CN104198748B - 一种气体自动进样器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种气体自动进样器。它包括推进器、传动装置、样品链和进样锥；推进器包括依次连接的步进电机Ⅰ、丝杆、滑块和光轴，且滑块能沿光轴移动；滑块上连接L型压块；传动装置包括步进电机Ⅱ和主动齿轮，主动齿轮通过皮带与从动齿轮相配合；从动齿轮通过传动轴与传动齿轮相连接；样品链包括至少一个圆筒，圆筒的一端固定有弹簧抱箍；圆筒设于传动齿轮的齿位内；弹簧抱箍的另一端固定注射器，且注射器的出口贯穿圆筒并延伸至所述圆筒的另一端；L型压块的一端能推动注射器的推杆，并使与注射器的出口连接的单向阀压至进样锥的锥内。本发明直接将注射器作为进样瓶，可减少转移次数，降低污染可能，同时，样品链可根据需要增减位数，电机控制可多次进样，能够实现自动进样，无人值守。

Description

一种气体自动进样器
技术领域
本发明涉及一种气体自动进样器，属于生态环境领域中的一种进样器。
背景技术
气体样品不同于液体或固体样品，因其更容易散失，测定时主要还是通过手动进样实现(在线仪器除外)，在气体组分分析中，进样是定量分析误差的主要来源之一，尤其是人为手工进样的分析，不同操作者进样的速度、压力有差异，即便同一个操作者前后进样也很难保持一致。
此外样品要经过采集、运输和取样测定等步骤，过程繁琐，且多为手工操作，也会引入很多不确定度，目前有采用硬质瓶作为样品瓶采集和进样，采样前先抽真空，采样时将样品气体压入瓶内使之产生一定正压，进样时在压力作用下注入仪器的进样口，但是样品瓶内的压力难以保持一致，不同的压力会使定量环内的体积产生差别，是造成样品重复性差的重要原因，还有容器的清洗不彻底、气密性差等也会对结果造成影响。目前没有一种低成本、可靠的气体自动进样器出现。
发明内容
本发明的目的是提供一种气体自动进样器，适用于气体样品的自动进样分析，可以与气相色谱仪等气体分析仪连接。
本发明所提供的气体自动进样器，包括推进器、传动装置、样品链和进样锥；
所述推进器包括依次连接的步进电机Ⅰ、丝杆、滑块和光轴，且所述滑块能沿所述光轴移动；所述滑块上连接一L型压块；
所述传动装置包括相连接的步进电机Ⅱ和主动齿轮，所述主动齿轮通过一皮带与一从动齿轮相配合；所述从动齿轮通过一传动轴与一传动齿轮相连接；
所述样品链包括至少一个圆筒，所述圆筒的一端固定有弹簧抱箍；所述圆筒设于所述传动齿轮的齿位内；所述弹簧抱箍的另一端固定所述注射器，且所述注射器的出口贯穿所述圆筒并延伸至所述圆筒的另一端；
所述L型压块的一端能推动所述注射器的推杆，并使与所述注射器的出口连接的单向阀压至所述进样锥的锥内。
所述的气体自动进样器中，所述L型压块的长臂端与所述滑块相连接。
所述的气体自动进样器中，所述注射器的出口连接有两通阀，所述两通阀用于控制注射器的开闭，而所述单向阀用于控制气体只出不进。
所述的气体自动进样器中，所述样品链包括若干个所述圆筒，且呈直链式或环链式排列，以实现连续进样。
所述的气体自动进样器中，相邻两个所述圆筒之间平行排列，且两端通过连接片实现横向连接，并用卡簧进行固定，即通过所述连接片的交替叠加实现多个所述圆筒之间的连接。
所述的气体自动进样器中，所述气体自动进样器还包括一压片，所述压片包括不锈钢片和弹簧螺栓；
所述不锈钢片呈圆弧状，能与所述传动齿轮配合；
所述不锈钢片的一端固定于所述气体自动进样器的壳体上，另一端与所述弹簧螺栓相连接，所述弹簧螺栓固定于所述气体自动进样器的壳体上；通过所述压片实现压紧所述样品链的作用。
所述的气体自动进样器中，所述进样锥的锥孔上还设一通孔，通过所述通孔与一选向阀相连接，所述选向阀的孔位数可根据需要进行调整，所述选向阀的出口可连接仪器不同进样口，并根据需要进行切换。
所述的气体自动进样器中，所述进样锥上设有一接触开关，当所述注射器的出口连通的所述单向阀压至所述进样锥的锥尖时，所述接触开关被触发。
本发明气体自动进样器具有如下优点：
本发明气体自动进样器，通过步进电机精确控制推动距离，且速度、距离均可调，从而确保前后进样一致性；本发明直接将注射器作为进样瓶，可减少转移次数，降低污染可能，同时，样品链可根据需要增减位数，电机控制可多次进样，能够实现自动进样，无人值守。
附图说明
图1为本发明气体自动进样器的左侧视图。
图2为本发明气体自动进样器的正面视图。
图3为本发明气体自动进样器中样品链的分解示意图
图4为本发明气体自动进样器中传动装置的示意图，其中，图4(a)为俯视图，图4(b)为主视图。
图5为本发明气体自动进样器中进样锥与选项阀连接的示意图，其中，图5(a)为立体图，图5(b)为平面图。
图6为本发明气体自动进样器中压片的分解示意图。
图中各标记如下：
1推进器、2传动装置、3样品链、4压片、5进样锥、6选向阀、7注射器、8单向阀、9外壳、10两通阀、11步进电机Ⅰ、12滑块、13光轴、14丝杆、15L型压块、16接触开关、17管路、21传动齿轮、22步进电机Ⅱ、23主动齿轮、24皮带、25从动齿轮、26电机基座、27传动轴、28螺帽、31圆筒、32卡簧、33连接片、34弹簧抱箍、41不锈钢片、42弹簧螺栓。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。
如图1和图2所示，本发明提供的一种气体自动进样器，它包括推进器1、传动装置2、样品链3、压片4、进样锥5、选向阀6、注射器7、单向阀8、外壳9和两通阀10；推进器1固定于前后外壳上，传动装置2和进样锥5均固定于后面背板上。样品链3挂在传动装置2上，并由压片4压紧。
如图1所示，推进器1包括依次连接的步进电机Ⅰ11、丝杆14、滑块12和光轴13，且滑块12能沿光轴13移动。滑块12上连接一个L型压块15，其中L型压块15的长臂端与滑块12相连接，其短臂端能推动注射器7的推杆，并使注射器7出口压入至进样锥5的锥尖内，进样锥5上设有接触开关16，注射器7出口依次连接两通阀10和单向阀8，并将单向阀8压入至进样锥5的锥内时，接触开关16被触发。
如图3所示，样品链3包括多个圆筒31，相邻两个圆筒31之间平行排列，且两端通过连接片33实现横向连接，并用卡簧32进行固定，进而呈环链式排列。圆筒31的一端固定有弹簧抱箍34，弹簧抱箍34是将弹簧两头绕成直径略小的抱箍用于起固定连接作用，其另一端固定注射器7，且注射器7出口贯穿圆筒31并延伸至圆筒31的另一端。圆筒31能挂于传动齿轮21的齿位内。
如图4所示，传动装置2包括相连接的步进电机Ⅱ22和主动齿轮23，主动齿轮23通过皮带24与从动齿轮25相配合，从动齿轮25通过传动轴27与传动齿轮21相连接。步进电机Ⅱ22和传动轴27固定于基座26的正面。传动齿轮21与传动轴27通过键连接实现轴向动联接；传动轴27顶部通过螺纹与螺帽28连接。
如图5所示，进样锥5为一圆形中央具孔锥形结构，锥尖外套一O型圈起到密闭作用，锥尖用于承接注射器7所连接的单向阀8出口；进样锥5的锥孔通过侧壁上的一个通孔沿管路17导至底座侧面，通过管路17可连接至仪器或选向阀6进气口；选向阀6孔位数可根据需要更改。选向阀6出口连接仪器不同进样口，并根据需要进行切换。
如图6所示，压片4包括不锈钢片41和弹簧螺栓42，不锈钢片41中间拱起呈与传动齿轮21配合的圆弧状，一端卷成筒状，通过螺钉固定于后面背板上，并可上下旋转，另一端具豁口，用于配合弹簧螺栓42起到压紧样品链3的作用。
使用本发明气体自动进样器时，首先需将进样锥5出口与仪器进样口相连，或先与选向阀6连接后，再将选向阀6与仪器各进样口逐一连接。
组装样品链3：先将两个圆筒31两端各套上一个连接片33，再继续套上两个连接片33即可多连接一个圆筒31，重复此操作直至样品位数达到需求为止，或者样品链可以做成环形实现连续使用。
样品填装：气体样品被抽入注射器7内，前端加装出气单向阀8，并排空一下单向阀8内的气体，捏住弹簧抱箍34手柄直至将注射器插入样品链3后松开，此时注射器被弹簧抱箍34锁定在样品链3上。依次将所有样品安装完成。
压链：将样品链3挂至传动齿轮21相应齿位内，按下不锈钢片41并用弹簧螺栓42锁定，旋转弹簧螺栓42调节松紧。
自检：软件控制步进电机完成自检，步进电机Ⅰ11通过驱动丝杆14旋转带动滑块12上的L型压块15移至最外侧进行复位，步进电机Ⅱ22通过皮带24将其连接的主动齿轮23扭力转给从动齿轮25，并通过传动轴27带动传动齿轮21旋转，相应带动样品链3实现样品进样、退样操作，步进电机Ⅱ22自检需完成传动齿轮21旋转一圈再转回原位操作。两个电机自检通过后完成自检。
设定：准备完成后需在控制软件中设定当前孔位号、样品链类型(直连式、环链式)、样品链位数、样品名称、进样深度、进样次数、选向阀出口。
进样：软件根据设定参数控制步进电机Ⅱ22驱动传动齿轮21将所需样品链3孔位移至进样锥5处。然后驱动步进电机Ⅰ11带动滑块12上的L型压块15向内移动，压块12推动注射器7向内移动，当注射器7连接的单向阀8出口压紧进样锥5锥尖时触发接触开关16，接触开关将信号传回软件计算推进深度，注射器7内压力达到单向阀8开启压力时，气体被注入进样口，选向阀根据设定切换出口，当推进深度达到要求时停止驱动步进电机Ⅰ11，然后软件将信号传至仪器开始进样分析，并继续控制步进电机Ⅰ11完成L型压块15移至最外侧进行复位操作，同时注射器7被弹簧抱箍34弹起推离进样锥5。样品分析完成后，软件驱动步进电机Ⅱ22进行下一个样品的进样操作。

Claims (7)

1.一种气体自动进样器，其特征在于：它包括推进器、传动装置、样品链和进样锥；
所述推进器包括依次连接的步进电机Ⅰ、丝杆、滑块和光轴，且所述滑块能沿所述光轴移动；所述滑块上连接一L型压块；
所述传动装置包括相连接的步进电机Ⅱ和主动齿轮，所述主动齿轮通过一皮带与一从动齿轮相配合；所述从动齿轮通过一传动轴与一传动齿轮相连接；
所述样品链包括至少一个圆筒，所述圆筒的一端固定有弹簧抱箍；所述圆筒设于所述传动齿轮的齿位内；所述弹簧抱箍的另一端固定注射器，且所述注射器的出口贯穿所述圆筒并延伸至所述圆筒的另一端；
所述注射器的出口连接有两通阀；
所述L型压块的一端能推动所述注射器的推杆，并使与所述注射器的出口连接的单向阀压至所述进样锥的锥内。
2.根据权利要求1所述的气体自动进样器，其特征在于：所述L型压块的长臂端与所述滑块相连接。
3.根据权利要求1或2所述的气体自动进样器，其特征在于：所述样品链包括若干个所述圆筒，且呈直链式或环链式排列。
4.根据权利要求3所述的气体自动进样器，其特征在于：相邻两个所述圆筒之间平行排列，且两端通过连接片实现横向连接，并用卡簧进行固定。
5.根据权利要求1或2所述的气体自动进样器，其特征在于：所述气体自动进样器还包括一压片，所述压片包括不锈钢片和弹簧螺栓；
所述不锈钢片呈圆弧状，能与所述传动齿轮配合；
所述不锈钢片的一端固定于所述气体自动进样器的壳体上，另一端与所述弹簧螺栓相连接，所述弹簧螺栓固定于所述气体自动进样器的壳体上。
6.根据权利要求1或2所述的气体自动进样器，其特征在于：所述进样锥的锥孔还设有一通孔，通过所述通孔与一选向阀相连接。
7.根据权利要求1或2所述的气体自动进样器，其特征在于：所述进样锥上设有一接触开关，当所述注射器的出口连通的所述单向阀压至所述进样锥的锥尖时，所述接触开关被触发。
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