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全自动高通量微波辅助萃取样品处理仪的研制

作　者: 何东
导　师: 赵纯
学　校: 吉林大学
专　业: 集成电路工程
关键词: 动态微波辅助萃取固相萃取 C8051F410微控制器样品前处理
分类号: TN015
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

随着科学技术的日益进步、生活节奏的逐步加快，人们对高效、低耗的追求在生活的各个方面也在不断的提高。在化学分析试验中，样品预处理技术一直是整个样品分析过程中最关键的第一步。它制约了样品的分析时间、分析效率以及分析的准确率。传统的预处理技术存在着不仅耗时，消耗大量污染性溶剂，而且操作繁琐、易导致被分析物损失并造成二次污染。本论文从分析仪器智能化、自动化的角度出发，采用微控制器为核心，动态微波辅助萃取技术（DMAE）和固相萃取技术（SPE）在线联用为理论基础，研制了全自动高通量微波辅助萃取样品处理仪，为化学分析样品前处理提供了提高萃取产率，降低劳动强度，减少有机溶剂消耗的解决方案。仪器系统在结构上分为上位机和下位机两个部分。上位机是基于Microsoft Windows系统下的用户交互软件，用户可通过其控制仪器，并可以设置、存储其应用于本仪器上的专属的样品前处理方法；下位机是以C8051F410微控制器为核心的单片机控制的仪器系统，下位机接收上位机下达的指令后既可以按照用户设定自动完成样品动态微波辅助萃取及固相萃取富集净化的全过程。经其处理后的溶液经过简单处理后可经高效液相色谱仪、气相色谱仪、质谱仪等进行检测。本仪器系统电路的设计基于Silicon Laboratories公司的C8051F410微控制器，利用其小型、高速等特性完成对微波炉、真空泵及多个蠕动泵和多个电磁阀的控制。上下位机的通信采用USB方式，实现了仪器的即插即用。系统上位机程序设计采用Delphi7.0为开发环境，采用Microsoft Access2000构建了数据库；下位机程序采用模块化方式，并且通过液晶屏及四向按键可以方便的查看仪器的工作状态。本仪器在工作过程中兼有动态微波辅助萃取快速、节约试剂及固相萃取技术的稳定、高重复性等特点，可广泛应用于环境分析、药物分析和食品分析等方面。目前同类型产品在市场上未见销售，故本仪器为化学分析类智能分析仪器的开发提供了参考，具有一定的现实意义。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
提要  8-9
第一章绪论  9-14
  1.1 研究的目的和意义  9-10
  1.2 微波辅助萃取的类型和装置  10-13
    1.2.1 微波辅助萃取的类型和装置  10-12
    1.2.2 微波辅助萃取法与其它分析技术在线联用的现状  12-13
  1.3 本论文的主要内容  13-14
第二章全自动高通量微波辅助萃取样品处理仪的原理分析  14-27
  2.1 微波辅助萃取  14-20
    2.1.1 微波技术简介  14-16
    2.1.2 微波辅助萃取原理  16-18
    2.1.3 微波辅助萃取的特点  18-19
    2.1.4 影响微波辅助萃取的几个因素  19-20
  2.2 固相萃取  20-25
    2.2.1 固相萃取的基本原理及特点  20-22
    2.2.2 固相萃取装置  22-24
    2.2.3 固相萃取的类型及其应用  24-25
  2.3 本仪器所采用的应用原理及工作过程  25-27
第三章全自动高通量微波辅助萃取样品处理仪的系统设计  27-46
  3.1 仪器的整体设计方案  27-29
  3.2 全自动高通量微波辅助萃取样品处理仪的硬件设计  29-36
    3.2.1 单片机控制系统电路的设计  29-34
    3.2.2 系统电源电路设计  34-35
    3.2.3 人机接口电路设计  35-36
    3.2.4 电路的 PCB 电路板  36
  3.3 全自动高通量微波辅助萃取样品处理仪的软件设计  36-46
    3.3.1 程序设计的开发环境  37-40
    3.3.2 系统的软件框图  40
    3.3.3 系统主程序设计  40-41
    3.3.4 系统应用程序设计  41-46
第四章仪器样机的综合调试及应用测试  46-51
  4.1 仪器样机的综合调试  46
  4.2 仪器样机的测试及应用  46-51
    4.2.1 电磁兼容性讨论  47-48
    4.2.2 仪器应用实验  48-51
第五章总结与展望  51-53
参考文献  53-58
作者简介及科研成果  58-59
致谢  59

全自动高通量微波辅助萃取样品处理仪的研制

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