应用于水质监测的气相色谱流量控制器的研发

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1、硕士学位论文应用于水质监测的气相色谱流量控制器的研发ResearchofGasFlowControllerAppliedtoGasChromatographyinWaterQualityMonitoring学科专业电子与通信工程学位类型□科学学位□√专业学位研究生姓名陈俊名导师姓名、职称汪鲁才教授论文编号湖南师范大学学位评定委员会办公室二零一五年四月分类号TP29密级学校代码10542学号201337110031应用于水质监测的气相色谱流量控制器的研发ResearchofGasFlowControllerAppliedtoGasChromatographyinWater

2、QualityMonitoring研究生姓名陈俊名指导教师姓名、职称汪鲁才教授学科专业电子与通信工程研究方向嵌入式与通信湖南师范大学学位评定委员会办公室年月分类号TP29密级学校代码10542应用于水质监测的气相色谱流量控制器的研发ResearchofGasFlowControllerAppliedtoGasChromatographyinWaterQualityMonitoring论文编号学科专业电子与通信工程研究方向嵌入式与通信湖南师范大学学位评定委员会办公室年月湖南师范大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究

3、工作所取得的成果。除文中己经注明引用的巧容外，本论文不含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均巴在文中＾乂明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承捏。《学位论文作者签名：年月３日湖南师范大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使巧学位论文的规定，研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属湖南师范大学。同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖请师范大学可Ｌ乂将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据

4、库进行检索，可Ｌ乂采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。多作者签名：巧、嫂４日期；２〇＾年《月日导师签名：日期：、年月日Ｉ＾＾摘要挥发性有机物（VOCs）是一类常见的有机污染物，广泛存在于大气与水环境中。气相色谱作为一种分离混合物各组分的高效方法，在有机污染物检测领域得到了广泛的应用。气相色谱的流量控制技术是实现水环境中挥发性有机物自动化监测设备小型化的关键技术之一。目前，气相色谱-质谱联用法是我国有机物检测的主要手段，水环境中的挥发性有机物监测对实验室检测依赖比较严重，因此，能够现场监测挥发性有机物的自动化监测设备亟需得到研究和开发。论

5、文在流体力学的基础上对管路内以及色谱柱中的气流流量的测量原理和方法进行了分析，推导了气相色谱中的流量计算公式，对模拟输出和数字输出的差压传感器性能进行测试，为选型提供了理论指导。基于TM4C1233H6PM微处理器和节流差压法设计制作了具有过流、过压、防反接以及防雷保护的流量控制硬件，编写了流量控制器的测控软件。结合传感器和被控对象以及控制器件比例阀特性，研究了基于改进型PID控制的流量控制策略，并确定了参数整定的步骤和方法。流量控制器采用RS-485总线通信，使用ModBus通信协议作为控制器与仪器控制单元的通信协议。该气体流量控制器能在0-600mL/min范围内对

6、气流具有较好的控制效果，其控制响应时间小于2s，过冲小于0.5%，在控制精度上小流量时优于0.7%，中高流量时优于0.5%；在针对控制器通信功能干扰测试中，能够排除错误帧的干扰，提取并应答正确的数据帧。I关键词：挥发性有机物，流量控制，PID控制IIAbstractVolatileorganiccompounds(VOCs),aclassofcommonorganicpollutants,widelypresentintheatmosphereandwater.Gaschromatography(GC)iswidelyappliedinthedetectionoforg

7、anicpollutants,asahighefficientmethodofseparatingmixtures.GasflowcontroltechnologyofGCisoneofthekeytechnologiesofminiaturizingtheautomaticmonitoringequipmentofVOCsinwaterenvironment.Gaschromatography-massspectrometryistheprimarymethodofdetectingorganiccompounds,andthedete