CN103852587A - 液体进样系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液体进样系统，包括具有双向驱动能力的驱动装置、第一调节阀、第二三通调节阀、第三三通调节阀和三通连接器，所述的三通连接器三端分别通过路与第一调节阀、第二三通调节阀和第三三通调节阀的一个阀口连接，第二三通调节阀的一个阀口经吸液管连接至样品液瓶，所述的第三三通调节阀的一个阀口经排液管连接至分析仪器，所述的第二三通调节阀和第三三通调节阀的剩余阀口经储液管连通，所述的驱动装置与第一调节阀的另一阀口经第四管路连通。同时还公开了其控制方法，本发明的进样系统结构简单，无需设计复杂的正压驱动进样结构，整个过程具有较高进样液流平顺性。

Description

液体进样系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及微量液体分析检测技术领域，特别是涉及一种具有较高进样液流平顺性，样品管通用性较强的样本进样系统及其控制方法。

背景技术

随着检测技术的不断发展，人们进行分析检测的样品更加多样化，对进样系统的样本进样量精确度、进样液流平顺性、生物安全性等方面的性能提出了更高的要求。

传统的液体进样系统多采用以下两种方式：

1、样品管与进样管路完全密闭，与大气隔绝，通过注射泵等加压装置对样品管加正压，样品被推入进样管路；该方法通常具有较高的进样精度，同时进样液流平顺性较好。但是该方法对于进样部分的气密性有较高要求，长时间高频度使用易出现漏气现象，影响进样精度。此外由于采用特定的密闭结构，决定了系统必须采用特定的进样管，通用性较差，增加了系统成本，降低了使用便利性。

2、采用蠕动泵等在线管路负压生成装置直接将样品由样品管吸入进样管路；该方法无需将样品管与大气隔绝，结构简单，可靠性较高，样品管通用性较强。但是受制于驱动原理，进样精度较低，液流平顺性差，会对检测精度带来较大影响。

因此有必要设计一种可精确控制样本进样量，具有较高进样液流平顺性，样品管通用性较强的样本进样系统。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种具有较高进样液流平顺性，样品管通用性较强的样本进样系统及其控制方法。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种液体进样系统，包括具有双向驱动能力的驱动装置、第一调节阀、第二三通调节阀、第三三通调节阀和三通连接器，所述的三通连接器三端分别通过第一管路、第二管路和第三管路与第一调节阀、第二三通调节阀和第三三通调节阀的一个阀口连接，第二三通调节阀的一个阀口经吸液管连接至样品液瓶，所述的第三三通调节阀的一个阀口经排液管连接至分析仪器，所述的第二三通调节阀和第三三通调节阀的剩余阀口经储液管连通，所述的驱动装置与第一调节阀的另一阀口经第四管路连通。

所述的驱动装置为微型柱塞泵、蠕动泵、注射泵或气压泵。

所述的第一调节阀为第一三通调节阀，所述的第一三通调节阀的一个阀口经清洗管连接至清洗液瓶。

如权利要求3所述的液体进样系统的控制方法，包括以下步骤，

1）控制各调节阀使驱动装置、第四管路、第一三通调节阀、第一管路、三通连接器、第三管路、第三三通调节阀、储液管、第二三通调节阀和进液管所在吸液液路导通，

2）启动驱动装置以使在所述的吸液液路内产生负压，样品液瓶内的液体在负压下进入储液管内，

3）控制各调节阀使驱动装置、第四管路、第一三通调节阀、第一管路、三通连接器、第二管路、第二三通调节阀、储液管、第二三通调节阀和排液管所在排液液路导通，

4）反向驱动驱动装置使所述的排液液路内产生正压，储液管内的液体在正压下进入分析仪器，完成取样。

还包括进液管清洗步骤，

1）控制第一三通调节阀与清洗管导通并驱动驱动装置使清洗液进入驱动装置内部；

2）控制各调节阀使驱动装置、第四管路、第一三通调节阀、第一管路、三通连接器、第三管路、第三三通调节阀、储液管、第二三通调节阀和进液管所在吸液液路导通，

3）通过驱动装置在吸液液路内产生正压，将驱动装置内清洗液推进吸液液路以实现进液管的清洗。

还包括排液管清洗步骤，

1）控制第一三通调节阀与清洗管导通并驱动驱动装置使清洗液进入驱动装置内部；

2）控制各调节阀使控制各调节阀使驱动装置、第四管路、第一三通调节阀、第一管路、三通连接器、第二管路、第二三通调节阀、储液管、第二三通调节阀和排液管所在排液液路导通，

3）通过驱动装置在排液液路内产生正压，将驱动装置内清洗液推进排液液路以实现排液管的清洗。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、储液管的容积能够精确控制和反应输入样品的容量，并结合驱动模块的双向精确进样功能实现样品的精确定量控制；

2、通过对各调节阀对液路系统选通，可组成功能多样的四种液路系统，各调节阀可选用电磁三通阀，其作为主要功能器件具有体积小、控制简单、耗电省的特点，有效提升了系统性能，降低了系统成本；

3、通过巧妙设计液路系统可实现四种系统间的简洁切换，系统间不存在交叉污染与样品浪费现象，具有良好的生物安全性以及较高的样品使用率；

4、系统结构简单，主体部分仅由1个驱动模块以及3个调节阀组成，便于系统应用及维护，与样本液接触较多的储液管便于更换，以提升进样系统的洁净度；

5、进液系统选择负压吸引的进样方式，可与多种样本管结合使用，具有较高的通用性与兼容性。

附图说明

图1所示为本发明的液体进样系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明的液体进样系统包括具有双向驱动能力的驱动装置10、第一三通调节阀1、第二三通调节阀2、第三三通调节阀3和三通连接器4，所述的三通连接器4三端分别通过第一管路11、第二管路12和第三管路13与第一三通调节阀1、第二三通调节阀2和第三三通调节阀3的一个阀口连接，所述的第二三通调节阀2的一个阀口经吸液管14连接至样品液瓶5，所述的第三三通调节阀3的一个阀口经排液管15连接至分析仪器6，所述的第二三通调节阀2和第三三通调节阀3的剩余阀口经储液管16连通，所述的驱动装置10与第一三通调节阀1的另一阀口经第四管路17连通。其中，优选地，所述的驱动装置为微型柱塞泵、蠕动泵或气压泵，其通过步进电机的正反转驱动以实现正压或负压。所述的各调节阀为电磁阀以实现自动控制，则还包括与各电磁阀可控连接的控制系统，如单片机。其中，各三通调节阀均为两位三通阀，可受控其其中两个阀口连通并将另一阀口截止，以实现各调节阀的液路切换。

进一步地，为使其具备清洗功能，所述的第一三通调节阀1为三通调节阀，所述的三通调节阀一个阀口经清洗管18与清洗液瓶7连通，所述的清洗液瓶内存储有清洗液。

具体来说，其自样本液瓶内取样的步骤包括以下步骤，

1）控制各调节阀使驱动装置，如柱塞泵、第四管路、第一三通调节阀、第一管路、三通连接器、第三管路、第三三通电磁阀、储液管、第二三通调节阀和进液管所在吸液液路导通，所述的各调节阀的调节可通过控制系统统一实现；

2）启动驱动装置以使在所述的吸液液路内产生负压，随着负压的逐步增大，样品液瓶内的液体在负压下进入储液管内，

3）控制各调节阀使控制各调节阀使驱动装置、第四管路、第一三通调节阀、第一管路、三通连接器、第二管路、第二三通电磁阀、储液管、第二三通调节阀和排液管所在排液液路导通，

4）反向驱动驱动装置使所述的排液液路内产生正压，储液管内的液体在逐步增大的正压下进入分析仪器，完成取样。

具体来说，其进液管清洗步骤包括

1）控制第一三通调节阀与清洗管导通并驱动驱动装置使清洗液进入驱动装置，如柱塞泵内部，其中柱塞泵内可贮存约500ul的液体；

2）控制各调节阀使驱动装置、第四管路、第一三通调节阀、第一管路、三通连接器、第三管路、第三三通调节阀、储液管、第二三通调节阀和进液管所在吸液液路导通，

3）通过驱动装置在吸液液路内产生正压，将驱动装置内清洗液推进吸液液路以实现进液管的清洗。

其排液管清洗步骤包括，

1）控制第一三通调节阀与清洗管导通并驱动驱动装置使清洗液进入驱动装置如柱塞泵内部，其中柱塞泵内可贮存约500ul的液体；

2）控制各调节阀使控制各调节阀使驱动装置、第四管路、第一三通调节阀、第一管路、三通连接器、第二管路、第二三通调节阀、储液管、第二三通调节阀和排液管所在排液液路导通，

3）通过驱动装置在排液液路内产生正压，将驱动装置内清洗液推进排液液路以实现排液管的清洗。将柱塞泵中的清洗液推进管道中，还可实现出液口的清洗；并可通过该通路实现连接的仪器内管道的清洗。

综上所述，本发明的进样系统中的液体进样驱动模块可实现正反双向驱动，可受驱产生负压和正压，同时系统中通过各调节阀的控制可选择性地组成吸液液路和排液液路，并利用储液管的暂存功能实现最终的进样控制，由储液管的体积精确控制单次进液量，同时储液管作为样本液缓存区还起到限制单次进液上限的作用，单次进液量上限为储液管内径与长度的乘积。储液管与样本液接触次数多、时间长，可通过定期更换储液管以提高系统洁净度。而本发明进样装置通过调节阀的选择性开闭能够实现不同液路间的快速转换从而达到进样与清洗的不同目标，提高使用便利性。

本发明的进样系统结构简单，无需设计复杂的正压驱动进样结构，在进样阶段可保持与大气连通以通过逐步增大的负压吸引的方式进样，同时通过逐步增大的正压排液，整个过程具有较高进样液流平顺性，可与多种样本管结合使用，具有较高的通用性与兼容性，并具有较高生物安全性的样本进样系统，能够客服传统进样方式易产生交叉污染的缺点。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，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 (6)

1.一种液体进样系统，其特征在于，包括具有双向驱动能力的驱动装置、第一调节阀、第二三通调节阀、第三三通调节阀和三通连接器，所述的三通连接器三端分别通过第一管路、第二管路和第三管路与第一调节阀、第二三通调节阀和第三三通调节阀的一个阀口连接，第二三通调节阀的一个阀口经吸液管连接至样品液瓶，所述的第三三通调节阀的一个阀口经排液管连接至分析仪器，所述的第二三通调节阀和第三三通调节阀的剩余阀口经储液管连通，所述的驱动装置与第一调节阀的另一阀口经第四管路连通。

2.如权利要求1所述的液体进样系统，其特征在于，所述的驱动装置为微型柱塞泵、蠕动泵、注射泵或气压泵。

3.如权利要求1所述的液体进样系统，其特征在于，所述的第一调节阀为第一三通调节阀，所述的第一三通调节阀的一个阀口经清洗管连接至清洗液瓶。

4.如权利要求3所述的液体进样系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤，

1）控制各调节阀使驱动装置、第四管路、第一三通调节阀、第一管路、三通连接器、第三管路、第三三通调节阀、储液管、第二三通调节阀和进液管所在吸液液路导通，

2）启动驱动装置以使在所述的吸液液路内产生负压，样品液瓶内的液体在负压下进入储液管内，

3）控制各调节阀使驱动装置、第四管路、第一三通调节阀、第一管路、三通连接器、第二管路、第二三通调节阀、储液管、第二三通调节阀和排液管所在排液液路导通，

4）反向驱动驱动装置使所述的排液液路内产生正压，储液管内的液体在正压下进入分析仪器，完成取样。

5.如权利要求4所述的控制方法，其特征在于，还包括进液管清洗步骤，

1）控制第一三通调节阀与清洗管导通并驱动驱动装置使清洗液进入驱动装置内部；

2）控制各调节阀使驱动装置、第四管路、第一三通调节阀、第一管路、三通连接器、第三管路、第三三通调节阀、储液管、第二三通调节阀和进液管所在吸液液路导通，

3）通过驱动装置在吸液液路内产生正压，将驱动装置内清洗液推进吸液液路以实现进液管的清洗。

6.如权利要求4所述的控制方法，其特征在于，还包括排液管清洗步骤，

1）控制第一三通调节阀与清洗管导通并驱动驱动装置使清洗液进入驱动装置内部；

2）控制各调节阀使控制各调节阀使驱动装置、第四管路、第一三通调节阀、第一管路、三通连接器、第二管路、第二三通调节阀、储液管、第二三通调节阀和排液管所在排液液路导通，

3）通过驱动装置在排液液路内产生正压，将驱动装置内清洗液推进排液液路以实现排液管的清洗。

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