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《湖南大学》 2017年
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工控机液相色谱检测系统设计

樊凯  
【摘要】:随着经济的不断发展和人们生活水平的迅速提高,在医疗、化工、食品安全等多个领域中对物质组成成分及其含量的检测的需求越来越大。另一方面,我国液相色谱检测仍处于低效率、高成本的状况,对于一些特定样品的检测还需要从国外进口。鉴于上述情况,利用市场中一些通用的电路开发板,基于微电子技术和计算机技术,设计了一种双通道、多波长且高效率的液相色谱检测系统。本文首先详尽地阐述了液相色谱检测的工作原理以及国内外的研究现状,并重点叙述了紫外-可见光检测器的性能以及工作原理,结合工控机与嵌入式技术,利用windows系统开发出了一套完整的液相色谱检测系统。本检测系统由下位机和工控机两大部分组成。系统的下位机部分是由STM32处理器为核心来控制驱动多个模块。工控机则是采用Qt进行编程,来完成控制和反馈界面编写。整个系统的硬件部分设计包含:光源供电模块的设计,其中包括氘灯起辉电路设计和高精度恒流源电路的设计;波长定位模块的设计,通过介绍波长扫描原理和步进电机及其驱动,使STM32控制光栅的转动来完成;信号放大模块设计,采用微弱电流检测放大器AD515AL、对数放大器LOG102和软件可编程放大器AD526,通过正确的方式将其连接以及外围电路的设计来完成信号的放大;A/D转换模块的设计,此处并没有使用专门的转换芯片,而是采用U/F转换器与一个滤波电路的连接来完成;LCD显示模块的设计,在LCD中来完成波长和检测数据的显示;串口通信模块的设计,采用MAX232转换芯片来实现TTL和RS232的电平转换。对于系统的软件部分设计包含:完成波长定位以及A/D转换的代码编写工作;创建底层API函数动态链接库,方便工控机随时调用;反控界面的设计,其中完成了界面的布局、动态链接库的导入、串口通信、绘图模块的添加和双线程设计的工作;定量算法的设计,通过一个积分算法来计算色谱峰的峰面积,从而得出检测样本的组分含量。经测试表明,本系统运行稳定,检测效率高,可用于大批量的样本检测。各方面的指标均已达到预期的目标。
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TH833;TP273

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