CN106338567A - 一种新型毛细管加热装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种毛细管加热装置。其特征在于：螺纹上端盖和螺纹套下端盖以及螺纹外套通过螺钉进行连接固定，螺纹内芯插入螺纹外套，加热棒嵌入螺纹内芯中的通孔。螺纹外套的光滑内表面与螺纹内芯外表面的螺纹契合成管道，毛细管缠绕在均匀的螺纹管道中，并用导热硅脂填充管道缝隙；温度传感器嵌入螺纹外套表面凹槽。加热时，螺纹内芯上通孔的均匀布置和铝制螺纹套高热传导的特性，能够保证温度的均匀传导，实现加热温度精准控制；对加热棒进行不同方式的组合可以实现对加热总功率的控制。降温时，通孔作为散热通风道，风扇带动外来冷风的迅速流动实现螺纹内芯以及毛细管的快速散热。
Description
技术领域
本发明涉及毛细管气相色谱技术温度控制领域，尤其是涉及毛细柱气相色谱技术应用中对毛细柱温度控制的加热装置。
背景技术
毛细管色谱技术目前已用于各种复杂混合物分析，包括大气及环境污染物质、生物试样、食品、矿物燃料、宇宙物质和一些无机物及金属有机物等。
在毛细管色谱分析技术中毛细管是最核心的装置，对其精准的温度控制是色谱分析技术的基础技术要求。色谱柱温度极限：一根色谱柱通常有两个温度极限，温度下限和温度上限。如果在低于温度下限的条件下实验，得到的色谱峰又圆又宽(柱效降低)。这样不能发挥色谱柱的正常功能。在达到下限温度或者高于下限温度时，得到的色谱峰会有明显的好转。毛细管色谱技术需要对温度进行精准的控制。否则会使测量数据产生巨大误差，甚至损坏毛细柱。
目前对毛细管的加热主要有蒸汽加热或冰水冷却、间壁式管式换热器、板式换热器等。通过对国内外相关文献及资料的检索发现，目前国内外多所高校和研究机构都对毛细管的加热开展了试验研究或理论研究。国内清华大学、博奥生物有限公司、国外菲利普莫里斯美国公司等机构都对毛细管加热装置开展了相关研究。清华大学、博奥生物有限公司发明专利CN101004287A，名称为：一种毛细管加热器件，是通过加热器包裹在毛细柱外部对毛细柱进行加热；国外菲利普莫里斯美国公司发明专利CN1806117A，名称为：用于内燃机中燃料系统的毛细管加热控制和故障监测系统及方法，该方法需在内燃机内利用燃料通过燃料喷射器对毛细管进行加热。
在毛细管色谱分析技术中对毛细管的温度有精准的要求，因此用缠绕包裹的方式对毛细管进行加热的装置难以实现对毛细管的温度均匀精准控制。对于在内燃机中对毛细管加热的方法，此方法要求高，一般条件不能达到，所以在内燃机中加热毛细管的方法不能自由使用，难以普及。
综上所述，针对毛细管加热均匀，温度难以准确控制的要求，本发明提出了一种新型毛细管加热的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型毛细管加热的方法。
一种新型毛细管加热装置，由螺纹外套，螺纹内芯，螺纹套上端盖，螺纹套下端盖，毛细管，加热棒，温度传感器，绝热套，螺钉组成。
本发明公开了一种新型毛细管加热装置。其特征在于：螺纹上端盖和螺纹外套通过螺钉进行连接固定，螺纹套下端盖和螺纹外套通过螺钉进行连接固定，螺纹内芯插入螺纹外套，加热棒嵌入螺纹内芯中的通孔。螺纹外套的光滑内表面与螺纹内芯外表面的螺纹契合成管道，毛细管通过螺纹内芯顶部的导入孔通入管道，缠绕在均匀的螺纹管道中，通过螺纹内芯底部的导出孔导出，并用导热硅脂填充管道缝隙；温度传感器嵌入螺纹外套表面凹槽，绝热套覆盖在螺纹外套外表面。
所述的一种新型毛细管加热装置，其特征是所述不同数量及不同组合方式的加热棒安装入通孔中实现对加热总功率的控制。
所述的一种新型毛细管加热装置，其特征是所述一定数量的通孔，其既能安装加热棒，实现对螺纹内芯的加热从而加热毛细管；又能是散热通风道，即在两侧安装风扇，外来冷风迅速流动实现螺纹内芯以及毛细管的快速散热。
所述的一种新型毛细管加热装置，其特征是所述螺纹内芯上通孔的均匀布置和铝制螺纹套高热传导的特性，能够保证温度的均匀传导，实现加热温度精准控制。
本发明的特点及有益效果是毛细管均匀缠绕在螺纹套中，通过对加热器所在通孔的距离进行准确的尺寸控制以及铝制螺纹套高热传导的特性，能够保证温度的均匀传导，实现加热温度精准控制。同时还能够实现毛细管快速降温，方便使用。
图1，新型毛细管加热装置结构图1。
图2，新型毛细管加热装置整体结构图2。
具体实施方式
以下结合附图并通过具体实施例对本发明的结构做进一步说明。需说明的是本实例是叙述性的，而不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种新型毛细管加热装置，其结构由螺纹外套1，螺纹内芯2，螺纹套上端盖4，螺纹套下端盖10，毛细管3，加热棒6，温度传感器8，绝热套，螺钉5（如图1）组成。
螺纹外套1通过四组螺钉11固定在螺纹套下端盖10上，螺纹套上端盖4通过四组螺钉5固定在螺纹外套1上，螺纹内芯2插放在螺纹外套1中。毛细管3通过螺纹内芯2顶部的导入孔通入螺纹管道，从螺纹内芯2底部的导出孔导出，并用导热硅脂填充管道缝隙；加热棒6插入螺纹内芯2中的通孔（或风扇带动冷风流过螺纹内芯2中的通孔）；温度传感器8嵌在螺纹外套1表面的凹槽，绝热套覆盖在螺纹外套外表面。
本发明一种新型毛细管加热装置，应用到气相色谱柱分析化合物酸碱性中。其应用过程为将气化后的样品从毛细柱3导入端口输入。加热时，利用PWM控制信号去控制驱动电路，使得加热棒6加热，由于该新型毛细管加热装置中螺纹内芯上通孔的均匀分布和铝制螺纹套高热传导的特性，从而实现螺纹内芯2温度精准控制。同时采用一定的温度控制算法。使温度控制具有高精度和良好线性控制性，实现＋/－0.1℃控制精度。螺纹外套1表面的温度传感器8输出温度信号到外部显示电路显示铝制螺纹套的温度，按照温度的预设，随着控制信号的变化，温度传感器依次输出温度信号依次达到要求的温度。根据分析物的极性、挥发性不同与毛细管3的相互作用效果不同的特性，分析物中各物质依次从毛细管3导出端分离输出，后经过检测器定量。分析保留时间以及输出的信号强度，得出色谱图。
降温时，加热棒6停止加热，同时打开风扇使得外来冷风迅速流动，实现螺纹内芯2以及毛细管3的快速散热。
Claims (4)
1.一种新型毛细管加热装置，由螺纹外套，螺纹内芯，螺纹套上端盖，螺纹套下端盖，毛细管，加热棒，温度传感器，绝热套，螺钉组成，其特征在于：螺纹上端盖（4）和螺纹外套（1）通过螺钉（5）进行连接固定，螺纹套下端盖（10）和螺纹外套（1）通过螺钉（11）进行连接固定，螺纹内芯（2）插入螺纹外套（1），加热棒（6）嵌入螺纹内芯（2）中的通孔，螺纹外套（1）的光滑内表面与螺纹内芯（2）外表面的螺纹契合成管道，毛细管（3）通过螺纹内芯（2）顶部的导入孔通入管道，缠绕在均匀的螺纹管道中，通过螺纹内芯（2）底部的导出孔导出毛细管，并用导热硅脂填充管道缝隙；温度传感器（8）嵌入螺纹外套（1）表面凹槽，绝热套覆盖在螺纹外套（1）外表面。
2.按照权利要求1所述的一种新型毛细管加热装置，其特征是所述螺纹内芯（2）上通孔的均匀布置和铝制螺纹套高热传导的特性，能够保证温度的均匀传导，实现加热温度精准控制。
3.按照权利要求1所述的一种新型毛细管加热装置，其特征是所述一定数量的通孔，其既能安装加热棒（6），实现对螺纹内芯（2）的加热从而加热毛细管（3）；又能作为散热通风道，即在两侧安装风扇，外来冷风迅速流动实现螺纹内芯（2）以及毛细管（3）的快速散热。
4.按照权利要求1所述的一种新型毛细管加热装置，其特征是所述不同数量及不同组合方式的加热棒（6）安装入通孔中实现对加热总功率的控制。
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