CN107192768A - 气相色谱仪自动进样系统及自动进样方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种气相色谱仪自动进样系统，包括具有升降杆的升降机构、具有旋转托盘的旋转机构、进样端口、与进样端口流体连通的流量传感器以及控制单元，旋转托盘位于升降杆下方，其下方为进样端口，旋转托盘可绕其中心轴转动且具有开设在其上的多个通孔，通孔沿旋转托盘周向布置，通孔内设有含有待测气体的注射器，注射器的针头处连接有单向阀，当旋转托盘旋转至进样端口与通孔流体连通时，升降杆向注射器施加压力，使得单向阀开启，待测气体进入进样端口，控制单元与流量传感器、升降机构以及旋转机构分别电连接，流量传感器向控制单元发送检测信号，控制单元接收来自流量传感器的检测信号，并根据该检测信号向旋转机构和升降机构发送驱动信号。

Description

气相色谱仪自动进样系统及自动进样方法

技术领域

本发明仪器分析技术领域，尤其涉及一种气相色谱仪自动进样系统及自动进样方法。

背景技术

由于气相色谱仪的结构上的限制，现有技术均为手动进样，如7820A气相色谱仪采用注射器手动单个进样，不能够大批量进样。且手动进样不仅耗时耗力，一般需要2分钟进一个样品，当需要大批量进样时，需要等待色谱仪分析后才能进下一个样品，测试过程中需要工作人员全程等待进样，并且手工进样过程中不能排除由于工作误差导致的样品与大气存在交换，无法精确保证进样量的准确性，因而导致检测结果出现偏差的情况。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种气相色谱仪自动进样系统及自动进样方法，能够实现大批量自动进样，不仅节约了进样过程中的人力和进样时间，且进样量准确度大大提高。

本发明提供了一种气相色谱仪自动进样装置，包括具有升降杆(11)的升降机构(1)、具有旋转托盘(2)的旋转机构、进样端口(3)、与进样端口(3)流体连通的流量传感器(5)以及控制单元，旋转托盘(2)位于升降杆(11)下方，进样端口(3)位于旋转托盘(2)下方，旋转托盘(2)可绕其中心轴转动且具有开设在其上的多个通孔(20)，多个通孔(20)沿旋转托盘(2)的中心轴线上下设置，多个通孔(20)沿旋转托盘(2)周向布置，通孔(20)内设有含有待测气体的注射器，注射器的针头连接有单向阀(25)，当旋转托盘(2)转动至通孔(20)与进样端口(3)流体连通时，升降机构(1)的升降杆(11)向注射器施加压力，使得所述单向阀(25)开启，待测气体进入进样端口(3)，控制单元与所述流量传感器(5)、升降机构(1)以及旋转机构分别电连接，流量传感器(5)向控制单元发送检测信号，控制单元接收来自流量传感器(5)的检测信号，并根据该检测信号向旋转机构和升降机构(1)发送驱动信号。

进一步地，单向阀(25)外设有密封套(26)，密封套(26)外设有用于卡紧密封套(26)的弹性卡环(27)。

进一步地，旋转托盘(2)的通孔(20)内设有用于支撑注射器的支撑弹簧(22)。

进一步地，密封套(26)材质为橡胶。

进一步地，进样端口(3)通过进气管(30)与气相色谱仪(4)的进气口流体连通。

进一步地，气相色谱仪(4)为7820A气相色谱仪。

进一步地，流量传感器(5)与气相色谱仪(4)的出气口流体连通。

进一步地，待测气体进入气相色谱仪(4)后，然后分别进入与甲烷色谱柱和总烃色谱柱连接的两个离子化检测器中进行检测。

本发明还提供了一种使用上述气相色谱仪自动进样系统的自动进样方法，包括以下步骤：

(S1)将含有待测气体的注射器的针头与单向阀(25)相连接，放入旋转托盘(2)的通孔(20)内，并使得旋转托盘(2)上通孔(20)中的一个与进样端口(3)流体连通；

(S2)控制单元控制升降机构(1)的升降杆(11)下降并驱动其下方的注射器向下推送其中的待测气体，气体开启所述单向阀(25)，并经由单向阀(25)、进样端口(3)进入气相色谱仪(4)，流量传感器(5)检测进样体积并将检测信号发送至控制单元，控制单元根据该检测信号向升降机构(1)和旋转机构发送驱动信号，完成一次进样；

(S3)接收驱动信号后，升降机构(1)的升降杆(11)上升，旋转机构的旋转托盘(2)绕其中心轴转动，使其上的另一通孔(20)与进样端口(3)流体连通；

(S4)重复步骤(S2)、(S3)，完成多次进样。

借由上述方案，本发明至少具有以下优点：

通过将注射器放置在旋转托盘(2)中，并通过升降机构(1)驱动进样，进样完成后依靠旋转托盘(2)的旋转，使下一注射器进样，实现了大批量样品的自动进样；单向阀(25)能够实现注射器与进样端口(3)之间的通断，在未进样时起到密封作用，进样时，形成通路；流量传感器(5)可检测进样量，达到精确控制进样量的作用，提高了检测结果的准确度。本发明气相色谱仪自动进样系统及自动进样方法，能够实现大批量自动进样，不仅节约了进样过程中的人力和进样时间，且进样量的准确度大大提高。

附图说明

图1是本发明气相色谱仪自动进样系统的结构示意图；

图2是本发明气相色谱仪自动进样系统的旋转托盘的结构示意图；

图3是本发明气相色谱仪自动进样系统待进样时通孔内各部件的示意图；

图4是本发明控制单元及其与其他部件的电连接工作示意图；

附图标记说明：

1-升降机构；2-旋转托盘；3-进样端口；4-气相色谱仪；5-流量传感器；11-升降杆；20-通孔；22-支撑弹簧；23-针筒杆；24-针筒套；25-单向阀；26-密封套；27-弹性卡环；30-进气管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参见图1-3，本发明的气相色谱仪4的型号为7820A，本发明的气相色谱仪自动进样装置，包括具有升降杆11的升降机构1，具有呈圆盘状的旋转托盘2的旋转机构、进样端口3、与进样端口3流体连通的流量传感器5以及控制单元，旋转托盘2位于升降杆11下方，进样端口3位于旋转托盘2下方，旋转托盘2由设于旋转托盘2上的电机驱动，旋转托盘2可绕其中心轴转动且具有开设在其上的多个通孔20，多个通孔20沿旋转托盘2的中心轴线上下设置，多个通孔20沿旋转托盘2周向布置，通孔20内设有含有待测气体的注射器，注射器的针头处连接有单向阀25。当使用注射器吸取待测气体后，将针头与单向阀25连接，此时单向阀25起到密封作用，单向阀25外还设有材质为橡胶的密封套26，密封套26外设有用于卡紧密封套26的弹性卡环27。当旋转托盘2旋转至进样端口3与通孔20流体连通时，升降杆11向注射器施加压力，使得单向阀25开启，待测气体进入进样端口3，控制单元与流量传感器5、升降机构1以及旋转机构分别电连接，流量传感器5向控制单元发送检测信号，控制单元接收来自流量传感器5的检测信号，并根据该检测信号向旋转机构和升降机构1发送驱动信号。

旋转托盘2的底部设有进样端口3，旋转托盘2旋转时，进样端口3固定不动，进样端口3对准其中一个通孔20设置，旋转托盘2旋转后，其他的通孔20可正对进样端口3，进样端口3的口径大小刚好密封套26外径吻合。通孔20内设有支撑弹簧22，将注射器放在通孔20内时，支撑弹簧22可托起注射器的针筒套24以使得单向阀25与进样端口3之间留有空隙。进样端口3通过进气管30与气相色谱仪(4)的进气口流体连通，流量传感器(5)与气相色谱仪(4)的出气口流体连通。

气相色谱仪4的控制单元分别电连接升降机构1、旋转机构和流量传感器5，控制单元通过流量传感器5的检测结果控制升降机构1是否驱动注射器进样，以及控制旋转机构中的电机是否驱动旋转托盘2转动，进样时升降机构1的升降杆11下行，升降机构1因此驱动注射器的针筒杆23向下运动，同时针筒套24也向下运动，使单向阀25外的密封套26连接到进样端口3上，压缩后的气体使单向阀25的开关被触发，注射器与进样端口3之间形成通路，使得样品通过进样端口3进入气相色谱仪4中。样品进入进样端口3后，通过两个六通阀分别进入甲烷色谱柱和总烃色谱柱，然后分别连接到两个离子化检测器上进行检测。

本发明的气相色谱仪自动进样系统的工作原理如下：

使用多个注射器各吸取待测气体后，将针头与单向阀25连接，此时单向阀25起到密封作用，单向阀25外还设有材质为橡胶的密封套26。然后将注射器依次放到旋转托盘2上的通孔20内。通孔20内的弹簧22可托起注射器的针筒套24以使得单向阀25与进样端口3之间留有空隙。在气相色谱仪4连接的电脑中的配套软件中依次输入各注射器所在通孔20的编号，按照既定程序开始运行。开始进样时，升降机构1的升降杆11下行，推动针筒杆23和针筒套24向下运动，弹簧22被压缩，针筒套24运动到一定位置后不再继续下行，且单向阀25外的密封套26穿过通孔20的底部连接到进样端口3上。针筒杆23继续向下运动，其中的气体被压缩后单向阀25的阀芯被触发，注射器与进样端口3之间形成通路，使得待测气体通过进样端口3进入气相色谱仪4中。

为了保证进样端口3与气相色谱仪4之前测试的残余气体被全部赶出，需要注射10毫升左右样品。多于的气体通过气相色谱仪4的出口排出。为了使被检测气体不受污染，且在数据可靠的情况下尽量减少进气量，气相色谱仪4出气口安装的流量传感器5可精确检测进样量。如图4所示，当进样量到达指定体积时，流量传感器5检测进样体积并将检测信号发送至控制单元，控制单元根据该检测信号向升降机构1和旋转机构发送驱动信号，完成一次进样。样品进入进样端口3后，通过两个六通阀分别进入甲烷色谱柱和总烃色谱柱，然后分别连接到两个离子化检测器上进行检测。然后驱动信号分别驱动升降杆11上升，旋转机构驱动旋转托盘2转动，使旋转托盘2上的另一通孔20与进样端口3流体连通。

总之，每次旋转托盘2转动过程中到达指定位置时，按照预先设定的进样时间和速度进样，进样完成后升降机构1上升，单向阀25与进样端口3分离，位于旋转托盘2中心的电机驱动旋转托盘2继续转动，使得下一注射器分别正对升降机构1和进样端口3。继续上述进样动作，完成多次进样。样品检测和出数据需要1.6分钟，当样品检测一轮(比如10支)时，系统停止运转，此时可以进行数据导出和准备下一轮待测样品的多次进样。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种气相色谱仪自动进样系统，其特征在于：包括具有升降杆(11)的升降机构(1)、具有旋转托盘(2)的旋转机构、进样端口(3)、与所述进样端口(3)流体连通的流量传感器(5)以及控制单元，所述旋转托盘(2)位于所述升降杆(11)下方，所述进样端口(3)位于所述旋转托盘(2)下方，所述旋转托盘(2)可绕其中心轴转动且具有开设在其上的多个通孔(20)，多个通孔(20)沿所述旋转托盘(2)周向布置，所述通孔(20)内设有含有待测气体的注射器，所述注射器的针头连接有单向阀(25)，当所述旋转托盘(2)转动至所述通孔(20)与所述进样端口(3)流体连通时，所述升降机构(1)的升降杆(11)向所述注射器施加压力，使得所述单向阀(25)开启，待测气体进入所述进样端口(3)，所述控制单元与所述流量传感器(5)、所述升降机构(1)以及所述旋转机构分别电连接，所述流量传感器(5)向所述控制单元发送检测信号，所述控制单元接收来自所述流量传感器(5)的检测信号，并根据该检测信号向所述旋转机构和所述升降机构(1)发送驱动信号。

2.根据权利要求1所述的气相色谱仪自动进样系统，其特征在于：所述单向阀(25)外设有密封套(26)，所述密封套(26)外设有用于卡紧所述密封套(26)的弹性卡环(27)。

3.根据权利要求1所述的气相色谱仪自动进样系统，其特征在于：所述旋转托盘(2)的通孔(20)内设有用于支撑所述注射器的支撑弹簧(22)。

4.根据权利要求2所述的气相色谱仪自动进样系统，其特征在于：所述密封套(26)材质为橡胶。

5.根据权利要求1所述的气相色谱仪自动进样系统，其特征在于：所述进样端口(3)通过进气管(30)与气相色谱仪(4)的进气口流体连通。

6.根据权利要求1所述的气相色谱仪自动进样系统，其特征在于：所述气相色谱仪(4)为7820A气相色谱仪。

7.根据权利要求5所述的气相色谱仪自动进样系统，其特征在于：所述流量传感器(5)与所述气相色谱仪(4)的出气口流体连通。

8.根据权利要求5所述的气相色谱仪自动进样系统，其特征在于：待测气体进入气相色谱仪(4)后，通过两个六通阀分别进入甲烷色谱柱和总烃色谱柱，然后分别进入与甲烷色谱柱和总烃色谱柱连接的两个离子化检测器中进行检测。

9.一种使用权利要求1-8中任一项所述气相色谱仪自动进样系统的自动进样方法，其特征在于，包括以下步骤：

(S1)将含有待测气体的注射器的针头与单向阀(25)相连接，放入旋转托盘(2)的通孔(20)内，并使得所述旋转托盘(2)上通孔(20)中的一个与所述进样端口(3)流体连通；

(S2)所述控制单元控制所述升降机构(1)的升降杆(11)下降并驱动其下方的注射器向下推送其中的待测气体，所述气体开启所述单向阀(25)，并经由所述单向阀(25)、所述进样端口(3)进入气相色谱仪(4)，所述流量传感器(5)检测进样体积并将检测信号发送至所述控制单元，所述控制单元根据该检测信号向所述升降机构(1)和旋转机构发送驱动信号，完成一次进样；

(S3)接收所述驱动信号后，所述升降机构(1)的升降杆(11)上升，所述旋转机构的旋转托盘(2)绕其中心轴转动，使其上的另一通孔(20)与所述进样端口(3)流体连通；

(S4)重复步骤(S2)、(S3)，完成多次进样。