CN103884577A - 一种用于热解析进样的卤素灯进样器 - Google Patents

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Abstract

卤素灯热解析进样器由热解析室模块和传动装置模块组成。工作原理为：步进电机传动装置模块控制热解析室进样口的打开和关闭；卤素灯为样品热解析提供热源；热解析室模块为样品的热解析提供气化腔室，样品气化后由载气携带进入样品检测区；各组件相互配合实现样品的进样、热解析以及载气协带样品进入检测区。

Description

一种用于热解析进样的卤素灯进样器
技术领域
本发明是一种用于离子迁移谱中，检测固体或液体样品的热解析进样器的改进结构。卤素灯在本发明中在短时间内辐射出大量热量，为热解析进样器提供热源。
背景技术
卤素灯泡(Halogen lamp)，亦称钨卤灯泡，是白炽灯的一种。原理是在灯泡内注入碘或溴等卤素气体。在高温下，升华的钨丝与卤素进行化学作用，升华的钨会重新凝固在钨丝上，形成平衡的循环，避免钨丝过早断裂。因此卤素灯泡比白炽灯更长寿。卤素灯泡亦能以比一般白炽灯更高的温度运作，它们的亮度及效率亦更高。不过在这个温度下，普通玻璃可能会软化。因此卤素灯泡需要采用熔点更高的石英玻璃。
白炽灯具有很多的优点：简单、成本低廉、亮度容易调整和控制、显色性好等等，但同时也存在着许多致命的缺点：如使用寿命短、发光效率低、色温低（2700-3100K）。卤素灯泡则在保留上述优点的基础上大大改善了这些缺点。
热解析进样器是用于多功能离子迁移谱快速检测仪中的必备部件，它的性能好坏，直接决定了进样效率和离子迁移谱的整体性能，现有的离子迁移谱热解析进样器有电机驱动和电磁驱动两种方式，其加热都是通过加热棒温控加热，加热温度属于恒温控制模式，加热时间依据加热棒功率不同，目前使用时间范围10-30min。加热比较慢，而且对于仪器而言能耗比较高。
发明内容
本发明旨在克服现有进样器技术中存在的缺陷和不足。卤素灯热解析进样器由热解析室模块和传动装置模块组成；
热解析室模块包括卤素灯，热解析室；热解析室的腔体上壁上设有卤素灯灯光照射窗口，灯光照射窗口处设有透光玻璃面板，卤素灯置于热解析室的外部，卤素灯的出射光通过玻璃面板聚焦于热解析室内，热解析室为一密闭的筒体，置于一密闭筒状的保温罩内；热解析室的一侧侧壁上设有载气进气口，另一侧壁上设有样品气出口；
传动装置模块包括：步进电机，步进电机固定于电机支架上，步进电机的动力输出轴经联轴器与轴相连；
进样器顶头为柱状体，顶头下部设有螺母，螺母与轴螺合；于进样器顶头的左右侧壁上分别设有连接板，连接板上垂直固定有直线轴承，直线轴承套设于导向轴上，导向轴的一端固定于电机支架上；
热解析室模块置于步进电机传动装置模块上方，进样器顶头与热解析室的下端相对应，由步进电机驱动进样器顶头上下运动，使进样器顶头从下端开口进出热解析室。
卤素灯包括底座、灯泡、灯罩，灯泡固定于底座上的四周套设有远离底座一端开口的灯罩；灯光照射窗口处设有透光玻璃面板，玻璃面板为石英玻璃、水晶玻璃或K9玻璃，直径40mm，厚3-8mm。
热解析室的下端开口通过进样器顶头进行密闭与打开。
于电机支架上的一侧设有光电传感器，光电传感器与步进电机驱动器信号连接；步进电机驱动器通过导线与步进电机相连，由步进电机驱动器控制步进电机的运行。
于连接板上与光电传感器的上方设有传感器定位针，传感器定位针与光电传感器相对应，光电传感器扫描传感器定位针的上下运动位置变化。
卤素灯为样品热解析提供热源，通过控制开灯时间1-30S来控制样品热解析温度；卤素灯可以采取连续控制开灯模式或是间隔式多次开灯模式。
进样器顶头上方放置有进样片，进样片选择耐高温聚四氟乙烯板，可以在25-400℃范围内承受卤素灯照射。
卤素灯和热解析室间距离通过螺杆连接，通过调节螺杆的长度，可以调整卤素灯照射样品的距离，可以改变卤素灯照射样品的温度强度；距离调整好后，通过锁紧螺钉固定位置。
样品气化后由载气携带进入样品检测区，载气的流通方向可以在进样器前端进入，或者是在漂气流通方向的两侧进入热解析腔体。
传动装置控制模块可以通过附件控制面板来实现。其界面参数可以修改卤素灯照射时间。控制面板上的“up”或“down”可以控制热解析室进样口的打开和关闭。
附图说明
图1为一种用于热解析进样的卤素灯步进电机进样器的装置示意图；
图2为卤素灯进样器控制板界面示意图；
图3为卤素灯进样器连接离子迁移谱检测器检测空气的离子迁移谱图；
图4为卤素灯进样器热解析血液样品的离子迁移谱图；
图5为卤素灯进样器热解析丙泊酚注射液的离子迁移谱图；
图1中，1电机、2电机支架、3联轴器、4轴、5螺母、6进样器顶头、7进样头支架上固定体、8载气入口、9进样头支架上盖、10卤素灯、11进样器调整支架、12调整螺钉、13锁紧螺钉、14灯固定盖、15灯架、16进样条导槽、17进样条、18进样头支架下固定体。
图2中，19卤素灯进样器控制面板显示界面，20卤素灯进样器控制面板控制界面，21开、关卤素灯按键，22开进样器进样口按键、23关进样器进样口按键、24卤素灯设置时间参数按键。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述。
用于热解析进样的卤素灯进样器采用模块化设计的思想，将进样器设计成两部分结构，上部分为卤素灯热解析装置，下部分为传动结构。具有结构清晰，进样效率高、使用简单，加工和维修方便，可扩展性强的特点。
步进电机传动结构部分，由1-7零件组成，该传动结构构造平衡，传动平稳，控制系统实现了进样口的打开和关闭，进样头支架上盖9为玻璃面板，将卤素灯光源聚集于进样片上样品处。卤素灯10含底座、灯泡、灯罩。通过旋转调整螺杆12，进而改变进样器调整支架11的高度，从而可以调整卤素灯照射样品之间的距离。灯固定盖14和灯架15可以固定卤素灯位置，锁紧螺钉13用于锁定卤素灯位置，避免松动。
步进电机传动装置模块包括精密的双向传动结构，可以保证热解析室精确和平稳打开和关闭；传感器定位和控制系统，可以实现与热解析室配合部件上升和下降的精确控制。步进电机传动装置控制与热解析室配合的部件上升和下降来实现热解析室的打开和关闭。
样品测试时，通过手动操作图2中的控制面板按键将擦拭过的样品片通过进样条导槽16送入热解析进样器，样品在热解析室内实现密封。由于卤素灯照射的温度很高，可使样品迅速汽化，汽化后的样品被解析室内的载气气流8带到检测器中。
实施例1：
卤素灯进样器连接离子迁移谱检测器照射空气的离子迁移谱图如图3所示。进样口照射空白取样片，卤素灯照射时间为3S。延长卤素灯照射时间至10S，无检测背景干扰。
实施例2
卤素灯进样器热解析血液样品的离子迁移谱图如图4所示。取10uL血液样品，卤素灯照射时间为3S，在约7.3ms有响应信号峰。
实施例3
卤素灯进样器热解析丙泊酚注射液的离子迁移谱图如图5所示。取1uL丙泊酚注射液（浓度1ml：10mg），卤素灯照射时间为3S，在约11.2ms、15ms有响应信号峰。
本发明专利不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明内容的揭示，对于本发明做出的改进和修改都在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于热解析进样的卤素灯进样器，其特征在于：卤素灯热解析进样器由热解析室模块和传动装置模块组成；
热解析室模块包括卤素灯，热解析室；热解析室的腔体上壁上设有卤素灯灯光照射窗口，灯光照射窗口处设有透光玻璃面板，卤素灯置于热解析室的外部，卤素灯的出射光通过玻璃面板聚焦于热解析室内，热解析室为一密闭的筒体，置于一密闭筒状的保温罩内；热解析室的一侧侧壁上设有载气进气口，另一侧壁上设有样口气出口；
传动装置模块包括：步进电机(1)固定于电机支架(2)上，步进电机(1)的动力输出轴经联轴器(3)与轴(4)相连；
进样器顶头(6)为柱状体，进样器顶头(6)下部设有螺母(5)，螺母(5)与轴(4)螺合；于进样器顶头(6)的左右侧壁上分别设有连接板，连接板上垂直固定有直线轴承，直线轴承套设于导向轴上，导向轴的一端固定于电机支架(2)上；
热解析室模块置于步进电机传动装置模块上方，进样器顶头(6)与热解析室的下端相对应，由步进电机(1)驱动进样器顶头(6)上下运动，使进样器顶头(6)从下端开口进出热解析室。
2.根据权利要求1所述的卤素灯进样器，其特征在于：卤素灯包括底座、灯泡、灯罩，灯泡固定于底座上的四周套设有远离底座一端开口的灯罩；
灯光照射窗口处设有透光玻璃面板，玻璃面板为石英玻璃、水晶玻璃或K9玻璃，直径40mm，厚3-8mm。
3.根据权利要求1所述的卤素灯进样器，其特征在于：热解析室的下端开口通过进样器顶头(6)进行密闭与打开。
4.根据权利要求1所述的卤素灯进样器，其特征在于：于电机支架(2)上的一侧设有光电传感器，光电传感器与步进电机驱动器信号连接；步进电机驱动器通过导线与步进电机(1)相连，由步进电机驱动器控制步进电机(1)的运行；
于连接板上与光电传感器的上方设有传感器定位针，传感器定位针与光电传感器相对应，光电传感器扫描传感器定位针的上下运动位置变化。
5.根据权利要求1所述的卤素灯进样器，其特征在于：
卤素灯为样品热解析提供热源，通过控制开灯时间1-30S来控制样品热解析温度；卤素灯可以采取连续控制开灯模式或是间隔式多次开灯模式。
6.根据权利要求1所述的卤素灯进样器，其特征在于：
进样器顶头(6)上方放置有进样片，进样片选择耐高温聚四氟乙烯板，可以在25-400℃范围内承受卤素灯照射。
7.根据权利要求1所述的卤素灯进样器，其特征在于：卤素灯(10)和热解析室间距离通过螺杆(12)连接，通过调节螺杆(12)的长度，可以调整卤素灯照射样品的距离，可以改变卤素灯照射样品的温度强度；距离调整好后，通过锁紧螺钉(13)固定位置。
8.根据权利要求1所述的卤素灯进样器，其特征在于：样品气化后由载气携带进入样品检测区，载气的流通方向可以在进样器前端进入，或者是在漂气流通方向的两侧进入热解析室腔体。
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