引言
数据采集与处理是色谱分析中非常重要的部分，在色谱发展初期，一般由记录仪记录色谱信号，而由色谱工作者测量色谱峰，该工作不仅速度慢，劳动强度高且主观性比较强。随后在}o年代初，积分仪的出现大大提高了色谱分析的效率和准确性，但它仅能存储当前色谱图，用户无法对以前的色谱图进行再处理(如改变色谱数据处理参数等);而随着计算机技术的迅猛发展，基于PC机的色谱数据处理系统迅速发展起来，已成为色谱系统的常规组成部分。它不仅可以完全替代积分仪的功能，而且可以对仪器进行控制，自动存储，网上数据共享，生成图文并茂的用户报告等众多积分仪无法完成的功能。
目前国内色谱数据处理系统产品也不下十家，功能与性能指标方面的差异也比较明显，EChrom98色谱数据处理系统作为国家“九五”重点科技攻关计划项目主要采用外置式工作模式，通过RS-232C串行接口与计算机进行通讯〔’〕，安装操作简易，避免了与计算机的其它硬件发生冲突;在数据采集时能对进样器、泵及阀进行实时控制，可实现自动进样，数据采集、泵及阀控制、数据处理、定性定量分析、数据存储、报告输出等分析过程的完全自动化;该系统采用面向对象分析(OOA)和面向对象设计(OOD)的软件开发方法模块化设计，可运行在Win9x/Win2000/WinXP操作系统之上，界面友好，操作简单，运行稳定，升级容易，可维护性强。
2 ECHROM98结构设计
EChrom98色谱数据处理系统的设计主要包括两大部分，即硬件部分和软件部分，系统总体结构框架
如图1所示。主机采用总线插卡方式模块化设计，包括数据采集卡，CPU卡，控制卡及其将来其它扩充卡，数据总线采用ISA总线标准。数据采集卡将来自检测器的色谱信号转换成数字信号通过数据总线送到CPU卡保存，必要时将此数据传送到计算机，这样即完成色谱信号的数据采集;若要对仪器进行控制，则需要将控制信息经RS232口传送到CPU卡，再经数据总线送到控制卡对仪器进行控制。其整个数据采集和控制过程如图2所示。该设计简单明了，结构清晰，易于系统维护和将来升级。
3硬件部分特点与性能指标
色谱工作站主机主要由以下各部分组成:gocm
单片机用于完成数据采集、数据处理、数据发送、接收命令字、控制设备等功能;ROM和RAM存储器分别存
储程序和数据;模数转换完成模拟信号到数字信号的转换;泵控卡进行梯度洗脱控制;SPI和ISA总线。
数据采集过程如下:24位模式ADC模块将模拟信号转化为数字信号，经过总线转换模块将串行数据转换为并行数据送到ISA并行总线上后，CPU模块运行ROM里的程序将数据存到RAM中，随后在接到计算机的索要数据命令后，将数据经RS232C口送给计算机。要求将模拟信号转换成数字信号，并能通过外部接口送到算计机。要求数据采集卡应达到双通道，宽量程，高灵敏度的要求。控制过程如下:工作站经RS232C发送控制信息，CPU模块接收到控制信息后直接经ISA总线将数据写人控制卡完成对色谱泵、自动进样器、阀等功能部件的控制，实现色谱分析完全自动化。
硬件部分性能指标如下:
采样速率:20点/秒(0.05秒/点);
量程范围:一100mv一+2v;
信号灵敏度:2}v/字;
积分灵敏度:0 . lE.ev，;
通道数:单通道/双通道;
数据位数:24位。
4软件部分特点
软件部分的总体操作流程如图4所示。
整个软件部分采用面向对象的分析与设计方法完成，图4和图5为整个软件系统的层次结构图。第一层为图象化用户界面，包括各种用户操作菜单，如
工具条、对话框、谱图窗口等，方便用户通过界面与系统交互并完成分析任务;第二层是系统管理者对象层，它主要负责完成系统设置、用户管理、分析者对象创建、分析者对象调人、分析者对象序列创建等系统管理功能;第三层为分析者对象层，系统管理者对象可以创建多个分析者对象，每个分析者对象都有自己的方法。分析者对象的方法设置好以后，就可以根据方法的设置进行自动分析，包括数据采集〔1〕、仪器控制、数据处理〔2]、数据存储、定性定量分析，生成报告，网络功能等。分析者对象根据设置方法的不同自动进行外标、内标或面积百分比等定量方法选择并计算未知样品含量;第四层为功能模块层，每个分析者对的支持。
色谱数据处理系统软件具备下列功能:
定义色谱分析方法及相关信息方法库，用户可以将某些方法存人方法库，需要时直接从方法库中调用;分析对象序列功能可以为序列中的每一个分析对象定义自己的分析方法，使之按自己预先定义好的方法自动运行;实现了对泵、自动进样器、进样阀等部件的控制;色谱数据处理包括色谱积分和定量计算，保存色谱运行过程中及谱图再处理所产生的结果数据和其他信息;方便地将色谱图、积分结果、定量计算结谱操作人员对色谱数据的删除和更改;工作日志，记录每次进人色谱数据处理系统的用户名称、登录时间以及该用户所进行过的操作。以保证数据的可跟踪性;网络支持功能:可以直接收发电子邮件，访问Ih-ternet，在局域网内或在Internet上实现远程控制和数据采集;用户自定义打印报告模板使得用户能够以图形方式设计报告，报告可包括标题，样品的一般信息、实验条件、谱图、积分及定量分析结果等信息，用户可自行确定这些信息的相对位置，相对大小字体及颜色等。这些相互独立的各部分可以相加在一起，也可删除，甚至重新安排顺序并定位。一旦报告设计完毕，该报告即将存人特定方法，并成为用于特定分析类型的缺省(Default)报告格式。
5工作站界面设计与性能测试
用户界面的设计，如1;}>}m9s色谱数据系统的总体界面如图6所示:
对工作站输出信号的线性精确度和准确度进行了测试，在输入电压0-2000mV范围内，测定两台双通道色谱工作站输出电压，线性相关系数在0.9988与1.000()之间。两台工作站主机输人电压分别为1085.lOmv和1169.60mv时，四个通道的相对误差分别为-0.0347 %，一0. 9356%，1.0187%和1.8270%，11次测定结果的变异系数(RSD)分别为0.0019% , 0. 0025 % ,0.0015%和0.0020%。
结论
色谱工作站的硬件和软件部分均采用模块化的设计思路，不仅大大提高了仪器的可靠性、降低成本，更具备了维修方便、便于仪器功能扩展和升级改造等特点。特别是软件部分采用面向对象的分析设计方法，使该系统更易于用户理解，更贴近用户的现实使用情况，操作更简单，维护更方便快捷。
参考文献
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本文作者：张云海林从敬洪群发张庆合李形张维冰张玉奎‘
