基于DSP的智能氣相色譜檢測系統(tǒng)研究.pdf

1、色譜分析是現(xiàn)代分離分析的重要手段，氣相色譜儀作為一種精密分析儀器是進(jìn)行色譜分析的重要工具。它在醫(yī)藥、環(huán)保、食品安全保障體系、石油、化工、科學(xué)研究、質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督等領(lǐng)域都發(fā)揮著巨大的作用。
　　 氣相色譜儀的研制開發(fā)涉及到分析化學(xué)、機(jī)械電子、自動化、計(jì)算機(jī)等多個學(xué)科，是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。研究如何在色譜儀系統(tǒng)開發(fā)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、智能儀器技術(shù)、電子技術(shù)以及新材料、新工藝，從而提高色譜儀的智能化水平有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　

2、論文首先介紹了氣相色譜檢測方法，以及氣相色譜儀的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，探討了氣相色譜設(shè)備的發(fā)展趨勢，明確了嵌入式技術(shù)在現(xiàn)代氣相色譜檢測系統(tǒng)中將占有極其重要的地位，確立了設(shè)計(jì)智能型氣相色譜檢測系統(tǒng)的目標(biāo)。然后分析了氣相色譜儀的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，工藝指標(biāo)及其影響因素，針對性的提出了智能型氣相色譜儀的檢測方案以及控制策略。通過對智能氣相色譜檢測系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu)的分析，明確了系統(tǒng)開發(fā)過程和設(shè)計(jì)原則。
　　 嵌入式開發(fā)以處理器的選擇為優(yōu)先入手點(diǎn)，選擇高

3、性能低功耗的DSP嵌入式處理器TMS320LF2407，配以嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)μC/OS—Ⅱ的開發(fā)方案。發(fā)揮了DSP處理器的高性能和μC/OS—Ⅱ可移植性強(qiáng)，實(shí)時性好的優(yōu)點(diǎn)。由于實(shí)驗(yàn)室用儀器用途的多樣性，本課題為該氣相色譜儀配備了兩種檢測器(熱導(dǎo)檢測器和氫火焰檢測器)，并設(shè)計(jì)了相對應(yīng)的檢測放大電路，基本滿足了絕大部分物質(zhì)分析的需求。對比傳統(tǒng)的氣相色譜儀在溫控精度方面的不足，創(chuàng)新性的提出了模糊自適應(yīng)結(jié)合PID的控制策略。考慮到最終用戶的操

4、作簡便以及人機(jī)界面的特點(diǎn)，結(jié)合嵌入式系統(tǒng)的實(shí)際性能，利用組態(tài)軟件(組態(tài)王KingView)完善了色譜工作站的功能，并利用數(shù)據(jù)庫技術(shù)管理色譜分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。在具體的設(shè)計(jì)中應(yīng)用了模塊化設(shè)計(jì)方法，分別從硬件和軟件兩個方面論述了各功能模塊的實(shí)現(xiàn)方法。為了保證系統(tǒng)在不同工況環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行，本文還針對系統(tǒng)可靠性措施做了相關(guān)探討。
　　 論文最后利用設(shè)計(jì)的智能氣相色譜檢測系統(tǒng)對樣品進(jìn)行了分析實(shí)驗(yàn)，并取得了物質(zhì)分析報告，與標(biāo)準(zhǔn)樣進(jìn)行比對。針對檢測