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    在进行化学实验时，需要随时读取玻璃仪器中的样品、反应现象、产物性质的变化，动态、连续地记录实验数据，建立实验信息数据库。收集信息、统计数据成为精确记录实验、长时间实验、多步实验以及制取目标产物的一个重要因素。1.在合成新物质的过程中，可能出现接近目标产物的信息。忽略任何信息，都可能因遗漏有价值的实验结果而造成损失。间隔时间长的实验可能会遗忘信息，给实验操作带来被动，因此化学实验需要逐步实现数字化，利用传感器精确地记录整个实验过程，保留原始实验数据，从大量的实验数据中寻找突破点。2.在对比实验时，对比玻璃仪器中的样品及实验现象，区别不同的玻璃仪器才能更好地探索物质的性质。3.实验探索时，可能需要查询以往的实验结果或者样品，也需要从大量的仪器或样品中查找原始物质或中间产物。为了动态地数字识别样品，结合玻璃仪器易碎、易更换、使用寿命不一的特点，体现玻璃仪器中添加的反应物以及产物的性质，采用一种新型条形码识别玻璃仪器。对玻璃仪器数字化识别是一项基础工作，尤其是编码的规则，需要统一标准，方便化学实验以及读取数据。标记每一个实验仪器，进行人工以及机器的数字识别，通过多种传感器连续地测量数据，连接到计算机中生成数据库。数字识别码由玻璃仪器厂家在生产玻璃仪器时直接涂覆在仪器外上端明显位置处，耐高温、耐腐蚀，有利于玻璃仪器的终身数字识别。
    一、数字识别码
    为了便于机器识别和人工读取，采用一维条形码，在此选用Code 128条形码编码方式。Code 128码是一种长度可变、连续性的字母数字条形码，可表示从 ASCII 0 到ASCII 127 共128个字符，有不同的编码方式可供交互使用，允许双向扫描处理。Code 128码的内容分为起始码、资料码、终止码、检查码四部分，其中检查码可以省略。条形码长度自由调整，但包括起始码和终止码在内不能超过232个字元。藉由A、B、C三种不同的编码规则的互换可扩大字元选择的范围，也可缩短编码的长度。利用Code 128编码方式，开发适合玻璃仪器特点的数字识别码，适用于多种玻璃仪器的数字识别。
    数字识别码由三个区组成：条形码区、字符区、尾码区。条形码和字符一一对应，便于各种条形码扫描仪识别。条形码取仪器大类、小类、四位循环码共六位字符组成。仪器的大类，占一个字符，仪器的小类，占一个字符。每种生产的标准化玻璃仪器都有统一的大类、小类字符表。玻璃仪器对应的英文单词为单一单词时，大类、小类的字符尽量从英文单词的前面按顺序取出字符。如果由多个英文单词拼写成时，大类字符从表明仪器种类的英文单词中取出，小类字符从限定仪器的英文单词中取出。如果不同的仪器出现相同的字符时，顺次取后面的字符，但是尽量利用大类字符和小类字符能够直观地理解玻璃仪器的种类。如果采用每支玻璃仪器有唯一编码的方法，并不适合批量生产玻璃仪器的特点，因此取循环的尾数。四位循环序列号由阿拉伯数字编码，从“0000”递增到“9999”，加一后，仅取后四位，又成了“0000”，不断循环，得到四位的循环序列号。在操作化学实验时，可能出现重码现象，但是机率很低，并不影响开展实验。如果确有重码，可以换另一支仪器或者在数字识别码后添加六位时间码区分不同的玻璃仪器。为了便于人工读取“第*支仪器”，设置一个尾码区，尾码取循环序列号的最后一位，高度占数字识别码全高。
    表 1常见玻璃仪器大类与小类的字符表(见文后附表)
例如，编号为“0123号试管”的数字识别码，如图 1所示。生产的数字识别玻璃仪器示意图见图 2。

 

  图 1  第“0123”号试管的数字识别码

 

 

 

  图 2 第“0123”号锥形瓶数字识别示意图

    二、读取数字识别码
    读取数字识别码时，分为三种读取方式。1.人工读取数字识别码。使用玻璃仪器较少或者临时读取仪器时，如对比实验时，可以只读取尾码。例如读作“3号试管”、“8号蒸馏烧瓶”。人工读取全码，直接输入信息数据库中，记录相应的信息。2.机器读码。在化学实验前或者实验中，利用手持式扫描仪靠近玻璃仪器读取数字识别码全码。3.远程读码。对于一些体积较大的玻璃仪器，可以在玻璃仪器外粘贴数字识别码芯片，实现远程读码。读取的数字识别码与相应的实验信息生成同一数据库文件，便于信息的统计和查询。
    在生产玻璃仪器时，首先在数字识别码位置涂覆背景色，再在背景色上涂覆数字识别码，防止实验现象与条形码的相互干扰，涂覆位置不会影响观察化学反应现象。更改的数字识别码可以由打印机临时打印标签贴覆在玻璃仪器相应位置。在完成系列实验时，可以直接取出一箱新的连续编码的玻璃仪器，完成相应的实验。
    三、数据库的建立和维护
    化学实验中的数据是多样的，既有模拟值，如温度、压力、颜色等，也有数字，如浓度、电导率、折射率等，因此，需要根据实验的要求重新编辑一款化学记录软件，将众多的化学数据转换成数字存贮成计算机文件，既能保证记录全部数据，便于数据传输、查询、统计，寻找实验突破口。在进行数据分析时，可以直接利用数据库中的数据进行统计分析，加快了处理的速度，有利于人们合成目标产物，或者向目标产物改进，适合更快速、精确地进行化学实验，尤其为计算化学积累数据。
    四、断码的处理
    如果实验时，一支仪器损坏，有三种方法处理断码问题。方法一，空出该仪器的号码，仪器总数不变。方法二，取一支同类型的玻璃仪器，打印相应的数字识别码粘贴在数字识别码处，盖掉不需要的数字识别码。方法三，完成的实验，由人工输入数字识别码，补正信息。
连续数字识别码的玻璃仪器方便完成阵列排列的化学实验。阵列仪器托盘设置计数基准点，方便系列仪器的按数字顺序摆放。零散数字识别码的玻璃仪器可以完成非重要的实验。数字识别码不仅适用于化学实验，同样适用于样品的采集，样品的永久保存。
    五、永久保留数字识别码的记录
    如果需要永久保留玻璃仪器的实验记录及样品，在数字识别码的后面补加六位时间码，年月日各取二位，数字识别码与时间码的间隔距离固定。2012年6月3日第“5678”号蒸馏烧瓶有纪念价值，相应的玻璃仪器需要永久保留，如图 3所示。

      图 3  2012年6月3日永久保留的第“5678”号蒸馏烧瓶

    实现对玻璃仪器的数字识别是探索物质的性质，精细化、流水线式、系列化完成化学实验的一项基础工作，有利于快速准确的数据采集、信息输入、统计以及产品的开发，减少了出错的机率，是生产玻璃仪器的基础工作，因此，需要根据批量生产的玻璃仪器的特点，制定统一的标准，应用到玻璃仪器的生产中。

 

     (作者单位：杨春峰，山东省曲阜一中； 段翠红，山东省曲阜北林中学)