色谱泵压力脉动信号的测量与抑制方法研究

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液相色谱法是一种应用极为广泛的分离和分析方法。色谱泵是液相色谱分析系统的核心部件,是驱动溶剂和样品的高压源,其性能的好坏直接影响整个仪器和分析结果的可靠性。压力脉动信号是衡量色谱泵性能的重要指标。梯度洗脱是使流动相中含有两种以上不同极性溶剂,在洗脱过程中连续或间断改变流动相的组成,以调节它的极性,使每个流出的组分都有合适的容量因子,并使样品所有组分在最短的分析时间内完成分离。梯度洗脱技术可提高柱效,缩短分析时间,改善检测灵敏度。本文以色谱泵梯度洗脱背景下的恒压脉动信号为研究对象,对压力脉动信号的测量和抑制问题进行研究。  本文首先介绍了高压色谱泵系统的组成结构及工作原理;然后,详细介绍了当前常用的高压色谱泵压力脉动信号检测与抑制算法,对它们进行分析对比,总结出各算法的优缺点和适用环境;接着,在高压色谱泵脉动信号抑制实时性要求的基础上,提出一种基于观测噪声自适应的卡尔曼滤波方法对其进行抑制。该算法利用对观测数据的实时统计,通过更新观测噪声协方差阵来优化对系统状态的预测;最后,在该算法基础上介绍了色谱泵控制系统的软硬件的设计并通过实验验证了该系统的实用性。  实验结果表明本文设计的色谱泵系统输出流量精确、稳定,梯度输出时对目标输出跟踪效果较好。
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