CN205280670U - 一种用于氢焰色谱仪的微处理器控制系统 - Google Patents
一种用于氢焰色谱仪的微处理器控制系统 Download PDFInfo
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Abstract
一种用于氢焰色谱仪的微处理器控制系统，包含：控制整个系统工作的微控制器，样品泵中储存样品气体，电子压力控制模块用于控制气体流量大小，电磁阀在微控制器的控制下进行气路切换，点火模块对氢焰色谱仪中的样品气体进行点火操作使样品气体离化，上位机对微处理器发送的数据进行解析和显示，以直观的方式将结果展示出来，电源系统为上述模块提供电源。本实用新型消除了常规分析仪器气路控制不精确而对气体分析结果产生的不良影响，提高了微电流信号测量精度和抗电磁干扰强度，实现了分析模式，图谱显示、数据保存，数据查询，数据传输，数据打印，实时信号模拟输出，智能操作与标定，仪器状态自诊断等功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于氢焰色谱仪的微处理器控制系统。
背景技术
氢焰色谱仪用于石油钻井勘探领域中天然气的实时测量，是以气相色谱原理制作的仪器，它可以在线取得泥浆脱气器脱出的天然气样品，在色谱柱中分离、在检测器中得到化合物的定性定量数据。
气相色谱仪是以气体作为流动相（载气），当样品通过注射器注入或通过样品泵导入定量管（进样器）后，被载气携带进入色谱柱。由于样品中各组分在色谱柱中的流动相（气相）和固定相（液相）间溶解系数的微小差异，在载气的冲洗下，各组分在两相之间作反复多次溶解、挥发，多次分配，使各组分在色谱柱中得到分离。然后用接在色谱柱后的检测器，将各组分按流出的时间检测出来。采用微处理器控制系统控制氢焰色谱仪各模块的工作，实现各模块功能，因此微处理器控制系统的功能优劣，极大地影响了氢焰色谱仪的检测数据准确性。
实用新型内容
本实用新型提供一种用于氢焰色谱仪的微处理器控制系统，消除了常规分析仪器气路控制不精确而对气体分析结果产生的不良影响，提高了微电流信号测量精度和抗电磁干扰强度，实现了分析模式，图谱显示、数据保存，数据查询，数据传输，数据打印，实时信号模拟输出，智能操作与标定，仪器状态自诊断等功能。
为了达到上述目的，本实用新型提供一种用于氢焰色谱仪的微处理器控制系统，包含：
微控制器，其控制整个系统的工作；
样品泵，其电性连接微控制器，该样品泵中储存样品气体，在微控制器的控制下将样品泵中的气体送入氢焰色谱仪；
电子压力控制模块，其电性连接微控制器，该电子压力控制模块用于控制气体流量大小；
电磁阀，其电性连接微控制器，该电磁阀在微控制器的控制下进行气路切换；
点火模块，其电性连接微控制器，该点火模块对氢焰色谱仪中的样品气体进行点火操作，以使样品气体离化；
上位机，其电性连接微控制器，该上位机完成参数的设置，对微处理器发送的数据进行解析和显示，以直观的方式将结果展示出来；
电源系统，其电性连接微控制器、样品泵、电子压力控制器、电磁阀、点火模块、上位机和放大模块，为上述模块提供电源。
所述的用于氢焰色谱仪的微处理器控制系统还包含：
恒温箱；
温控系统，其电性连接微控制器和恒温箱，该温控系统实现对恒温箱的实时温度采集和自动温度控制，为色谱柱正常工作提供一个稳定的温度环境；
加热模块，其电性连接微控制器和恒温箱，该加热模块根据温控系统采集的实时温度，在微控制器的控制下对恒温箱进行加热，为恒温箱提供合适的温度。
所述的用于氢焰色谱仪的微处理器控制系统还包含：
放大模块，其电性连接微控制器和电源系统，该放大模块对离化的气体所形成的微弱电流进行放大处理，为后续数据采集提供放大信号。
所述的电子压力控制模块包含若干个电子压力控制器，每个电子压力控制器用于控制不同气体的流量大小。
所述的电磁阀采用直动电磁阀，该电磁阀连接氢焰色谱仪中的十通阀，电磁阀根据微控制器的指令控制十通阀的气路切换。
所述的上位机采用嵌入式微型计算机，操作系统采用的是嵌入式win7系统，上位机采用串口通信方式与微处理器进行通信。
所述的温控系统由PID控制，通过PID自整定实现温度的自动控制。
所述的放大模块采用小电流信号放大设备。
所述的电源系统由多路输出的开关电源提供5V、12V、24V直流电压，由多路输出的变压器提供4V、12V、50V交流电压，5V和12V的直流电压给上位机提供电压，5V和12V的直流电压经过电压转换变为3.3V直流电压后提供给微控制器，24V直流电压为微控制器、样品泵、电子压力控制器和电磁阀提供电压，4V交流电压为点火模块提供电压，12V交流电压为放大模块提供电压，50V交流电压经过倍压后，提供150V的交流极化电压，为样品泵中的样品气体电离化提供电压。
本实用新型消除了常规分析仪器气路控制不精确而对气体分析结果产生的不良影响，提高了微电流信号测量精度和抗电磁干扰强度，实现了分析模式，图谱显示、数据保存，数据查询，数据传输，数据打印，实时信号模拟输出，智能操作与标定，仪器状态自诊断等功能。
附图说明
图1是本实用新型提供的用于氢焰色谱仪的微处理器控制系统的电路框图。
具体实施方式
以下根据图1具体说明本实用新型的较佳实施例。
如图1所示，本实用新型提供一种用于氢焰色谱仪的微处理器控制系统，包含：
微控制器1，其控制整个系统的工作；
样品泵2，其电性连接微控制器1，该样品泵2中储存样品气体，在微控制器1的控制下将样品泵2中的气体送入氢焰色谱仪；
电子压力控制模块3，其电性连接微控制器1，该电子压力控制模块3用于控制气体流量大小；
电磁阀4，其电性连接微控制器1，该电磁阀4在微控制器1的控制下进行气路切换；
点火模块5，其电性连接微控制器1，该点火模块5对氢焰色谱仪中的样品气体进行点火操作，以使样品气体离化；
上位机6，其电性连接微控制器1，该上位机6完成参数的设置，对微处理器1发送的数据进行解析和显示，以直观的方式将结果展示出来；
恒温箱7；
温控系统11，其电性连接微控制器1和恒温箱7，实现对恒温箱7的实时温度采集和自动温度控制，为色谱柱正常工作提供一个稳定的温度环境；
加热模块8，其电性连接微控制器1和恒温箱7，该加热模块8根据温控系统11采集的实时温度，在微控制器1的控制下对恒温箱7进行加热，为恒温箱7提供合适的温度。
放大模块9，其电性连接微控制器1，该放大模块9对离化的气体所形成的微弱电流进行放大处理，为后续数据采集提供放大信号。
电源系统10，其电性连接微控制器1、样品泵2、电子压力控制器3、电磁阀4、点火模块5、上位机6和放大模块9，为上述模块提供电源。
本实施例中，所述的微控制器1采用型号为DSPIC33的单片机。
所述的电子压力控制模块包含若干个电子压力控制器，每个电子压力控制器用于控制样品气、氢气及空气等进入气路的流量大小。
所述的电磁阀4采用直动电磁阀，该电磁阀4连接氢焰色谱仪中的十通阀，电磁阀4根据微控制器1的指令控制十通阀的气路切换。
所述的上位机6采用嵌入式微型计算机，操作系统采用的是嵌入式win7系统，上位机6采用串口通信方式与微处理器进行通信。
所述的温控系统11由PID（比例-积分-微分，ProportionIntegrationDifferentiation）控制，通过PID自整定实现温度的自动控制。
所述的放大模块9采用小电流信号放大设备，具有灵敏度高、精度高的特点，小电流信号经过放大由主板进行采集和处理，放大板与控制板通过CAN总线通信方式通讯，具有实时，可靠、速度快等特点。
所述的电源系统10由多路输出的开关电源提供5V、12V、24V直流电压，由多路输出的变压器提供4V、12V、50V交流电压，5V和12V的直流电压给上位机6提供电压，5V和12V的直流电压经过电压转换变为3.3V直流电压后提供给微控制器1，24V直流电压为微控制器1、样品泵2、电子压力控制器3和电磁阀4提供电压，4V交流电压为点火模块5提供电压，12V交流电压为放大模块9提供电压，50V交流电压经过倍压后，提供150V的交流极化电压，为样品泵2中的样品气体电离化提供极化电压。
本实用新型消除了常规分析仪器气路控制不精确而对气体分析结果产生的不良影响，提高了微电流信号测量精度和抗电磁干扰强度，实现了分析模式，图谱显示、数据保存，数据查询，数据传输，数据打印，实时信号模拟输出，智能操作与标定，仪器状态自诊断等功能。
尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (9)
1.一种用于氢焰色谱仪的微处理器控制系统，其特征在于，包含：
微控制器（1），其控制整个系统的工作；
样品泵（2），其电性连接微控制器（1），该样品泵（2）中储存样品气体，在微控制器（1）的控制下将样品泵（2）中的气体送入氢焰色谱仪；
电子压力控制模块（3），其电性连接微控制器（1），该电子压力控制模块（3）用于控制气体流量大小；
电磁阀（4），其电性连接微控制器（1），该电磁阀（4）在微控制器（1）的控制下进行气路切换；
点火模块（5），其电性连接微控制器（1），该点火模块（5）对氢焰色谱仪中的样品气体进行点火操作，以使样品气体离化；
上位机（6），其电性连接微控制器（1），该上位机（6）完成参数的设置，对微控制器（1）发送的数据进行解析和显示，以直观的方式将结果展示出来；
电源系统（10），其电性连接微控制器（1）、样品泵（2）、电子压力控制模块（3）、电磁阀（4）、点火模块（5）和上位机（6），为上述模块提供电源。
2.如权利要求1所述的用于氢焰色谱仪的微处理器控制系统，其特征在于，所述的用于氢焰色谱仪的微处理器控制系统还包含：
恒温箱（7）；
温控系统（11），其电性连接微控制器（1）和恒温箱（7），该温控系统（11）实现对恒温箱的实时温度采集和自动温度控制，为色谱柱正常工作提供一个稳定的温度环境；
加热模块（8），其电性连接微控制器（1）和恒温箱（7），该加热模块根据温控系统（11）采集的实时温度，在微控制器（1）的控制下对恒温箱进行加热，为恒温箱提供合适的温度。
3.如权利要求1所述的用于氢焰色谱仪的微处理器控制系统，其特征在于，所述的用于氢焰色谱仪的微处理器控制系统还包含：
放大模块（9），其电性连接微控制器（1）和电源系统（10），该放大模块（9）对离化的气体所形成的微弱电流进行放大处理，为后续数据采集提供放大信号。
4.如权利要求1所述的用于氢焰色谱仪的微处理器控制系统，其特征在于，所述的电子压力控制模块（3）包含若干个电子压力控制器，每个电子压力控制器用于控制不同气体的流量大小。
5.如权利要求1所述的用于氢焰色谱仪的微处理器控制系统，其特征在于，所述的电磁阀（4）采用直动电磁阀，该电磁阀（4）连接氢焰色谱仪中的十通阀，电磁阀（4）根据微控制器（1）的指令控制十通阀的气路切换。
6.如权利要求1所述的用于氢焰色谱仪的微处理器控制系统，其特征在于，所述的上位机（6）采用嵌入式微型计算机，操作系统采用的是嵌入式win7系统，上位机（6）采用串口通信方式与微处理器进行通信。
7.如权利要求2所述的用于氢焰色谱仪的微处理器控制系统，其特征在于，所述的温控系统（11）由PID控制，通过PID自整定实现温度的自动控制。
8.如权利要求3所述的用于氢焰色谱仪的微处理器控制系统，其特征在于，所述的放大模块（9）采用小电流信号放大设备。
9.如权利要求3所述的用于氢焰色谱仪的微处理器控制系统，其特征在于，所述的电源系统（10）由多路输出的开关电源提供5V、12V、24V直流电压，由多路输出的变压器提供4V、12V、50V交流电压，5V和12V的直流电压给上位机（6）提供电压，5V和12V的直流电压经过电压转换变为3.3V直流电压后提供给微控制器（1），24V直流电压为微控制器（1）、样品泵（2）、电子压力控制模块（3）和电磁阀（4）提供电压，4V交流电压为点火模块（5）提供电压，12V交流电压经转换为放大模块（9）提供电压，50V交流电压经过倍压后，提供150V的交流极化电压，为样品泵（2）中的样品气体电离化提供电压。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN109358126A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-02-19 | 国网重庆市电力公司电力科学研究院 | 一种检测六氟化硫分解产物的色谱仪 |
| CN112816582A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-05-18 | 珠海高凌信息科技股份有限公司 | 基于一体化控制的VOCs在线监测系统 |
| CN115441692A (zh) * | 2022-08-26 | 2022-12-06 | 中煤科工集团沈阳研究院有限公司 | 一种本质安全型气相色谱仪的供电方法 |
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