（二）色谱采集模块。（1） SLSP-2K快速色谱仪。快速色谱分析的主要指导思想则是在保证分离度和灵敏度的前提下，注重分析速度的提高。一个溶质被注射到色谱仪后，会形成一个谱带，它象一个塞子状的气体，其形状应该是圆柱形的，如将其描述为色谱峰，其峰形应该是矩形的。随着色谱过程的进行，这一柱塞形的气流会因扩散或其他因素的影响而逐渐变形，至离开色谱柱而进入检测器时，它已经成为一个高斯型的峰了。在峰上的任一点上，溶质的浓度符合正态分布。任何一个色谱过程，基本上都是谱带展宽的过程。色谱峰越窄，分析周期就可以越少，所以减少谱带宽度是快速色谱分析的主要方法。①气体分配单元。气体分配单元：为气体分析单元提供各种配气和对分析用气进行预处理。主要功能：对钻井液出、入口脱出样品气进行吸入并送入各分析系统。对空气、氢气和样品气进行干燥、净化处理。对空气、氢气和样品气进行稳压、稳流控制。②气体分析单元。分析单元作为SLSP-2K快速色谱仪的核心部分，主要分为气体分析单元和仪器控制系统两大单元。通过两套独立
　　FID氢火焰离子化检测器系统，可同时分析样品气中总烃含量和C1～C5含量。SLSP-2K快速色谱仪的分析单元中，使用了氢气作载气，空气作助燃气。样品气经干燥和过滤后，由样品泵吸入，经稳压控制后，一路直接进入总烃FID检测器；另一路通过十通阀，由定量管到色谱柱，经过色谱预柱和主色谱柱的分离后，进入FID检测器进行组分分析。组分分析采用单定量管，双柱单流程，整个分析周期分为分析周期和反吹周期。
　　（2）检测器系统。SLSP-2K快速色谱仪的检测范围要求从1ppm到100%的样品浓度，检测器的线性范围和灵敏度要求很高。我们在吸收了美国VARIAN公司FID检测器技术的基础上重新研制了小型FID检测器，满足了仪器的需要。FID检测器的性能依赖于气体流量的合适选择。设计的基本原则：氢气、样气、助燃气混合比（1：0.5：15）可以获得高的响应值和好的稳定性。使用中氢气做载气，可省掉一路载气。
　　（3）气路系统。气路系统包括：进样、各种气体的净化处理、各种气体管路及其压力与流量控制、样品泵、流量计、检测器等。SLSP-2K快速色谱仪采用了8812和8831型的色谱专业气体稳压阀和针形阀。8812型稳压阀是磨片式稳压方式，该稳压阀受压截面大，受压敏感，稳压效果好。磨片式稳压方式较传统的波纹管式稳压阀稳压效果上要高出一个档次，常规录井仪器只在样品气上使用了磨片式稳压方式，空气助燃和氢气由于造型的限制均没有采用磨片式稳压阀。8831型针形阀由于具有压力选择性，同时，在8812高稳压精度的条件下，8831型可进行气体流量的精细调节，保证输出稳定的分析用气。另外，为配合FID氢火焰离子化检测器，建立起高质量的气路分析系统。在气路上进行优化设置，合理配置分析监视系统，在工艺措施上进行了针对性的设计，包括：样品气的放空、放空比例选择，样品的流径、流速、阻尼等，建立了较为理想的气路分析系统。
　　（4）电器系统。电器系统是仪器控制的核心，要求技术指标高、自动化程度高、可靠性高、操作简便、维修方便等。在设计上采用集散式控制系统，模块化设计，将硬件按功能划分为5个模块，分别为控制模块、数据采集模块、FID微电流放大器模块、传感器模块、驱动模块等，与计算机系统共同组成完整的仪器控制系统。1）微电流放大器。使用常规放大器无法检测如非常小的电流，我们选用超高阻抗、低噪声低漂移、静电计级集成放大器AD549作为放大器。同时，又由于检测范围十分宽，从最小检知浓度1ppm～100%，所以将放大器量程分为两档，高灵敏度档可以检测从1ppm到1%的组分或总烃浓度，低灵敏度档可以检测0.1%到100%的组分或总烃浓度。量程可以由操作人员根据检测到的信号手动切换，也可以由色谱工作站软件根据采集到的信号自动切换，保证了检测最小分辨率和100%浓度的检测要求。FID放大器由于输入阻抗高，放大倍数高，灵敏度极高，极易受到外界干扰和产生自激震荡，在设计上进行了许多设计保障，如精心设计电路板元件布局和走线、选择电路板材等，最大限度地降低、避免干扰，解决了FID放大器的噪声和前级的平衡问题，消除前末级之间的干扰，提高了放大器精度和可靠性，使放大器的本底噪声达到10μV以下。2）数据采集系统。当前市场上有许多数据采集产品，采样速率可从几十到几百K/s，但多数采用16位以下A/D，从采集分辨率和线性范围上都无法满足色谱谱图采集的要求。要提高采集分辨率和线性范围必须提高A/D采集的位数，但随着A/D采集位数升高，采集速率急剧下降，目前国内有分辨率达到20位的数据采集产品，它们的采样速率仅为10次/秒以下，精度和采集速率都无法满足色谱峰的检测。因此，与色谱工作站软件厂家合作，使用高精度的24位A/D转换器，由单片机控制，组成双通道数据采集器，采集频率达到20次/秒，满足了快速色谱仪的谱图采集要求，其技术指标为：最小分辨率：1μV；输入电压范围：-1.3V～+1.3V；动态范围：107；线性度：±0.005%。3）通讯系统。SLSP-2K快速色谱仪采用集散式控制系统，仪器内部的控制系统、数据采集系统和计算机互相独立工作，控制系统和采集系统通过串口和计算机系统联系，计算机系统既可以通过串口和上位机通讯也可以通过网络接口和上位机通讯。

---

期刊库（http://www.zgqkk.com），是一个专门从事期刊推广、投稿辅导的网站。
　　本站提供如何投稿辅导，寻求投稿辅导合作，快速投稿辅导，投稿辅导格式指导等解决方案：省级投稿辅导/国家级投稿辅导/核心期刊投稿辅导//职称投稿辅导。

---

　　【免责声明】本文仅代表作者本人观点，与投稿辅导_期刊发表_中国期刊库专业期刊网站无关。投稿辅导_期刊发表_中国期刊库专业期刊网站站对文中陈述、观点判断保持中立，不对所包含内容的准确性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保证。请读者仅作参考，并请自行承担全部责任。