CN103197087B - 用于强酸性溶液的自动进样器采样针 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于强酸性溶液的自动进样器采样针，其包括吸液管、支撑管与至少一层热缩管，所述吸液管为氟聚合物毛细管，其两端分别定义为进液端和出液端；所述支撑管套设在所述吸液管上靠近进液端的位置；所述热缩管由氟聚合物制成，并逐层套于所述支撑管外，所述至少一层热缩管的两端的长度均超出支撑管的端部，并与所述吸液管热熔为一体。该采样针以具有较好直线度和强度的不锈钢支撑管或碳纤维支撑管作为支撑，保证了采样针具有较好的直线度，能够实现采样针的精确定位和采样。采用氟聚合物材质的热缩管将支撑管彻底密封，确保采样过程中支撑管不与采样针需要吸取的酸性溶液直接接触，长期使用而不受腐蚀。
Description
技术领域
本发明涉及分析仪器的自动进样器，尤其是涉及自动吸取强酸性液体用于重金属检测的原子光谱仪器领域，如原子荧光、原子吸收和发射光谱等仪器的自动进样器的采样针。
背景技术
自动进样器的采样针一般安装于自动进样器的机械臂上，通过机械臂的垂直向下运动，使采样针进入样品杯中与样品溶液接触，达到自动精确定量采样的目的。随着自动进样器样品杯位的不断增加，样品杯的直径也越来越小，对采样的定位精度也越来越高。采样的定位精度不仅取决于自动进样器机械臂运动机构的定位精度，也取决于采样针的直线度。当采样针直线度较差时，即使机械臂具有较好的定位精度也无法使采样针实现精确定位。当前的技术水平已经能够保证机械臂的定位精度可以满足定位要求，但是用于原子光谱分析仪器的采样针则难以满足技术要求。
在应对非腐蚀性溶液的采样时，一般使用表面抛光的不锈钢毛细管作为采样针，保证了采样针的直线度。原子光谱分析仪器所应对的样品均为强酸性溶液，甚至极端情况下会含有一定比例的氢氟酸，对不锈钢毛细管具有极强的腐蚀性，因此无法使用不锈钢毛细管作为采样针。即使是抗腐蚀性能较好的钛毛细管，也无法保证长期与氢氟酸或含氯离子的酸接触时，不会有腐蚀和痕量金属离子溶出状况的发生。碳纤维管由于存在痕量金属元素溶出和释放少量颗粒物的问题存在，一般很少直接用作采样针。
目前针对原子光谱的特殊应用场合，主要是普遍使用石英毛细管作为采样针。石英毛细管具有较好的耐腐蚀性能，但是无法承受氢氟酸的腐蚀；石英毛细管在使用时极易发生破碎，而且无法修复，可维护性和可操作性较差；此外，石英毛细管在与其它管路连接时，只能是采用弹性管路进行简单连接，无法用于需要承受较大压力的管路连接，在使用上受到了较大的限制。氟聚合物吸液管具有优异的耐各种强酸腐蚀的能力，而且具有表面张力小，润滑特性好，采样过程中溶液残留少，记忆效应小且容易消除等优点，非常适合于强酸性溶液的采样。但是，氟聚合物吸液管由于自身材料原因，无法保证其直线度，因此不能直接固定在机械臂上用作采样针。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于：提供一种用于强酸性溶液的自动进样器采样针，解决了氟聚合物吸液管虽然具有优异的耐酸腐蚀性能，但是直线度较差，无法直接用于自动进样器采样针的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种用于强酸性溶液的自动进样器采样针，其特征在于：其包括吸液管、支撑管与至少一层热缩管，其中：
所述吸液管为氟聚合物毛细管，其两端分别定义为进液端和出液端；
所述支撑管套设在所述吸液管上靠近进液端的位置；
所述热缩管由氟聚合物制成，并逐层套于所述支撑管外，所述至少一层热缩管的两端的长度均超出支撑管的端部，并与所述吸液管热熔为一体。
在较佳的技术方案中：所述吸液管的出液端上依次安装有所述手紧接头和密封圈，且所述吸液管的出液端上加工有翻边，以保证所述手紧接头和密封圈不会从吸液管的出液端滑脱。
在较佳的技术方案中：所述吸液管的材质为聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯、可熔性聚四氟乙烯或者聚偏二氟乙烯。
在较佳的技术方案中：所述吸液管的内径为0.1mm～5mm，外径为0.2mm～6mm，壁厚为0.05mm～0.5mm。
在较佳的技术方案中：所述支撑管的材质为不锈钢，其牌号为304、304L、310、316、316L或321。
在较佳的技术方案中：所述支撑管的材质为碳纤维。
在较佳的技术方案中：所述支撑管的内径为0.3mm～6.2mm，外径为0.4mm～6.8mm，壁厚为0.05mm～0.2mm。
在较佳的技术方案中：所述热缩管的初始内径为0.5mm～7mm，初始外径为0.6mm～7.2mm，壁厚为0.05mm～0.1mm，所述热缩管的材质为氟聚合物，如聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯或可熔性聚四氟乙烯等。
在较佳的技术方案中：所述热缩管的层数为1～5层。
本发明的有益效果在于：采用具有较好直线度和强度的不锈钢管或碳纤维管作为支撑管，采用具有优异抗腐蚀能力的氟聚合物吸液管作为与溶液接触的采样管，支撑管及其与氟聚合物吸液管接触的边界处，采用氟聚合物热缩管受热收缩后进行整体密封，解决了直线度、硬度和防腐的问题。
附图说明
图1为本发明的剖视结构示意图。
附图标记说明：吸液管1、支撑管2、热缩管3、手紧接头4、密封圈5、翻边6。
具体实施方式
如图1所示，自动进样器采样针由吸液管1、支撑管2、至少一层热缩管3、手紧接头4、密封圈5和翻边6等组成，其中，所述吸液管1为氟聚合物毛细管，依据吸取溶液时的流体运动方向，所述吸液管1的两端分别定义为进液端和出液端，所述支撑管2为不锈钢材质或者碳纤维材质(或者其他刚度高的材质)，其套设在所述吸液管1上靠近进液端的位置，所述热缩管3由氟聚合物制成，逐层套于所述支撑管2外，所述至少一层热缩管3的两端的长度均超出支撑管2的端部并通过热缩处理与所述吸液管1热熔为一体，从而将所述支撑管2层叠包覆住，所述吸液管1的出液端上依次安装有所述手紧接头4和密封圈5，且所述吸液管1的出液端上加工出所述翻边6，使所述手紧接头4和密封圈5不会滑脱。
在进一步的实施例中，所述吸液管1的材质为聚四氟乙烯(PTFE)、聚全氟乙丙烯(FEP)、可熔性聚四氟乙烯(PFA)或者聚偏二氟乙烯(PVDF)。
在进一步的实施例中，所述吸液管的内径为0.1mm～5mm，外径为0.2mm～6mm，壁厚为0.05mm～0.5mm。
在进一步的实施例中，所述支撑管的材质为不锈钢，其牌号为304、304L、310、316、316L或321。
在进一步的实施例中，所述支撑管的材质为碳纤维。
在进一步的实施例中，所述支撑管的内径为0.3mm～6.2mm，外径为0.4mm～6.8mm，壁厚为0.05mm～0.2mm。
在进一步的实施例中，所述热缩管的初始内径(即未经热缩处理时的内径)为0.5mm～7mm，初始外径为0.6mm～7.2mm，壁厚为0.05mm～0.1mm，经热缩以后紧密包覆在所述支撑管2的外壁上；所述热缩管的材质为聚四氟乙烯(PTFE)、聚全氟乙丙烯(FEP)或可熔性聚四氟乙烯(PFA)，热缩管3的材质与吸液管1的材质可不相同。
在进一步的实施例中，所述热缩管的层数为1～5层。
上述自动进样器采样针的采样针制作过程如下：
(1)根据自动进样器管路连接的实际需求截取一定长度的氟聚合物毛细管，作为所述吸液管1。依据吸取溶液时的流体运动方向，两端分别定义为进液端和出液端。
(2)根据自动进样器机械臂和采样深度的要求，截取一定长度的支撑管2。如果是不锈钢管，则在截取后需要进行去毛刺处理。
(3)截取比支撑管2长约20mm的氟聚合物热缩管3。
(4)将氟聚合物吸液管1穿过支撑管2，进液端露出约20mm。
(5)将至少一层氟聚合物热缩管3自氟聚合物吸液管1的进液端穿过支撑管2，使其在进液端比支撑管2长约10mm左右。
(6)将步骤(5)完成的半成品置于恒温箱中，根据氟聚合物热缩管3的热缩温度设置恒温箱的温度，使热缩管3受热收缩，同时热缩管3的两端分别与氟聚合物吸液管1接触部分受热并熔合，从而将支撑管完全封闭。
(7)将热缩管完全收缩后的半成品自恒温箱中取出，冷却至室温。
其中：若具有多层所述热缩管3，所述热缩管3是逐层热缩上去的，即第一层热缩完毕后，再热缩第二层，第二层热缩完毕后，再热缩第三层，然后逐层热缩。
(8)在氟聚合物吸液管的出液端依次安装手紧接头和密封圈，然后对毛细管进行翻边处理。
(9)根据实际要求选择管路的切割面的角度，将氟聚合物吸液管的进液端截去5mm。
(10)采样针制作完毕。
该采样针在使用时，使氟聚合物吸液管的进液端方向向下，将采样针固定于自动进样器的机械臂上。采样针的出液端通过手紧接头与相关仪器的进样系统相连接。自动进样器工作时，机械臂向下运动，带动采样针进入样品杯中定量吸取溶液；吸取既定体积的样品溶液后，机械臂带动采样针向上运动，离开样品杯，完成采样过程。
本发明采用具有优异抗腐蚀能力的氟聚合物吸液管作为与溶液接触的采样管，支撑管可提供优异的刚度，支撑管与氟聚合物吸液管接触的边界处，采用氟聚合物热缩管受热收缩后进行整体密封，解决了直线度、硬度和防腐的问题。本发明同时还具有制作简单，成本低廉的优点，非常适用于需要经常吸取强酸性样品溶液的原子光谱仪器的自动进样器。
以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种用于强酸性溶液的自动进样器采样针，其特征在于：其包括吸液管、支撑管与至少一层热缩管，其中：
所述吸液管为氟聚合物毛细管，其两端分别定义为进液端和出液端；
所述支撑管套设在所述吸液管上靠近进液端的位置；
所述热缩管由氟聚合物制成，并逐层套于所述支撑管外，所述至少一层热缩管的两端的长度均超出支撑管的端部，并与所述吸液管热熔为一体；
所述采样针固定于自动进样器的机械臂上，所述吸液管的进液端方向向下，所述吸液管的出液端与进样系统相连接。
2.根据权利要求1所述的用于强酸性溶液的自动进样器采样针，其特征在于：所述吸液管的出液端上依次安装有所述手紧接头和密封圈，且所述吸液管的出液端上加工有翻边，以保证所述手紧接头和密封圈不会从吸液管的出液端滑脱。
3.根据权利要求1所述的用于强酸性溶液的自动进样器采样针，其特征在于：所述吸液管的材质为聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯、可熔性聚四氟乙烯或者聚偏二氟乙烯。
4.根据权利要求1或3所述的用于强酸性溶液的自动进样器采样针，其特征在于：所述吸液管的内径为0.1mm～5mm，外径为0.2mm～6mm，壁厚为0.05mm～0.5mm。
5.根据权利要求1所述的用于强酸性溶液的自动进样器采样针，其特征在于：所述支撑管的材质为不锈钢，其牌号为304、304L、310、316、316L或321。
6.根据权利要求1所述的用于强酸性溶液的自动进样器采样针，其特征在于：所述支撑管的材质为碳纤维。
7.根据权利要求1或3所述的用于强酸性溶液的自动进样器采样针，其特征在于：所述热缩管的初始内径为0.5mm～7mm，初始外径为0.6mm～7.2mm，壁厚为0.05mm～0.1mm，所述热缩管的材质为氟聚合物，如聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯或可熔性聚四氟乙烯等。
8.根据权利要求1所述的用于强酸性溶液的自动进样器采样针，其特征在于：所述热缩管的层数为1～5层。
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