北京欧倍尔 X射线衍射仪仿真软件成功上市

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近日由北京欧倍尔软件技术开发有限公司独立研发的X射线衍射仪仿真软件成功上市，该软件的上市标志着大型分析仪器仿真软件功能的进一步完善，填补了国内X射线衍射仪仿真软件的空白。为学校和企业大大降低了仪器操作成本，提高了教学培训效果。北京欧倍尔软件技术开发有限公司一直致力于成为国内化学化工仿真软件行业领导者，不断研发国内最先进的化学化工类仿真软件，为学校和企业提供最全面的软件技术服务支持。

一、X射线衍射仪仿真软件

（一）软件功能

1、启动及初始化限制：

（1）学员机可单独启动。
（2）教师机远程启动学员机。
2、辅助评分：
具有智能操作指导及智能评价系统，能生成并导出或打印成绩单。
3、重置：
系统可以向程序发送重置指令，程序将恢复到初始状态。
4、仪器操作:
程序运行过程中，学生可以自由开关各仪器开关，操作工作站。
5、仪器主要部件工作原理展示：
程序需以动画形式展示X射线发射装置、X射线衍射光学、X射线衍射仪的工作原理和设备结构。
6、.其它：.配备使用说明书、备件、其它相关资料。
（二）技术特点：
  1、仿真操作：在计算机上运用虚拟现实技术对精贵实验仪器进行模拟操作。
  2、存储、读取快门：在硬盘上存档和读出，为以后使用。
  3、暂停：暂时中断计算机的模拟计算，但不会丢失数据。
  4、智能指导：在线提示操作指导信息。
（三）软件内容：
    XRD仿真软件运用虚拟现实技术模拟X射线衍射仪实验室环境和操作过程，并对操作数据进行分析，得到仿真结果；该软件具备机理模型，以真实实验数据库作为支撑，仿真操作过程与真实仪器操作过程极其相似，仿真结果与真实系统结果非常接近，能够满足日常培训、常规考核以及技能大赛等各种需求。该系统理论知识采用Flash、视频展示，更加生动的讲解相关内容，使操作者通俗易懂。
   1、仿真现场操作模块：主要用于实验操作中对现场设备的操作仿真，其包括了六个子模块，分别是：冷却水模块、开机模块、电脑模块、选择器具模块、处理样品模块、XRD制样模块、进样模块。
2、仿真工作站模块：主要用于实验操作中对工作站操作的仿真，包括了以下功能模块：
（1）采集参数设置模块
（2）样品信息设置模块
（3）数据采集模块
（4）记录谱图模块
（5）工作站连接方式模块
   3、DIFFRAC.EVA物相分析模块：
（1）抠背底模块
（2）标峰模块
（3）物相分析模块
（4）结果查看模块
    4、实验主界面模块：主要用于显示本次仿真实验操作主界面。
5、课件模块：主要用于讲解本次仿真具体实验方面信息：理论知识、实验内容、操作规程、实验原理、安全知识。
6、单步操作提示模块：提示当前应该进行操作的步骤。
7、智能评价系统：对整个培训过程进行智能评判。

二、实验仿真项目：

该仿真软件根据Bruker D8 Advance X射线衍射仪及Bruker XRD工作站软件和DIFFRAC.EVA 4.0分析软件进行开发的仪器测试、分析仿真系统。如图1所示：

图1
该软件包括五个实验项目：
“X射线衍射测试刚玉实验（晶体样品）”；
“X射线衍射测试PMMA实验（非晶样品）”；
“X射线衍射测试Fe粉实验（荧光样品）”；
“X射线衍射测试氯化钠样品”；
“X射线衍射测试氯化钠样品”；
（一）、实验操作过程
1、打开X射线衍射仪，然后进行制样过程。
下图展示了实验过程中用到的器具，学会根据样品形态（粉末、块体）差别选择实验器具，差别处理样品、制备样品的方法：

图2

图3

图4
2、进样界面：采用动态模式，模拟了进样、取样过程。
强调了

按钮的功能：
（1）打开门之前需弹起该按钮；
（2）该按钮影响XRD工作站中的SHUTTER状态：该按钮弹起时，SHUTTER处于OFF状态。若正在测试，则测试停止；该按钮弹起时，不能进行测试。

图5
3、工作站部分：
    若开机后打开工作站，工作站可直接与仪器相连；工作站如图6所示：
若先打开工作站，后开机，则需要在File文件夹下点击Connect，在弹出的窗口中进行连接。
在工作站中设置以下参数：
           Voltage[KV]:  40
           Current[mA]:  40
           Tube:Cu tube with 1.548[ Å]
            Detector:LYNXEYE；
           Scan type: Coupled Two Theta/Theta；
           Scan mode:Continuous PSD fast；
           Time[s]: 0.1；
           2Theta[°]: 10.00(Start)      0.020( Increment)       80.00(Stop)  ；
           Twin_Primary：0.6mm；
           Twin_Secondary：0.6mm；
           Axial Soller：2.5°；
注：以上参数的具体数值及选择内容根据不同项目进行填写。

图6
4、DIFFRAC.EVA分析软件：
物相分析原则：任何结晶物质均具有特定结晶结构（结晶类型，晶胞大小及质点种类，数目，分布）和组成元素，一种物质有自己独特衍射谱与之对应，多相物质的衍射谱为各个互不相干，独立存在物相衍射普的简单叠加。任何一个物相都有一套d-I特征值及衍射谱图。因此，可以对多相共存的体系进行全分析。

物相分析界面图7

选择候选元素界面图8

简易数据库中搜索到的物质浏览目录界面图9

（二）、从以下角度考查了X射线衍射测试及分析实验：
1、晶体样品与非晶样品；
2、荧光与非荧光样品；
3、单一相晶体样品与多相晶体样的测试与分析。
（三）、具体实验项目考察重点
1、X射线衍射测试刚玉实验（晶体样品），考查各个参数的设置及对实验的影响：
改变以下参数时分别得到不同的谱图，可观察各谱图的差别：
（1）扫描步长；
（2）每步扫描时间；
（3）发散狭缝的大小；
（4）前后梭拉狭缝的设置。
通过设置参数找出刚玉最佳测试条件，得到最佳谱图，如图10所示。

图10
2、X射线衍射测试PMMA实验（非晶样品）
对于晶体样品，当待测晶体与入射束呈不同角度时，那些满足布拉格衍射的晶面就会被检测出来，体现在XRD图谱上就是具有不同的衍射强度的衍射峰。对于非晶体材料，由于其结构不存在晶体结构中原子排列的长程有序，只是在几个原子范围内存在着短程有序，故非晶体材料的XRD图谱为一些漫散射馒头峰。
该实验考查非晶样品PMMA参数设置的原则：
（1）扫描步长；
（2）每步扫描时间；
增大扫描步长，同时增加每步扫描时间，测试时间不变的情况下提高谱图质量。