便攜式農(nóng)殘檢測(cè)氣相色譜儀溫度控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、氣相色譜技術(shù)在分析化學(xué)領(lǐng)域內(nèi)占據(jù)著重要的地位。因其具有對(duì)復(fù)雜混合物進(jìn)行分離和檢測(cè)的能力，使之在石油、化工、農(nóng)業(yè)等行業(yè)都有著廣泛地應(yīng)用。近年來，農(nóng)藥殘留檢測(cè)等現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)工作日益增多，而傳統(tǒng)的氣相色譜儀由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積較大難以滿足現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的要求。因此，便攜式、微型化已經(jīng)成為氣相色譜技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)。而溫度控制系統(tǒng)是整個(gè)氣相色譜控制系統(tǒng)的核心，因此，溫度控制系統(tǒng)的微型化研究是便攜式氣相色譜儀研究開發(fā)的重點(diǎn)之一。
　　針對(duì)這一問題，

2、本文設(shè)計(jì)了兩種微型化的色譜柱加熱方式:一種是使用3D打印技術(shù)制作的小型色譜箱對(duì)色譜柱加熱的方式，另一種是通過不銹鋼毛細(xì)管直接對(duì)色譜柱加熱的方式。本文針對(duì)第一種加熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了一種基于Micro2440控制板和Linux系統(tǒng)的嵌入式微型化溫控系統(tǒng)。這種控溫結(jié)構(gòu)既精簡了溫控電路又縮小了溫控系統(tǒng)硬件所占的空間。
　　該控溫系統(tǒng)的主要硬件為Micro2440主控制板，以及集成在其內(nèi)部的三路ADC轉(zhuǎn)化器與三路GPIO輸出接口。三路ADC與GP

3、IO分別應(yīng)用于進(jìn)樣器、毛細(xì)管柱加熱箱以及檢測(cè)器的溫控。溫控的主要過程為主線程通過ADC從溫度采集模塊得到當(dāng)前溫度，然后根據(jù)該溫度值經(jīng)過PID算法計(jì)算出本次加熱時(shí)間并通過設(shè)置GPIO來執(zhí)行加熱。本文所采用PID控制算法是單神經(jīng)元加PID的算法，并采用有監(jiān)督的赫布規(guī)則來動(dòng)態(tài)修正PID算法中的比例、積分及微分系數(shù)。
　　最后，通過升溫實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)的氣相色譜溫控系統(tǒng)控溫精度能達(dá)到±0.5℃，并實(shí)現(xiàn)了程序升溫功能。而搭載這種溫控系