色谱工作站包含硬件和软件两部分组成
时间:2021-03-09 阅读:1011
色谱工作站是这样一种系统,它将一台通用的电脑从硬件上和软件上进行扩充,使其具有处理色谱仪信号数据的功能,色谱工作站包含硬件和软件两部分组成。
一、硬件:是指信号采集器,又称模/数(A/D)转换器,将色谱仪检测器输出的模拟信号(即电平信号)转变为电脑能够接收的一个个数字信号(称之为采样数据),起着电脑与色谱仪之间的桥梁作用。
如果色谱仪本身就能够输出数字信号(也就是将模/数转换器做在仪器内部),则这样的硬件也就不需要了。但一般能够直接输出数字信号的仪器也都同时保留有Analog口输出模拟信号,以便配套自带模/数转换器的工作站软件。
二、软件:是指接收由硬件传送来的色谱信号采样数据,并实现谱图显示、峰检测和基线校正、定量计算、打印报告等功能的电脑程序。
*,色谱是一种非常精密的分析仪器,测量范围从常量到微量,甚至达到痕量,跨越6-7个数量级,与之相适应的工作站应当达到更高于仪器的水平,才能客观真实地反映分析结果。
信号采集器同色谱仪本身一样也有重现性、线性度等指标。一般来说这些指标只有优于仪器本身的指标才不至于对整套系统的性能造成负面影响。
如果工作站配套的采集器的性能低于仪器本身的性能,灵敏度很高、精度很好的仪器就会出现整体性能下降的情况。正如《气相色谱仪器系统》(化学工业出版社2007年1月第1版)一书中所说,“在色谱数据处理时,人们发现,由于数据处理性能欠佳,会使辛苦选配的分析系统和千方百计优化色谱分离条件而获得的痕量组份峰畸变。
为了达到分析目的和获得准确的定量分析结果,应选购数据处理装置中应属于产品。实践证明:一台劣质数据处理装置在做数据处理时,由于本身的性能与仪器分析要求不匹配反而帮了倒忙。”
目前大多数信号采集器采用的A/D芯片基于Δ-Σ变换,但也有一些基于低廉的V/F变换。前者可以做到在整个色谱信号范围内都保持很高的分辨率、很好的重现性和线性度,而后者往往要通过量程切换、软件插值或软件除去噪声等来弥补其性能的不足,在整个色谱信号范围内分辨率、重现性、线性度不能保持一致,很容易在进行毛细色谱分析或微量分析时出现漏峰情况,即使在做常量分析时重现性也较差。
影响采集器测量精度的首要因素是噪声,降低噪声通常有几条途径,如选择高精度器件、合理设计避免干扰、用软件方法除去噪声等。
但是软件方法会影响测量数据的真实性,就象200万相素的照片不可能处理成800万相素照片一样,高精度测量只能依靠优良的硬件。
假设采集器实际整体达到21位的精度,这样的采集器在量程为-1.25V至1.25V的范围内能准确测出2500000μV/221即1μV的变化(目前国内仅有少数厂家能真正做到这一点)。
测试一个采集器自身小分辨率的简单方法是将其信号线正、负短接在一起,并将工作站屏幕上的纵向标尺刻度设置为小,所观察到的基线波动的幅度即为此采集器小的分辨率,由于已达元器件及电路的极限状态,此时基线在小分辨率下不可能没有上下跳动,如果这时基线没有任何波动反而说明工作站在软件上对其真实分辨率做了掩饰。