[发明专利]一种应用于色谱温度控制的装置及其温度控制方法

说明书

本发明公开了一种应用于色谱温度控制的装置及其温度控制方法，用于对气相色谱仪内安装的进样口、色谱填充柱、气相色谱检测器和毛细管柱进行加热控制，所述装置包括：温度采集模块、控制单元和执行单元；所述温度采集模块用于采集外界气相色谱仪内的温度数据；所述控制单元包括A/D转换模块和电脑，其中，所述A/D转换模块用于对所述温度采集模块采集的色谱温度数据进行A/D转换，并将A/D转换后的色谱温度数据上传至所述电脑中。本发明的优点是低功率模块控温精度可达±0.02℃，大功率模块控温精度可达±0.05℃；稳定时间短，在10min之内；稳定性好，同一组PID参数用在组织结构相同的不同设备上，可实现良好的控温效果；并且对基线的影响很小。

技术领域

本发明涉及色谱温度控制技术领域，具体为一种应用于色谱温度控制的 装置及其温度控制方法。

背景技术

气相色谱温度控制系统随着气相色谱技术的成长而逐渐发展起来，温控 是色谱仪检测的必要条件，温度的控制直接影响色谱柱的分离效能、检测器 的灵敏度和稳定性。

一个完整的温控系统应该包括主控系统、硬件结构、控温方式及控温算 法，目前主流的温度控制主控系统是单片机温度控制系统，其精度高，反应 速度快，对环境要求不高，价格便宜且易于实现，能够大规模运用和生产； 对于恒温控制方式，连续式温度控制电路能按照柱箱温度和设定温度的差值 连续的供给加热功率，温度差大时，加热功率大，温度差小时，加热功率小； 而控制算法方面，PID控制是最早发展起来的控制策略之一，由于其算法简单、 鲁棒性好和可靠性高，被广泛应用于过程控制和运动控制中。

综上，本文着眼于系统本身，研究出一种新型控温方法，以单片机为主 控系统，电路采用交流电桥测温的可控硅连续式温度控制电路，算法采用积 分分离式加抗积分饱和式融合PID算法，主控方法包括数据滤波、PID控制算 法，还有占空比均匀分配算法及SSR驱动输出周期控温的控温方法等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于色谱温度控制的装置及其温度控制方 法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种应用于色谱温度控制的装置及其温度控制方法，用于对气相色谱仪 内安装的进样口、色谱填充柱、气相色谱检测器和毛细管柱进行加热，所述 装置包括：温度采集模块、控制单元和执行单元；

所述温度采集模块用于采集外界气相色谱仪内的温度数据；

所述控制单元包括A/D转换模块和电脑，其中，所述A/D转换模块用于 对所述温度采集模块采集的色谱温度数据进行A/D转换，并将A/D转换后的 色谱温度数据上传至所述电脑中，且所述电脑用于对色谱温度数据进行处理， 并根据处理结果发送控温指令至所述执行单元；

所述执行单元包括继电器模块和加热模块；其中，所述电脑根据控温指 令完成对所述继电器模块的开关量控制，且所述加热模块通过所述继电器模 块连接在所述电脑上，用于通过所述继电器模块的开关量变化控制所述加热 模块的加热温度、加热时间和加热周期。

进一步的，还包括上位机单元，所述上位机单元包括数据采集模块和数 据分析模块；其中，所述数据采集模块用于采集待检测物质通入外界的气相 色谱仪后形成电压信号，并将采集到的电压信号上传至所述数据分析模块中， 且所述电脑通过加载所述数据分析模块对采集到的电压信号进行分析，得出 待检测物质的种类及浓度数据。

进一步的，所述温度采集模块为PT100温度传感器。

进一步的，所述继电器模块为过零型交流固态继电器；

进一步的，所述加热模块为加热棒、加热丝中的一种或多种。

一种温度控制方法，包括以下步骤：

步骤1：温度采集与A/D转换