辣椒种子范文

时间:2023-03-16 07:08:47

导语:如何才能写好一篇辣椒种子,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

辣椒种子

篇1

2、首先由辣椒的选种,可以在市场上购买优质的辣椒种子

3、先把种子泡在水里6-8小时,让种子充分吸收水分。

4、然后用纱布平铺在一个容器中,用水打湿,把泡过水的种子均匀放在容器中。

5、每天观察里面的水,里面的纸巾保持湿度。

6、耐心等待一段时间,出芽后可以把种子均匀种植在泥土里,埋在土下3-5CM的位置,不定期浇水,保证土壤湿润。

7、经过3-5天后,种子就都发芽啦。

8、耐心等待辣椒芽长出真叶。

9、长出来真叶后,就可以移株了,把每棵辣椒苗都分裂开一段距离,可以用废旧的洗脸盆作为花盆。

篇2

关键词:辣椒;耐热性;种子发芽;田间高温;果实性状

中图分类号:S641.3 文献标识码:A 文章编号:1001-3547(2014)22-0017-04

辣椒(Capsicum annuum L.)是在我国种植面积仅次于大白菜的第二大蔬菜作物[1]。辣椒具有喜温不耐热的特性,其开花期适温为20~25℃,超过30℃就会发生热胁迫,严重的会引起授粉受精不良和落花落果,导致产量锐减、品质下降[2],夏季田间高温常使辣椒的生长受到不同程度的障碍,严重的会引起落花落果,影响辣椒的品质及产量[3],因此,有关辣椒耐热性的研究受到了越来越多的重视。温度是植物种子发芽和出苗的基础条件之一[4],温度过高或过低都会影响种子活力,造成发芽和出苗不良,但不同种植物或不同品种对温度胁迫的响应存在差异。有研究表明[5],在35、40℃两个温度处理下,辣椒发芽率、发芽势、发芽指数、生长速率均下降;在40℃下不同辣椒品种的发芽率、发芽势、发芽指数、生长速率表现出显著差异,能有效区分辣椒品种的耐热性。

在2010-2012年全国辣椒区域试验中,江西农望高科技有限公司选育的羊角椒类型辣椒绿剑12号通过了国家鉴定。该品种突出的特点是耐热、耐湿、抗病,可以越夏栽培,而且优质高产。为了科学地评价绿剑12号的耐热性,对绿剑12号、湘研15号和8819进行高温胁迫发芽比较试验和夏季高温期间田间植株坐果率和果实性状的观测,以期为其大面积的推广应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

选用3个辣椒品种为试验材料,分别为绿剑12号、湘研15号、8819。其中湘研15号(CK1)由湖南湘研种业有限公司供种,为目前全国综合性状优良且较耐热的羊角椒标杆品种。8819(CK2)系西北地区栽培面积最大的线椒品种之一。供试材料均挑选饱满度和整齐度较高的种子,避免因种子年龄和活力不同对高温发芽能力测定造成影响。

1.2 试验方法

①种子高温下发芽能力的测定 辣椒种子在高温下发芽能力的测定参考顾增辉等[6,7]的方法进行。将摆放了种子的玻璃板置于搪瓷盘中,再放入人工气候箱,在30、35、40℃的温度条件下发芽,每隔24 h观察记载一次胚根长,至发芽第7天结束。各处理均不提供光照。每处理重复3次,每次处理摆放10粒种子。

高温对芽生长影响率的分析,消去遗传因素的影响。影响率越大,则受高温影响越大,不耐高温,相反则耐高温。P(%)=(L30℃-Lt)/L30℃×100%,其中,P代表影响率,L30℃代表在30℃下芽长,Lt代表在35、40℃下芽长。

②越夏期间田间耐热性观测 田间耐热性观测于2013年3~8月在江西农望高科技有限公司的试验基地进行,试验地面积大约390 m2,共分为3畦,每畦约130 m2(1.3 m×100 m),分别种植3个品种材料。供试材料于3月5日播种育苗,4月25日定植,每畦种植两行,行距65 cm,单株定植,株距35~38 cm,采用露地地膜覆盖栽培,按常规栽培技术管理。

③性状指标的测定 分别于7月4日、7月15日、7月28日3个时期调查3个辣椒品种的坐果率,并从每个品种的第2、3、4层果上各采集10个商品成熟果实,测定果长、果肩宽、单果质量、单果种子数。

2 结果与分析

2.1 高温协迫对辣椒种子发芽的影响

高温胁迫对辣椒不同品种的种子发芽存在显著影响。在30℃适宜辣椒种子发芽的温度下,3个品种的种子发芽正常,差异不显著。在35℃高温下3个品种的平均芽长均变短,其中,对绿剑12号芽生长的影响率仅为11.51%,对湘研15号芽生长的影响率为30.12%,而对8819芽生长的影响率达到94.41%,表明35℃高温对绿剑12号的发芽有一定的抑制,对湘研15号的发芽抑制稍大,对8819的发芽抑制作用强烈。3个品种在40℃极端高温下,芽生长均受到严重抑制,但各品种表现出明显的差异,其中,绿剑12号发芽至第7天时,芽长为2.56 cm,高温对芽生长的影响率为56.01%,表明该品种发芽的耐热能力极强,而湘研15号芽生长的影响率达到61.34%,耐热力较强,8819芽生长影响率达99.2%,耐热力极弱(图1和表1)。

2.2 高温对辣椒坐果率与单果种子数的影响

南昌地区历年6月中下旬以后最高气温常达35~37℃或以上,这样的高温会影响辣椒的正常坐果。2013年7月28日田间调查3个品种植株第4层的坐果率,绿剑12号的坐果率最高,达到84.1%;8819的坐果率最低,仅为61.34%(表2)。

果实所结种子数被认为是最能准确反映配子体活力的指标。由表2可知,在夏季高温下,3个品种间单果种子数差异达显著水平。其中,绿剑12号的单果种子数在第3、4层上均有一定幅度的增加,表明田间高温对其授粉受精基本没有影响,因而第3、4层的坐果率仍然较高;湘研15号和8819第4层上的单果种子数较第3层有所减少,表明田间高温降低了它们的授粉受精能力。

2.3 高温对不同辣椒品种果实发育的影响

在夏季高温下,3个品种果实发育差异达显著水平。由表3可见,高温下绿剑12号各层间果长差异不显著,7月高温下第4层果实长度达22.25 cm,果长随着层的增高有小幅的增加;第3、4层果实的果肩宽较第2层也均有小幅增加;单果质量在第3、4层上有明显增加,其中第4层的单果质量较第2层增加了2.61 g,差异达到显著水平。这表明在高温下绿剑12号果实生长发育完全正常,故该品种耐热性强。

而湘研15号和8819第4层的果长较前2层位有一定幅度的下降,且差异达显著水平。湘研15号各层果实的果肩宽度基本一致,而8819第4层的果肩宽有较大幅度的下降,下降幅度达到0.2 cm,相较于前2层差异显著;湘研15号和8819第4层的单果质量较第2层的单果质量有明显下降,分别下降3.31 g和3.15 g(表3),表明高温对这2个品种的果实生长发育有明显影响,湘研15号和8819品种的耐热性较差。

3 讨论与结论

种子发芽是植物生育周期的起始,娇嫩的胚芽对环境条件敏感,不同品种的种子发芽时对高温的耐受力有显著差异。有研究表明,在35、40℃两个温度处理下,辣椒发芽率、发芽势、发芽指数,生长速率均下降,在40℃下的发芽率、发芽势、发芽指数、生长速率表现出品种间具有显著差异,能有效区分辣椒品种的耐热性[5]。本试验结果表明,绿剑12号在35、40℃高温下,胚芽的生长受高温的影响比湘研15号小,而8819胚芽的生长受高温的影响极大,表明绿剑12号耐热性强,8819耐热性弱,品种之间差异显著。

大多数辣椒品种在35℃以上花粉生活力会显著下降,不能正常授粉受精,严重影响坐果率,单果种子数也会显著减少,因此单果种子数能在一定程度上反映花粉生活力的强弱。田间调查结果显示,绿剑12号在第3、4层位上的单果种子数有所增加,第4层位上的坐果率达到84.10%,说明高温对它们花粉生活力的影响较小;其他2个品种第4层结果期处于高温下,坐果率下降明显,仅为60%~70%,单果种子数也显著减少,高温下花粉生活力受到较大影响,这说明它们耐热性差。

调查中比较了3个辣椒品种第2、3、4层的商品成熟果果实性状,第2层辣椒的生长发育期主要在6月中上旬,此时环境温度在20~30℃,是辣椒果实发育的适宜温度;第3层辣椒的生长发育期主要在6月下旬和7月初,这个时期环境温度逐渐升高,为25~35℃,属于亚高温天气,此时辣椒仍能正常生长;第4层辣椒的生长发育期主要在7月,正值盛夏,温度在28~38℃,属于高温天气。高温胁迫下,果实的外观性状变化往往能最直观地反映出品种对逆境的耐受能力。果实性状观测表明,相较于第2层,在果长、果肩宽上,绿剑12号在第3、4层上均表现为有小幅增加,说明高温没有阻碍其正常的生长发育;而湘研15号表现为基本稳定,上下浮动幅度很小,说明高温对其影响很小;8819则随着层位的升高均有一定幅度的下降,说明高温对其影响较大。

本试验中,高温胁迫对辣椒种子发芽耐热性的比较与夏季高温期间田间耐热的观测结果一致,均表明绿剑12号耐热性强,是一个适宜越夏栽培的优良羊角椒品种。在35、40℃高温下辣椒种子萌发至第7天的胚芽平均长度,可作为鉴别不同辣椒品种耐热性的有效指标之一。夏季高温期间田间调查辣椒植株坐果率,观测单果种子数、果长、果肩宽和单果质量等性状是最直接鉴别辣椒品种耐热性的重要方法。

参考文献

[1] 易籽林,赵坤,董文斌,等.辣椒高温胁迫研究进展[J].辣椒杂志,2011(3):5-9.

[2] 逯明辉,巩振辉,陈儒钢,等.辣椒热胁迫及耐热性研究进展[J].北方园艺,2009(9):99-102.

[3] Pagamas P, Nawata E. Sensitive stages of fruit and seed development of chili pepper (Capsicum annuum L. var.Shishito) exposed to high temperature stress[J]. Scientia Horticulturae, 2008, 117: 21-25.

[4] 马晓娣,彭惠茹,汪矛,等.作物耐热性的评价[J].植物学通报,2004,21(4):411-418.

[5] 邹学校.中国辣椒[M].北京:中国农业出版社,2002:40-43.

篇3

今天我种了辣椒。我们来到超市,挑了几根红色的辣椒。回到家里,我用刀把辣椒划开,轻轻地把辣椒的籽取下来,放到盘子里。别看这辣椒又细又长,籽可一点也不多。我们给花盆里铺好营养土,用竹签挖了几个浅浅的小坑,然后,给每个小坑放三四粒辣椒籽,再盖上一层薄薄的土。最后给它们浇一些水,辣椒就种好了。我们期待它们早日发芽。

7月19日星期四晴

五天过去了,辣椒发了芽,它的两片叶子就像小朋友的手掌,杆子又细又嫩,嫩绿的叶子还看不出叶筋,大约有三厘米高。我和妈妈见了又欢又喜,我乐得都想飞起来了。

7月29日星期日晴

我每天都给辣椒浇水,十天后,它已经长得比较茂盛了,新的枝干从以前的两片叶子的中间长出,还长出了新的叶子。这时的叶子像尖尖的爱心,叶片的边微微向里卷起。有的辣椒树已经十厘米高了,顶部长出了小小的花苞。快点开花啊!我在心里暗暗想到。

8月1日星期三晴

三天后,果然开了几朵小小的白花。我们便马上拿起棉签,轻轻地帮着他们传播花粉。叶子长的十分茂盛,最高的辣椒树已经十五厘米了。什么时候才能结果呢?

8月5日星期日晴

我每天都去观察,只见有的花瓣慢慢变黄,被风吹落下来。可是就没看到辣椒影子,“是不是咱们的辣椒不会结果呢?”我奇怪的问妈妈。“也许这个不会结果实吧。”妈妈的回答也不是很肯定了。

8月10日星期五晴

几天过去了,我每天依然给辣椒浇水,深圳的太阳真得很厉害,中午时分就把辣椒的土给晒干了,辣椒叶都无精打采的低下了头。看到这个样子,我开始给它们中午加一次水。也真灵,浇完水不到半小时,你看,所有的叶子都昂了起头。

突然,我发现有一点东西很特别。它就像一个圆鼓鼓的小球,只是头顶着干枯的花瓣。藏在花和叶子中间,不仔细看,几乎看不出来。“这就是我们的辣椒了。”我激动的大喊起来,又忙着给其他的花开始播起粉来,而且更加细心了。

8月24日星期五晴

篇4

只有亲身经历大学的种种生活,时间将会会告诉你一切,才会明白其中的酸甜苦辣。而我自己的酸甜苦辣的大学生活,也许只有我自己能深刻体会其中思绪。

记得,一个人坐火车,来到自己所录取的大学,自己的内心是非常苦恼的与烦躁的。远离了疼爱自己的父母,玩的好的同学都不在身边,只有一个又一个的陌生的面孔,加上对自己的大学环境并不是满意,心里七上八下的,不是一番滋味!

随着时间的流逝,大学的同学熟悉起来啦。我也找到属于自己的好朋友,我们一起上课,一起吃饭,一起看电视,一起聊八卦。当我渐渐接受这种生活的时候,我的内心是非常快乐的,因为我要在这里和我的同学度过三年的大学生活,为了自己的将来努力奋斗!

可是生活总是不平静,玩的再好的朋友也有吵架的一天。我本身的脾气不是很好,加上网络的影响,我渐渐学会说脏话,可是我从来都不骂自己的好朋友,我只会骂那些伤害我,我用自己的不良形象维护自己所谓的尊严。我在大家面前总是维护自己的好朋友,哪怕是受到别人的攻击我也不怕。我以为我的好朋友也会那样的维护我,可是我错了,错的很离谱。我可以忍受别人无缘无故的骂我,但是绝不能忍受自己身边的好朋友当作好多人的面毫无理由的骂自己。我不知道怎么反驳,因为我根本就不知道我到底错在哪里啦,只会告诉自己:有些人惹不起躲得起,这样的朋友不要也罢。可是自己的鼻子却是酸酸的,不知不觉就流下了眼泪,不知道是为自己失去的友谊而痛哭,还是觉得自己活得很窝囊!

生活总是向前走的,不知不觉,大学就要毕业啦。所有的一切仿佛是昨日的事情,历历在目,而我也长大成熟啦。可是面对就业,自己的脸上还是会火辣辣的疼。大家都知道现在的就业情况,要想找一份自己满意的工作那是非常难的。现在出去找工作,证书是必不可少的,可是我在大学的生活是那么的惬意,自然没考多少证书,拿什么去和那些优秀的学生竞争!

篇5

33岁的冯樱是广州人,曾从事媒体工作多年,结婚后她辞职回家做了全职太太。几年下来,她渐渐陷入苦恼中:家事繁琐、前途不清、健康流逝,再加上孩子胡闹,让她感到十分疲惫和焦虑。

2011年5月,眼看儿子小宝已满4岁,而他好奇的“为什么”越问越多,冯樱决定来一场“车轮上的课堂”——去美国租辆车,带着小宝自驾游,在拓宽孩子眼界的同时,也给自己的心情放个假!

尽管一向热衷旅行和挑战自我,但一个人开车,带着幼小的儿子前往美国西部看大峡谷,冯樱还是觉得心虚。老公挺身而出:“我带你们去!”可冯樱知道,老公身为国营公司的领导,工作繁忙,哪能耽误他的事业呢。

冯樱动员身边的朋友与她同行。“我像祥林嫂似地询问了很多年轻妈妈,她们都把头摇得像拨浪鼓;我还向遇到的每一个美国人咨询,此行靠谱吗?他们也连连说NO!”求援无果,冯樱还是不想放弃计划。恰在这时,她听说了时尚族群——“跨国沙发客”。

所谓“跨国沙发客”,就是你到异国旅行时可以免费睡别人家的沙发,对方到中国游玩时也睡你家的沙发……双方既节省了大笔餐宿费,还能轻松进入异国家庭,体验美妙的“深度游”。冯樱在国际沙发客俱乐部网站注册了会员资格。

通过一番网上交流和筛选,两个月后,冯樱决定带着小宝投奔美国的婉婷等5位女性“沙发客”。婉婷是一位美藉华人,她指点冯樱:只需办一个中英文的双语驾照,在美国各地租车很方便!

2011年9月,冯樱领着儿子抵达旧金山时,婉婷已经在机场迎接。两个年龄相仿的女子一见如故,婉婷对帅气可爱的小宝也疼爱有加。当天,婉婷带冯樱母子品尝佳肴、观赏美景;晚上则把一间卧室让出来,供冯樱母子睡觉。冯樱感动不已:“我真的很幸运,初次当‘沙发客’就有幸睡到了宽大舒适的床。”

几天后,在婉婷的帮助下,冯樱这位从未单独跑过长途的“菜鸟司机”租下一辆汽车,一踩油门,载着4岁的儿子踏上了征程。与大多数中国游客喜欢在美国东部几个繁华城市旅行不同,冯樱设计了一条新鲜有趣的旅行路线——奔向广阔的西部,去看神秘的印第安人,令人唏嘘的淘金热遗迹,野牛、荒原、壮丽的日出日落……

从旧金山到洛杉矶,漫长蜿蜒的1号沿海公路是世界上最美的公路之一,双向两车道的公路紧贴着蔚蓝色的太平洋,路上会经过一座座横跨巨大深渊的悬空大桥。沿途美景,让宝妈母子常常惊喜得“哇哇”叫喊。

到了西北部的佛蒙特州,山路曲折起伏,车子像开在飘带上,公路的宽度变得很窄,高高的大下坡连着漫长的上坡,简直像过山车的轨道。进入大雾山后又像进了赛车场,一个接一个的S型弯道,180度、270度,甚至360度螺旋上升,迎面而来。冯樱只能靠看侧窗来观察对面来车,因为弯道太倾斜了!事后,冯樱感叹道:“我是再不会玩什么电脑赛车游戏了,哪有现实版刺激呀。”

探访了美国独立战争的遗迹,冯樱又带小宝在康涅狄格州神秘海港登上了19世纪的捕鲸船;在罗德岛,游玩了古老的旋转木马;在鳕鱼角搭船出海,探访了囤肥准备南游的大鲸鱼群……在西部一个山区小镇,母子俩赶上了当地的南瓜节庆典:一台拖拉机载着一只直径1米多的南瓜在小镇来回穿行——它是今年的南瓜王。小宝第一次见那么大的南瓜,惊讶得嘴巴张成了“O”型。7岁的比尔和5岁的迈克对小宝特别友好,给他充气锤玩,还掰玉米秆给他做对打武器。

漫长的旅途中,小宝无忧无虑地在后座上玩他的变形飞机,饿了就让妈妈停车弄吃的,困了就躺在后座上听着儿歌呼呼大睡。冯樱就没有这么轻松了,她白天要长途驾车,晚上投宿到“沙发友”家后,还要强忍浑身疲惫,给自己和儿子洗衣服、写旅行笔记、向丈夫报平安。

比身体劳累更可怕的是遭遇意外。一天深夜,母子驱车行驶在荒凉西部一条山巅公路上,“嘣”的一声巨响,一个后轮的车胎爆裂了!冯樱急踩刹车,差点把车子甩进一侧的万丈深谷中。母子俩惊出了一身冷汗,惊魂未定的冯樱赶紧向警察局打电话求救。

夜黑如墨,远离人烟,冯樱惊恐地躲在车内,等待着救援,万一这会儿来个坏人怎么办啊?“妈妈不怕,有我陪你呢!”小宝很“爷们”的一句话,惹得冯樱当场落泪。

两小时后,两位交警赶来,为汽车换上了新轮胎。了解到这对中国母子的经历后,他们竖起大拇指:“好样的,伟大的妈妈和勇敢的儿子!”

此次自驾游,历时两个月,冯樱母子几乎穿越了美国全境,行程7000多公里。这段“天涯苦旅”让小宝领略了生活的艰辛和人性的温暖,见识了诸多美景奇观和自然万象,也让冯樱的生命里多了一抹绚丽的传奇色彩。因为有多名热心“沙发客”提供食宿和帮助,母子俩的旅行省了很多花销。

呼唤信任与关爱:传奇母子“蹭”行中国3000公里

畅游美国后,不仅冯樱迷恋上了“在路上”的感觉,小宝也经常仰起小脸问妈妈:“下次幼儿园再放假,我们还出去玩好吗?”

2011年年底,最热门的社会话题莫过于“春节买票难,回家难”。此时,腾讯微博策划了一场“世界没有陌生人,140元回家”的活动。活动举办方设计了5条线路,被选中的11位活动体验者,分别从广州、敦煌、上海、长沙等地出发,身上仅带140元,一路“蹭”食宿回家,并且通过微博进行全程直播,以此“测试社会温度”。

本打算坐飞机回宁夏银川与公婆共度春节的冯樱,当即改变主意,带着儿子报名参加了活动,并成功入选。

篇6

关键词:自动控制原理;MATLAB语言

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)21-0266-02

一、引言

《自动控制理论》课程是支撑我校导航、制导与控制国家重点学科的主干课程,自1959年起为测控工程专业学员开设,目前已面向全院本科学员,是全院性的专业基础课,在整个专业知识体系中占据非常重要的地位,具有承上启下的作用。该课程涉及数学、物理、电子、机械等多学科领域,同时还与实际工程系统的控制密切相关,具有内容丰富、理论性强、涉及知识面广、更新发展快等特点,有一定的深度和学习难度。学生在学习过程中容易感到枯燥乏味,产生厌学情绪。在历年的学习过程中,都需要进行大量、复杂的计算以及绘制复杂的图形,如果运用MATLAB在仿真环境下可极其方便地对系统性能进行分析,观察系统的各种曲线和性能指标非常直观,可以使学生对所学理论知识有更深刻的理解和把握,有效地提高教学质量。时域分析、频域分析和根轨迹分析是经典控制理论的三个重点内容,下面将通过三个实例详细说明MATLAB在教学中的应用。

二、二阶系统的时域分析

运行结果如图1所示。

下面根据单位阶跃响应曲线确定动态性能指标:用鼠标右键单击图形窗口中任一处,在弹出的菜单中选择“characteristic”选择“Peak Response”,“Settling Time”,“Rise Time”,此时MATLAB自动在曲线上用“”标注相应的点,用鼠标左键单击该点,可以得到该点的指标值,如图2所示。

三、控制系统的频域分析

频域分析法是指应用频率特性研究线性系统的方法,它是经典控制理论中经常使用的分析方法之一,最常用的频率特性曲线有Nyquist曲线和Bode曲线。绘制这两种曲线以及计算稳定裕度是频域分析法的基本内容。稳定裕度包括相角裕度和幅值裕度。

所用程序:

wn=1;kosi=0.1,0.3,0.5,0.7,1.0,2.0]; hold on; for kos=kosi num=wn.^2;

den=[1,2*kos*wn,wn.^2]; bode(tf(num,den)); nyquist(tf(num,den)); end

wn=1;kosi=[0.4,0.6,0.8]; hold on; for kos=kosi num=wn.^2;

den=[1,2*kos*wn,wn.^2]; nyquist(tf(num,den)); end

函数S=allmargin(sys),返量S包括穿越频率GMFFrequency,幅值裕度GainMargin,截至频率PMFFrequency,相角裕度PhaseMargin。

四、控制系统的根轨迹分析

根轨迹法是分析和设计线性定常控制系统的图解方法,使用十分方便,但是绘制步骤繁多,尤其是起始角和终止角以及根轨迹与虚轴的交点计算起来复杂,这给根轨迹的绘制带来了一定的困难。在课堂教学中,可采取让学生先根据规则先画,再用MATLAB校验的方式。在MATLAB仿真环境下,可以使用rlocus命令直接方便地绘制根轨迹。

运行结果如图3所示:

五、傅立叶级数展开

对一个周期为T的函数f(t),只要该函数满足狄利克雷条件,便可以展开成一个收敛的傅立叶级数,即

在教学中我们发现,尽管傅立叶级数分析的公式形式简单、含义明确,但对于一些常见周期波形,应用上述公式求傅立叶级数时,常常面临较大的计算量。在教学备课中为了验证一些周期函数的傅立叶级数展开式,也感觉耗时太多。傅立叶级数分析中主要的运算是积分运算,MATLAB提供了专门的符号积分函数int(),借助函数int()利用傅立叶级数展开公式编写傅立叶级数的函数fouriers()如下:

function[A,B,F]=fouriers(f,t,T,a,b,k)

w=2*pi/T; A=1/T*int(f,t,a,b); B=[ ]; F=A;

if k==0

syms k integer;

ak=2/T*int(f*cos(k*w*t),t,a,b); bk=2/T*int(f*sin(k*w*t),t,a,b); A=[A,ak];B=[B,bk];F=[ ];

else

for i=1:k

ak=2/T*int(f*cos(i*w*t),t,a,b); bk=2/T*int(f*sin(i*w*t),t,a,b);A=[A,ak];B=[B,bk];

F=F+ak* cos(i*w*t)+bk* sin(i*w*t);

end

end

运用所编函数可以非常方便地对矩形波周期函数进行傅立叶级数的展开,直流分量和偶次谐波分量为零,基波、三次谐波和五次谐波如图4所示:

篇7

关键词:进出口贸易 固定资产投资 GDP 协整检验

一、引言

我国正处于转型阶段,从经济转型大方向看,消费应该成为经济增长的第一推动力。但是我国一方面属于典型的投资拉动型经济模式,另一方面坚持了改革开放35年。我国经济增长从结构上说应该还是开放经济下的投资推动型经济增长模式,在启动了消费动力后,如何看待这两支经济力量的关系,是未来经济调整面临的一个课题。在不考虑消费这一因素的基础上,本文利用改革开放至今三十余年来的经济数据,考察进出口贸易和固定资产投资对经济增长的关系,分析结果对于更好的理顺我国外贸进出口与固定资产投资的关系具有积极意义。

二、文献综述

(一)国外文献综述

对外贸易和投资作为经济增长的三驾马车的动力结构因素,国外学者通过不同角度对其各自在经济增长中的作用进行了分析。

对外贸易方面,Barbara Pistoresi,和Alberto Rinaldi(2012)以进出口贸易和经济增长作为研究对象,通过对意大利1863—2004年的经济数据进行协整分析和因果关系检验,结果表明双方之间存在长期协整关系,但是因果关系随着时间跨度变化而变化。一战时期进口增长导致经济增长,进而拉动出口增长。而二战时期贸易内部出现了双向促进关系。Renuka Mahadevan和Sandy Suardi(2011)研究了进口、出口与经济增长率间的不确定性动态影响。学者将贸易纳入VECM—GARCH模型,以新加坡为例,考察经济增长波动性。双方在波动影响方面存在单项因果关系,生产率波动影响贸易,反之在政策层面还有待考察。M.J. Herrerias和Vicente Orts(2011)以中国为例,考察了进口、投资与增长之间的关系。其结果表明,进口与投资能够促进对外贸易,并能促进长期劳动效率,进而影响经济。

投资方面,Pernilla Johansson(2010)对负债、投资和增长之间的关系进行了考察,结果表明1989—2004年发展中国家,如果降低债务水平,将资源用于投资,能改进投资,减免债务存量,从而对经济增长起到积极的促进作用。T.R. Lakshmanan(2011)以基础设施投资会引起的经济后果为研究对象,利用成本效益分析法,衡量交通运输基础设施所引起的广泛经济利益。如市场拓展、贸易收益、技术变化、空间集聚、城市群新知识创新和商业化进程等。Filiz Ozkan,Omer Ozkan和Murat Gunduz(2012)从政策角度分析了土耳其的投资对经济增长的作用,利用因果关系检验,其发现建筑业对于国家摆脱经济停滞有重要的作用,因为该行业关系到200个不同的部门,通过ECM模型、格兰杰因果检验,发现固定资产投资(住宅)和GDP之间存在直接的因果关系。

(二)国内文献综述

对外贸易方面,姬斌和姚金安(2011)利用HP滤波、向量误差修正模型对河北省外贸与经济增长的关系进行实证分析,其结果表明,外贸与经济增长之间存在单项因果关系,长期中存在稳定的均衡关系。杨雪等人(2011)将河南省的对外贸易对经济增长的贡献进行了研究,分别利用贡献度和拉动度进行分析,证实了河南省对外贸易对经济增长具有一定的促进作用。夏岩磊,李丹(2011)以皖江区域的外贸和经济增长为例,建立了研究框架。主要研究两者的互动关系,结果证实了双方的互动,以及外贸对经济增长的作用。

固定资产投资方面,刘金全,印重(2012)对我国固定资产投资和经济增长的关联性进行了研究,发现我国固定资产投资有显著的“时间累积效应”,并且二者存在正向非对称性关联,固定资产投资对经济增长产生正向“溢出效应”,但却未反过来产生“牵拉效应”。何传超(2011)对我国广东省固定资产投资和经济增长的关系进行了实证分析,表明双方在广州存在相互促进的关系,并且GDP的单向作用要大于固定资产投资的单向作用。任歌(2011)对我国不同区域进行了固定资产投资和经济增长关系的差异性研究,统计分析表明,中部地区固定资产投资对经济增长的影响要高于东西部地区,因此,有重点的投资对于制定区域发展战略具有重要意义。

三、理论模型

本文最基本的理论模型就是柯布—道格拉斯生产函数,其最基本形式为:

Y = A(t) Lα Kβ μ

模型中,Y代表总产值;A是技术进步,其是与时间有关的函数;L是劳动力投入;K是固定资产净值,也代表资本的投入;α 和β代表劳动和资本的产出弹性系数,μ代表随机干扰引资,并且不会大于1。模型表示经济产出是由劳动投入、资本投入和技术进步决定的,不同的弹性系数取值,产出水平存在差异。α +β=1表示规模报酬不变,α +β>1表示规模报酬递增,α +β

如果考虑有N个自变量,于是就得到一般意义的柯布—道格拉斯函数模型:

Q(X1, X2, ……XN)= A(t) X1αX2β ……XNγμ

该模型不过是对基本柯布—道格拉斯函数的推广,公式中字母存在差异,但是与基本模型中的代表意义完全一致。

将本文的变量代入一般意义的柯布—道格拉斯生产函数,得到:

篇8

关键词:Matlab/Simulink;三相全控整流电路;仿真

中图分类号:TP311文献标识码:A文章编号:1009-3044(2007)18-31733-03

Application of Matlab/Simulink in Teaching of Power Electronics Technology

LI Peng,PI Wei-wei

(Department of Electric Power Engineering,Zhengzhou Electric Power College,Zhengzhou 450004,China)

Abstract:In teaching of curriculum of "Power Electronic Technology", there is always many circuits' analysis needing wave graphs which are very complicated to draw and take lots of time and make much ado. In the meantime the graphs are usually out of drawing and aren't dynamic. So the teaching is of poor effect. Matlab/Simulink software has become a good tool to solve above problems. This paper mainly introduced the characteristics and functions of Matlab/Simulink software and besides, three-phase full wave controlled converter circuit has been modeled under Simulink and been simulated and analyzed. The result indicates that this software not only has the advantages of constructing model simply and intuitively, parameters adjusting conveniently, powerful commutativity, being able to display graphs dynamically and save the class hours in aiding teaching of power electronic technology, but also can advance students’ studying interests and strengthen their understanding to some relevant theoretical knowledge.

Key words:Matlab/Simulink; three-phase full wave controlled converter circuit; simulation

1 引言

电力电子技术是20世纪60年代诞生和发展的一门崭新的交叉学科,它跨越电力、电子和控制理论三个领域,主要研究应用于电力领域的各种电力半导体器件及其装置,以实现对电能的变换和控制。它可以看成是弱电控制强电的技术,是弱电和强电之间的接口。随着电力电子技术广泛应用于一般工业、交通运输、电力系统、通信系统、计算机系统、新能源系统等,其重要性已不言而喻。因此,该课程已成为电气工程与自动化、自动化、电力系统自动化等电类专业的重要专业基础课。

该课程的教学中,有许多电路在分析时需要画出波形图,由于有很多电压、电流信号波形,课堂板书非常费力费时,若需要改变参数,所有的图形又要重新画出,非常不方便。而且手工画出的图形也不够规范。另外,学生在等待老师画图的过程中容易分心,所以教学效果不是很理想。由美国MathWorks公司推出的MATLAB下Simulink动态建模仿真工具,为解决此类问题提供了很好的途径。利用Simulink建模方便、直观,更改参数容易,能动态显示图形,在自动控制、电力电子仿真领域得到了广泛应用,在电力电子教学上也能利用其发挥作用。此外,它在航空航天、通信、嵌入式系统、神经网络等领域的仿真研究上也发挥了很大作用。

本文简单介绍了Matlab/Simulink的特点,并以Matlab6.5版本下的Simulink为仿真平台,以电力电子技术中最常用的三相桥式全控整流电路为例,简单介绍如何建模并进行详细的仿真分析。

2 Matlab/Simulink简介

Matlab(Matrix Laboratory,矩阵实验室)是美国Mathworks公司于1982年推出的高性能数学分析与计算软件。历经多年开发,现已发展到Matlab7.0以上的版本。它包括许多功能各异的工具箱软件。其中Simulink是Matlab里的一个系统模型图形输入与仿真工具包。Simulink下还有很多专用功能模块,如航空航天模块库(Aerospace Blockset)、通信模块库(Communication Blockset)、神经网络模块库(Neural Network Blockset)、电力系统模块库(Sim-PowerSystems)等。其中电力系统模块库对用于电路、电力电子系统、电机系统、电力传输等过程的仿真分析。功能强大的Sim-PowerSystems和Simulink同时使用将使一些复杂的、非线性的系统建模与仿真变得非常容易。它包括7个子模块库:电源(Electrical Sources)子库里有单/三相交流电压源、单相电流源、直流电压源、受控源等,元件子库(Elements)有各种支路、负载和开关、变压器等主要电力设备元件,附加子库(Extra Library)含有各种附加的控制、测量模块和特殊变压器等模块,电机子库(Machines)有异步、同步、控制等各种电机,测量子库(Measurement)含有电压电流和阻抗等测量元件,电力电子子库(Power Electronics)里有Gto、IGBT、Mosfet、Thyristor各种电力电子元器件等。

建立仿真模型时,只需通过鼠标点击相关模块库内的模型,简单拖曳和移动到模型窗口,即可建立所研究系统的仿真模型,再利用模型元件的属性对话框设置相关参数后就可以直接对系统仿真。使用Simulink提供的示波器(Scope)模型,可显示观测点的信号波形。从而使得复杂的系统建模和仿真变得十分容易,而且这种方式非常直观、灵活。

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3 三相桥式全控整流电路仿真模型的建立

三相桥式全控整流电路适用于整流负载容量较大,或要求直流电压脉动较小的场合,它是电力电子技术中应用最广泛的电路之一,因而也是电力电子技术课程中非常重要的一部分内容。掌握此电路的原理有助于正确设计、使用实际的三相桥式全控整流电路,同时也为正确理解更复杂的双反星可控整流电路、十二脉波可控整流电路等奠定良好的基础。下面以三相桥式全控整流电路为例先简单介绍仿真模型的建立。

图1为三相桥式全控整流电路的原理图,其中a、b、c为整流变压器的副边,阴极连接在一起的3个晶闸管VT1、VT3、VT5称为共阴极组;阳极连接在的3个晶闸管VT4、VT6、VT2称为共阳极组,Z为负载阻抗。

图1 三相桥式全控整流电路的原理图

图2为在Simulink下建立的三相桥式全控整流电路仿真模型图。其中Ua、Ub、Uc是从Electrical Sources 模块库中选取的AC 电压源元件,它们构成频率为50Hz、线电压为380V的三相对称正弦电压源。Thyristor Converter为集成在一起的三相可控晶闸管整流桥,从Extra Library模块库中选取。Z为整流桥的负载,从Elements模块库中选取的串联RLC支路元件,可以设定为阻性或感性。Synchronized 6-Pulse Generator为同步6脉冲发生器,为整流桥提供触发脉冲,从Extra Library模块库中选取。alpha_deg为触发控制角 的输入端,通过改变 的角度可控制整流桥输出不同的波形。iA、iB分别为测量A相、B相电流的测量元件,Ud1、Ud2和Ud分别为测量d1点、d2点对地电压及负载Z两端直流电压的测量元件,UvT1则为测量晶闸管VT1两端。

图2 三相桥式全控整流电路仿真模型

电压的测量元件。Scope、Scope1为示波器,可从Simulink中的Sinks中选取。Scope用来观察d1点、d2点对地电压及负载两端直流电压,Scope1用来观察A相、B相电流信号波形及晶闸管VT1的两端电压。

4 仿真及分析

按上述步骤建立好仿真模型后,点击模型窗口上面的Simulation菜单,选择Parameter设置模型仿真参数。为了便于观察,仿真时间选为3个工频周期0.06秒,求解器选择变步长(Variable-step)、ode15s(stiff/NDF),最大、最小步长默认为自动“auto”,相对误差和绝对误差可根据需要选择。设置好参数后,关闭对话框,点击Simulation菜单中的Start或窗口命令按钮中向右的三角箭头,开始仿真。

图3 三相桥式全控整流电路带电阻负载?琢=0°时的电压波形

图3为阻性负载控制角?琢=0°时的电压波形(电阻值为10Ω)。?琢=0°时,各晶闸管均在自然换相点处换相,由图中变压器二次绕组相电压波形看,以变压器二次侧中点n为参考点,共阴极组晶闸管导通时,整流输出电压Ud1为相电压在正半周的包络线;共阳极组导通时,整流输出电压Ud2为相电压的负半周的包络线,总的整流输出电压Ud=Ud1-Ud2是两条包络线间的差值,即为线电压在正半周的包络线。该电压的脉动频率是电源频率的6倍,即一个工频周波内脉动6次,从图3中可看出Ud波形的频率为300Hz。图中还给出了晶闸管VT1两端所承受的反压UvT1的波形。

图4给出了A、B两相电流波形及VT1承受的电压,其中黄线表示A相电流,红线代表B相电流。A相正半周为VT1导通,负半周为VT2导通。由电流波形可看出,晶闸管一周期中有120°处于通态,240°处于断态,由于负载为电阻,故晶闸管通态时电流波形与相应时段的Ud波形相同。

图4 三相桥式全控整流电路带电阻负载?琢=0°时A、B相电流及晶闸管承受电压波形

改变晶闸管的触发角?琢的值,电压、电流波形随之而变。

图5、图6为?琢=30°时的电压、电流波形。与?琢=0°时相比,一周期中Ud波形仍由6段线电压构成,区别在于晶闸管起始导通时刻推迟了30°,组成Ud的每一段线电压因此推迟30°,Ud平均值降低。晶闸管电压波形也发生变化如图5所示。图6给出了电源侧A相电流iA的波形(黄线),其特点是,在VT1导通的120°期间,iA为正且波形与同时段的Ud波形相同,在VT4导通的120°期间,iA也与同时段的Ud波形相同,但为负值。

对于阻性负载,?琢=60°是整流输出波形连续与断续的分界点。?琢≤60°时,Ud波形连续,Id波形与Ud形状一样也连续(没有画出);图7给出了?琢=60°时的整流电压及A、B相电流波形,电压波形是连续的。当?琢>60°时,Ud波形和Id波形均不连续。图8给出了?琢=90°时的整流电压和A、B两相电流的波形,明显出现了不连续。如果继续增大控制角到120°,整流输出电压Ud波形将全为零,其平均值也为零,可见带电阻负载时三相桥式全控整流电路 角的移相范围为120°。

对于感性负载,当?琢≤60°时,Ud波形连续,电路工作情况与阻性负载时十分相似,各晶闸管通断情况、输出整流电压Ud波形、晶闸管承受的电压波形等都一样。区别在于负载不同时,同样的整流输出电压加到负载上,得到的负载电流波形不同,阻感负载时电流波形变得平直。当电感足够大时,负载电流的波形可近似为一条水平线。图9给出了三相桥式全控整流电路带阻感负载 ?琢=30°时变压器二次侧A、B相电流和整流输出电压波形,可与图5、图6带电阻负载时情况进行比较。

当?琢>60°时,阻感负载时的工作情况与电阻负载时不同,电阻负载时Ud波形不会出现负的部分,而阻感负载时由于电感的续流作用,Ud波形会出现负的部分。图10给出了?琢=90°时的波形。若电感足够大,Ud中正负面积将基本相等,Ud平均值近似为零。这表明,带阻感负载时,三相桥式全控整流电路的 角移相范围为90°。

5 结束语

通过上述利用Matlab/Simulink对三相桥式全控整流电路进行建模和仿真的过程,可以看出:利用Matlab/Simulink仿真工具辅助电力电子教学,不仅具有建模简单、更改参数方便,仿真波形丰富、生动、直观,能增强学生学习本课程的兴趣,促进学生更好地理解掌握电力电子电路基本原理等优点;还可节约老师画图时间,有利于老师更好地掌控课堂教学。另外,学生还可利用计算机网络资源把仿真模型下载下来随时复习观看。把仿真软件应用到教学中去,是一种较新的尝试,既有非常光明的前景,也有很多制约因素,需要我们进一步去探索、改进。

参考文献:

[1]王兆安,黄俊.电力电子技术(第4版)[M].北京:机械工业出版社,2001.

[2]姚俊,马松辉.Simulink建模与仿真[M].西安:西安电子科技大学出版社,2002.

[3]张宝生,王念春.MATLAB在电力电子教学中的应用[J].电气电子教学学报,2004,(3).

[4]张智娟.MATLAB/SIMULINK在电力电子学基础课程中的应用[J].华北航天工业学院学报,2006.7,(16增刊).

篇9

关键词:欧陆控制器 拉矫 恒张力 延伸率

0 引言

近年来,冷轧行业竞争加剧并呈现出日益激烈的态势。在这样的发展环境下,市场对冷轧带钢表面质量提出了更高的要求。为了满足市场的需求,拉矫机组的应用就显得至关重要,因为它在保证退火后的带钢表面质量上发挥着重要作用,能够使冷轧带钢板型得到有效处理。因此,保证拉矫机组的整条生产线的运转稳定就具有关键性意义。为此,我们选择了欧陆590P全数字直流控制器作为机组的传动装置,并实现电脑化控制。它的优势不仅在于运行稳定、占用空间小,而且由于专业软件模块的设置,使其使用更加方便。

1 生产线技术要求

1.1 最高线速度要达到300米/分钟,能够依照操作工对速度进行的设置,实现恒速运行。

1.2 通过控制和设定恒延伸率,对出口带钢较入口带钢拉伸矫正。

1.3 自动控制带钢恒张力。

2 系统构成及设计

2.1 系统构成

系统单线图

欧陆590P全数字直流控制器系统实现对生产线速度的控制,其方法就是基于对基准辊转速的调节,来影响带动这个生产线的速度。在运行状态中,差速辊的速度要低于基准辊。正是由于两者存在速度上的差值,才实现了拉伸并在速度逆变状态下实现差速辊的被动运行。在恒张力逆变状态下,开卷机与前张紧辊在运行中产生前张力。后张力则产生于电动恒张力状态下的卷取机与后张紧辊运行之中。矫平辊和弯曲辊位于差速辊与基准辊之间,并在以上各种力同时配合下产生一定张力并施加于带钢上。由于材料无法承受这种张力,于是便产生弹塑性变形,形成对带钢的拉伸矫平。

2.2 基准辊的恒速运行:(如基准辊电气原理图)

利用操作台上的电位器,将控制器A4口上的输入电压控制在0-10V范围内,并以该电压信号作为对基准辊的速度的规定。为了实现电流的满限幅,直接将电流限幅A6连接到10V上。同时,为了有效控制转速,要采用光电编码器来作速度反馈。在300米/分钟的最高线速度下,相比于电机的基速,基准辊的转速更高,这就需要对控制器内部励磁环进行一定的设定,即设置弱磁功能启动。当电机超过基速的95%时,弱磁升速启动。为了在单动环境下实现正反点动,以“228”作为C6的目的标记,使C4控制拉紧模块,C6控制放松模块。同时,设置拉紧放松1为5%,拉紧放松2为-5%。通过A7模拟口,将速度反馈输出到其他装置。

2.3 差速辊实现延伸率

要想实现延伸率,控制差速辊非常重要。在差速辊基准速度信号的设定上,选择基准辊取得的实际速度信号,并将其输入到控制器的A4口。欧陆控制器的一些专业模块软件可以用作电子电位计。在对C4的目的标记进行设定时,以上升模块的输入标记设定;而将C6设为下降模块的输入标记。以0到-6%作为模块的输出值范围,将速度给定设定为模块输出值与A4速度基准值的相加,并与速度环的输入相连接。于是,基准辊转速与延伸率设定值的差值就是差速辊的转速。在这种情况下,基准辊带动差速辊,差速辊电机工作于电动机的第二限(如下图所示)。由于本系统实施了无静差的速度调节,因此不会带来差速辊速度的加快。作为延伸率设定的显示值,上升/下降模块的输出在操作台上通过数字表显示出来。

带钢的延伸来自于基准辊与差速辊电机的速度给定之差,考虑到有两辊辊径与减速机存在差异,需要对两台电机的转速进行换算。通过测量两辊径,依据系统中两电机的减速比(10:1),计算出满给定状态下电机的转速并进行校准,保证在延伸率设定为0时,基准辊和差速辊线速度相等。

转速=最高线速度/辊周长*减速比

2.4 前张紧辊和后张紧辊的电流限幅通过设定A6来实现,在联动状态下达到速度满给定。鉴于其控制过程较为简单,因此不再赘述。需要注意的是,为了实现前张紧辊的逆变张力状态工作,其速度为反向的满给定。

2.5 随着带钢卷径的变化,开卷和卷取电机也发生相应变化,因此需要通过卷径计算以保证其在恒张力状态下工作。根据张力与电机转矩公式得:

T*D/2=i*KmφI

I=T*D/2/(i*Kmφ)

T表示张力,D表示带钢直径,Km为电机电磁转矩系数(为常数),i为减速比,φ为电机磁通量,I表示电机的电枢电流。

通过以上公式,电机在恒张力状态下的电枢电流限幅就可以被准确地计算出来。前后张紧辊的转速值对开卷和卷取电机线速度起到决定性影响,通过模拟口A2输入后与直径计算器模块的线速度相连接,将本电机转速反馈与模块的卷取速度相连接,经过实际调试后再进行校准,进而得出带卷直径数值。

之后,将卷径传送至综合设定点2,并乘以张力给定。本控制器无法直接得出磁通量,因此将励磁电流反馈作为除数,传送到综合设定点2。同时,控制该点的输出,以便控制开卷和卷取电机的恒张力。

2.6 该控制器实现了电流环PI参数的优化,并实现电流环的自动调谐。同时,还可以对电枢电流断续与连续之间的分界点进行准确定位,这样,控制器的电流环自适应功能就得以实现。

3 结束语

综上所述,欧陆590P全数字直流控制器具有很多特殊的优势:一是它能完成多种指令控制;二是它还能实现自诊断和自适应。除此之外,通过采用欧陆公司的编程软件Celite,该系统能够更直观地实现软件组态和参数修改。在冷轧带钢的生产过程中,该控制系统以稳定的性能和较低的故障率赢得了好评,有力地促进了产品质量的提高。

参考文献:

[1]赵家俊,魏立群.冷轧带钢生产问答[M].北京:冶金工业出版社,2007.

[2]欧陆传动系统有限公司.590+系列直流数字式调速器说明书.

篇10

关键词:苏丹红; 高效液相色谱; 二维液相色谱; 在线固相萃取; 辣椒油

1 引 言

苏丹红(Sudan dyes)是广泛应用的人工合成偶氮类化工染料。长期的摄入会在体内累积而造成肌体损伤或基因突变而致癌。违禁用于食品着色的主要有苏丹红Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ[1]。食品中苏丹红的提取溶剂为乙腈、正己烷等[2,3],通常还辅以超声[4]或微波[5]提取以提高萃取效率。萃取液的净化方法有固相萃取(Solid phase extraction, SPE)[6]、凝胶渗透色谱[7]、薄层色谱[8]和分散固相萃取[9]等;测定方法有色谱、质谱、色谱-质谱联用、光谱、电化学、酶联免疫吸附、分子印迹等,但最常用的是高效液相色谱法(HPLC)。中国[6]和欧盟[10]均颁布了HPLC测定食品中的苏丹红的标准方法。国标GB/T19681-2005使用正己烷萃取,碱性氧化铝净化[6],步骤繁琐,且氧化铝的难以准确控制活化程度的缺陷会造成方法重现性较差。本研究利用双三元高效液相色谱系统,采用二维色谱结合在线固相萃取技术完成辣椒油样品中4种苏丹红的测定,实现了样品的自动化净化、富集和测定,提高了分析效率。

2 实验部分

2.1 仪器与试剂

Thermo UltiMate 3000高效液相色谱仪,配置六通道在线脱气机(SRD 3600 solvent rack with degasser)、双三元超快速梯度泵(DGP-3600 RS pump)、可调速泵(LPG-3400 pump)、自动进样器(WPS-3000T RS autosampler)、带2个2位-10孔切换阀的柱温箱(TCC-3000 thermostatted column compartment equipped with two 2p-10p valves)、紫外-可见检测器(DAD-3000 RS UV-vis detector),MSQ Plus单四极杆质谱检测器;变色龙色谱管理软件Chromeleon 6.8 SR11; 色谱柱: Acclaim PAⅡ (分析柱1,150 mm × 3.0 mm × 3 μm),Acclaim RSLC 120 C18 (分析柱2,100 mm × 2.1 mm × 2.2 μm)和SPE柱 (Acclaim 120 C18,10 mm × 4.6 mm × 5 μm), 均购自美国赛默飞世尔公司。ⅠKA旋涡振荡器(德国ⅠKA集团)。

乙腈、甲醇(色谱级,Fisher公司);甲酸、四氢呋喃(色谱级,国药集团化学试剂有限公司);二氯甲烷(分析纯,国药集团化学试剂有限公司);苏丹红 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ 标准物质(Sigma-Aldrich公司)。去离子水(电阻率≥18.2 MΩ cm)。

2.2 标准储备溶液和标准溶液配制

分别称取10 mg苏丹红Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ和Ⅳ标准品置于同一只100 mL容量瓶中,用乙腈溶解并定容。准确量取0.5 mL标准储备液置于100 mL容量瓶中,用乙腈定容,摇匀,得0.5 mg/L混合储备液。

混合标准工作溶液: 分别量取适量的混合标准储备液置于容量瓶中,用水稀释、配制成0.5, 2.0, 5.0, 10, 30和60 μg/L的标准工作溶液,用于绘制标准工作曲线。

2.3 全自动二维高效液相色谱结合在线固相萃取与质谱检测的流程及测定条件图1显示了包括2个10通切换阀、2根分析色谱柱、1根SPE柱、2台检测器(紫外-可见和质谱检测器),以及2台泵(双三元超快速梯度泵和稀释泵)的二维高效液相色谱结合在线固相萃取与质谱检测的流程图。一维色谱用于初步分离苏丹红组分,并随后通过阀切换使它们依次被富集在SPE柱上。其流路从左泵开始,此时左、右切换阀均在1~10位。苏丹红Ⅰ~Ⅳ的分离以水-乙腈-甲醇/四氢呋喃(1∶1, V/V)为流动相,在分析柱1上进行。进样体积20 μL,柱温30 ℃,流速0.6 mL/min,梯度洗脱,在波长254 nm处监测分离状况。洗脱梯度: 0~5 min, 30%水,50%乙腈,20%甲醇/四氢呋喃;5.5 min,50%乙腈, 50%甲醇/四氢呋喃;11~14 min,20%乙腈,80%甲醇/四氢呋喃;14.1~23 min,30%水,50%乙腈,20%甲醇/四氢呋喃。根据在紫外-可见检测器上监测到的4种苏丹红的出峰时间,确定在右阀1~10位与1~2位之间的切换,将它们依次引入到SPE柱上,完成在线净化和富集。与此同时,右泵用于二维色谱流路中分析柱2的平衡。另外,在左阀10位与右阀1位之间加了一个稀释泵(可采用普通可调速蠕动泵),以1.0 mL/min流速连续注入浓度为0.1%的甲酸水溶液,用以稀释来自于一维流路的高比例有机溶剂流动相,以利于被测组分在SPE柱上富集。

在一维色谱上完成净化和富集后,左、右阀均切换至1-2位。此时,SPE柱被接入从右泵开始的二维色谱流路,而一维流路则进行分析柱1的平衡。二维色谱以水-乙腈-甲酸/乙腈(0.1∶100,V/V)为流动相,富集在SPE柱上的苏丹红组分被洗脱后在分析柱2上进行分离。流速0.3 mL/min,梯度洗脱,单四极杆质谱仪进行定性和定量。梯度: 0~7.0 min, 40%水,50%乙腈,10%甲酸/乙腈; 16~22.4 min,90%乙腈,10%甲酸/乙腈;22.5~23 min,40%水,50%乙腈,10%甲酸/乙腈。质谱条件: 采用ESI+离子模式,源温度450 ℃,电压4000 V。苏丹红Ⅰ ~ Ⅳ的SIM模式分别为m/z 249,277,353和381。滞后时间(Dwell time)为0.2 s,锥空电压(Cone voltage)分别为35 V (苏丹红Ⅰ, Ⅱ)和50 V(苏丹红Ⅲ, Ⅳ),雾化气压力5×105 Pa。

2.4 样品制备

称取1 g辣椒油(精确至0.1 mg)置于100 mL容量瓶中,加入20 mL二氯甲烷溶剂,旋涡振荡5 min后超声30 min,用乙腈定容;再次超声15 min后,移取10 mL混合液至离心管中,以10000 r/min离心10 min,取上层乙腈过滤0.45 μm滤膜过滤,待测。

3 结果与讨论

3.1 样品前处理方法探讨

样品前处理分为提取和净化两步。欧盟方法03/99[9]使用乙腈提取辣椒油样品中的苏丹红Ⅰ, Ⅱ,二氯甲烷提取苏丹红Ⅲ, Ⅳ。本研究中尝试了采用乙腈提取,但苏丹红Ⅲ, Ⅳ的回收率偏低。因此采用欧盟方法03/99,同时辅以旋涡振荡和超声萃取。

样品净化是针对油类等具有复杂基质的样品的前处理的关键。国标方法[5]推荐使用活度四级的中性氧化铝作为吸附剂进行离线固相萃取。但由于中性氧化铝活度难以控制,且目前没有已调整好活度的氧化铝商品供应,从事相关检测的实验室自行进行氧化铝活化、脱活及活度测定,造成检验结果重现性差。本实验在线二维色谱结合在线固相萃取净化技术,通过分段切入,将在一维色谱上得到初步分离的苏丹红组分依次保留到富集柱上,而大部分的杂质被排出,使之不能进入二维色谱。

3.2 实验配置的优化

将二维色谱柱的出口连接到左阀9号位上(图1流路①),此时在紫外-可见检测器上通过阀切换可依次监测一维和二维色谱的分离情况。再将出口直接连接到质谱检测器上(流路②),利用其高选择性来提高方法的灵敏度。

样品净化由一维色谱柱和阀切换配合完成,富集被测组分则在SPE柱上完成。一维色谱粗分时,需要使用有机溶剂比例较高的流动相将苏丹红组分从一维色谱柱中顺利洗脱;但有机溶剂比例较高的流动相不利于4种苏丹红在SPE柱上的富集。因此,在左阀10位与右阀1位之间加一个稀释泵,以一定流速连续注入与二维流动相匹配的0.1%甲酸溶液,对来自于一维流路的流动相进行稀释,使苏丹红组分能够保留在SPE柱上,从而完成富集。流速不低于1.0 mL/min时,4种苏丹红均可获得100%富集。