1、計算機在化學化工中的應用期末考核 作者姓名： 趙百添 所在學院： 材化學院 專業與班級： 化學 08 學 號： 084773036 課程名稱：計算機在化學化工中的應用課 號： 262H03E03 指導老師： 肖通虎 完成時間： 2011 年 6 月 5 日Origin制圖軟件的發展與應用趙百添 （寧波大學 材化學院，浙江 寧波 315211）摘要：Origin是由美國OriginLab公司開發的強大的實驗數據處理和圖表繪制軟件。由于其具有界面簡單、功能強大、上手容易、兼容性好等優點，能充分滿足各種使用者的需要，因此發展迅速，已成為科學家和工程師們必備的工具，被公認為“最快、最靈活、最容易使用的

2、工程繪制軟件”。關鍵字：origin；發展與應用；制圖 The Development and Application of Map-making SoftwareOriginZHAO Bai-tian（School of chemistry，Ningbo University，Zhejiang Ningo 315211）Abstract: Origin software is developed by OriginLab company which has powerful function in experimental data processing and chart drawing.

3、 It is using well and developing fast for its advantage, such as simple interface; powerful function; easy to use; good compatibility and so on. It has been a necessary tool to scientists and engineers. Also it is well-known as the fastest, the most flexible, the easiest map-making software.Key word

4、s：Origin; development and application; map-making1 引言Origin是有美國OriginLab公司（其前身是Microcal公司）開發的具有強大的數據分析處理和圖表制作功能的軟件。該軟件具有界面簡單、功能強大、上手容易、兼容性好等優點。因此，自開發以來，經過短短的幾年，就得到了迅速的發展，自推出Origin1.0版本以來，目前已經推至Origin8.1版本。由于其巨大的優點能充分滿足使用者的需要，已成為科研人員和工程師們常用的高級數據分析和圖表制作工具。本文著重對Origin軟件的發展歷程以及在化學化工中的應用做一些簡要的介紹。2 Origin

5、制圖軟件的發展與應用2.1 Origin的產生背景自從人類社會文明產生以來，圖形與語言、文字一樣，是人們認識自然、表達觀點和交流思想的基本工具。尤其是圖學，得到了不斷的發展和完善，并且廣泛應用于生產實踐。在現代工業生產中, 化工、機械或建筑都是根據圖樣進行制造和施工的。因此，圖樣成為交流傳遞技術信息、思想的媒介和工具，是工程界通用的技術語言。而好的繪圖軟件可以為繪圖工作者提供很多方便，應社會生產發展的需要，美國OriginLab公司開發出具有界面簡單、功能強大、上手容易、兼容性好等優點的強大的數據分析處理和圖表制作功能的軟件Origin。2.2 Origin的發展歷程Origin最初是一個專門

6、為微型熱量計設計的軟件工具，是由MicroCal公司開發的，主要用來將儀器采集到的數據作圖, 進行線性擬合以及各種參數計算。1992年，Microcal軟件公司正式公開發布Origin，公司后來改名為OriginLab。近幾年來，Origin的版本發布情況如下：時間版本2008.10Origin 8 SR42007.10Origin 82006.1Origin 7.5 SR62003.10Origin 7.52002.2Origin 7.02000.9Origin 6.11999.6Origin 6.01997.8Origin 5.02.3 Origin軟件特點Origin軟件與其他的軟件一樣

7、，為了適應應用的需求，經歷了不斷的更新的過程，軟件的容量不斷增大，功能不斷強大，兼容性不斷優化。當前流行的圖形可視化和數據分析軟件有Matlab，Mathmatica和Maple等。這些軟件功能及其強大，可滿足大部分科技工作的需要，可是使用這些軟件需要一定的計算機編程知識和矩陣知識，并熟悉其中大量的函數和命令。而Origin就跟使用Excel和Word一樣簡單，只需點擊鼠標，選擇菜單命令就可以獲得滿意的結果。Origin也是個多文檔界面應用程序。它將所有工作都保存在Project(*.OPJ)文件中。該文件可以包含多個子窗口，各子窗口之間是相互關聯的，可以實現數據的即時更新。子窗口可以隨Pro

8、ject文件一起存盤，也可以單獨存盤，以便其他程序調用。2.4 Origin軟件功能簡介Origin具有兩大主要功能：數據分析和繪圖。Origin的數據分析主要包括統計、信號處理、圖像處理、峰值分析和曲線擬合等各種完善的數學分析功能。準備好數據后，進行數據分析時，只需選擇所要分析的數據，然后再選擇相應的菜單命令即可。Origin的繪圖是基于模板的，Origin本身提供了幾十種二維和三維繪圖模板而且允許用戶自己定制模板。繪圖時,只要選擇所需要的模板就行。用戶可以自定義數學函數、圖形樣式和繪圖模板；可以和各種數據庫軟件、辦公軟件、圖像處理軟件等方便的連接。其中在化學化工專業主要有一下功能： 將實驗

9、數據自動畫成在二維坐標中的圖形，有利于對實驗趨勢的判斷； 在同一幅圖中可以畫出多條實驗曲線，有利于對不同的實驗數據進行對比研究； 不同的實驗曲線可以選擇不同的線型，并且可將試驗點用不同的符號表示； 可對坐標軸名稱進行命名，并可進行字體大小及其型號的選擇； 可將實驗數據進行各種不同的回歸計算，自動打印出回歸方程及其各種偏差； 可將生成的圖形用多種方式保存，以便在其他文件中使用； 可使用多個坐標軸，并可對坐標軸位置、大小進行自由選擇； 可將各種模擬程序計算得到的數據以一定的格式保存后直接導入Origin，繪制曲線； 幾乎可以繪制所有化學化工各種教科書中出現的數據圖表。所以，Origin是一個功能非

10、常強大，非常適用于化工實驗數據處理分析，回歸曲線擬合以及化工圖表繪制的軟件。2.5 Origin在化學化工作的應用舉例單縱坐標多曲線繪圖熒光分析是研究具有內源熒光的生物大分子與配體小分子相互作用常見的有效手段之一。將一組熒光分析的光譜數據導人到Origin的工作表中，選擇要統計的各列數據，單擊右鍵統計各列命令，便可得到各列具有22個分項指標的統計結果，操作非常方便。所得圖形如圖1所示：多縱坐標繪圖 （多圖層繪制）在離心泵性能的測試實驗中，會涉及到揚程、功率、效率與流量的對應關系，需要建立3個y軸，將3條曲線同時反映在同一張圖上。具體操作如下： 將離心泵實驗數據復制到Origin的數據表格中；

11、繪制以流量為橫坐標，以壓頭和管路阻力為縱坐標的第一圖層，繪制方法和多線圖繪制相同； 點擊“Graph”菜單，在其下拉式菜單中選擇“New Layer”，再選擇“Right Y”； 在第二圖層，按照繪制多線圖的第二種方法，將流量選為橫坐標，將效率選為縱坐標； 重復第（3）步，再建立一個第三圖層，并在第三圖層上重復第（4），將流量選為橫坐標，將功率選為縱坐標； 第三圖層激活的狀態下，將鼠標移至右邊的縱坐標的數字“2”處，雙擊，彈出一個對話框，點擊“Title Format”，設置坐標軸位置為“20”，點擊“確定”，根據得到的圖進一步對坐標名稱、單位、坐標范圍等合理設置，得最后效果圖，見圖2對流傳熱

12、準數關聯式的擬合對流傳熱的核心問題是求算傳熱膜系數，通過量綱分析可知，當流體無相變時，強制湍流流動的對流傳熱準數關聯式為：式中Nu為努塞爾數；Re為雷諾數；Pr為普朗特數。實驗所用介質為蒸氣空氣，在恒定蒸氣壓力條件下，測定了空氣被加熱時的傳熱膜系數，為簡化實驗，依據經驗值取n=04。這樣，上式即變為單變量方程，兩邊取對數，得到直線方程為：在雙對數坐標系中，以關系繪圖，其實驗點分布如圖3所示，可選用線性擬合對數據進一步處理，擬合所得直線的斜率為078，截距為一1675，相關系數R=09978，擬合效果較好，并將擬合結果轉化為對流傳熱準數關聯式：由本例可見，化工過程的經驗公式和模型通過量綱分析后，

13、通常表示為無量綱的數群或準數關聯式，其系數或常數的確定大多由實驗測定。若測得變量間的關系不是線性的，而符合某種特定曲線形式，如：冪函數、對數函數、雙曲線函數或s函數等，可借助變量替換或坐標變換的方法進行線性化，以簡化求解過程。2.6 Origin軟件的發展趨勢 由于Origin軟件，容易入手，操作方便，功能強大，是化學化工繪圖首選的實用性軟件，其必將會得到進一步的完善，與更多的軟件兼容，不但擴增其應用范圍，在各個領域內都能展示它的特色。3 結語化工原理實驗數據處理及擬合的數據量大、計算過程復雜，Origin軟件可以方便、準確地對其進行處理，取得良好的應用效果，有效地提高學生的綜合應用能力和科學研究素養。所以，每一個化學化工工作者務必要掌握Origin的基本使用方法，從而減少很多工作量。參考文獻1方立國. 計算機在化學化工中的應用M. 化學工業出版社. 2010年12月2 付家新. Origin在化學化工實驗數據處理中的應用J. 長江大學學報：理工卷. 2010年 1期3 王宇;胡赟;曹伸義;楊祖榮. Origin軟件在化工原理實驗數據擬合中的應用J. 實驗技術與管理. 2010年 27卷 1期4 王千文. 基于Origin軟件的圖形曲線數字化和數據處理J. 瓊州學院學報. 2010年