便攜式氣相色譜儀的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用研究.pdf

1、氣相色譜儀是分析領(lǐng)域最重要的通用儀器之一，是分離和檢測(cè)樣品的重要工具。然而，傳統(tǒng)氣相色譜儀因其體積較大、重量較重、分析時(shí)間較長(zhǎng)等不利因素存在，限制了其在現(xiàn)場(chǎng)分析檢測(cè)中的應(yīng)用。與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室氣相色譜儀相比，便攜式氣相色譜儀因其分析速度較快、體積較小、重量較輕等優(yōu)勢(shì)在現(xiàn)場(chǎng)快速分析檢測(cè)領(lǐng)域擁有著廣闊的市場(chǎng)需求。然而，由于國(guó)內(nèi)技術(shù)基礎(chǔ)比較薄弱、科研儲(chǔ)配人才較少、相關(guān)研究起步較晚等一系列原因，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)的便攜式氣相色譜儀市場(chǎng)一直被安捷倫等國(guó)外的分析

2、儀器生產(chǎn)商所壟斷。為打破國(guó)外的技術(shù)壟斷，開(kāi)發(fā)出擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的便攜式氣相色譜儀，本文進(jìn)行了便攜式氣相色譜儀的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用研究，研制出了一種體積小、重量輕、分析速度快的便攜式氣相色譜分析儀器，以應(yīng)對(duì)各種條件下現(xiàn)場(chǎng)快速分析檢測(cè)的需求。
　　首先，本文利用COMSOL Multiphysics數(shù)值仿真軟件對(duì)氣化室的氣流場(chǎng)和氫火焰離子化檢測(cè)器的靜電場(chǎng)進(jìn)行了建模仿真。在模擬結(jié)果的指導(dǎo)下，對(duì)氣化室和氫火焰離子化檢測(cè)器的幾何模型進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，

3、使得氣化室中的死體積區(qū)域大幅縮減，氫火焰離子化檢測(cè)器的帶電離子收集效率大幅提升。
　　然后，基于PID控制原理進(jìn)行了溫度控制模塊和氣路控制模塊的設(shè)計(jì)。采用實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的恒流源測(cè)溫電路和小功率加熱電路配合基于LabVIEW軟件編寫(xiě)的PID溫度控制程序完成了溫度控制模塊的設(shè)計(jì)，溫控精度可達(dá)0.1℃。而后采用商品化的電子壓力控制器配合基于LabVIEW軟件編寫(xiě)的PID壓力控制程序?qū)崿F(xiàn)了對(duì)壓力和流量的精確控制。
　　最后，在各個(gè)模塊研

4、究的基礎(chǔ)上進(jìn)行了便攜式氣相色譜儀裝置的整體搭建，并對(duì)搭建好的便攜式氣相色譜儀裝置進(jìn)行了性能測(cè)試。初步測(cè)試結(jié)果顯示，自制便攜式氣相色譜儀檢出限為1.861×10-8 g/s，定性重復(fù)性為2.152％，定量重復(fù)性為10.401%，在100 mg/L-2000 mg/L的濃度范圍內(nèi)表現(xiàn)出了良好的線性關(guān)系，其相關(guān)系數(shù)達(dá)到了0.9966。而后，應(yīng)用自制的便攜式氣相色譜儀結(jié)合膜萃取技術(shù)建立了海水中甲苯的快速檢測(cè)方法。檢測(cè)結(jié)果表明，通過(guò)膜萃取樣品預(yù)處