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在线色谱实时检测系统的开发
作 者: 李佳
导 师: 麻红昭
学 校: 浙江大学
专 业: 化学工程
关键词: 在线色谱 自动进样 压差控制 定量分析
分类号: TP274
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
下 载: 17次
引 用: 0次
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内容摘要
气相色谱(GC)法是现代化学实验中最为常用的一种分析方法,它具有测量范围广、分析速度快、选择性高、稳定性好等特点,在许多领域都有着广泛的应用。但是传统的分析方法属于离线的实验室分析,滞后性严重,测试结果往往无法为实时调节过程参数、优化控制生产过程提供参考。为提高生产效率及产品质量,迫切需要分析方法由离线模式转向在线模式。本文在系统研究了气相色谱基本原理和检测方法的基础上,设计了一套基于液体自动进样的在线色谱实时检测系统。设计工作包括硬件系统设计和软件系统设计两部分。硬件的核心部分为自动进样器,它创新性地运用压差控制的原理,实现了微量液体的自动进样,解决了以往工业在线色谱仪仅能实现气体自动进样的问题。同时,为缩短出峰时间,提高检测效率,作者对气相色谱仪结构进行了改造,设计开发了一个并行色谱柱系统。软件使用VB语言编写,首先利用OPC (OLE for Process Control)实现了与色谱控制单元(S7-200PLC)的通讯,能对系统进行控制与监测;其次对各种滤波方法和谱峰识别方法进行了探讨与评价,最终确定以移动平均滤波法对色谱原始数据进行滤波,以一种一阶导数的变形法对谱峰进行识别。软件还提供了操作简单、直观友好的人机界面,大大方便了用户的操作,真正达到了在线色谱一体化的要求。最后,通过对样机进行重复性、准确性实验,证明该系统可靠性高,能够满足实时检测的要求,可以在现场长周期运行。
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全文目录
致谢 4-5 摘要 5-6 Abstract 6-7 目录 7-10 1 绪论 10-18 1.1 引言 10-11 1.2 国内外在线色谱仪的研究现状 11-13 1.3 技术难点 13-16 1.3.1 自动进样系统 13-15 1.3.2 上位机软件的开发 15-16 1.4 本文的结构 16-18 2 气相色谱理论基础 18-28 2.1 气相色谱的历史与发展 18 2.2 气相色谱基本原理 18-19 2.3 气相色谱仪结构 19-21 2.4 气相色谱法的性能特点 21-22 2.5 色谱定量分析 22-28 2.5.1 定量校正因子 22-23 2.5.2 定量计算方法 23-28 3 硬件设计 28-44 3.1 整体装置 28-30 3.2 自动进样原理 30 3.3 装置的改进 30-34 3.3.1 反吹技术 30-33 3.3.2 并行技术 33-34 3.4 N2000色谱信号采集卡 34-35 3.5 RS-232串行通信 35-36 3.6 PLC控制系统 36-44 3.6.1 PLC硬件 36-38 3.6.2 PLC程序 38-44 3.6.2.1 压差控制 38-40 3.6.2.2 整体控制 40-44 4 软件设计 44-62 4.1 软件功能构成 44 4.2 在线装置的控制与监测 44-46 4.2.1 上下位机通讯 44-45 4.2.2 参数设置 45-46 4.3 色谱数据采集 46-47 4.4 谱峰检测及计算 47-57 4.4.1 滤波法简介 47-50 4.4.1.1 算术平均滤波 48 4.4.1.2 移动平均滤波 48 4.4.1.3 多项式平滑滤波 48-49 4.4.1.4 中值滤波 49-50 4.4.2 滤波法评价 50-54 4.4.3 谱峰识别 54-57 4.5 定量计算 57-58 4.6 数据存储及查询 58-60 4.7 谱图显示 60 4.8 标定界面 60-62 5 系统测试 62-68 5.1 重复性考察 62-64 5.2 定量准确性考察 64-68 6 总结与展望 68-70 6.1 论文工作总结 68-69 6.2 展望 69-70 参考文献 70-77 作者简历及科研成果 77
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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 数据处理、数据处理系统
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