué)研究所合作研發(fā)Y3型原子吸收儀器。由環(huán)境化學(xué)所負責(zé)研制石墨爐原子化系統(tǒng)，礦冶院負責(zé)儀器電路及數(shù)字顯示系統(tǒng)，終于在1975年推出國產(chǎn)第一臺WFX-Y3型火焰石墨爐兩用原子吸收分光光度計，同時實現(xiàn)數(shù)碼管顯示的數(shù)字化，填補國內(nèi)兩項技術(shù)空白。據(jù)章總介紹，Y3型還在1978年獲得了第一屆科學(xué)大會獎，而科學(xué)大會獎是現(xiàn)在國家科學(xué)技術(shù)獎項的前身。
改革開放后，計算機被大量引入，儀器的計算機化成為新潮流。盡管當(dāng)時的計算機還只是單板機，北二光與廣西化工所，中山大學(xué)合作，在原有設(shè)計的基礎(chǔ)上，加入計算機測控與自吸收效應(yīng)背景校正技術(shù)，在1985年推出國內(nèi)第一臺采用計算機控制及屏幕顯示的WFX-1F型原子吸收分光光度計。計算機的引入，使信號檢測達到毫秒級響應(yīng)速度，就發(fā)現(xiàn)了原子化過程中不同成分的原子化時間差異導(dǎo)致不同成分的吸收信號具有時間差問題。憑借產(chǎn)品的創(chuàng)新，WFX-1F型在1986年獲得了國家科技進步三等獎，是原子吸收光譜儀器歷史上獲得的第二個國家級獎項。
國產(chǎn)分析儀器大批量的技術(shù)引進始于改革開放。章總感慨：“打開國門一看，發(fā)現(xiàn)很多東西搞了半天，相比之下還是很落后。”北二光當(dāng)時的很多項目都進行了技術(shù)引進，如引進法國公司的激光拉曼，日本精工的原子吸收等。最成功的還是全盤引進、消化吸收美國的傅里葉紅外光譜技術(shù)，2008年之前，北二光是國內(nèi)唯一有能力生產(chǎn)傅里葉紅外光譜儀的廠家。對于技術(shù)引進，章總直言從中學(xué)到了很多，很多前所未聞的新技術(shù)躍入眼簾，應(yīng)接不暇，如新型的原子化技術(shù)就應(yīng)用在了北二光后來的儀器研發(fā)上。通過技術(shù)引進，最關(guān)鍵的還是在裝配、機械加工技術(shù)，工業(yè)設(shè)計方面大受啟發(fā)。
為應(yīng)對市場需求及企業(yè)需要，90年代許多國有大型分析儀器廠步入合并重組階段，北二光也不例外。1998年初，北京瑞利分析儀器有限公司(原北京第二光學(xué)儀器廠)與北京分析儀器廠正式宣布合并，成立北京北分瑞利分析儀器(集團)有限責(zé)任公司。就兩家的合并，章總解釋：“兩家的產(chǎn)品并不沖突，從產(chǎn)品的角度來說合并更是一種互補。”北分產(chǎn)品以色譜，質(zhì)譜，核磁共振等大型高端儀器為主，北二光產(chǎn)品以光譜類儀器為主，如發(fā)射光譜儀，可見紫外、紅外、原子吸收等吸收類光譜儀，原子熒光光譜儀等。
如今，由北二光演變過來的北京瑞利分析儀器有限公司隸屬于北分瑞利集團，是國內(nèi)光譜分析儀器品種最全的制造商，產(chǎn)品包含原子吸收、原子熒光、紫外/可見、發(fā)射、紅外/近紅外、生化環(huán)保和微波消解/萃取七大系列七十余個品種。
國產(chǎn)光學(xué)儀器發(fā)展的未來在哪?
談及國產(chǎn)光學(xué)高端儀器的發(fā)展，章總認為許多高端儀器目前仍面臨著關(guān)鍵元器件嚴(yán)重依賴國外進口的棘手問題。傅里葉紅外光譜儀中的邁克爾干涉儀至今無法實現(xiàn)國產(chǎn);發(fā)射光譜，吸收光譜中最關(guān)鍵的光電倍增管完全指望日本濱松;即使當(dāng)初國家大力扶持發(fā)展的國產(chǎn)光柵事業(yè)，在遭遇國外企業(yè)防止母光柵被復(fù)制后，也變得岌岌可危。
儀器的發(fā)展是由國家經(jīng)濟、行業(yè)需求帶動起來的。章總坦言，中國的光學(xué)分析儀器現(xiàn)在發(fā)展到一定階段，再想上一個臺階，總感覺積蓄的動力略顯不足。一是產(chǎn)品的同質(zhì)化現(xiàn)象嚴(yán)重，儀器剛面世，仿制者就緊隨而來，價格打壓下，市場被削減，企業(yè)連成本都收不回來，再想跟進研發(fā)舉步維艱。導(dǎo)致最后產(chǎn)品大同小異，噱頭十足，缺乏實質(zhì)性的技術(shù)進步。
二是研發(fā)人才的短缺，高端儀器的研發(fā)是一個漫長艱苦的過程，真正能在研發(fā)上發(fā)力的人員，往往需要在裝配車間，研發(fā)隊伍中沉淀五年以上，才能說參悟出研發(fā)的一些門道，因此更需要研發(fā)人員的長期堅守。由于橫跨了光機電算不同行業(yè)，研發(fā)團隊還得有融洽的研發(fā)氛圍，才能構(gòu)成國產(chǎn)高端儀器誕生的充分必要條件。
中國的分析儀器未來要跟上使用者的需求，才是發(fā)展的終極目標(biāo)，而非異想天開，脫離實際。通過每年參加PITTCON等光譜方面學(xué)術(shù)會議與展覽會，章總發(fā)現(xiàn)，便攜式、小型化、現(xiàn)場檢測儀器可能是新的需求增長點。大型儀器固然不能少，從最近發(fā)生的天津危險化學(xué)品爆炸案來看，現(xiàn)場檢測儀器的重要性卻更加突顯。“大型儀器由于實驗室環(huán)境穩(wěn)定，在設(shè)計上有很多可以放寬的地方，但快檢儀器要求能夠在適應(yīng)現(xiàn)場環(huán)境的情況下，保證檢測的穩(wěn)定性和結(jié)果的準(zhǔn)確性，對儀器無疑是提出了更高的要求。當(dāng)然是不是所有的儀器都能走到現(xiàn)場檢測這一步，還有一個探索的過程。”
2010年，北二光推出了WFX-910型便攜式原子吸收光譜儀，采用CCD檢測器和鎢絲電熱原子化器，實現(xiàn)了三元素同時檢測。不過，章詒學(xué)也說道，在多元素同時檢測、軟件及整體結(jié)構(gòu)改進、遠程控制、無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)确矫嫒匀挥性S多的工作要做。
