便攜式氣相色譜儀的開發(fā)與應用研究.pdf

1、氣相色譜儀是分析領域最重要的通用儀器之一，是分離和檢測樣品的重要工具。然而，傳統(tǒng)氣相色譜儀因其體積較大、重量較重、分析時間較長等不利因素存在，限制了其在現(xiàn)場分析檢測中的應用。與傳統(tǒng)的實驗室氣相色譜儀相比，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)勢在現(xiàn)場快速分析檢測領域擁有著廣闊的市場需求。然而，由于國內(nèi)技術基礎比較薄弱、科研儲配人才較少、相關研究起步較晚等一系列原因，導致國內(nèi)的便攜式氣相色譜儀市場一直被安捷倫等國外的分析

2、儀器生產(chǎn)商所壟斷。為打破國外的技術壟斷，開發(fā)出擁有自主知識產(chǎn)權的便攜式氣相色譜儀，本文進行了便攜式氣相色譜儀的開發(fā)和應用研究，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，以應對各種條件下現(xiàn)場快速分析檢測的需求。
　　首先，本文利用COMSOL Multiphysics數(shù)值仿真軟件對氣化室的氣流場和氫火焰離子化檢測器的靜電場進行了建模仿真。在模擬結果的指導下，對氣化室和氫火焰離子化檢測器的幾何模型進行了優(yōu)化設計，

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

4、究的基礎上進行了便攜式氣相色譜儀裝置的整體搭建，并對搭建好的便攜式氣相色譜儀裝置進行了性能測試。初步測試結果顯示，自制便攜式氣相色譜儀檢出限為1.861×10-8 g/s，定性重復性為2.152％，定量重復性為10.401%，在100 mg/L-2000 mg/L的濃度范圍內(nèi)表現(xiàn)出了良好的線性關系，其相關系數(shù)達到了0.9966。而后，應用自制的便攜式氣相色譜儀結合膜萃取技術建立了海水中甲苯的快速檢測方法。檢測結果表明，通過膜萃取樣品預處