电容耦合非接触式电导检测的关键技术分析与仪器改进

发布时间：2023-03-24 02:30

　　电容耦合非接触式电导(C⁴D)检测是一种重要的非接触式电导测量方法。其具备电极与被测溶液不接触、装置结构简单等显著优点,可独立使用,亦可作为毛细管电泳、高效液相色谱以及离子色谱的检测器。目前毛细管电泳-非接触电导检测(CE-C⁴D)已广泛应用于医药与刑侦、食品安全、生物与环境科学等领域。然而,由于其基于电容耦合,容易受管壁电容和电极间杂散电容的影响,在不同溶液浓度下C⁴D对应的频率响应比较复杂,甚至可能出现响应信号不能完全反应溶液电导率的情况。针对这些问题,本论文工作致力于C⁴D仪器的性能优化与改进,通过对影响C⁴D检测性能的多个关键因素,尤其是电路和电导池设计方面的因素进行逐一分析,结合模拟仿真与实验验证,为C⁴D仪器性能的进一步优化改进提供了参考依据。本论文的主要研究内容和结论如下:1.总结并归纳了C⁴D电导检测器的发展历程,以及检测器中检测池和电路设计的改进对其性能的影响,总结了商用检测器及其微型化的发展现状,列举了CE-C

【文章页数】：118 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 电容耦合非接触式电导(C⁴D)检测简介
    1.2 C⁴D检测器的发展
        1.2.1 检测池对C⁴D检测器性能的影响
        1.2.2 电路设计对C⁴D检测器性能的影响
    1.3 微型化C⁴D开发与联用技术
        1.3.1 商用C⁴D与仪器微型化
        1.3.2 C⁴D的适用范围
    1.4 C⁴D的相关应用
        1.4.1 CE-C⁴D在医药与刑侦领域的应用
        1.4.2 CE-C⁴D在生物领域的应用
        1.4.3 CE-C⁴D在食品领域的应用
        1.4.4 CE-C⁴D在环境领域的应用
        1.4.5 MCE-C⁴D的相关应用
    1.5 本论文的研究目的和主要研究内容
第二章 元件选型与电路优化
    2.1 引言
    2.2 元件和仪器
    2.3 可能影响C⁴D检测系统性能的因素分析
        2.3.1 波形发生器
        2.3.2 低通滤波电路
        2.3.3 I/V转换电路
        2.3.4 二级信号放大电路
        2.3.5 交直流转换电路
        2.3.6 偏置调节电路
        2.3.7 抗混叠滤波器
        2.3.8 数据采集相关
        2.3.9 采样频率与噪声
        2.3.10 软件编程控制
        2.3.11 供电电源
    2.4 本章小结
第三章 单通道PCB-C⁴D设计制作及其带宽影响因素的分析
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 试剂、元件及仪器
        3.2.2 电导检测池单元的构建
        3.2.3 检测池带宽的测定
    3.3 检测池参数及带宽测试
        3.3.1 I/V转换电路表征
        3.3.2 杂散电容的影响因素
        3.3.3 毛细管内溶液的电阻的影响因素
        3.3.4 毛细管壁电容的影响因素
    3.4 模拟与理论推导
        3.4.1 计算模拟结果
        3.4.2 公式推导
        3.4.3 增益贡献分析
    3.5 溶液信号与浓度的关系
    3.6 拓宽检测平台区的方法
    3.7 本章小结
第四章 差分式PCB-C⁴D设计制作及其应用
    4.1 引言
    4.2 差分检测
        4.2.1 差分检测简介
        4.2.2 C⁴D差分模式检测的优势
        4.2.3 差分模式非接触式电导检测器的开发与应用
    4.3 实验部分
        4.3.1 试剂、元件及仪器
        4.3.2 电导检测池单元的构建
    4.4 检测条件优化与检测池性能测试
        4.4.1 锁相放大器测试条件优化
        4.4.2 双通道一致性的影响因素
        4.4.3 差分模式下溶液的信号响应
    4.5 实际样品电泳分离测试
        4.5.1 标准样品电泳测试结果
        4.5.2 实际样品电泳分离测试结果
    4.6 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 创新点
    5.2 论文研究工作的展望
参考文献
在学期间参与的课题
致谢



本文编号：3769260