CN104062169B - 一种自动在线微量样品稀释混合装置及混合方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动在线微量样品稀释混合装置及混合方法，装置包括恒流泵、第一多位切换阀、第二多位切换阀、第三多位切换阀、混合器、六通阀、和定量管；第一多位切换阀包括第一主端口和三个第一切换端口，第二多位切换阀包括第二主端口和四个第二切换端口，第三多位切换阀包括第三主端口和两个第三切换端口；定量管和两个第一切换端口分别连接在六通阀上，第一主端口和第三主端口之间连接有恒流泵，其中一第三切换端口与第二主端口之间连接有混合器，剩余一第一切换端口与其中一第二切换端口连接，另一第二切换端口设置有堵头。实现提高自动在线微量样品稀释混合装置的通用性，满足自动在线样品的稀释混合要求。

Description

一种自动在线微量样品稀释混合装置及混合方法

技术领域

本发明涉及色谱分析装置，尤其涉及一种自动在线微量样品稀释混合装置及混合方法。

背景技术

色谱分析仪应用色谱法对物质进行定性、定量分析，及研究物质的物理、化学特性的仪器。色谱分析仪在使用过程中，一般需要先注入定量的样品，然后再根据稀释倍数注入稀释液对样品进行稀释。一般情况下，样品与稀释液混合后，需要进行混匀处理，现有技术中通常采用如下两种方式：方式一、以搅拌的方式将样品和稀释液混匀；方式二、采用鼓泡的方式将样品和稀释液混匀。上述两种方式均能够对大剂量的样品和稀释液进行充分的混匀，然而，针对自动在线微量样品的稀释混合，组分的浓度在ppb~ppm级，其进样量仅是10~200μL之间，由于采集样品的剂量很少（例如：10μL的样品稀释300倍），其对应的混合器的自身的体积就很小。对于方式一，由于混合器的体积较小，根本没有办法在混合器中进行搅拌；而对于方式二，一方面受到混合器空间的限制鼓泡效果较差，另一方面，鼓泡使用的空气所含有的污染物将影响样品的测量精度。由上可知，现有技术中的混合器无法满足自动在线样品的稀释混合要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种自动在线微量样品稀释混合装置及混合方法，解决现有技术中混合器无法满足自动在线样品的稀释混合要求的缺陷，实现自动在线微量样品稀释混合装置满足自动在线样品的稀释混合要求，提高混合均匀性。

本发明提供的技术方案是，一种自动在线微量样品稀释混合装置，包括恒流泵、第一多位切换阀、第二多位切换阀、第三多位切换阀、混合器、六通阀、和定量管；所述第一多位切换阀包括第一主端口和三个与所述第一主端口选择连通的第一切换端口，所述第二多位切换阀包括第二主端口和四个与所述第二主端口选择连通的第二切换端口，所述第三多位切换阀包括第三主端口和两个与所述第三主端口选择连通的第三切换端口；所述定量管的两端口和两个所述第一切换端口分别连接在所述六通阀上，所述第一主端口和所述第三主端口之间连接有恒流泵，其中一所述第三切换端口与所述第二主端口之间连接有所述混合器，剩余一所述第一切换端口与其中一所述第二切换端口连接，另一所述第二切换端口设置有堵头。

进一步的，所述混合器包括混合管，所述混合管上设置有进液口和出液口，所述进液口与所述第三多位切换阀连接，所述出液口与所述第二主端口连接。

进一步的，所述混合管上还设置有进出气孔，所述进出气孔上设置有防水透气膜。

进一步的，所述混合器包括柔性袋，所述柔性袋上设置有进液口和出液口，所述进液口与所述第三多位切换阀连接，所述出液口与所述第二主端口连接。

进一步的，所述堵头密封住另一所述第二切换端口。

进一步的，所述堵头还设置有进出气孔，所述进出气孔上设置有防水透气膜。

进一步的，所述六通阀为六通进样阀；或者，所述六通阀包括两个两位切换阀，所述两位切换阀包括主端口和两个与所述主端口选择连通的切换端口，所述定量管连接在两个所述主端口之间，所述第一多位切换阀与其中一所述两位切换阀的所述切换端口对应连接。

进一步的，还包括废液桶，另一所述第三切换端口和所述第二多位切换阀的剩余一所述第二切换端口分别与所述废液桶连接。

本发明还提供一种自动在线样品稀释混合方法，采用上述自动在线微量样品稀释混合装置，具体方法包括：

步骤一、进样：通过恒流泵将样品注满定量管；

步骤二、稀释：通过恒流泵将定量管中的样品输送到混合器中，并同时将稀释液输送到混合器中；

步骤三、混合：恒流泵驱动样品和稀释液的混合液在混合器和恒流泵之间循环流动。

优选的，所述步骤三具体为：恒流泵交替正转和反转，以驱动样品和稀释液的混合液在混合器和恒流泵之间循环流动。

本发明提供的自动在线微量样品稀释混合装置及混合方法，通过采用定量管定量量取微量的样品，由于定量管的容积是固定的，可以高精度准确的量取微量的样品，而采用恒流泵进行稀释混匀，恒流泵在工作过程中起到进样、稀释和混合三种作用，恒流泵通过设定其运行时间和流量，可以准确的对样品进行设定倍数的稀释，而在混合时，通过恒流泵驱动样品和稀释液的混合液在混合器和恒流泵之间循环流动，可以使得样品和稀释液充分的混合均匀，而且，在混合过程中，对混合液本身的物质含量不会产生影响，能够有效的满足小剂量样品在体积较小的混合器中进行混合的要求，实现在线微量样品稀释混合系统满足自动在线样品的稀释混合要求，提高混合均匀性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明自动在线微量样品稀释混合装置实施例一处于进样状态的结构示意图；

图2为本发明自动在线微量样品稀释混合装置实施例一处于稀释状态的结构示意图；

图3为本发明自动在线微量样品稀释混合装置实施例一处于混合状态的结构示意图；

图4为本发明自动在线微量样品稀释混合装置实施例二的结构示意图；

图5为本发明自动在线微量样品稀释混合装置中混合器的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1所示，本实施例自动在线微量样品稀释混合装置，包括恒流泵1、第一多位切换阀2、第二多位切换阀3、第三多位切换阀7、混合器4、六通阀8、定量管5和恒流泵1；第一多位切换阀包括第一主端口21和三个与第一主端口21选择连通的第一切换端口一22、第一切换端口二23、第一切换端口三24，第二多位切换阀3包括第二主端口31和四个与第二主端口31选择连通的第二切换端口32、33、34、35，第三多位切换阀7包括第三主端口71和两个与第三主端口71选择连通的第三切换端口72、73；定量管5的两端口恒流泵1、第一切换端口一22和第一切换端口二23分别连接在六通阀8上，第一主端口21和第三主端口71之间依次连接有恒流泵1，其中一第三切换端口72与第二主端口31之间连接有混合器4，，剩余第一切换端口三24与其中一第二切换端口35连接，另一第二切换端口33设置有堵头331。

具体而言，本实施例自动在线微量样品稀释混合装置能够有效的进行微量样品的进样，六通阀8上连接的定量管5可以根据需要设计为设定微量体积，而采用恒流泵1抽取定量管5中的样品和外部的稀释液，通过设定恒流泵1的运行时间和流量，可以精准的将样品稀释设定的倍数，从而实现了高精度的液体传输。本实施例中的恒流泵1具有三种职能：进样、稀释和混合。具体的，首先，如图1所示，六通阀8连通样品、定量管5和第一多位切换阀2的第一切换端口二23，第一主端口21与第一切换端口二23连接，第三主端口71与第三切换端口73连接，恒流泵1启动，定量管5中将注满样品，完成进样操作；然后，如图2所示，六通阀8连通稀释液、定量管5和第一多位切换阀2的第一切换端口一22，第一主端口21和与第一切换端口一22连通，第二主端口31与连接有堵头331的第二切换端口33连接，第三主端口71与第三切换端口72连接，恒流泵1能够通过第一切换端口一22抽取定量管5中的样品以及稀释液，将样品和稀释液的混合液输送到混合器4中；最后，如图3所示，第一主端口21和与第一切换端口三24连通，第二主端口31与第二切换端口35连通，第三主端口71与第三切换端口72连接，恒流泵1与混合器4之间形成循环流路，恒流泵1运行以驱动混合液循环流动，混合液在循环流动过程中，使得样品与稀释液充分混合均匀。本实施例自动在线微量样品稀释混合装置能够满足普通进样稀释混合的同时，还能够很好的满足自动在线微量样品的稀释混合要求。

另外，混合器4中的样品和稀释液混合均匀后，第二主端口31选择连通第二切换端口32，恒流泵1便可以将混合均匀的混合液输送到分析仪器中。同时，恒流泵1还可以将清洗液以上述混合过程相同的方式进入到混合器4中进行清洗，在混合器4清洗干净后，第二主端口31选择连通第二切换端口34，第三切换端口34上连接有废液桶6，混合器4中的清洗液自动流入到废液桶6中。同时，第三切换端口也与废液桶6连接，在进样时，过多的样品进入到废液桶6中。

本实施例自动在线微量样品稀释混合装置，通过采用定量管定量量取微量的样品，由于定量管的容积是固定的，可以高精度准确的量取微量的样品，而采用恒流泵进行稀释混匀，恒流泵在工作过程中起到进样、稀释和混合三种作用，恒流泵通过设定其运行时间和流量，可以准确的对样品进行设定倍数的稀释，而在混合时，通过恒流泵驱动样品和稀释液的混合液在混合器和恒流泵之间循环流动，可以使得样品和稀释液充分的混合均匀，而且，在混合过程中，对混合液本身的物质含量不会产生影响，能够有效的满足小剂量样品在体积较小的混合器中进行混合的要求，实现在线微量样品稀释混合系统满足自动在线样品的稀释混合要求，提高混合均匀性。

实施例二

本实施例自动在线微量样品稀释混合装置基于上述实施例一，区别在于：如图4所示 ，混合器4包括混合管41，混合管41上设置有进液口42和出液口43，进液口42与第三多位切换阀7连接，出液口43与第二主端口31连接。具体的，混合器4主要由混合管41构成，恒流泵1将稀释液注入到混合管41中，而在稀释过程中，为了使得恒流泵1能够舒畅的将混合液体注入到混合管41中，堵头331还设置有进出气孔（未图示），所述进出气孔上设置有防水透气膜（未图示），在恒流泵1将稀释液注入到混合管41的过程中，混合管41中的空气经过堵头331的进出气孔排出，而由于设置有防水透气膜，可以避免混合管41中的液体泄漏到外面。优选的，混合管41上还设置有进出气孔（未图示），进出气孔上设置有防水透气膜44。具体的，防水透气膜44具有透气和防水的功能，由于混合管41的出液口43通过第二主端口31与具有堵头331的第二切换端口33连接，此时的堵头331完全密封住第二切换端口33，使得第二切换端口33不透气也不透水，在恒流泵1将样品和稀释液输送到混合管41的过程中，防水透气膜44能平衡混合管41内的压力，以确保恒流泵1顺畅的运行，同时，防水透气膜44能够有效的过滤进入到混合管41中气体所含的污染物，确保样品的测量精度。

实施例三

本实施例自动在线微量样品稀释混合装置基于上述实施例一，区别在于：混合器包括柔性袋，柔性袋上设置有进液口和出液口，进液口与第三多位切换阀7连接，出液口与第二主端口31连接。具体的，混合器采用柔性袋的方式，由于柔性袋可变形，从而可以根据柔性袋内部混合液的多少进行适应的变化，以确保在恒流泵1将样品和稀释液输送到混合管41的过程中，恒流泵1能够顺畅的运行，而此时的堵头331完全密封住第二切换端口33，使得第二切换端口33不透气也不透水。另外，由于柔性袋全密封，不会有外界污染物的影响，确保样品的测量精度。

实施例四

本实施例自动在线微量样品稀释混合装置基于上述实施例一，区别在于：如图4所示，六通阀8为六通进样阀。或者，如图1所示，六通阀8包括两个两位切换阀81、82，两位切换阀81、82包括主端口（未图示）和两个与主端口选择连通的切换端口（未图示），定量管5连接在两个主端口之间；第一多位切换阀2与其中一两位切换阀82的切换端口对应连接。

实施例五

本发明又提供一种自动在线样品稀释混合方法，采用上述自动在线微量样品稀释混合装置，以采用实施例一的自动在线微量样品稀释混合装置为例，如图1所示，具体方法包括：

步骤一、进样：通过恒流泵1将样品注满定量管5。具体的，如图1所示，六通阀8连通样品、定量管5和第一多位切换阀2的第一切换端口二23，第一主端口21与第一切换端口二23连接，第三主端口71与第三切换端口73连接，恒流泵1启动，定量管5中将注满样品，完成进样操作。

步骤二、稀释：通过恒流泵1将定量管5的样品输送到混合器4中，并同时将稀释液输送到混合器4中。具体的，如图2所示，六通阀8连通稀释液、定量管5和第一多位切换阀2的第一切换端口一22，第一主端口21和与第一切换端口一22连通，第二主端口31与连接有堵头331的第二切换端口33连接，第三主端口71与第三切换端口72连接，恒流泵1能够通过第一切换端口一22抽取定量管5中的样品以及稀释液，将样品和稀释液的混合液输送到混合器4中。

步骤三、混合：恒流泵1驱动样品和稀释液的混合液在混合器4和恒流泵1之间循环流动。具体的，如图3所示，第一主端口21和与第一切换端口三24连通，第二主端口31与第二切换端口35连通，第三主端口71与第三切换端口72连接，恒流泵1与混合器4之间形成循环流路，恒流泵1运行以驱动混合液循环流动，混合液在循环流动过程中，使得样品与稀释液充分混合均匀。优选的，恒流泵1可以交替进行正转和反转，从而使得混合液在混合器4和恒流泵1之间循环流动一段时间后，再反向循环流动，以更有效的混合均匀混合液。

本实施例自动在线样品稀释混合方法，通过采用定量管定量量取微量的样品，由于定量管的容积是固定的，可以高精度准确的量取微量的样品，而采用恒流泵进行稀释混匀，恒流泵在工作过程中起到进样、稀释和混合三种作用，恒流泵通过设定其运行时间和流量，可以准确的对样品进行设定倍数的稀释，而在混合时，通过恒流泵驱动样品和稀释液的混合液在混合器和恒流泵之间循环流动，可以使得样品和稀释液充分的混合均匀，而且，在混合过程中，对混合液本身的物质含量不会产生影响，能够有效的满足小剂量样品在体积较小的混合器中进行混合的要求，实现在线微量样品稀释混合系统满足自动在线样品的稀释混合要求，提高混合均匀性。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种自动在线微量样品稀释混合装置，其特征在于，包括恒流泵、第一多位切换阀、第二多位切换阀、第三多位切换阀、混合器、六通阀、和定量管；所述第一多位切换阀包括第一主端口和三个与所述第一主端口选择连通的第一切换端口，其中，所述第一切换端口分为第一切换端口一（22）、第一切换端口二（23）和第一切换端口三（24）；所述第二多位切换阀包括第二主端口和四个与所述第二主端口选择连通的第二切换端口，所述第三多位切换阀包括第三主端口和两个与所述第三主端口选择连通的第三切换端口；所述定量管的两端口、第一切换端口一（22）和第一切换端口二（23）分别连接在所述六通阀上，所述第一主端口和所述第三主端口之间连接有恒流泵，其中一所述第三切换端口与所述第二主端口之间连接有所述混合器，剩余一所述第一切换端口与其中一所述第二切换端口连接，另一所述第二切换端口设置有堵头；

所述恒流泵具有三种模式：进样、稀释和混合；

首先，进样模式：所述六通阀连通样品、所述定量管和所述第一切换端口二（23），所述第一主端口与所述第一切换端口二（23）连接，所述第三主端口与所述第三切换端口连接，所述恒流泵启动，所述定量管中将注满样品，完成进样操作；

然后，稀释模式，所述六通阀连通稀释液、所述定量管和所述第一切换端口一（22），所述第一主端口与所述第一切换端口一（22）连通，所述第二主端口与连接有所述堵头的所述第二切换端口连接，所述第三主端口与所述第三切换端口连接，所述恒流泵通过所述第一切换端口一（22）抽取所述定量管中的样品以及稀释液，将样品和稀释液的混合液输送到所述混合器中；

最后，混合模式，所述第一主端口与第一切换端口三（24）连通，所述第二主端口与所述第二切换端口连通，所述第三主端口与所述第三切换端口连接，所述恒流泵与所述混合器之间形成循环流路，所述恒流泵运行以驱动混合液循环流动，混合液在循环流动过程中，使得样品与稀释液充分混合均匀。

2.根据权利要求1所述的自动在线微量样品稀释混合装置，其特征在于，所述混合器包括混合管，所述混合管上设置有进液口和出液口，所述进液口与所述第三多位切换阀连接，所述出液口与所述第二主端口连接。

3.根据权利要求2所述的自动在线微量样品稀释混合装置，其特征在于，所述混合管上还设置有进出气孔，所述进出气孔上设置有防水透气膜。

4.根据权利要求1所述的自动在线微量样品稀释混合装置，其特征在于，所述混合器包括柔性袋，所述柔性袋上设置有进液口和出液口，所述进液口与所述第三多位切换阀连接，所述出液口与所述第二主端口连接。

5.根据权利要求3或4所述的自动在线微量样品稀释混合装置，其特征在于，所述堵头密封住另一所述第二切换端口。

6.根据权利要求2所述的自动在线微量样品稀释混合装置，其特征在于，所述堵头还设置有进出气孔，所述进出气孔上设置有防水透气膜。

7.根据权利要求1所述的自动在线微量样品稀释混合装置，其特征在于，所述六通阀为六通进样阀；或者，所述六通阀包括两个两位切换阀，所述两位切换阀包括主端口和两个与所述主端口选择连通的切换端口，所述定量管连接在两个所述主端口之间，所述第一多位切换阀与其中一所述两位切换阀的所述切换端口对应连接。

8.根据权利要求1所述的自动在线微量样品稀释混合装置，其特征在于，还包括废液桶，另一所述第三切换端口和所述第二多位切换阀的剩余一所述第二切换端口分别与所述废液桶连接。

9.一种自动在线样品稀释混合方法，其特征在于，采用如权利要求1-8任一所述的自动在线微量样品稀释混合装置，具体方法包括：

步骤一、进样：通过恒流泵将样品注满定量管；

步骤二、稀释：通过恒流泵将定量管中的样品输送到混合器中，并同时将稀释液输送到混合器中；

步骤三、混合：恒流泵驱动样品和稀释液的混合液在混合器和恒流泵之间循环流动。

10.根据权利要求9所述的自动在线样品稀释混合方法，其特征在于，所述步骤三具体为：恒流泵交替正转和反转，以驱动样品和稀释液的混合液在混合器和恒流泵之间循环流动。