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基于色谱法的梯度洗脱系统的设计

作　者: 孙雪平
导　师: 刘文杰
学　校: 苏州大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 色谱分析梯度洗脱梯度文件 LabWindows/CVI 图谱
分类号: O657.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 62次
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内容摘要

色谱分析是现代分离分析的重要手段,梯度洗脱系统作为一种精密分析仪器是进行色谱分析的重要工具。它在石油、化工、医药、环保、食品等许多领域都有着广泛的用途。梯度洗脱系统的研制开发涉及到机械、电子、自动化、计算机等多个学科,是一项复杂的系统工程。梯度洗脱系统主要由梯度混合系统、收集系统和紫外线检测器和PC机数据处理系统四个部分组成。随着系统的不断完善,梯度系统不仅可以编辑和保存梯度文件,同时梯度混合精度也在不断提高。随着CCD紫外线检测模块和个人电脑性能的不断提高,梯度系统的图谱显示技术趋于完善并可以进行多波长图谱显示,这便大大提高了色谱分析实验的效率。本文首先阐述了梯度洗脱系统的基本原理并建立了相应的数学模型,并在基本原理和数学模型的基础上进行了硬件电路的设计。然后,根据硬件电路设计了梯度洗脱系统下位机的人机界面并编写了相应的程序。梯度系统混合精度一直是梯度洗脱系统存在的问题,本系统采用对电机脉冲定位的方法对伺服电机做了相应的加减速处理,从而提高了梯度混合的精度。最后,在实现下位机对梯度系统控制的基础上,设计了基于LabWindows/CVI上位机软件。该款软件首先实现与PLC的正常通讯的功能。然后,设计了上位机软件界面并编写相应的上位机软件程序。该软件具有梯度文件的编辑、保存、打开及下载等基本功能。同时,上位机软件采用了多线程技术获取CCD紫外检测器光强数值,并通过定时器定时绘制相应的吸收度图谱。通过软件界面中图谱的形状可知,应用梯度洗脱可以使峰形得到明显的改善,同时缩短了分离时间、提高了色谱分析的效率。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章绪论  10-13
  1.1 引言  10
  1.2 梯度系统的概况与发展  10-12
    1.2.1 国内梯度系统研究情况  10-11
    1.2.2 国外梯度系统研究状况  11
    1.2.3 梯度系统的发展趋势  11-12
  1.3 论文的课题背景及意义  12
  1.4 论文研究的内容  12
  1.5 本章小结  12-13
第二章梯度洗脱原理及数学模型  13-20
  2.1 梯度洗脱系统原理  13-14
  2.2 梯度洗脱曲线原理图  14-15
  2.3 梯度洗脱数学模型  15-17
  2.4 小流速等度洗脱快吸慢排的实现  17-19
    2.4.1 快吸慢排的原理  17-18
    2.4.2 快吸慢排电机脉冲输入频率的计算  18-19
  2.5 CCD 紫外检测器检测原理  19
  2.6 本章小结  19-20
第三章梯度洗脱系统硬件部分的设计  20-24
  3.1 梯度混合系统硬件电路的设计  20-22
    3.1.1 梯度混合系统硬件原理图  20-21
    3.1.2 伺服电机控制电路的设计  21
    3.1.3 压力传感器电路的设计  21-22
  3.2 组分收集系统硬件电路的设计  22-23
    3.2.1 组分收集系统实物图  22
    3.2.2 收集系统硬件电路的设计  22-23
  3.3 本章小结  23-24
第四章梯度洗脱系统的软件设计  24-35
  4.1 梯度洗脱系统触摸屏界面的设计  24-28
    4.1.1 梯度混合系统触摸屏界面的设计  24-26
    4.1.2 收集系统触摸屏界面的设计  26-28
  4.2 梯度文件存储区域的划分  28-29
  4.3 梯度文件的编辑  29-31
    4.3.1 梯度步的编辑  29-30
    4.3.2 梯度步删除与插入功能的实现  30-31
  4.4 梯度文件的下载与运行  31-34
    4.4.1 梯度文件的下载  31
    4.4.2 文件运行区梯度步数据的读取  31-32
    4.4.3 梯度洗脱的程序实现  32-34
  4.5 等度洗脱小流量快吸慢排程序实现  34
  4.6 本章小结  34-35
第五章梯度洗脱系统上位机软件的设计  35-55
  5.1 虚拟仪器概述  35-37
    5.1.1 虚拟仪器概念  35
    5.1.2 虚拟仪器的特点  35-36
    5.1.3 虚拟仪器的结构  36-37
  5.2 软件界面的设计  37-40
  5.3 上位机与PLC 通讯程序的编写  40-45
    5.3.1 上位机与PLC 的串口通讯程序子函数介绍  40-41
    5.3.2 上位机与PLC 的串口通讯  41-45
  5.4 梯度文件的编辑与保存  45-48
    5.4.1 梯度文件的编辑与梯度曲线的显示  45-46
    5.4.2 梯度文件的保存  46-48
  5.5 梯度文件的下载与运行  48-51
  5.6 上位机软件的多线程处理  51-54
    5.6.1 LabWindows 多线程技术  51-52
    5.6.2 图谱数据的多线程处理  52-54
  5.7 本章小结  54-55
第六章总结与展望  55-58
  6.1 实验结果分析  55-56
  6.2 工作总结  56
  6.3 问题与展望  56-58
参考文献  58-60
攻读学位期间本人出版或公开发表的论著、论文  60-61
致谢  61-62

基于色谱法的梯度洗脱系统的设计

内容摘要

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