CN101793577B - 非接触式测压装置以及化学消解设备 - Google Patents

Abstract

一种非接触式测压装置，用于测量放置样品的罐体的压力，包括：反光板，具有一能够反光的表面；光束发射与接收组件，与反光板相对放置。本发明进一步提供了一种化学消解设备，包括多个罐体，还包括：一个或者多个上述测压装置；驱动装置，与多个测压装置相连接或者与多个罐体相连接，驱动测压装置和罐体发生相对移动，以使得每一个测压装置都能够连续测试多个罐体的压力。本发明的优点在于，所提供的测压装置在测试过程中测试装置和罐体并不发生接触，是一种非接触式的测压方式。化学消解设备既实现了对所有罐体的测压，又没有明显提高设备的制造成本。

Description

非接触式测压装置以及化学消解设备

【技术领域】

本发明涉及测试设备领域，尤其涉及一种非接触式测压装置和采用该装置的化学消解设备。

【背景技术】

微波化学反应设备，例如微波消解设备，已经广泛应用于原子吸收、等离子光谱、气相色谱等分析仪器的样品制备。密闭式微波辅助消解和萃取技术及相关仪器发展至今，其对样品处理的高效性，已被分析化学工作者广泛应用。

密闭式微波辅助消解技术是将需要消解的样品防止在密封的罐体中，通过微波加热的方法提高罐体内部的温度和压力，从而达到消解测试样品的目的。早期的微波消解装置都只有一个消解灌，即所谓单灌式微波消解仪器。但随着分析任务日益增加，单罐式的高压微波消解仪器已难以胜任，人们迫切需要研发新的、可多罐同时消解且可控制自如的仪器。

然而，由于多罐同时消解时，每个消解罐中所处理的样品的成分存在差异，其化学反应产生的压力会有很大不同。而现有单点测压装置(即以其中一个消解罐的压力代表微波炉腔内所有其他消解罐的压力)都只能对主控罐进行控制，其余罐体的状态只能通过参考主控罐的状态，并凭借操作者的经验获得。造成此缺憾的原因在于现有的测压装置都是接触式的测压方法，需要将测压的传感装置深入到消解罐的内部才能够准确的获得压力，因此在多罐系统中也只能是选取有限个消解罐作为代表。由于测压系统的造价昂贵，因此将所有的消解罐都装配测压装置，势必带来的制造成本的巨大提升。因此现有技术中的多罐式消解装置由于只能监控一个或者有限的几个罐体的压力，因此并不具有可靠的安全性保障。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题是，提供一种非接触式测压装置，采用该装置的化学消解应设备，即能够提高多罐式消解装置的安全性，又不会提高设备的制造成本。

为了解决上述问题，本发明提供了一种非接触式测压装置，用于测量放置样品的罐体的压力，包括：反光板，置于罐体的表面，能够随罐体内部压力的改变而发生位移，具有一能够反光的表面；光束发射与接收组件，与反光板相对放置，发射一束光线照射至反光板，并接收反射光。

作为可选的技术方案，所述罐体进一步包括：内箱体，样品置于内箱体中；底板与外盖，所述底板与外盖均盖于内箱体开口处，外盖与内箱体相互卡牢，底板位于内箱体与外盖之间，底板通过外盖的开口与反光板相连，反光板与底板能够随着内箱体压力的变化发生位移，底板与外盖之间具有空隙；弹性体，所述弹性体设置在底板与外盖之间的空隙中。

作为可选的技术方案，所述非接触式测压装置进一步包括位置调节组件，所述位置调节组件与光束发射与接收组件相连接，能够调节光束发射与接收组件与反光之间的相对位置。所述位置调节组件包括：固定支架；滑动支架，置于固定支架上，并能够与固定支架产生相对位移；基座，固定在滑动支架上，随滑动支架发生移动，并与光束发射与接收组件相连接；电磁线圈与联动杆，固定在固定支架表面，联动杆与滑动支架相连接，以驱动滑动支架和基座在固定支架上进行移动。

作为可选的技术方案，所述非接触式测压装置进一步包括过载保护控制器，所述过载保护控制器与光束发射与接收组件连接，在测试前首先记录过载保护点，在测试过程中监测光束发射与接收组件所接收的光学信号是否超过了该过载保护点，一旦超过即实施过载保护。

本发明进一步提供了一种化学消解设备，包括多个罐体，还包括：一个或者多个上述测压装置，所述化学消解设备中测压装置的数目不多于罐体的数目；驱动装置，与多个测压装置相连接或者与多个罐体相连接，驱动测压装置和罐体发生相对移动，以使得每一个测压装置都能够连续测试多个罐体的压力。

作为可选的技术方案，所述测压装置的数目为一个。

作为可选的技术方案，所述驱动装置包括一圆盘和一用于驱动圆盘旋转的驱动电机，所述多个罐体在圆盘表面呈圆周排列。

作为可选的技术方案，所述化学消解设备进一步包括红外测温装置，所述红外测温装置相对于消解罐固定不动，在罐体移动的过程中实现对所有罐体温度的实时监控。

本发明的优点在于，所提供的测压装置在测试过程中测试装置和罐体并不发生接触，而是通过检测反射光强度的变化而得知罐体的压力变化情况，因此是一种非接触式的测压方式。进一步采用上述非接触式的测压装置和旋转测压的方法的化学消解设备设置了不多于罐体的数目的测压装置，即实现了对所有罐体的测压，避免了选取一个或有限个罐体而带来的安全隐患，又避免了为每一个罐体都配备一套测压装置，没有明显提高设备的制造成本。

【附图说明】

附图1所示是本发明所述非接触式测压装置的具体实施方式的装置结构示意图；

附图2所示为上述具体实施方式中罐体的结构示意图；

附图3所示为本发明所述化学消解设备的具体实施方式的设备结构示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图对本发明提供的非接触式测压装置和采用该装置的化学消解设备的具体实施方式做详细说明。

首先结合附图给出本发明所述非接触式测压装置的具体实施方式。附图1所示是本具体实施方式所述测压装置的结构示意图，该测压装置用于测量放置样品的罐体的压力，所述测压装置包括：反光板6，具有一能够反光的表面，所述反光板6置于罐体(图1中未示出)的表面，能够随罐体内部压力的改变而发生位移；光束发射与接收组件4，与反光板6相对放置，发射一束入射光7照射至反光板6，并接收反射光5。

上述测压装置的工作原理是利用了反光板在不同的罐体压力下的移动实现对罐体压力的监测。具体地说，当罐体压力变化时，反光板会6在入射光7的方向上发生位移，这一位移导致反光板6和光束发射与接收组件4之间的距离发生变化，从而导致反射光5的强度发生变化。光束发射与接收组件4通过这一变化判断罐体压力的变化。例如当罐体压力变大时，反光板6通常会朝向光束发射与接收组件4的方向移动，导致两者的距离变小，从而增大了反射光5的强度。利用这一现象即可以通过检测反射光5强度的变化而得知罐体的压力变化情况，并且在测试过程中测试装置和罐体并不发生接触，因此是一种非接触式的测压方式。

本具体实施方式所述非接触式测压装置进一步包括位置调节组件，所述位置调节组件与光束发射与接收组件4相连接，能够在测试前调整光束发射与接收组件4与反光之间6的相对位置。附图1的是所述位置调节组件的一种构成方式，包括：固定支架9；滑动支架8，置于固定支架9上，并能够与固定支架9产生相对位移；接头座3，固定在滑动支架8上，随滑动支架8发生移动，并与光束发射与接收组件4相连接；电磁线圈1与联动杆2，固定在固定支架9上，联动杆2与滑动支架8相连接，以驱动滑动支架8和接头座3在固定支架9上进行移动。上述装置的作用在于在测试前调节光束发射与接收组件4与反光板6之间的距离，使得此装置的测试范围能够更加灵活多变。

本实施方式中，所述装置还可以进一步包括过载保护控制器(图中未示出)。该过载保护器可以单独安装在整套设备之外并与光束发射与接收组件电学连接。在测试前首先记录过载保护点，在测试过程中监测光束发射与接收组件所接收的光学信号是否超过了该过载保护点，一旦超过即实施过载保护。记录过载保护点的操作可以是通过移动位置调节组件调节光束发射与接收组件4与反光板6之间的距离至消解罐处于最大可允许压强下两者之间的距离，并记录此时光束发射与接收组件4所接收到的反射光强度。在消解装置工作过程中一旦光束发射与接收组件4所接收到的反射光的强度超过此记录的强度时，即认为消解罐中的压强已经超过了最大可允许压强，设备已经过载，需要立即采取保护措施。

附图2所示为上述罐体的一种可选的结构示意图，包括：内箱体11，样品19(通常是需要进行消解的液体)置于内箱体11中；底板12与外盖13，所述底板12与外盖13均盖于内箱体11开口处，外盖13与内箱体11相互卡紧，底板12位于内箱体11与外盖13之间，底板12通过外盖13的开口与反光板6相连，反光板6与底板12能够随着内箱体11压力的变化发生位移，底板12与外盖13之间具有空隙；弹性体14，所述弹性体14设置在底板12与外盖13之间的空隙中。所述弹性体14的材料可以是橡胶等常见的弹性材料。

上述罐体的内箱体11在工作时固定在某一平面内，在内部压力增大的情况下，底板12会向上运动，并带动反光板6向上运动，而弹性体14的作用在于抵抗底板12向上运动的趋势，避免底板12在很小的压力下就直接运动到和外盖13相互贴死的状态，保证底板12较大的压力范围能够随压力的变化保持线性移动。

所述罐体也可以采用不同于上述结构的其他类似结构，但无论采取何种结构，都应当能使罐体中的压力变化直接反映到反光板6的位移。

接下来结合附图给出本发明所述采用上述测压装置的化学消解设备的具体实施方式。

附图3所示为本具体实施方式所述化学消解设备的结构示意图，包括多个罐体31，本实施方式中罐体31的数目为12个；测压装置32，本实施方式中测压装置的数目为4个；以及由一个圆盘33和一个用于驱动圆盘33旋转的驱动电机(图中未示出)所构成的驱动装置。所述罐体31在圆盘表面呈圆周排列。为了更清楚的表达化学消解设备的结构，测压装置32仅以一圆柱体作为示意，该装置的具体结构请参照本文前一实施方式中所述的内容。

上述消解装置在工作过程中，圆盘在驱动电机的驱动下带动圆盘33上的罐体31一同旋转，而测压装置32的位置不动。在圆盘旋转一周的情况下，每个罐体31会依次经过四个测压装置32的下方，在罐体31每经过一个测压装置32的时候，测压装置32便会对该罐体31的压力进行测试，测压装置的工作原理在上一个具体实施方式中已经叙述，此处不再重复。本实施方式对于12个罐体31设置了4个测压装置32，不难想到，如果只是为了实现对所有罐体31的测压，还可以设置更少的测压装置32，甚至只设置一个测压装置32即可以实现对所有罐体31的测压。设置多个测压装置32的目的在于一旦某个测压装置32失灵，其余的测压装置32仍然可以保证化学消解设备的正常使用，因此提高了设备的可靠性。

本实施方式通过采用非接触式的测压装置32和旋转测压的方法，设置了不多于罐体31的数目的测压装置32，即实现了对所有罐体31的测压，避免了选取一个或有限个罐体31而带来的安全隐患，又避免了为每一个罐体31都配备一套测压装置32，没有明显提高设备的制造成本。

本实施方式中所述的测压装置32也可以进一步具有位置调节组件和过载保护控制器等可选部件，以增强化学消解设备的可靠性。

本具体实施方式所述化学消解设备还可以进一步包括红外测温装置(图中未示出)，用于监测罐体31的温度，所述红外测温装置相对于罐体31固定不动，在罐体31移动的过程中实现对所有罐体31温度的实时监控。采用红外测温装置的原因在于红外测温是一种非接触式的测温方法，可以在罐体31和测温装置发生相对移动的情况下仍然能够进行测温操作。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种非接触式测压装置，用于测量放置样品的罐体的压力，其特征在于，

包括：

反光板，置于罐体的表面，能够随罐体内部压力的改变而发生位移，具有一能够反光的表面；

光束发射与接收组件，与反光板相对放置，发射一束光线照射至反光板，并接收反射光；

所述非接触式测压装置进一步包括位置调节组件，所述位置调节组件与光束发射与接收组件相连接，能够调节光束发射与接收组件与反光板之间的相对位置；

所述的非接触式测压装置进一步包括过载保护控制器，所述过载保护控制器与光束发射与接收组件连接，在测试前首先通过移动位置调节组件调节光束发射与接收组件与反光板之间的距离至罐体处于最大可允许压强下两者之间的距离，并记录此时光束发射与接收组件所接收到的反射光强度作为过载保护点，在测试过程中监测光束发射与接收组件所接收的光学信号是否超过了该过载保护点，一旦超过即实施过载保护。

2.根据权利要求1所述的非接触式测压装置，其特征在于，所述罐体进一步包括：

内箱体，样品置于内箱体中；

底板与外盖，所述底板与外盖均盖于内箱体开口处，外盖与内箱体相互卡牢，底板位于内箱体与外盖之间，底板通过外盖的开口与反光板相连，反光板与底板能够随着内箱体压力的变化发生位移，底板与外盖之间具有空隙；

弹性体，所述弹性体设置在底板与外盖之间的空隙中。

3.根据权利要求1所述的非接触式测压装置，其特征在于，所述位置调节组件包括：

固定支架；

滑动支架，置于固定支架上，并能够与固定支架产生相对位移；基座，固定在滑动支架上，随滑动支架发生移动，并与光束发射与接收组件相连接；

电磁线圈与联动杆，固定在固定支架表面，联动杆与滑动支架相连接，以驱动滑动支架和基座在固定支架上进行移动。

4.一种化学消解设备，包括多个罐体，其特征在于，还包括：

一个或者多个权利要求1至3中任意一项所述的测压装置，所述化学消解设备中测压装置的数目不多于罐体的数目；

驱动装置，与多个测压装置相连接或者与多个罐体相连接，驱动测压装置和罐体发生相对移动，以使得每一个测压装置都能够连续测试多个罐体的压力。

5.根据权利要求4所述的化学消解设备，其特征在于，所述测压装置的数目为一个。

6.根据权利要求4或5所述的化学消解设备，其特征在于，所述驱动装置包括一圆盘和一用于驱动圆盘旋转的驱动电机，所述多个罐体在圆盘表面呈圆周排列。

7.根据权利要求4所述的化学消解设备，其特征在于，所述化学消解设备进一步包括红外测温装置，所述红外测温装置相对于罐体固定不动，在罐体移动的过程中实现对所有罐体温度的实时监控。

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