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原文传递一种自顶空气相色谱进样器

专利名称：	一种自顶空气相色谱进样器
摘要：	本发明公开了一种自顶空气相色谱进样器，包括：控制系统、气路系统、定位系统以及底板；其中，所述控制系统包括控制面板和单片机，所述控制面板与所述单片机通过排线相连接；所述定位系统包括样品盘、齿轮盘、电机、气缸、气缸臂、中轴杆、旁轴杆；所述气路系统包括三通进针阀、三通退针阀、空气稳压阀、二通进气阀、限流过滤器、六通进样阀、二通出气阀、三通排气阀、真空泵、进样针。本发明可以通过与气相色谱联用实现气体样品的自动自顶空进样。
专利类型：	发明专利
申请人：	中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所
发明人：	万运帆;王红英;陈旋;任天婧;苗田田;李玉娥;高清竹;秦晓波;王斌;万际海;干珠扎布;胡国铮;刘国一
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T06:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T21:00:00+0805
申请号：	CN202010009878.7
公开号：	CN111044650A
代理机构：	北京慕达星云知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：	崔自京
分类号：	G01N30/24;G;G01;G01N;G01N30;G01N30/24
申请人地址：	100081 北京市海淀区中关村南大街12号
主权项：	1.一种自顶空气相色谱进样器，其特征在于，包括控制系统、气路系统、定位系统以及底板；所述定位系统与所述控制系统电性连接；所述定位系统固定于所述底板上；其中，所述气路系统包括气缸、气缸驱动装置、二通进气阀、限流过滤器、六通进样阀、定量管、二通出气阀、三通排气阀、真空泵、注射装置；所述三通进针阀、所述三通退针阀以及所述空气稳压阀通过三通接头相连通；所述三通进针阀与所述气缸的上气室连通；所述三通退针阀与所述气缸的下气室连通；所述六通进样阀与所述限流过滤器连通；所述真空泵、所述三通排气阀、所述二通出气阀、所述六通进样阀、所述限流过滤器、所述二通进气阀以及所述注射装置依次连通；所述六通进样阀的第1接口接高纯氮气，所述六通进样阀上装有定量管，所述定量管两头位于所述六通进样阀的第2和第5接口，所述六通进样阀的第3接口和第4接口分别接所述二通出气阀和所述限流过滤器，所述六通进样阀第6接口接入气相色谱；所述气缸固定于所述定位系统上方；并与气缸驱动装置连接；所述注射装置与所述气缸螺纹连接；所述气缸驱动装置、二通进气阀、六通进样阀、二通出气阀、三通排气阀、真空泵分别与所述控制系统电性连接。 2.根据权利要求1所述的一种自顶空气相色谱进样器，其特征在于，所述气缸驱动装置包括：三通进针阀、三通退针阀和空气稳压阀；所述三通进针阀出气口、所述三通退针阀出气口分别与所述气缸连通；所述三通进针阀进气口、所述三通退针阀进气口分别与所述空气稳压阀出气口连通；所述空气稳压阀进气口与压缩空气连通；所述三通进针阀、三通退针阀分别与所述控制系统电性连接；所述气缸包括：缸筒、活塞、气缸轴；所述活塞将气缸分为上气室和下气室；所述上气室与所述三通进针阀出气口连通，所述下气室与所述三通退针阀出气口连通；所述气缸轴一端与所述活塞连接，另一端与所述注射装置连接；所述缸筒顶部安装有针位探头；所述活塞安装有针位磁铁；所述针位探头与所述控制系统电性连接；所述注射装置包括：针座和进样针，所述针座一端与所述气缸轴螺纹连接，另一端与所述进样针连接，且所述针座内部与所述二通进气阀的进气口相连通。 3.根据权利要求1所述的一种自顶空气相色谱进样器，其特征在于，所述定位系统包括：样品盘、齿轮盘、气缸臂、中轴装置、旁轴装置、滑臂、齿轮和动力装置；所述样品盘和所述齿轮盘均固定安装在所述中轴装置上，且所述样品盘位于所述齿轮盘的上方；所述样品盘设有渐开线式排列的瓶位孔；所述齿轮盘盘面上设置有与所述瓶位孔相对应的滑槽；所述样品盘包括上盘片、中盘片、下盘片、单通铜柱、双通铜柱和固定螺钉；所述中盘片设置于所述上盘片和所述下盘片的中间，通过单通铜柱、双通铜柱和固定螺钉相连接；所述上盘片和所述中盘片的结构相同，其中心位置设置有一中轴孔，盘面上设置有渐开线式排列的瓶位孔；所述下盘片除未设置瓶位孔外，其它结构与所述上盘片相同；所述中轴装置和所述旁轴装置均垂直安装在所述底板上；所述滑臂与所述气缸臂一端均垂直安装在所述旁轴装置上，且所述滑臂与所述气缸臂平行；所述滑臂上还固定设置有导向头，所述导向头在所述滑槽内滑动；所述气缸固定于所述气缸臂上；所述齿轮与所述动力装置连接，且所述齿轮与所述齿轮盘相适配。 4.根据权利要求3所述的一种自顶空气相色谱进样器，其特征在于，所述滑臂包括：上滑片和下滑片，所述上滑片和所述下滑片固定安装于所述旁轴装置上，所述上滑片和下滑片是焊有元器件的PCB电路板，所述导向头设置在所述上滑片上；所述上滑片和下滑片分别以导电线与控制系统电性连接；所述滑槽的起始位置和结束位置分别设置有始位磁铁和终位磁铁；所述上滑片设置有始位探头和终位探头；所述始位探头和终位探头均与控制装置电性连接。 5.根据权利要求3所述的一种自顶空气相色谱进样器，其特征在于，所述上滑片焊有容栅位移传感器，所述容栅位移传感器头部位于所述导向头内，在滑槽的内部粘贴有容栅电路；所述容栅位移传感器由所述上滑片供电。 6.根据权利要求3所述的一种自顶空气相色谱进样器，其特征在于，所述中轴装置包括：中轴轴承部、中轴杆；所述中轴杆下端配装于所述中轴轴承部内；且所述样品盘和所述齿轮盘均固定套装在所述中轴杆上；所述旁轴装置包括：旁轴轴承部和旁轴杆；所述旁轴杆下端配装于所述旁轴轴承部内；且所述上滑片和下滑片均固定套装在所述旁轴杆上；且，所述中轴轴承部和所述旁轴轴承部均垂直安装在所述底板上。 7.根据权利要求6所述的一种自顶空气相色谱进样器，其特征在于，所述中轴轴承部件和所述旁轴轴承部件相同，均包括：轴承座、轴承和轴筒；所述轴承座上部开口，呈圆柱状，中空，底部有外螺纹接口，通过外螺纹接口拧到底板上；轴承套底部连接底板内部有一个环状凹陷；所述轴承为两个，分别位于轴承座内部上下两端，轴筒为中空的圆柱状，且内径大于轴承的内径，位于两个轴承中间，且轴筒的两端面与上下轴承的内圈端面紧密接触；所述中轴杆和旁轴杆穿过轴承和轴筒内孔。 8.根据权利要求6所述的一种自顶空气相色谱进样器，其特征在于，所述样品盘和所述齿轮盘通过盘座套装于所述中轴杆上，所述盘座包括：位于中心的锁定孔、位于四角的螺钉孔和位于一侧的锁钉孔，所述锁定孔的一侧设有锁定孔缺口，与锁定孔缺口相对应的另一侧设有贯穿的锁定孔通槽，所述锁钉孔与所述锁定孔通槽垂直；所述齿轮盘与所述样品盘上设有与所述螺钉孔相一致的螺钉孔。 9.根据权利要求1-8任一项所述的一种自顶空气相色谱进样器，其特征在于，所述控制系统包括控制面板和单片机，所述控制面板以排线与单片机相连；所述定位系统、三通进针阀、三通退针阀、二通进气阀、六通进样阀、二通出气阀、三通排气阀、真空泵分别以导电线与单片机相连，受单片机中的程序控制。 10.根据权利要求9所述的一种自顶空气相色谱进样器，其特征在于，所述自顶空气相色谱进样器包括两种自顶空进样模式，具体如下：一是直接自顶空进样模式，样品气体以压缩的形式贮存于顶空样品瓶中，当采用直接顶空进样方式时，所述二通进气阀及所述二通出气阀处于打开状态，而所述三通排气阀处于关闭状态，当所述进样针插入所述顶空样品瓶中时，顶空瓶内压缩的气体样品在自身压力的作用下依次经所述针座、所述限流过滤器、所述六通进样阀第4、第5、第2及第3接口，然后再通过所述二通出气阀和所述三通排气阀的排气口排入大气中，所述压缩样品气体在通过时冲洗进气管道，直至其压力与大气压平衡，待分析的气体样品存入所述六通进样阀的定量管，多余的样品气体排入大气，实现气体样品的自动装载，当样品装载完成后，打开所述六通进样阀，存储于所述定量管内的样品气体被载气带入色谱中进样分析；二是使用所述真空泵及二通出气阀和三通排气阀作为辅助部件，其主要作用方式是当所述进样针插入所述顶空样品瓶后，先打开所述真空泵、所述三通排气阀和所述二通出气阀，真空泵将所述二通进气阀后端的所述进气管道、所述限流过滤器和所述定量管抽取真空，然后关闭所述二通出气阀、打开所述二通进气阀，让所述顶空样品瓶中的气体样品在自顶空压力的作用下冲洗相应的进气管道和所述定量管，然后关闭所述二通进气阀、打开所述二通出气阀，由所述真空泵将所述定量环抽取真空，然后再关闭所述二通出气阀、打开所述二通进气阀，使用样品气清洗所述定量环，如此流程多清洗几次，可以提高进气管道的净度，提高进样精度，当冲洗完成后，保持所述二通进气阀打开、所述二通出气阀打开、所述三通排气阀和所述真空泵关闭，多余的样品气将通过所述三通排气阀的排气口排入大气中，使待分析的样品气体以常压的形式存于所述定量环中，完成样品装载过程。
所属类别：	发明专利