基于STM32的离子迁移谱仪参数控制系统

发布时间：2020-07-16 12:10

【摘要】：离子迁移谱(Ion Mobility Spectrometry,IMS)是一种新兴的痕量物质分析技术,具有灵敏度高、检测速度快、功耗低、体积小、能适应大气压和室温工作环境等优点,现已广泛应用于毒品、爆炸物、化学战剂以及环境污染物的快速检测中。合适的工作温度、湿度和载气流速能有效地改善离子的产生率和利用率,在一定程度上提高离子迁移谱仪分析准确性及效率,从而提高仪器检测灵敏度和选择性。然而,实验室现有的IMS只能在PC端对上述物理量进行调节,无法在离子迁移谱仪上单独实现精确定量控制,因此存在操作不便、不易小型化等问题。本文首先对IMS的工作原理、装置结构以及技术应用做了简要介绍,从理论上阐述了温度、湿度、流量参数对离子迁移谱仪分析测定的影响,分析了实验室现有DAPCI-IMS的特点,并对研制基于STM32的离子迁移谱仪参数控制系统的必要性进行了论述。其次,分析了基于STM32的离子迁移谱仪参数控制系统的性能需求,提出了总体设计方案,并对系统各个模块元器件的选取、硬件电路设计、接口电路设计、关键电路工作原理等进行了详细的分析说明,设计制作完成了整个系统的PCB电路板。在硬件电路的基础上进行了软件设计思路的分析,给出了各个模块的程序流程图以及关键程序,设计了GUI人机交互界面,完成了整个系统的构建。最后,搭建了DAPCI-IMS参数控制系统测试平台,进行了系统的整体测试,并对测试结果进行了分析总结。结果表明:本文所研制的基于STM32的离子迁移谱仪参数控制系统的各模块能够达到预期设计目标,能够精确控制反应参数,系统具有成本低、使用方便,灵活性强等特点。本研究进一步提高了离子迁移谱仪的检测灵敏度和选择性,为仪器的进一步小型化奠定了基础。
【学位授予单位】：东华理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP273;TL817

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