CN106645525A - 用于氢火焰离子化检测器的点火控制装置及其控制方法 - Google Patents

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吴斌杰
郑东
范海生
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    • G01N30/02—Column chromatography
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    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors

Abstract

本发明提出了用于氢火焰离子化检测器的点火控制装置，检测器固定基座、壳体、极化极、收集极、点火头、极化极控制电路，点火器高压控制电路；所述极化极、收集极、点火头均设置在壳体内，所述极化极、收集极设置在同一轴线，极化极与收集极之间具有空余空间，检测器固定基座设置在壳体下端，极化极设置在检测器固定基座，壳体上方设有出口，极化极控制电路连接给极化极位其提供高压，点火器高压控制电路连接点火头为点火头提供高压。

Description

用于氢火焰离子化检测器的点火控制装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种用于氢火焰离子化检测器的点火控制装置及其控制方法。
背景技术
氢火焰离子化检测器是一种通用型的气相色谱仪器，由于其具有灵敏度高、线性范围宽、对绝大多数有机化合物均有响应等特点，因此常用被用于有机污染物样品的检测。该检测器以氢气和空气燃烧生成的火焰为能源，当有机化合物进入以氢气和氧气燃烧的火焰，在高温下产生化学电离，电离产生比基流高几个数量级的离子，在高压电场的定向作用下，形成离子流，微弱的离子流(10-12～10-8A)经过高阻放大，成为与进入火焰的有机化合物量成正比的电信号，根据信号的大小对有机物进行定量分析。
为保证持续稳定的信号存在，检测器中需要持续供应氢气和空气，并保证火焰持续燃烧。氢气和空气的燃烧，生成水蒸气，并放出大量的热(火焰外沿温度约1430℃)。被检测物质(有机化合物)在火焰的燃烧下生成二氧化碳和水蒸气，并放出大量的热。检测器和待分析的样品在仪器使用过程中，会产生一个高温、高湿的环境。
氢火焰离子化检测器在工作前，需要使用点火器，在一定的氢气流量和空气流量条件下，将氢气点燃，维持稳定的氢气火焰。
目前使用的点火器技术主要有：
(1)手动式点火器：使用外置点火器进行点火，但该点火器无法实现开机自动运行，必须人工手动点火，很难使用到在线检测仪器中；
(2)内置式点火器：将点火器内置到氢火焰离子化检测器中，在具有一定阻值的电热丝上增加电压，通过电路控制电压的输出，将电热丝加热至一定的温度，从而将氢气点燃；
内置式点火器点火器一般处于氢气和空气的混合口处或排气口处，但检测器排出口中含有大量的水蒸气，且氢气和空气燃烧放出大量的热，点火器长期处于高水蒸气和高温环境下，很容易发生氧化，严重影响了点火器的使用寿命。即使点火器没有工作，也会被氧化。
当前市面上的点火器使用方式主要包括：
(1)直接点火器点火：通过使用不锈钢、铂丝等材质作为点火器点火，但不锈钢长期在高温高湿环境下，会出现老化，容易烧断；铂丝提高了点火器的抗氧化强度，但铂丝为贵金属，成本较高，且铂丝较软，安装维护困难。
(2)分体式点火器：将点火器作为一个单独的模块放置到检测器的前部，燃烧生成的水汽从两个连接器的中间排出；但该装置和方法由于分体式点火器距离氢气和空气混合区域较远，点火时间较长，着火较为困难；且分体式检测器无法应用于污染源等需要高温伴热的分析工况中。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构简单，可有效延长火器使用寿命，点火稳定性的用于氢火焰离子化检测器的点火控制装置及其控制方法。
用于氢火焰离子化检测器的点火控制装置，检测器固定基座、壳体、极化极、收集极、点火头、极化极控制电路，点火器高压控制电路；所述极化极、收集极、点火头均设置在壳体内，所述极化极、收集极设置在同一轴线，极化极与收集极之间具有空余空间，检测器固定基座设置在壳体下端，极化极设置在检测器固定基座，壳体上方设有出口，极化极控制电路连接给极化极位其提供高压，点火器高压控制电路连接点火头为点火头提供高压；
进一步说，所述点火头与极化极之间可形成电弧放电；所述点火头与极化极顶面垂直高度为±1cm范围以内，所述点火头直径最小于极化极的直径。
进一步说，所述点火头与极化极位于同一水平线。
进一步说，所述壳体外具有保温层。
进一步说，还包括温度传感器和单片机，所述点火器高压控制电路、温度传感器分别连接单片机，当温度传感器检测到温度值大于设定参数时，点火器高压控制电路停止为点火头提供点火高压。
进一步说，所述出口外接传导管。
进一步说，所述点火器高压控制电路包括三极管、二极管、变压器、电阻、电容；所述三极管、电阻、变压器组成振荡器，三极管集电极与电源正极连接，发射极与变压器的输入端连接；接通电源开关，三极管产生振荡，在振荡器上感应出较高的电压；经二极管半波整流后向电容器充电，同时感应出更高的电脉冲。
用于氢火焰离子化检测器的点火控制装置的控制方法，包括如下步骤：首先极化极处于关闭状态；温度传感器实时检测器温度；当温度传感器检测到温度值小于设定参数时，点火器高压控制电路为点火头提供点火高压；当温度传感器检测火焰温度大于设定参数时，判断点火成功，当点火成功后，点火器高压控制电路关闭；极化极开启；当单片机控制的点火器高压控制电路脉冲式点火达到设定 次数，而温度传感器检测到温度值任然小于设定参数时，单片机判断点火失败时，关闭极化极控制电路和点火器高压控制电路，单片机输出报警信号。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：该装置采用一体式结构设计，可实现自动点火，点火器位置在极化极顶面一定范围内，有效的避开了氢气和空气燃烧，样品气体燃烧产生和高温和高水汽环境，提高了点火器的使用寿命。
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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明所述实施例的结构框图。
图2是本发明实施例所述点火器高压控制电路的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例1。
如图1至图2所示，本实施例所述用于氢火焰离子化检测器的点火控制装置，检测器固定基座1、壳体2、极化极3、收集极4、点火头5、极化极控制电路6，点火器高压控制电路7；所述极化极3、收集极4、点火头5均设置在壳体2内，所述极化极3、收集极4设置在同一轴线，极化极3与收集极4之间具有空余空间，检测器固定基座1设置在壳体2下端，极化极3设置在检测器固定基座1，壳体2上方设有出口，极化极控制电路6连接给极化极3位其提供高压，点火器高压控制电路7连接点火头5为点火头5提供高压；所述点火头5与极化极3之间可形成电弧放电；所述点火头5与极化极3顶面垂直高度为±1cm范围以内，所述点火头5直径最小于极化极3的直径。
本实施例所述点火头5与极化极3位于同一水平线。
本实施例所述所述壳体2外具有保温层0。
本实施例所述还包括温度传感器8和单片机9，所述点火器高压控制电路7、 温度传感器8分别连接单片机9，当温度传感器8检测到温度值大于设定参数时，点火器高压控制电路7停止为点火头5提供点火高压。
本实施例所述壳体2上方的出口外接传导管10。
本实施例所述所述点火器高压控制电路7包括三极管71、二极管72、变压器73、电阻74、电容75；所述三极管71、电阻74、变压器73组成振荡器，三极管71集电极与电源正极连接，发射极与变压器73的输入端连接；接通电源开关，三极管71产生振荡，在振荡器上感应出较高的电压；经二极管72半波整流后向电容75器充电，同时感应出更高的电脉冲进行点火。
本实施例所述用于氢火焰离子化检测器的点火控制装置的控制方法，：包括如下步骤：首先极化极3处于关闭状态；温度传感器8实时检测器温度；当温度传感器8检测到温度值小于设定参数时，点火器高压控制电路7为点火头5提供点火高压；当温度传感器8检测火焰温度大于设定参数时，判断点火成功，当点火成功后，点火器高压控制电路7关闭；极化极3开启；当单片机9控制的点火器高压控制电路7脉冲式点火达到设定次数，而温度传感器8检测到温度值任然小于设定参数时，单片机9判断点火失败时，关闭极化极控制电路6和点火器高压控制电路7，单片机9输出报警信号。
本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.用于氢火焰离子化检测器的点火控制装置，检测器固定基座、壳体、极化极、收集极、点火头、极化极控制电路，点火器高压控制电路；所述极化极、收集极、点火头均设置在壳体内，所述极化极、收集极设置在同一轴线，极化极与收集极之间具有空余空间，检测器固定基座设置在壳体下端，极化极设置在检测器固定基座，壳体上方设有出口，极化极控制电路连接给极化极位其提供高压，点火器高压控制电路连接点火头为点火头提供高压；
其特征是：所述点火头与极化极之间可形成电弧放电；所述点火头与极化极顶面垂直高度为±1cm范围以内，所述点火头直径最小于极化极的直径。
2.如权利要求1所述的用于氢火焰离子化检测器的点火控制装置，其特征是：所述点火头与极化极位于同一水平线。
3.如权利要求1所述的用于氢火焰离子化检测器的点火控制装置，其特征是：所述壳体外具有保温层。
4.如权利要求1或2所述的用于氢火焰离子化检测器的点火控制装置，其特征是：还包括温度传感器和单片机，所述点火器高压控制电路、温度传感器分别连接单片机，当温度传感器检测到温度值大于设定参数时，点火器高压控制电路停止为点火头提供点火高压。
5.如权利要求1或2所述的用于氢火焰离子化检测器的点火控制装置，其特征是：所述出口外接传导管。
6.如权利要求1或2所述的用于氢火焰离子化检测器的点火控制装置，其特征是：所述点火器高压控制电路包括三极管、二极管、变压器、电阻、电容；所述三极管、电阻、变压器组成振荡器，三极管集电极与电源正极连接，发射极与变压器的输入端连接；接通电源开关，三极管产生振荡，在振荡器上感应出较高的电压；经二极管半波整流后向电容器充电，同时感应出更高的电脉冲。
7.用于氢火焰离子化检测器的点火控制装置的控制方法，其特征是：包括如下步骤：首先极化极处于关闭状态；温度传感器实时检测器温度；当温度传感器检测到温度值小于设定参数时，点火器高压控制电路为点火头提供点火高压；当温度传感器检测火焰温度大于设定参数时，判断点火成功，当点火成功后，点火器高压控制电路关闭；极化极开启；当单片机控制的点火器高压控制电路脉冲式点火达到设定次数，而温度传感器检测到温度值任然小于设定参数时，单片机判断点火失败时，关闭极化极控制电路和点火器高压控制电路，单片机输出报警信号。
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