智能伏安極譜儀的研發(fā).pdf

1、摘要極譜分析是電化學(xué)分析領(lǐng)域中的一個(gè)重要分支，由于極譜分析具有較高的靈敏度和分辨率，干擾少且應(yīng)用范圍廣，因此引起電化學(xué)分析工作者的重視，并逐步取代了有色金屬化學(xué)分析方法。隨著地質(zhì)工作的發(fā)展，對(duì)極譜分析提出了更高、更新的要求力求進(jìn)一步擴(kuò)大極譜分析的應(yīng)用范圍和提高極譜分析的測(cè)定靈敏度，這樣就更促進(jìn)了極譜新技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。目前我國(guó)市場(chǎng)上所使用的伏安極譜儀大都是由國(guó)外公司生產(chǎn)，價(jià)格非常昂貴而國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商生產(chǎn)的伏安極譜儀雖然價(jià)格相對(duì)較低，但精度、靈

2、敏度卻滿(mǎn)足不了需求，而且在使用中穩(wěn)定性也不夠好，難以大范圍推廣使用。由此可見(jiàn)，自行研發(fā)綜合性能更高、價(jià)格適中的智能伏安極譜儀是必然的要求。該論文建立在南開(kāi)大學(xué)與天津地質(zhì)研究院合作研發(fā)項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，參考國(guó)內(nèi)外智能測(cè)量、控制和檢測(cè)技術(shù)，結(jié)合新型單片機(jī)智能控制及計(jì)算機(jī)高級(jí)編程語(yǔ)言、數(shù)據(jù)處理等，探討對(duì)原有的微機(jī)伏安極譜儀進(jìn)行以智能、精確、穩(wěn)定、高速為目的進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)的相關(guān)問(wèn)題。我們把單片機(jī)和個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，單片機(jī)作為下位機(jī)實(shí)現(xiàn)實(shí)

3、時(shí)控制和測(cè)量采樣，PC作為上位機(jī)實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)定和數(shù)據(jù)處理。單片機(jī)的使用，避免了單純使用PC而出現(xiàn)的實(shí)時(shí)性不高、過(guò)程失控等復(fù)雜問(wèn)題。而上位機(jī)的高級(jí)語(yǔ)言編程，很好的發(fā)揮了PC的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì):編程方便快捷、實(shí)驗(yàn)設(shè)置直觀(guān)、數(shù)據(jù)高速處理、數(shù)據(jù)海量存儲(chǔ)等。編程方面，力圖做到上位機(jī)用戶(hù)界面友好、功能全面強(qiáng)大、軟件系統(tǒng)性能穩(wěn)定，很好的滿(mǎn)足了伏安極譜儀在實(shí)時(shí)測(cè)量等各方面的技術(shù)需求。具體實(shí)現(xiàn)了線(xiàn)性?huà)呙璧榷喾N電化學(xué)掃描方式，就最終樣機(jī)來(lái)看，本儀器系統(tǒng)智能化程度好、

4、測(cè)量精度高、測(cè)量速度快、采集數(shù)據(jù)可靠等諸多方面，不但基本符合既定技術(shù)要求指標(biāo)，還完全具備了應(yīng)用推廣潛質(zhì)，為我國(guó)微量元素測(cè)量領(lǐng)域提供了一套具有較高實(shí)用價(jià)值的電化學(xué)分析儀器制作方案。關(guān)鍵詞:智能、極譜儀、實(shí)時(shí)、量化南開(kāi)大學(xué)碩士研究生畢業(yè)(學(xué)位)論文智能伏安極譜儀的研發(fā)一智能伏安極譜儀1.1伏安極譜儀概況極譜分析是電化學(xué)分析領(lǐng)域中的一個(gè)重要分支，由于極譜分析具有較高的靈敏度和分辨率、干擾少、應(yīng)用范圍廣，因此引起世界分析工作者的重視。在從無(wú)到有

5、的過(guò)程中，我國(guó)科研工作者參照國(guó)外極譜儀，邊學(xué)習(xí)、邊研究、邊應(yīng)用，首先開(kāi)展了有色金屬的分析，編寫(xiě)了最初的有關(guān)極譜分析操作技術(shù)、規(guī)范，成功應(yīng)用于地質(zhì)普查和地質(zhì)勘探樣品的分析。由于極譜分析方法簡(jiǎn)便、快速、準(zhǔn)確，它逐步取代了有色金屬化學(xué)分析方法。隨著地質(zhì)工作的發(fā)展，對(duì)極譜分析提出了更高、更新的要求，力求其進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用范圍和提高測(cè)定靈敏度，這樣就更促進(jìn)了極譜新技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。除應(yīng)用滴汞電極作為極化電極外，還使用了懸汞電極、固體電極等新技術(shù)。這

6、些極譜新技術(shù)的研究和應(yīng)用，進(jìn)一步擴(kuò)大了極譜分析的應(yīng)用范圍，開(kāi)展了欽、錫、砷、鏈、銻等有色金屬極譜分析方法研究，同時(shí)還開(kāi)展了稀有金屬元素極譜分析方法的研究工作，如硒、t稼、錮、鍺等。這些極譜分析方法應(yīng)用于礦石分析中，取得了較好的效果。對(duì)有色金屬礦的選礦工作，由于極譜分析操作簡(jiǎn)單、快速、準(zhǔn)確、及時(shí)和多元素同時(shí)測(cè)定的特點(diǎn)，因而在指導(dǎo)選礦工作的日常流程試驗(yàn)中起到了重要的作用。伏安極譜儀主要用于各種微量元素、雜質(zhì)的分析測(cè)定，適用范圍廣，特別是在材

7、料科學(xué)領(lǐng)域里，對(duì)各種摻雜物或雜質(zhì)的分析測(cè)量起著至關(guān)重要的作用。例如:微量元素可以使鋼、鐵、銅、鋁等各種材料合金的性能產(chǎn)生巨大差異，或堅(jiān)韌不拔、抗腐蝕、耐高溫，或柔軟輕巧、耐磨抗壓，PbCdS會(huì)直接影響焊接材料的焊接性能。在我國(guó)，伏安極譜法也廣泛應(yīng)用于測(cè)定分析鋼鐵、合金、高純有色金屬、半導(dǎo)體材料、焊料、涂料及各種礦物中微量元素和雜質(zhì)。由此可見(jiàn)，伏安極譜分析是元素測(cè)量領(lǐng)域必不可少的方法，伏安極譜儀則是相應(yīng)的不可或缺的儀器。目前我國(guó)市場(chǎng)上所使