CN106092264A - 用于原子光谱仪器的液面探测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的用于原子光谱仪器的液面探测装置，包括样品管、进样针、电阻、第一电容、第二电容、运算放大器以及检测器，运算放大器的正输入端与第一电容的一端通过第一线路连接，运算放大器的负输入端与第二电容的一端通过第二线路连接，进样针与电阻串联，电阻的另一端通过两线路分别连接于第一线路、第二线路上，以使进样针与样品管内的样品溶液接触前后，运算放大器输出的不同的脉冲，检测器用于检测运算放大器输出的脉冲的变化。本发明的技术方案提供了一种液面探测装置，其根据液面的下降速度来控制进样针下降的速度，进样针头始终处于液面以下相对固定位置处，减少样品之间的交叉污染，减少清洗液的消耗和清洗时间，减轻进样针清洗的工作量。
Description
技术领域
本发明涉及分析化学领域，特别是涉及一种用于原子光谱仪器的液面探测装置。
背景技术
在现代实验室常用的原子光谱仪器中，自动进样器已成为常规统配的部件。常见的自动进样器包括三维自动进样器和极坐标自动进样器。无论哪种自动进样器，一般都包括样品盘及进样臂，进样臂上连接有进样针，通过进样臂的上下左右(或极坐标方向)运动，带动进样针移动到样品管并将进样针插入样品管中进样。
由于原子光谱仪器检测的样品都为酸性介质，尤其是原子荧光光谱仪，其检测样品酸度(盐酸或硝酸)一般为10％；在检测复杂基体样品的某些元素时，其样品酸度(盐酸或硝酸)能达到20％～40％。在这么强的酸性介质中，即使是内外都涂了特氟龙的316不锈钢进样针，其长期与溶液接触部分也容易因涂层脱落而生锈。因此用于原子光谱仪器的进样针一般都采用玻璃(石英)、塑料、特氟龙等非金属材质制成，这样增加了制造、维护成本。另外，上述的原子光谱仪器在工作中，每次进样时其进样针都要直插样品管的底部，这样进样针外表面与样品的接触面积很大，导致附着在进样针外壁的样品溶液过多，甚至在进样针抬起离开样品后，附着在进样针外表面的样品在进样针头形成液滴，该液滴在进样臂移动过程中很容易随机滴入其它样品管中，从而造成样品间的交叉污染，引起样品测试误差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可以减少样品之间的交叉污染、降低清洗液消耗和清洗时间的用于原子光谱仪器的液面探测装置。
本发明的用于原子光谱仪器的液面探测装置，包括用于盛装样品溶液的样品管、用于抽取样品溶液的进样针、与进样针连接的电阻、第一电容、第二电容、运算放大器以及检测器，运算放大器的正输入端与第一电容的一端通过第一线路连接，第一电容的另一端接地，运算放大器的负输入端与第二电容的一端通过第二线路连接，第二电容的另一端接地，进样针与接地后的样品管形成接地的第三电容，进样针与电阻串联，电阻的另一端通过两线路分别连接于第一线路、第二线路上，以使进样针与样品管内的样品溶液接触前后，运算放大器输出的不同的脉冲，所述检测器与运算放大器的输出端连接，所述检测器用于检测运算放大器输出的脉冲的变化。
本发明的用于原子光谱仪器的液面探测装置，其中，还包括可上下移动的安装于样品管上方的进样臂，所述进样针固定于所述进样臂上,所述进样臂用于带动所述进样针上下移动。
本发明的用于原子光谱仪器的液面探测装置，其中，还包括控制器，所述控制器与所述检测器以及进样臂的电机分别连接，所述控制器用于根据运算放大器输出的脉冲的变化控制进样臂向样品管运动或远离样品管运动。
本发明的用于原子光谱仪器的液面探测装置，其中，所述进样针的前端连接有进样针头，所述进样针为不锈钢材料进样针，进样针头长5-25毫米，所述进样针头与所述进样针之间无缝连接。
本发明的用于原子光谱仪器的液面探测装置，其中，所述进样针的内壁表面、外壁表面均涂覆特氟龙涂层。
本发明的用于原子光谱仪器的液面探测装置，其中，所述进样针外部套有绝缘热缩套管。
本发明的用于原子光谱仪器的液面探测装置，其中，所述进样针的内部设置有进样毛细管，所述进样毛细管的一端由进样针头伸出，伸出长度为2毫米～3毫米。
本发明的目的在于提供一种用于原子荧光、原子吸收、原子发射等原子光谱仪器中的液面探测装置，其根据电容法的原理来判定液面，根据液面的下降速度来控制进样针下降的速度，进样针头始终处于液面以下相对固定位置处，减少样品之间的交叉污染，减少清洗液的消耗和清洗时间，减轻进样针清洗的工作量。
附图说明
图1为本发明的用于原子光谱仪器的液面探测装置的电路示意图；
图2为样品管以及进样针的结构示意图；
图3为图2的A局部放大图。
具体实施方式
如图1、图2、图3所示，本发明的用于原子光谱仪器的液面探测装置，包括用于盛装样品溶液的样品管1、用于抽取样品溶液的进样针2、与进样针2连接的电阻3、第一电容11、第二电容12、运算放大器4以及检测器5，运算放大器4的正输入端与第一电容11的一端通过第一线路21连接，第一电容11的另一端接地，运算放大器4的负输入端与第二电容12的一端通过第二线路22连接，第二电容12的另一端接地，样品管1接地，进样针2与接地后的样品管1形成接地的第三电容13，进样针2与电阻3串联，电阻3的另一端通过两线路分别连接于第一线路21、第二线路22上，以使进样针2与样品管1内的样品溶液接触前后，运算放大器4输出的不同的脉冲，检测器5与运算放大器4的输出端连接，检测器5用于检测运算放大器4输出的脉冲的变化。
本发明的用于原子光谱仪器的液面探测装置，其中，还包括可上下移动的安装于样品管1上方的进样臂6，进样针2固定于进样臂6上,进样臂6用于带动进样针2上下移动。
本发明的用于原子光谱仪器的液面探测装置，其中，还包括控制器7，控制器7与检测器5以及进样臂6的电机分别连接，控制器7用于根据运算放大器4输出的脉冲的变化控制进样臂6向样品管1运动或远离样品管1运动。
本发明的用于原子光谱仪器的液面探测装置，其中，进样针2的前端连接有进样针头8，进样针2为不锈钢材料进样针，进样针头8长5-25毫米，进样针头8与进样针2之间无缝连接。
本发明的用于原子光谱仪器的液面探测装置，其中，进样针2的内壁表面、外壁表面均涂覆特氟龙涂层。
本发明的用于原子光谱仪器的液面探测装置的其他实施例中，进样针外部可以套有绝缘热缩套管。
本发明的用于原子光谱仪器的液面探测装置，其中，进样针2的内部设置有进样毛细管9，进样毛细管9的一端由进样针头8伸出，伸出长度为2毫米～3毫米。
本发明的用于原子光谱仪器的液面探测装置在工作中，当进样针2在空气中悬空时，由进样针2与接地后的样品管1形成接地的第三电容13、进样针2(金属导体)、与进样针2相连的导线、电阻3、接地的第一电容11、接地的第二电容12和运算放大器4组成振荡电路，输出频率为f1的脉冲，脉冲频率f1与第三电容13大小相关。
当进样针2进入样品管1，进样针2或进样针头8与样品溶液的液面接触后，由于样品溶液的介电常数与空气的介电常数相比出现了极大的变化，第三电容13的容量也发生了相应的改变，由第三电容13、进样针2(金属导体)、与进样针2相连的导线、电阻3、接地的第一电容11、接地的第二电容12和运算放大器4组成振荡电路，其输出脉冲的频率变为f2；检测器5比较f1和f2，即可判断出进样针2或进样针头8是否与样品溶液接触，从而准确地探测出溶液液面，通过在进样过程中周期性的检测、判断，来实现液面探测和跟踪进样。
控制器7与检测器5以及进样臂6的电机分别连接，在工作中，控制器7根据运算放大器4输出的脉冲的变化控制进样臂5向样品管1或远离样品管1运动，这样控制器7可以与检测器5配合，控制进样针2针随着样品溶液液面的下降而跟着下降，始终保持着进样针2或进样针头8与样品溶液液面接触，而进样针2不必直插样品管1的底部，进样针头8始终处于样品溶液液面以下相对固定位置处，进样针2与样品溶液接触面积始终保持很小，每次进完样后进样针2抬起离开样品溶液时，进样针头8不会形成液滴。
本发明的技术方案根据电容法的原理来判定液面，根据样品溶液液面的下降来控制进样针下降的速度，进样针头始终处于液面以下相对固定位置处，减少样品之间的交叉污染，减少清洗液的消耗和清洗时间，减轻进样针清洗的工作量。
进样针头8镶嵌在不锈钢材料的进样针2上，进样针头8的长度m为5毫米～25毫米，进样针头8由特种金属材料制成，耐酸耐碱。
进样针头8可以与进样针2之间进行硬配合连接或无缝焊接，形成一完整的导体。
进样毛细管9伸出进样针头8的长度L大约为2毫米～3毫米。
不锈钢材料的进样针2内外壁表面覆涂特氟龙涂层或套上绝缘热缩套管以防腐蚀，而由耐酸耐碱的特种金属材料制成的进样针头8直接外露与样品溶液接触。
每次进样时进样针头8无需直插样品管1底部，只需要进样针头8与液面保持接触即可，进样针头8伸入液面深度h大约0.1毫米～2毫米，以保证进样毛细管9深入液面约2毫米～5毫米，因此每次进完样后进样针2抬起离开样品溶液液面时，进样针头8上就不会形成液滴；同时由于进样针头8与样品溶液的接触面积很小，因此也大大降低了样品间的交叉污染，同时也大幅度减少了清洗进样针产生的废液及缩短了进样针清洗时间，提高了仪器的智能化水平。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，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，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种用于原子光谱仪器的液面探测装置，其特征在于，包括用于盛装样品溶液的样品管、用于抽取样品溶液的进样针、与进样针连接的电阻、第一电容、第二电容、运算放大器以及检测器，运算放大器的正输入端与第一电容的一端通过第一线路连接，第一电容的另一端接地，运算放大器的负输入端与第二电容的一端通过第二线路连接，第二电容的另一端接地，进样针与接地后的样品管形成接地的第三电容，进样针与电阻串联，电阻的另一端通过两线路分别连接于第一线路、第二线路上，以使进样针与样品管内的样品溶液接触前后，运算放大器输出的不同的脉冲，所述检测器与运算放大器的输出端连接，所述检测器用于检测运算放大器输出的脉冲的变化。
2.权利要求1所述的用于原子光谱仪器的液面探测装置，其特征在于，还包括可上下移动的安装于样品管上方的进样臂，所述进样针固定于所述进样臂上,所述进样臂用于带动所述进样针上下移动。
3.权利要求2所述的用于原子光谱仪器的液面探测装置，其特征在于，还包括控制器，所述控制器与所述检测器以及进样臂的电机分别连接，所述控制器用于根据运算放大器输出的脉冲的变化控制进样臂向样品管运动或远离样品管运动。
4.权利要求3所述的用于原子光谱仪器的液面探测装置，其特征在于，所述进样针的前端连接有进样针头，所述进样针为不锈钢材料进样针，进样针头长5-25毫米，所述进样针头与所述进样针之间无缝连接。
5.权利要求4所述的用于原子光谱仪器的液面探测装置，其特征在于，所述进样针的内壁表面、外壁表面均涂覆特氟龙涂层。
6.权利要求4所述的用于原子光谱仪器的液面探测装置，其特征在于，所述进样针外部套有绝缘热缩套管。
7.权利要求6所述的用于原子光谱仪器的液面探测装置，其特征在于，所述进样针的内部设置有进样毛细管，所述进样毛细管的一端由进样针头伸出，伸出长度为2毫米～3毫米。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20161109 |