便攜式氣相色譜儀的開發(fā)與應(yīng)用研究.pdf

1、氣相色譜儀是分析領(lǐng)域最重要的通用儀器之一，是分離和檢測樣品的重要工具。然而，傳統(tǒng)氣相色譜儀因其體積較大、重量較重、分析時間較長等不利因素存在，限制了其在現(xiàn)場分析檢測中的應(yīng)用。與傳統(tǒng)的實驗室氣相色譜儀相比，便攜式氣相色譜儀因其分析速度較快、體積較小、重量較輕等優(yōu)勢在現(xiàn)場快速分析檢測領(lǐng)域擁有著廣闊的市場需求。然而，由于國內(nèi)技術(shù)基礎(chǔ)比較薄弱、科研儲配人才較少、相關(guān)研究起步較晚等一系列原因，導(dǎo)致國內(nèi)的便攜式氣相色譜儀市場一直被安捷倫等國外的分析

2、儀器生產(chǎn)商所壟斷。為打破國外的技術(shù)壟斷，開發(fā)出擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的便攜式氣相色譜儀，本文進(jìn)行了便攜式氣相色譜儀的開發(fā)和應(yīng)用研究，研制出了一種體積小、重量輕、分析速度快的便攜式氣相色譜分析儀器，以應(yīng)對各種條件下現(xiàn)場快速分析檢測的需求。
　　首先，本文利用COMSOL Multiphysics數(shù)值仿真軟件對氣化室的氣流場和氫火焰離子化檢測器的靜電場進(jìn)行了建模仿真。在模擬結(jié)果的指導(dǎo)下，對氣化室和氫火焰離子化檢測器的幾何模型進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，

3、使得氣化室中的死體積區(qū)域大幅縮減，氫火焰離子化檢測器的帶電離子收集效率大幅提升。
　　然后，基于PID控制原理進(jìn)行了溫度控制模塊和氣路控制模塊的設(shè)計。采用實驗室開發(fā)的恒流源測溫電路和小功率加熱電路配合基于LabVIEW軟件編寫的PID溫度控制程序完成了溫度控制模塊的設(shè)計，溫控精度可達(dá)0.1℃。而后采用商品化的電子壓力控制器配合基于LabVIEW軟件編寫的PID壓力控制程序?qū)崿F(xiàn)了對壓力和流量的精確控制。
　　最后，在各個模塊研

4、究的基礎(chǔ)上進(jìn)行了便攜式氣相色譜儀裝置的整體搭建，并對搭建好的便攜式氣相色譜儀裝置進(jìn)行了性能測試。初步測試結(jié)果顯示，自制便攜式氣相色譜儀檢出限為1.861×10-8 g/s，定性重復(fù)性為2.152％，定量重復(fù)性為10.401%，在100 mg/L-2000 mg/L的濃度范圍內(nèi)表現(xiàn)出了良好的線性關(guān)系，其相關(guān)系數(shù)達(dá)到了0.9966。而后，應(yīng)用自制的便攜式氣相色譜儀結(jié)合膜萃取技術(shù)建立了海水中甲苯的快速檢測方法。檢測結(jié)果表明，通過膜萃取樣品預(yù)處