CN104330506A - 气相色谱仪气体流量自动调控装置 - Google Patents

Abstract

一种气相色谱仪气体流量自动调控装置，其特征在于：它包括步进电机(1)，所述步进电机(1)输出轴上装有第一齿轮(2)，第一齿轮(2)与第二齿轮啮合(3)，第二齿轮(3)装在针形稳压阀(4)的控制杆(401)上，控制杆(401)的转动能够控制针形稳压阀(4)流量的大小，第二齿轮(3)与第三齿轮(3a)啮合，第三齿轮(3a)装在同步电位器(5)的联动杆(501)上，联动杆(501)的转动能够控制同步电位器(5)的电压值；本发明能够直接显示气相色谱仪气体流量的真实数值，不需通过查表换算得到气体流量值，提高了检测分析的精度和检测效率。

Description

气相色谱仪气体流量自动调控装置

技术领域

本发明涉及分析仪器技术领域，具体讲就是涉及一种气相色谱仪气体流量自动调控装置。

背景技术

气相色谱仪是用气相色谱法对物质进行定性、定量分析的仪器，用来对混合气体中各组成分进行分析检测，气相色谱仪是一种多组份混合物的分离、分析工具，它是以气体为流动相，采用冲洗法的柱色谱技术。当多组份的分析物质进入到色谱柱时，由于各组分在色谱柱中的气相和固定液液相间的分配系数不同，因此各组份在色谱柱的运行速度也就不同，经过一定的柱长后，顺序离开色谱柱进入检测器，经检测后转换为电信号送至数据处理工作站，从而完成了对被测物质的定性定量分析。气相色谱仪在石油、化工、生物化学、医药卫生、食品工业、环保等方面应用很广。它除用于定量和定性分析外，还能测定样品在固定相上的分配系数、活度系数、分子量和比表面积等物理化学常数。

气相色谱仪系统包括五大组成部分：气路系统、进样系统、分离系统、温控系统和检测记录系统，其气路系统中气体流量控制是气相色谱分析中非常的因素，传统的气相色谱仪通常采用针型阀对仪器进行气体流量控制。机械针型阀安装拆卸方便，连接紧固，密封性好，使用寿命长，响应速度也比较快，在目前气相色谱仪中得到广泛采用。其工作原理是当阀针开启至一定位置以及气体入口和出口压力恒定时，出口流量则恒定。若阀针位置一定且入口压力恒定，当出口压力发生变化时，阀针的入口与出口间的压差发生变化，即膜片上的作用力改变，硅橡胶阀盖与阀座之间的间隙变大或变小，气体流量得以维持在给定值。现有稳流阀的入口压力一般不超过0.25Mpa。出口压力控制在0.02-0.2Mpa时，能获得好的稳流效果。

针形稳压阀主要用以稳定载气或燃气的压力，常用的是波纹管双腔式稳压阀，两个腔体通过连动杆由孔的间隙相连通，当调节手柄打开阀门时，系统达到平衡，如果进气口压力有了上升或下降，另一个腔体的气压随之增加或减少，波纹管向右或向左伸张，阀针同时移动，因此气流阻力加大或减小，则出口压力降回至原来状态，从而达到稳压的效果。

针型稳压阀是用来调节载气流量或燃气流量。针型稳压阀的阀杆的下端呈尖锥形即阀针，通过改变阀针与阀门的相对位置来控制流量。当逆时针转动时，阀针与阀门的间隙变大，气体阻力变小，气体流量增加。当针型阀不工作时应使阀针完全松开，防止针型阀密封圈粘在阀门入口处和防止压簧长期受压失效。

目前这些控制气相色谱仪气体流量的阀门的数值大小都是刻度显示的，刻度值只表示从起点到目前位置需要旋转的圈数，这样的圈数对应的流量大小不能直观看出来。一般是给出一个对照表，在对照表中可以查到对应的流量。但机械阀由于加工精的问题很难保证阀的一致性，所以对照表只是一个参考。没有办法保证一致性。降低了检测分析的精度，增加了操作的复杂程度。

发明内容

本发明的目的是针对现有的气相色谱仪气体流量通过机械阀控制，无法直接显示流量数值，检测分析精度低，操作复杂的技术缺陷，提供一种气相色谱仪气体流量自动调控装置，能够直接显示气相色谱仪气体流量的真实数值，提高了检测分析的精度和检测效率。

技术方案

为了实现上述技术目的，本发明设计的一种气相色谱仪气体流量自动调控装置，其特征在于：它包括步进电机，所述步进电机输出轴上装有第一齿轮，第一齿轮与第二齿轮啮合，第二齿轮装在针形稳压阀的控制杆上，控制杆的转动能够控制针形稳压阀流量的大小，第二齿轮与第三齿轮啮合，第三齿轮装在同步电位器的联动杆上，联动杆的转动能够控制同步电位器的电压值；

所述步进电机、针形稳压阀和同步电位器安装在基座上，所述同步电位器外界有电源，所述电源与同步电位器连接电路上串接有电阻，电阻与同步电位器连接位置连接到放大器的一端上，放大器的另两端并联有分流电阻，放大器的输出端连接到单片机的模数转换口，放大器的分压端连接有分压电阻，分压电阻一端接地，同步电位器绕线电阻圈一端接地，所述单片机能够控制步进电机的转动方向和角度。

进一步，所述针形稳压阀的出气端装有流量计。

进一步，所述单片机连接有触摸控制器。

进一步，所述同步电位器的阻值为2.2千欧，外界电源电压为5伏，串接电阻阻值为1千欧.

进一步，所述第一齿、第二齿轮和第三齿轮的齿数比为1:2:2。

有益效果

本发明提供一种气相色谱仪气体流量自动调控装置，能够直接显示气相色谱仪气体流量的真实数值，不需通过查表换算得到气体流量值，提高了检测分析的精度和检测效率。

附图说明

附图1是本发明中步进电机、针形稳压阀和同步电位器安装示意图。

附图2是本发明的连接关系示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明做进一步说明。

实施例

如附图1和2所示，一种气相色谱仪气体流量自动调控装置，它包括步进电机1，所述步进电机1输出轴上装有第一齿轮2，第一齿轮2与第二齿轮啮合3，第二齿轮3装在针形稳压阀4的控制杆401上，控制杆401的转动能够控制针形稳压阀4流量的大小，第二齿轮3与第三齿轮3a啮合，第三齿轮3a装在同步电位器5的联动杆501上，联动杆501的转动能够控制同步电位器5的电压值；步进电机1带动的第一齿轮2和针型稳压阀4的第二齿轮3啮合，用来调节针形稳压阀4进而调节进气管道气体的状态；针形稳压阀4的第二齿轮3与同步电位器5的第三齿轮3a啮合，使同步电位器5与针形稳压阀4同步旋转。

所述步进电机1、针形稳压阀4和同步电位器5安装在基座6上，所述同步电位器5外界有电源7，所述电源7与同步电位器5连接电路上串接有电阻8，电阻8与同步电位器5连接位置连接到放大器9的一端上，放大器9的另两端并联有分流电阻10，放大器9的输出端连接到单片机11的模数转换口，放大器9的分压端连接有分压电阻12，分压电阻12一端接地，同步电位器5绕线电阻圈一端接地，所述单片机11能够控制步进电机1的转动方向和角度。

所述针形稳压阀4的出气端装有流量计。

所述单片机1连接有触摸控制器13。

所述同步电位器5的阻值为2.2千欧，外界电源电压为5伏，串接电阻8阻值为1千欧.

所述第一齿2、第二齿轮3和第三齿轮3a的齿数比为1:2:2。

本发明的控制过程是单片机11输出一组步进电机1驱动信号，控制步进电机1，步进电机1的转动可以带动针形稳压阀4和同步电位器5同时转动，建立机械阀转动的圈数和在同步电位器5上产生的压力变化产生对应关系。在针形稳压阀4的出气端装有流量计接上一个标准流量计，就能建立流量和电压的对应关系，有了这个关系可以通过计算，把对应的流量值转换为相应的电压信号，这样就可以在单片机11内部建立起气体流量和电压的转换表，根据这个表和设定值进行比较，调整步进电机1的方向和调整的步数达到控制流量的目的。

Claims (5)

1.一种气相色谱仪气体流量自动调控装置，其特征在于：它包括步进电机(1)，所述步进电机(1)输出轴上装有第一齿轮(2)，第一齿轮(2)与第二齿轮啮合(3)，第二齿轮(3)装在针形稳压阀(4)的控制杆(401)上，控制杆(401)的转动能够控制针形稳压阀(4)流量的大小，第二齿轮(3)与第三齿轮(3a)啮合，第三齿轮(3a)装在同步电位器(5)的联动杆(501)上，联动杆(501)的转动能够控制同步电位器(5)的电压值； 

所述步进电机(1)、针形稳压阀(4)和同步电位器(5)安装在基座(6)上，所述同步电位器(5)外界有电源(7)，所述电源(7)与同步电位器(5)连接电路上串接有电阻(8)，电阻(8)与同步电位器(5)连接位置连接到放大器(9)的一端上，放大器(9)的另两端并联有分流电阻(10)，放大器(9)的输出端连接到单片机(11)的模数转换口，放大器(9)的分压端连接有分压电阻(12)，分压电阻(12)一端接地，同步电位器(5)绕线电阻圈一端接地，所述单片机(11)能够控制步进电机(1)的转动方向和角度。 

2.如权利要求1所述的一种气相色谱仪气体流量自动调控装置，其特征在于：所述针形稳压阀(4)的出气端装有流量计。 

3.如权利要求1所述的一种气相色谱仪气体流量自动调控装置，其特征在于：所述单片机(1)连接有触摸控制器(13)。 

4.如权利要求1所述的一种气相色谱仪气体流量自动调控装置，其特征在于：所述同步电位器(5)的阻值为2.2千欧，外界电源电压为5伏，串接电阻(8)阻值为1千欧。 

5.如权利要求1所述的一种气相色谱仪气体流量自动调控装置，其特征在于：所述第一齿(2)、第二齿轮(3)和第三齿轮(3a)的齿数比为1:2:2。