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摘 要

气相色谱仪是当前化合物质检测的最常用的仪器，针对当前色谱仪控制比较复杂，温度波动幅度大的情况，设计了气相色谱的控制系统。首先介绍了气相色谱的系统结构，分析了技术参数和系统要求；设计了由双向可控硅、光电耦合管和晶体管及其它器件构成的主机可控硅部件电源电路；根据控制器温控原理，构建了以Z-08为中央处理器的微型机系统，通过对柱箱、进样器和检测器温度的测量，所得信号经过PID运算产生控制脉冲的输出；设计了由A/D、D/A和减法器及其它元件构成的温度检测及比较电路，并设计了键盘和显示电路，同时给出了系统参数设置方法。实用证明该控制系统的可靠性和实用性。

关键词：气相色谱仪，控制，化学检测。

Abstract: The gas chromatograph is the most commonly used instrument current qualitative detection of compounds against the current chromatograph control more complex, large temperature fluctuations to determine the design of the control system for gas chromatography. First introduced the system structure GC analyzes the technical parameters and system requirements; designed by the host thyristor triac power circuit components, opto-coupler tubes and transistors and other devices constructed; according to the principles of the thermostat controller, Z-08 was constructed in the central processor microcomputer system, through the measurement of the oven, injector and detector temperature, the resulting signal through PID control operation produces an output pulse; designed by the a / D, D / a temperature detection and subtraction and comparison circuits and other components constituted and design of the keyboard and display circuit, and gives the system parameter setting method. Practical proof of the reliability and usefulness of the control system.

Key words：GC, Control, Chemical testing.

目 录

1 气相色谱法 4

1.1 气相色谱一般介绍 4

1.2 与气相色谱仪有关的概念 7

2 主机电源 10

2.1 氢火焰高压电 10

2.2零交脉冲电源 10

2.3温标继电器 10

2.4 可控硅触发（SCR）电路 11

3 控制器及放大器线路 11

3.1 气相色谱仪控制器简介 11

3.2 微型计算机系统 13

3.3 可控硅脉冲产生控制系统 14

3.4 温度检测及比较电路 16

3.5 键盘及显示 16

3.6 操作 17

3.7 微电流放大器 19

参考文献 21

致 谢 22

1 气相色谱法

气相色谱法是以气体作为流动相对复杂样品进行分离、检测和定量的一种分析方法。他是近年来迅速发展起来的分析技术。在不断丰富发展和提高过程中，已逐渐形成一个专门的学科——气象色谱学。由于该分析方法有分离效能高，分析速度快、样品用量少的特点，因此目前已广泛地被用于石油化工、生物化学、医药卫生、卫生检疫、食品检验、环境保护、劳动保护、食品发酵、临床等部门。气相色谱法在这些领域中解决了工业生产的中间体和工业产品的质量检验、科学研究、公害检测、生产控制和分析问题。

1.1 气相色谱一般介绍

气相色谱仪

气相色谱仪是以气相色谱法为基础而设计的仪器、气相色谱仪是以气相色谱柱为分离基础。样品进入进样器后由载气传送，到达色谱柱得到分离，分离后样品由柱中溜出到达检测器，并给出相应的电讯号，然后排空。气相色谱仪的系统方框示意图见图1—1。

图1—1

分离是分析的前提，只有使样品组份能得到彼此分离才可能有正常的分析数据。

在气相色谱中常用填充柱或毛细管柱对样品进行分离。用气体作为流动的传送气，称作流动相或称为载气。样品通过一定的方式导入色谱仪后，由载气把样品组份带进色谱柱。色谱柱中填充物是涂渍了固定液的担体，（称为固定相）由于固定液对不同的物质有不同的分子引力。使样品各组份在柱中与固定液分子间发生了相互作用（主要有吸附、溶解、络合、离子交换……）。于是使样品分子在载气和固定液之间进行分配，样品中各组分的物理化学性质不同，所以各自在二相间的分配的比也不同，于是各组份在色谱柱中运动的速度也就不同，当经过一段距离后，各组份通过反复多次的分配，彼此间距离拉开，按先后次序从色谱柱后流出，从而获得分离。

气象色谱仪原理图见图1—2

图1—2

被分析样品组份由进样器导入，由于进样器加热湿度是样品的最高沸点，使其瞬时把液态的样品汽化为气态，他们在载气的携带下进入色谱柱，样品中的组份在柱中得到分离然后依次进入检测器，检测器将各组份的浓度变换讯号转换成电讯号（毫伏或毫安），由记录仪记录即可得到一张色谱分析图，示意见图1—3。

图1—4中纵坐标表示检测器所给出的讯号，横坐标为时间，所描绘的曲线称为色谱流出曲线，其中tR1、tR2、tR3，分别是组份A、B、C从进样到峰顶的时间称作为保留时间，保留时间作为组份的定性数据，而A、B、C三色谱面积作为定量的依据。

图1—3

由图1—3的流程可知，气象色谱仪载气流经的次序是：载气高压气瓶→减压阀→净化器→稳压阀→柱前压力表→刻度流量阀→进样器→色谱柱→检测器→放空。

（1）高压气瓶是载气的储存器，其内压力较高（灌满时在15MPa左右），使用时需特别注意安全。切莫把出气口对准人或仪器，也不可把高压气瓶靠近热源或受日晒，搬动时也要小心，应当轻拿轻放，勿在地上踢滚，勿敲打撞击，以免发生爆炸，造成损失。有条件的实验室应把高压气瓶放在实验室外的通风条件比较好的小屋里，使用氢气瓶的实验室在室内禁止吸烟。

（2）减压阀：主要起降低气压的作用，以便使用。所用减压阀必须与高压气瓶嘴紧密配合（注意：一般氢气减压阀与气瓶连接处有一尼龙密封垫圈，使用前必须用扳手上紧，国内减压阀密封螺母的六角扳手统一尺寸是30毫米），否则开启时会发生意外或漏气，使色谱仪器无法正常工作。

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