本文關(guān)鍵詞：基于微流控芯片的氣體分離與檢測(cè)技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：惡臭氣體引發(fā)的環(huán)境問題給全球帶來嚴(yán)重的危害,惡臭氣體監(jiān)測(cè)正在成為環(huán)境監(jiān)測(cè)的一個(gè)重要組成部分,氣體檢測(cè)器與氣體分離器是實(shí)現(xiàn)惡臭氣體定性、定量分析的關(guān)鍵器件,是惡臭自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)儀器的核心部分。因此,開發(fā)氣體檢測(cè)器與氣體分離器具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。通過進(jìn)行大量文獻(xiàn)查閱工作,論文深入歸納總結(jié)了氣體分離與檢測(cè)領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展和發(fā)展方向。在此基礎(chǔ)上選準(zhǔn)了基于微流控芯片的氣體分離與檢測(cè)研究方向,通過理論研究與實(shí)驗(yàn)分析相結(jié)合的方法,開發(fā)了一種可用于惡臭自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)儀器的氣體分離與檢測(cè)器。論文首先介紹了色譜理論,將微流控芯片技術(shù)與氣相色譜技術(shù)相結(jié)合,提出了一種采用微流控芯片作為分離器,以光離子化檢測(cè)器作為氣體傳感器的檢測(cè)方案。利用流體仿真軟件COMSOL進(jìn)行微流控芯片氣體分離仿真,開發(fā)了填充式微流控芯片以及毛細(xì)微流控芯片。確定了芯片為S型通道,尺寸為115×60×6mm。填充式微流控芯片通道橫截面為內(nèi)徑1mm的圓形,總長度為1.8m;毛細(xì)微流控芯片通道橫截面為內(nèi)徑0.4mm的圓形,總長度為6m。均采用噴砂工藝刻蝕通道以及熱鍵合技術(shù)進(jìn)行芯片鍵合,分別對(duì)微流控芯片通道涂敷不同極性的固定液。通過對(duì)光離子化原理以及特性分析研究,選用了電離能為10.6ev的紫外光離子化燈以及不銹鋼電極材料,設(shè)計(jì)了相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路以及微弱信號(hào)調(diào)理電路,最后分析了檢測(cè)電路對(duì)單一組分氣體濃度的響應(yīng)關(guān)系,并對(duì)響應(yīng)曲線進(jìn)行了擬合。結(jié)果表明檢測(cè)電路具有良好的重復(fù)性和較好的檢測(cè)精度。論文的實(shí)驗(yàn)部分進(jìn)行了惡臭檢測(cè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和重復(fù)性測(cè)試;分析了溫度和壓力對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)測(cè)試效果的影響;最后研究了不同固定相對(duì)相同濃度組分的分離效果;通過對(duì)色譜圖進(jìn)行分析,計(jì)算出理論塔板數(shù)、保留時(shí)間、半峰寬以及分離度,結(jié)果表明檢測(cè)系統(tǒng)能夠滿足對(duì)惡臭氣體檢測(cè)的基本要求。論文最后也對(duì)研究工作存在的不足和改進(jìn)措施進(jìn)行了敘述,并對(duì)今后研究的發(fā)展方向進(jìn)行了展望。
【關(guān)鍵詞】：氣體分離 氣體檢測(cè) 氣相色譜 微流控芯片 光離子化檢測(cè)器
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X831
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 課題的意義與研究目的9-11
• 1.2 氣相色譜系統(tǒng)簡介11-12
• 1.3 微流控芯片技術(shù)研究現(xiàn)狀12
• 1.4 惡臭氣體檢測(cè)技術(shù)12-18
• 1.4.1 三點(diǎn)比較式臭袋法12-13
• 1.4.2 成分濃度分析法13-18
• 1.5 論文主要內(nèi)容18-19
• 第二章 微流控芯片用于氣體分離的研究19-37
• 2.1 氣相色譜原理19-23
• 2.1.1 氣相色譜理論19-21
• 2.1.2 色譜圖及色譜主要參數(shù)21-23
• 2.2 微流控芯片與氣相色譜技術(shù)的結(jié)合23-24
• 2.3 微流控芯片的開發(fā)24-29
• 2.3.1 芯片材料的分類24-25
• 2.3.2 微流控芯片通道的設(shè)計(jì)25-26
• 2.3.3 微流控芯片通道加工工藝26-28
• 2.3.4 芯片鍵合技術(shù)28-29
• 2.4 固定液的特性與涂敷方式29-32
• 2.4.1 固定液的特性29-32
• 2.4.2 固定液的涂敷方式32
• 2.5 微流控芯片連接方式的研究32-35
• 2.6 溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)35-36
• 2.7 本章小結(jié)36-37
• 第三章 光離子化檢測(cè)器的研究37-57
• 3.1 光離子化檢測(cè)器的檢測(cè)原理與系統(tǒng)構(gòu)成37-40
• 3.1.1 光離子化檢測(cè)器的研究進(jìn)展37-38
• 3.1.2 光離子化檢測(cè)器的原理分析38-39
• 3.1.3 光離子化檢測(cè)器的系統(tǒng)構(gòu)成39-40
• 3.2 紫外燈與電極材料的選擇40-41
• 3.3 基于光離子化原理的電離室的研發(fā)41-42
• 3.4 紫外燈驅(qū)動(dòng)電路開發(fā)42-44
• 3.5 光離子化檢測(cè)器信號(hào)調(diào)理電路的開發(fā)44-50
• 3.6 光離子化檢測(cè)器的性能測(cè)試50-53
• 3.7 傳感器氣室的設(shè)計(jì)53-55
• 3.8 本章小結(jié)55-57
• 第四章 實(shí)驗(yàn)研究與數(shù)據(jù)分析57-67
• 4.1 測(cè)試系統(tǒng)簡介57-58
• 4.2 微流控芯片穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)分析58-60
• 4.3 微流控芯片測(cè)試條件的選擇60-63
• 4.4 微流控芯片在不同極性固定液下的分離效果63-65
• 4.5 微流控芯片與色譜柱對(duì)比實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)分析65-66
• 4.6 本章小結(jié)66-67
• 第五章 結(jié)論67-69
• 5.1 總結(jié)67-68
• 5.2 展望68-69
• 參考文獻(xiàn)69-73
• 攻讀碩士期間所取得的相關(guān)科研成果73-75
• 致謝75

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：基于微流控芯片的氣體分離與檢測(cè)技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：282709