CN102879380B - 一种拉曼光谱增强粒子施加装置 - Google Patents

Abstract

一种拉曼光谱增强粒子施加装置。减压阀出口接储液瓶出液口，管路出口接蠕动泵入口，蠕动泵出口接第1逆止阀入口，第1逆止阀出口接加液腔与压力旋钮相对的通口；减压阀入口接三通阀，三通阀另外两个口接溢流阀和储气瓶，储气瓶再经两个出口分别连接空气泵和电磁阀入口，电磁阀出口接第2逆止阀入口，第2逆止阀出口接加液腔其中一通口，加液腔另一通口接喷嘴；空气泵接储气瓶，储气瓶接溢流阀，储气瓶高压气体输出口一路通过电磁阀和第2逆止阀后接入加液腔体中，第2逆止阀设于加液腔体和电磁阀之间，储气瓶高压气体输出口另一路接储液瓶，储液瓶液体出口接加液腔体；加液腔体2个通口接高压气体管出口和喷嘴，另1个通口接加液管出口。

Description

一种拉曼光谱增强粒子施加装置

技术领域

本发明涉及一种粒子谱液施加设备，尤其是涉及一种拉曼光谱增强粒子施加装置。

背景技术

拉曼效应在物质的检测和分析中得到了广泛的应用，其中拉曼光谱增强粒子在这一应用中起着举足轻重的作用。在对不同的物体进行检测分析时，如何把溶液试剂的粒子按量施加在物体上是关系能否成功检测的关键。对液体的检测要控制施加的量，而对固体的检测，则要能够在其表面形成一层覆盖一定面积的均匀液膜，且其厚度为分子级。为完成要求必须要严格控制施加量，做到定量施加；而对固体的检测，形成一定检测面积的均匀液膜，施加量在0.1～1μL之间，且施加的例子液体不能堆积在一起，因而对施加装置的要求很高。

目前，常用的方法是采用手工通过移液管滴加进行的。对固体的检测，由于无法精确控制滴加的量，所以在滴加后再进行回吸，从而在固体表面留下一层粒子薄膜。这种操作方法繁杂费时，操作过程不易控制且不利于检测自动化的进行。

中国专利200910164490.8提供了一种加液装置，该专利通过控制调整转子流量计针型阀的开度来实现对流经液体的流速控制，从而达到控制流量的目的，出口处通过高压气体的作用实现液体的雾化喷射。该专利提出的加液装置，只是连续加液的方式，不能定量控制；液体的雾化喷射随意性大，不能保证在被施加物体的表面能够形成一定面积的连续均匀液膜。显然这种加液装置不能应用于拉曼增强粒子溶液的施加。

发明内容

本发明的目的是提供不仅便于操作，自动控制，而且对环境和工作人员要求条件较低的一种拉曼光谱增强粒子施加装置。

本发明设有空气泵、溢流阀、储气瓶、三通阀、减压阀、蠕动泵、逆止阀、电磁阀、储液瓶、加液腔体、喷嘴、控制电路和计算机；所述减压阀的出口连接储液瓶接近瓶口的管路出液口，深入储液瓶内部的管路出口连接蠕动泵的入口，蠕动泵的出口接第1逆止阀的入口，第1逆止阀的出口连接加液腔与压力旋钮相对的通口；减压阀的入口连接三通阀，三通阀另外两个口分别接溢流阀和储气瓶，储气瓶再经两个出口分别连接空气泵和电磁阀入口，电磁阀的出口连接第2逆止阀的入口，第2逆止阀的出口连接加液腔其中一通口，加液腔的另一通口连接喷嘴；空气泵与储气瓶连接，储气瓶经三通阀后接入溢流阀，储气瓶的高压气体输出口，一路通过电磁阀和第2逆止阀后接入加液腔体中，为溶液的施加提供动力，电磁阀、空气泵和蠕动泵分别与控制电路连接，第2逆止阀设于加液腔体和电磁阀之间，储气瓶的高压气体输出口的另一路经过三通阀和减压阀接入盛装粒子溶液的储液瓶中，储液瓶的液体出口经蠕动泵和第1逆止阀后进入加液腔体中，加液腔体设有3个通口和1个调整旋钮，相对的2个通口分别接高压气体管的出口和喷嘴，加液腔体的另1个与调整旋钮相对的通口接加液管的出口，与调整旋钮相对的通口内部由一连接低压弹簧的密封球顶住，调整旋钮可以调节弹簧压力的大小；控制电路的输入端接计算机的控制信号输出端，计算机的输入端口接蠕动泵。

所述空气泵、蠕动泵和电磁阀都由计算机经控制电路予以控制。

所述控制电路包括控制卡和外围电路，控制卡连接计算机，所有控制信号均由使用者通过计算机给出。

所述蠕动泵和电磁阀根据脉冲信号宽度实现定量加液，在使用前应当精确标定，使用时的脉冲信号应当根据标定结果得到。

所述计算机可采用PC机等。

所述喷嘴可采用锥形喷嘴或柱形喷嘴等。

采用的气体和液体管路可由细口径管连接而成，管路不易过长。

本发明的技术方案是为通过计算机和控制电路的PWM脉冲控制蠕动泵的工作时间，从而输出定量的溶液到加液腔中；然后再由计算机和控制电路输出脉冲信号控制电磁阀通断，将储气瓶中的高压气体释放至加液腔中，将里面的液体通过喷嘴喷出，喷出的液体体积由控制蠕动泵和电磁阀的脉冲信号宽度决定，且可以通过调整相应阀门和旋钮进行修正，能够达到很高的精度。液体喷出后的速度可调，能够实现对不同施加对象的施加，对固体则能够在需要施加的表面形成一层均匀液膜，完成粒子施加的要求。

空气泵通过向储气瓶中泵入空气为系统提供压力，为确保储气瓶中的压力为恒定值，储气瓶经过三通阀接入溢流阀，并根据需要设定好溢流阀恒压值。储气瓶中的高压气体，一路通过电磁阀和一逆止阀后接入加液腔中，为溶液的施加提供动力，电磁阀可用控制电路控制，逆止阀是为了防止在蠕动泵加液时液体进入高压气体回路；另一路经过一个减压阀接入到盛装待加粒子溶液的储液瓶中，考虑到储液瓶的密封和加液压力的需要，且加液的压力不需要太大以便于控制流量，因此减压阀可根据加液的要求适当调整。储液瓶中的液体经过蠕动泵和逆止阀后接至加液腔与旋钮相对的通口中，此处逆止阀的作用是为了防止液体施加时回流。加液腔的另一个与连接高压气体通口相对的通口接喷嘴。

所述加液腔具有三个通口和一个调整旋钮，其中两个通口连通并相对，另一个通口和旋钮相对，与旋钮相对的通口内部由一连接低压弹簧的密封球顶住，调整旋钮可以调节弹簧压力的大小，从而起到微调开口面积和密封通口的作用，实现对溶液施加量的精确修正和喷液时密封加液管路。

所述空气泵能提供的压力应大于满足施加粒子溶液所需要的最大压力。

本发明应用于拉曼增强粒子施加时的有益效果是可以精确定量施加，并有点动施加和连续施加两种工作方式，且出液速度精确可调，可以实现对不同检测物体的施加要求。高压气体的压力通过溢流阀连续可调，通过调整减压阀和加液腔体的按钮能够实现对施加流量的精确控制，粒子溶液的利用效率高；系统由计算机控制，自动化程度高，操作简单，对外界环境和操作人员要求低，避免了手工操作时容易漏液和失误的发生。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。在图1中，各部件的标记为：1—减压阀，2—储液瓶，3—蠕动泵，4—第1逆止阀，5—喷嘴，6—加液腔，7—第2逆止阀，8—电磁阀，9—储气瓶，10—溢流阀，11—三通阀，12—空气泵，13—控制电路，14—计算机。

具体实施方式

参见图1，本发明实施例设有空气泵12、溢流阀10、三通阀11、储气瓶9、减压阀1、蠕动泵3、逆止阀4、逆止阀7、电磁阀8、储液瓶2、加液腔体6、喷嘴5、控制电路13和计算机14。

所述减压阀1的出口连接储液瓶2接近瓶口的管路出液口，深入储液瓶2内部的管路出口连接蠕动泵3的入口，蠕动泵3的出口接第1逆止阀4的入口，第1逆止阀4的出口连接加液腔与压力旋钮相对的通口；减压阀1的入口连接三通阀11，三通阀11另外两个口分别接溢流阀10和储气瓶9，储气瓶9再经两个出口分别连接空气泵12和电磁阀8入口，电磁阀8的出口连接第2逆止阀7的入口，第2逆止阀7的出口连接加液腔6其中一通口，加液腔6的另一通口连接喷嘴5；空气泵12与储气瓶9连接，储气瓶9经三通阀11后接入溢流阀10，储气瓶9的高压气体输出口，一路通过电磁阀8和第2逆止阀7后接入加液腔体6中，为溶液的施加提供动力，电磁阀8、空气泵12和蠕动泵3分别与控制电路13连接，第2逆止阀7设于加液腔体6和电磁阀8之间，储气瓶9的高压气体输出口的另一路经过三通阀11和减压阀1接入盛装粒子溶液的储液瓶2中，储液瓶2的液体出口经蠕动泵3和第1逆止阀4后进入加液腔体6中，加液腔体6设有3个通口和1个调整旋钮，相对的2个通口分别接高压气体管的出口和喷嘴5，加液腔体6的另1个与调整旋钮相对的通口接加液管的出口，与调整旋钮相对的通口内部由一连接低压弹簧的密封球顶住，调整旋钮可以调节弹簧压力的大小；控制电路13的输入端接计算机14的控制信号输出端，计算机14的输入端口接蠕动泵3。

所述空气泵12、蠕动泵3和电磁阀8都由计算机14经控制电路13予以控制。

所述控制电路13包括控制卡和外围电路，控制卡连接计算机14，所有控制信号均由使用者通过计算机14给出。

所述蠕动泵3和电磁阀8根据脉冲信号宽度实现定量加液，在使用前应当精确标定，使用时的脉冲信号应当根据标定结果得到。

所述计算机14可采用PC机等。

所述喷嘴5可采用锥形喷嘴或柱形喷嘴等。

采用的气体和液体管路可由细口径管连接而成，管路不易过长。

空气泵12通过向储气瓶9中泵入空气为系统提供压力，为确保储气瓶9中的压力为恒定值，储气瓶9经三通阀11后接入溢流阀10，并根据需要设定好溢流阀恒压值。储气瓶9的高压气体输出口，一路通过电磁阀8和逆止阀7后接入加液腔体6中，为溶液的施加提供动力，电磁阀8空气泵12和蠕动泵3可用控制电路13控制，逆止阀7是为了防止在蠕动泵3加液时液体进入高压气体回路；储气瓶9的高压气体输出口另一路经过三通阀11和减压阀1接入到盛装粒子溶液的储液瓶2中，考虑到储液瓶2的密封和加液压力的需要，且加液的压力不需要太大以便于控制流量，因此减压阀1可根据加液的要求适当调整。储液瓶2的液体出口经蠕动泵3和逆止阀4后进入加液腔体6中，逆止阀4的作用是为了防止液体喷出时回流。加液腔体6具有三个通口和一个调整旋钮，相对的两个通口分别接高压气体管的出口和喷嘴5，另一个和调整旋钮相对的通口接加液管的出口，与调整旋钮相对的通口内部由一连接低压弹簧的密封球顶住，调整旋钮可以调节弹簧压力的大小，从而起到微调溶液施加量和密封加液管路的作用。控制电路13的输入端接计算机14的控制信号输出端，计算机14的输入端口接蠕动泵3。

使用时，应首先打开空气泵12使系统达到压力平衡。根据蠕动泵3的标定结果通过计算机14的PWM输出脉宽信号给控制电路13，从而让蠕动泵工作与所需流量对应的脉宽。蠕动泵3泵出的液体进入加液腔6后，再根据需要的加液方式以脉冲信号控制电磁阀8通断，加液腔6内的液体在高压气体作用下喷出。适当调整溢流阀10可调整修正气体压力，调整减压阀1和加液腔体6旋钮可调整修正施加的液量，调整电磁阀1工作信号脉宽能够改变施加粒子溶液喷出的状态，从而达到最佳施加效果。

Claims (3)

1.一种拉曼光谱增强粒子施加装置，其特征在于设有空气泵、溢流阀、储气瓶、三通阀、减压阀、蠕动泵、逆止阀、电磁阀、储液瓶、加液腔体、喷嘴、控制电路和计算机；所述减压阀的出口连接储液瓶接近瓶口的管路出液口，深入储液瓶内部的管路出口连接蠕动泵的入口，蠕动泵的出口接第1逆止阀的入口，第1逆止阀的出口连接加液腔与压力旋钮相对的通口；减压阀的入口连接三通阀，三通阀另外两个口分别接溢流阀和储气瓶，储气瓶再经两个出口分别连接空气泵和电磁阀入口，电磁阀的出口连接第2逆止阀的入口，第2逆止阀的出口连接加液腔其中一通口，加液腔的另一通口连接喷嘴；空气泵与储气瓶连接，储气瓶经三通阀后接入溢流阀，储气瓶的高压气体输出口，一路通过电磁阀和第2逆止阀后接入加液腔体中，为溶液的施加提供动力，电磁阀、空气泵和蠕动泵分别与控制电路连接，第2逆止阀设于加液腔体和电磁阀之间，储气瓶的高压气体输出口的另一路经过三通阀和减压阀接入盛装粒子溶液的储液瓶中，储液瓶的液体出口经蠕动泵和第1逆止阀后进入加液腔体中，加液腔体设有3个通口和1个调整旋钮，相对的2个通口分别接高压气体管的出口和喷嘴，加液腔体的另1个与调整旋钮相对的通口接加液管的出口，与调整旋钮相对的通口内部由一连接低压弹簧的密封球顶住，调整旋钮可以调节弹簧压力的大小；控制电路的输入端接计算机的控制信号输出端，计算机的输入端口接蠕动泵；

所述控制电路包括控制卡和外围电路，控制卡连接计算机。

2.如权利要求1所述的一种拉曼光谱增强粒子施加装置，其特征在于所述计算机采用PC机。

3.如权利要求1所述的一种拉曼光谱增强粒子施加装置，其特征在于所述喷嘴采用锥形喷嘴或柱形喷嘴。