便携式快速GC程序升温中智能PID算法研究*

张 荣， 俞建成， 高文清

(宁波大学 高等技术研究院，浙江 宁波 315211)



便携式快速GC程序升温中智能PID算法研究*

张 荣， 俞建成， 高文清

(宁波大学 高等技术研究院，浙江 宁波 315211)

针对快速气相色谱仪(GC)在程序升温时，由于色谱柱低热容，导致升温的线性度和超调难以控制，影响仪器的可重复性，产生峰重叠的问题，开发了一种基于智能比例—积分—微分(PID)算法的色谱柱温控系统。系统选用LTM柱，以该柱自带的铂测温丝作为温度传感器元件，设计了温度采集和控制电路。算法上，在增量式PID的基础上，将目标温度段划分为多个子区间段，引入温度补偿控制，补偿值的大小与升温速率呈线性关系。实验结果表明：补偿后,算法升温速率误差为2.58 %，线性度达到99.92 %，超调在3 ℃以内，满足系统需求。

快速气相色谱仪； 程序升温； 温度补偿； 比例—积分—微分； 线性度

0 引 言

目前，国产气相色谱仪(gas chromatography,GC)在国内市场的占有率不到5 %，其各方面的性能指标如检出限，基线漂移及部分响应值等方面与国外产品尚有一定差距[1]。为满足对现场快速分析检测需求，该仪器正朝着小型化，智能化，快速化方向发展，而实现快速化的一个重要手段则是提高色谱柱的程序升温速率[2]，但当升温速率提高后，相应的升温线性度会变差，各阶段的温度超调增加，降低仪器的可重复性，出现峰重叠的现象。因此，如何在快速程序升温的基础上提高升温线性度和降低超调显得尤为重要，而相对于恒温控制来说，匀速升温的控制则较为复杂[3]。……