CN108051256A - 一种取样、蒸发一体化的自动化进样装置及其控制方法 - Google Patents

一种取样、蒸发一体化的自动化进样装置及其控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108051256A
CN108051256A CN201810137473.4A CN201810137473A CN108051256A CN 108051256 A CN108051256 A CN 108051256A CN 201810137473 A CN201810137473 A CN 201810137473A CN 108051256 A CN108051256 A CN 108051256A
Authority
CN
China
Prior art keywords
moving parts
close
control
axis moving
switch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810137473.4A
Other languages
English (en)
Inventor
黄建国
贾海东
肖鸽
潘勇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang Tihe Instrument Co ltd
Original Assignee
ZHEJIANG TIHE INSTRUMENT Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZHEJIANG TIHE INSTRUMENT Co Ltd filed Critical ZHEJIANG TIHE INSTRUMENT Co Ltd
Priority to CN201810137473.4A priority Critical patent/CN108051256A/zh
Publication of CN108051256A publication Critical patent/CN108051256A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/10—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
    • G01N1/14—Suction devices, e.g. pumps; Ejector devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/44—Sample treatment involving radiation, e.g. heat
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/10—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
    • G01N1/14—Suction devices, e.g. pumps; Ejector devices
    • G01N2001/1445—Overpressure, pressurisation at sampling point
    • G01N2001/1463—Injector; Air-lift

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

本发明公开了一种取样、蒸发一体化的自动化进样装置，包括底座、运动组件支架、固定于运动组件支架上的X轴运动组件、Z1轴运动组件、Z2轴运动组件、样品瓶、液体蒸发装置、载气泵、微量进样器、控制反馈系统和上位机；所述X轴组件上设第一接近开关及第一接近触发装置，所述Z1轴组件上设第二接近开关及第二接近触发装置，Z2轴组件上还设有第三接近开关、第四接近开关及第三触发装置，所述Z2轴运动组件还包括针筒固定装置和活塞杆固定装置，所述针筒固定装置固定在Z2轴组件框架上，所述活塞杆固定装置固定在Z2轴丝杆滑台上。由上位机预设的程序或指令通过控制反馈系统控制本装置自动取样、蒸发，实现精确取样并蒸发进样，避免人工取样误差。

Description

一种取样、蒸发一体化的自动化进样装置及其控制方法
技术领域
本发明属于进样设备领域。具体涉及一种取样、蒸发一体化的自动化进样装置及其控制方法。
背景技术
在分析、检测中经常需要对微量的液体进行取样测试，通常采用手动操作进样。然而，手动操作一方面会因为人工进样的主观性可能导致误差较大；另一方面，对于进样次数多或进样过程使用的进样设备要求复杂的，往往手动操作效率较低。为了提高进样的精确度、可重复性和进样效率，需要对进样过程进行自动化控制。
现有技术中公开了一些液体的自动进样设备，如公开号为CN 103513047 A的一篇中国发明专利，公开了一种自动进样器，包括X轴运动组件、Y轴运动组件、Z轴运动组件和进样装置，能控制进样装置构成三维机械运动平台，满足三个方向的移动取样，主要解决传动系统的零件易损坏、运动不平稳等技术问题。其作用仅仅是吸样、加样，对取液量无精确控制。公开号为CN 106645523 A的发明专利，公开了一种自动进样器及其取样方法,包括取样机构，由X轴运动组件、Y轴运动组件、Z轴运动组件组成。通过步进电机精密控制进样针的水平运动，到样品瓶的位置具有信号反馈，控制精度小于0.01mm，可有效解决直线运动过程中的失步、打滑等造成进样针失位现象，无需编码器，就实现进样针的精确定位。然而，该自动进样器紧靠取样针无法得到精确的取样量，且对于取液次数较少的条件下，该装置及其操作方法则较为复杂，使用效率低。公开号为CN 203587602 U的国内的一篇实用新型专利公开了一种用于自动进样器取液操作的液体供给装置，包括自动进样器X/Y和Z臂，还包括吸液针、吸液泵和非接触式气泡传感器、机械止回阀，通过自动进样器X/Y和Z臂移到指定位置并伸入取液，利用吸液针、吸液泵和非接触式气泡传感器、机械止回阀的相互作用，定量取液。然而，此吸液泵、吸液针和非接触式气泡传感器无法满足微量取液要求，且无法精确控制取样量。公开号为CN 204374157 U的国内一篇实用新型专利，公开了一种色谱仪自动进样设备，包括机架本体、进样模块、样品盘，通过移动样品盘取样，进样模块和取样器进行取样和进样。然而该专利中并未明确说明取样器的结构及精确控制方法，且装置运行过程控制较为复杂。
基于现有技术中未有取样机构如何精确控制取样量的详细描述，且对取样量精度控制有限，无法满足微量精确进样要求。现有技术大都是对多样品进行处理，而对于在单一样品的自动进样来说，结构复杂，装置整体利用率低。
当需要处理需要固定微量取样，并把取样液体蒸发为气体的样品进样时，现有技术尚未有较精确、操作方便的一体化自动化控制方案。鉴于此，本发明提供了一种取样、蒸发一体化的自动化进样装置。
发明内容
为了解决现有自动进样设备中存在的微量进样的精准度较低；处理单一样品时结构复杂，装置整体利用率低；无法解决液体微量取样，同时自动控制蒸发为气体再进样的问题。本发明提供了一种结构简单、取样量精准、自动化程度高的自动化进样装置，具体通过以下技术方案实现。
一种取样、蒸发一体化的自动化进样装置，包括底座、运动组件支架、固定于运动组件支架上的X轴运动组件、Z1轴运动组件、Z2轴运动组件、样品瓶、液体蒸发装置、载气泵、微量进样器、控制反馈系统和上位机；所述X轴运动组件包括X轴步进电机、X轴丝杆滑台、X轴组件框架，所述Z1轴运动组件包括Z1轴步进电机、Z1轴丝杆滑台、Z1轴组件框架；所述Z2轴运动组件包括Z2轴伺服电机、Z2轴丝杆滑台、Z2轴组件框架，所述X轴组件框架上设第一接近开关，所述Z1轴组件框架上设第二接近开关，所述Z2轴运动组件还包括针筒固定装置和活塞杆固定装置，所述针筒固定装置固定在Z2轴组件框架上，所述活塞杆固定装置固定在Z2轴丝杆滑台上，Z2轴组件框架上还设有第三接近开关和第四接近开关；所述X轴丝杆滑台上设第一接近触发装置，所述Z1轴丝杆滑台上设第二接近触发装置，Z2轴丝杆滑台上设第三接近触发装置；
所述微量进样器包括活塞杆、针筒和针头；
所述样品瓶和液体蒸发装置设于底座上，Z1轴运动组件固定在X轴丝杆滑台上，Z2轴运动组件固定在Z1轴丝杆滑台上，针筒置于针筒固定装置中，活塞杆置于活塞杆固定装置中；
所述样品瓶瓶口处设有密封橡胶塞,避免样品瓶内液体挥发，影响原始进样浓度，从而导致最终进样浓度偏低；
所述液体蒸发装置包括进样口、加热系统、载气入口、蒸汽出口；所述载气泵与载气入口相连；
所述的样品瓶瓶口和液体蒸发装置的进样口位于微量进样器针头的移动路线的下方；
所述控制反馈系统包括开关电源、电机驱动器、控制器，所述控制反馈系统与上位机相连，用于接收上位机的指令、控制设备的运行状态并把反馈信号上传至上位机处理。所述上位机能够按设定的控制程序，通过控制反馈系统控制设备按预设方案精确执行。
作为优选，所述第一接近开关与第一接近触发装置的限定位置设定为X轴运动组件控制针头处于液体蒸发装置进样口正上方的位置，能够不占用样品瓶或清洗瓶的更换空间。
作为优选，所述第二接近开关与第二接近触发装置的限定位置设定为轴运动组件控制针头纵向移动的最高点，即零点，便于精确控制针头向下插入距离。
作为优选，所述第三接近开关、第四接近开关分别与第三接近触发装置的限定位置分别为保证微量进样器的活塞杆处于取样量为0μL的状态和最大抽出状态，防止Z2轴丝杆滑台运动距离超出预设位置而导致损坏微量进样器精度或直接把活塞杆从针筒内抽出。
作为优选，所述第三接近开关的位置限定为使活塞杆底部与针筒底部留有少量空气，帮助吸入针筒内的液体能够完全排出。
作为优选，所述X轴步进电机和Z1轴步进电机为伺服电机，以使运动控制更精准。
作为优选，所述样品瓶数量至少为一个，可用于多种样品的进样，如需要得到组分确定的混合气体，可分别取样组分液体，通过同样步骤注入混合。
作为优选，所述底座上还设有用于盛装清洗微量进样器的试剂的清洗瓶，清洗瓶瓶口位于针头移动路线正下方。
作为优选，所述底座上还设有用于盛装清洗废液的废液瓶，废液瓶瓶口位于针头移动路线正下方。
作为优选，所述针筒固定装置和活塞杆固定装置为可拆卸式，便于更换微量进样器。
作为优选，所述微量进样器针头针尖处凸出Z2轴运动组件底部的距离为3～10cm，保证针尖能够正常插入样品瓶并能够到达样品瓶内部的液面下。
作为优选，所述加热系统包括加热器和控温装置，控制样品加热温度在液体样品蒸发温度以上且位于液体样品分解温度以下。
作为优选，所述样品瓶材质为硼硅玻璃或Teflon材质。
作为优选，所述上位机为触控显示器、计算机和智能移动终端中的一种，能够显示、控制和调整运行参数。
作为优选，所述液体蒸发装置与样品瓶之间具有一定距离，且液体蒸发装置外部作保温处理，防止液体蒸发装置温度较高，影响样品瓶内液体蒸发。
上述取样、蒸发一体化的自动化进样装置的控制方法，包括以下步骤：
S1预热：控制加热系统预热到设定的样品蒸发温度；
S2取样：本自动化进样装置初始状态为微量进样器活塞杆未抽出且针头位于液体蒸发装置正上方，第一接近开关处于触发状态，第二接近开关处于触发状态，第三接近开关处于触发状态；取样时，根据上位机预设的指令，通过控制反馈系统控制X轴丝杠滑台运动到样品瓶正上方位置，Z1轴运动组件控制Z1轴丝杆滑台运动使针头穿透密封橡胶塞进入到样品瓶内液面以下预设位置，Z2轴运动组件控制Z2轴丝杆滑台带动活塞杆抽液至所需刻度位置处，Z1轴运动组件控制Z1轴丝杆滑台运动使针头从样品瓶内抽出至第二接近开关触发位置，完成取样过程；
S3进样蒸发：X轴运动组件控制X轴丝杆滑台运动使针头移动到液体蒸发装置进样口上方，此时第一接近开关处于触发状态，控制反馈系统控制气泵打开，Z1轴运动组件控制Z1轴丝杆滑台运动使针头刺入液体蒸发装置的进样口，Z2轴运动组件控制Z2轴丝杆滑台带动活塞杆运动到Z2轴运动组件上的第三接近开关触发位置，缓慢排出液体样品，使液体样品完全蒸发为气体并由蒸汽出口进入后续的样品处理机构；Z1轴运动组件控制Z1轴丝杆滑台运动使针头从进样口内抽出至Z1轴运动组件第二接近开关触发位置；
S4装置复位：X轴运动组件控制X轴丝杆滑台运动使针头移动到第一接近开关触发位置即初始位置，载气泵运行预设时间后，关闭载气泵，关闭加热系统。
作为优选，当底座上设有清洗瓶时，上述取样、蒸发一体化的自动化进样装置的控制方法在步骤S3与S4之间还包括步骤S5清洗：X轴运动组件控制X轴丝杆滑台运动使针头移动到清洗瓶上方，Z1轴运动组件控制Z1轴丝杆滑台运动使针头穿透密封橡胶塞进入到清洗瓶内液面以下预设位置，Z2轴运动组件控制Z2轴丝杆滑台带动活塞杆抽液至第四接近开关触发位置，使清洗液充满整个微量进样器针筒，然后再控制Z2轴丝杠滑台带动活塞杆移动至第三接近开关触发位置，排出针筒内的清洗液，该Z2轴运动组件控制Z2轴丝杠滑台带动活塞杆在第三接近开关和第四接近开关之间的清洗针筒过程的次数不少于一次，待清洗完成后，Z1轴运动组件控制Z1轴丝杆滑台运动使针头从清洗瓶内抽出至第二接近开关触发位置。此步骤能够附加自动清洗步骤，排除微量进样器中残留对后续取样过程的影响。
作为优选，当底座上设有清洗瓶和废液瓶时，上述取样、蒸发一体化的自动化进样装置的控制方法在步骤S3与S4之间还包括步骤S5清洗：X轴运动组件控制X轴丝杆滑台运动使针头移动到清洗瓶上方，Z1轴运动组件控制Z1轴丝杆滑台运动使针头穿透密封橡胶塞进入到清洗瓶内液面以下预设位置，Z2轴运动组件控制Z2轴丝杆滑台带动活塞杆抽液至第四接近开关触发位置，使清洗液充满整个微量进样器针筒，然后再控制Z1轴丝杆滑台移动至第二接近开关触发位置，控制X轴丝杠滑台移动使针头移动到废液瓶上方，Z2轴丝杠滑台带动活塞杆移动至第三接近开关触发位置，排出针筒内的清洗液至废液瓶中，Z1轴丝杆滑台移动至第二接近开关触发位置，重复此吸入清洗液，排进废液瓶的过程不少于1次，待清洗完成后，Z1轴运动组件控制Z1轴丝杆滑台运动使针头从废液瓶内抽出至第二接近开关触发位置。此步骤能够进一步防止清洗过程中样品残留对清洗液的影响，降低清洗液更换频率。
与现有技术相比，本发明Z2轴运动组件采用带有伺服电机精确控制的丝杆电机，结合微量进样器规格，使自动取样精准度高达0.02μL（理论计算值为0.016μL——由伺服电机控制位移的精确度乘以微量进样器单位距离的体积得出）。本装置无需调节微量注射器在Y轴方向运动，单个样品瓶精准取样时，设备简单、无需控制运动组件寻找多个样品瓶位置，尤其适用于一些气体检测机构的微量精准进样，如国家标准中规定，在空气净化器除甲醛性能测试中，需要对检测进样。本发明把精确进样和液体蒸发一体化自动控制结合在一个装置中完成，能够大大提高对液体转化为气体并进样的工作效率。
附图说明
图1为实施例1所述的一种取样蒸发一体化的自动进样装置的结构侧视图。
图2为实施例1所述的一种取样蒸发一体化的自动进样装置的结构正视图。
图3为实施例1所述的一种取样蒸发一体化的自动进样装置的运动组件支架后的结构图。
图4为实施例1所述的一种取样蒸发一体化的自动进样装置的X轴运动组件正视图。
图5为实施例1所述的一种取样蒸发一体化的自动进样装置的Z1轴运动组件正视图。
图6为实施例1所述的一种取样蒸发一体化的自动进样装置的Z2轴运动组件正视图。
图7为实施例1所述的一种取样蒸发一体化的自动进样装置的样品瓶及液体蒸发装置位置俯视图。
图8实施例2所述的一种取样蒸发一体化的自动进样装置的样品瓶及液体蒸发装置位置俯视图。
图中附图标记为：1.底座、2.运动组件支架、3.X轴运动组件、301.X轴步进电机、302.X轴丝杆滑台、303.X轴组件框架、304.第一接近开关、305.第一接近触发装置、4.Z1轴运动组件、401. Z1轴步进电机、402. Z1轴丝杆滑台、403. Z1轴组件框架、404.第二接近开关、405.第二接近触发装置5.Z2轴运动组件、501. Z2轴伺服电机、502. Z2轴丝杆滑台、503. Z2轴组件框架、 504. 第三接近开关、505. 第四接近开关、506.第三接近触发装置、507. 针筒固定装置、508. 活塞杆固定装置、601.样品瓶、602.清洗瓶、样品瓶（甲苯）603、废液瓶604、7.液体蒸发装置、701.隔热棉、8.载气泵、9.微量进样器、10.断路器、11.控制器、12.中间继电器、13.开关电源、14.电机驱动器。
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，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7所示的一种取样蒸发一体化的自动进样装置，当用于甲醛取样、蒸发过程中时，包括底座1、运动组件支架2、固定于运动组件支架上的X轴运动组件3、Z1轴运动组件4、Z2轴运动组件5、样品瓶601、清洗瓶602、液体蒸发装置7、载气泵8、微量进样器9、控制反馈系统和上位机；所述X轴运动组件3包括X轴步进电机301、X轴丝杆滑台302、X轴组件框架303，所述Z1轴运动组件4包括Z1轴步进电机401、Z1轴丝杆滑台402、Z1轴组件框架403；所述Z2轴运动组件5包括Z2轴伺服电机501、Z2轴丝杆滑台502、Z2轴组件框架503，所述X轴组件框架上设第一接近开关304，所述Z1轴组件框架上设第二接近开关404，所述Z2轴运动组件5还包括针筒固定装置507和活塞杆固定装置508，所述针筒固定装置507固定在Z2轴组件框架503上，所述活塞杆固定装置固定在Z2轴丝杆滑台上502，Z2轴组件框架503上还设有第三接近开关504和第四接近开关505；所述X轴丝杆滑台302上设第一接近触发装置305，所述Z1轴丝杆滑台402上设第二接近触发装置405，Z2轴丝杆滑台502上设第三接近触发装置506；
所述微量进样器9为50μL规格，包括活塞杆、针筒和针头；
所述样品瓶601中装有固定浓度的甲醛标准液，清洗瓶602中装有无水乙醇，用于清洗微量进样器9，并能快速挥发，缩短本进样装置的使用间隔。
所述样品瓶601、清洗瓶602和液体蒸发装置7设于底座1上，Z1轴运动组件4固定在X轴丝杆滑台302上，Z2轴运动组件5固定在Z1轴丝杆滑台上402，针筒置于针筒固定装置507中，活塞杆置于活塞杆固定装置508中；
所述样品瓶601和清洗瓶602口处设有密封橡胶塞,避免样品瓶内液体挥发，影响原始进样浓度，从而导致最终进样浓度偏低；
所述液体蒸发装置7包括进样口、加热系统、载气入口、蒸汽出口；所述载气泵8与载气入口相连；
所述的样品瓶601和清洗瓶602瓶口和液体蒸发装置7的进样口位于微量进样器9针头的移动路线的正下方如图7所示的同一移动路线；
所述控制反馈系统包括开关电源13、电机驱动器14、控制器11、断路器10、中间继电器12，所述控制反馈系统与上位机相连，用于接收上位机的指令、控制设备的运行状态并把反馈信号上传至上位机处理。
所述上位机能够按设定的控制程序，通过控制反馈系统控制设备按预设方案精确执行。
其中，所述第一接近开关304与第一接近触发装置305的限定位置设定为X轴运动组件3控制针头处于液体蒸发装置7进样口正上方的位置，能够不占用样品瓶601或清洗瓶602的更换空间。
所述第二接近开关404与第二接近触发装置405的限定位置设定为Z1轴运动组件4控制针头纵向移动的最高点，即零点，便于精确控制针头向下插入距离。
所述第三接近开关504、第四接近开关505分别与第三接近触发装置506的限定位置分别为保证微量进样器9的活塞杆处于取样量为0μL的状态（设定为活塞杆底部与针筒底部具有少量空气，便于完全排出微量进样器中的液体）和最大抽出状态，防止Z2轴丝杆滑台502的运动距离超出预设位置而导致损坏微量进样器9的精度或直接把活塞杆从针筒内抽出。
所述X轴步进电机301和Z1轴步进电机401均采用伺服电机，使运动控制更精准。
所述样品瓶601数量还可设为多个，可用于多种样品的进样，如需要得到组分确定的混合气体，可分别取样组分液体，通过同样步骤蒸发后注入混合，最好在不同样品取样间清洗或更换微量进样器9，降低不同样品间干扰。
本实施例所述针筒固定装置507和活塞杆固定装置508为可拆卸式，便于更换微量进样器9。
所述微量进样器9针头针尖处凸出Z2轴运动组件5底部的距离为3～10cm，保证针尖能够正常插入样品瓶并能够到达样品瓶内部的液面下。
所述加热系统包括加热器和控温装置，控制样品加热温度在液体样品蒸发温度以上且位于液体样品分解温度以下，对于本实施例中甲醛溶液蒸发温度设定为190℃。
所述样品瓶601、清洗瓶602材质为硼硅玻璃材质。
所述上位机为触控显示器，能够显示、控制和调整运行参数。
工作时，本实施例所述的取样、蒸发一体化的自动化进样装置的控制方法，包括以下步骤：
S1预热：控制加热系统预热到设定的样品蒸发温度即190℃；
S2取样：本自动化进样装置初始状态为微量进样器9的活塞杆未抽出且针头位于液体蒸发装置7的正上方，第一接近开关304处于触发状态，第二接近开关404处于触发状态，第三接近开关504处于触发状态；取样时，根据上位机预设的指令，通过控制反馈系统控制X轴丝杠滑台302运动到样品瓶601正上方位置，Z1轴运动组件4控制Z1轴丝杆滑台402运动使针头穿透密封橡胶塞进入到样品瓶601内液面以下预设位置，Z2轴运动组件5控制Z2轴丝杆滑台502带动活塞杆抽液至所需刻度位置处（50μL以内一次取样，50μL以上分两次进行取样和进样蒸发步骤），Z1轴运动组件4控制Z1轴丝杆滑台402运动使针头从样品瓶601内抽出至第二接近开关404触发位置，完成取样过程；
S3进样蒸发：X轴运动组件3控制X轴丝杆滑台302运动使针头移动到液体蒸发装置7进样口上方，此时第一接近开关304处于触发状态，控制反馈系统控制载气泵8打开，Z1轴运动组件4控制Z1轴丝杆滑台402运动使针头刺入液体蒸发装置7的进样口，Z2轴运动组件5控制Z2轴丝杆滑台502带动活塞杆运动到Z2轴运动组件上的第三接近开关504触发位置，缓慢排出液体样品，使液体样品完全蒸发为气体并由蒸汽出口进入后续的样品处理机构；Z1轴运动组件4控制Z1轴丝杆滑台402运动使针头从进样口内抽出至Z1轴运动组件4第二接近开关404触发位置；
S4装置复位：X轴运动组件3控制X轴丝杆滑台302运动使针头移动到第一接近开关304触发位置即初始位置，载气泵8运行预设时间后，关闭载气泵8，关闭加热系统。
本实施例中底座1上设有清洗瓶602时，上述取样、蒸发一体化的自动化进样装置的控制方法在步骤S3与S4之间还包括步骤S5清洗：X轴运动组件3控制X轴丝杆滑台302运动使针头移动到清洗瓶602上方，Z1轴运动组件4控制Z1轴丝杆滑台402运动使针头穿透密封橡胶塞进入到清洗瓶602内液面以下预设位置，Z2轴运动组件5控制Z2轴丝杆滑台502带动活塞杆抽液至第四接近开关505触发位置，使清洗液充满整个微量进样器9的针筒部分，然后再控制Z2轴丝杠滑台502带动活塞杆移动至第三接近开关504触发位置，排出针筒内的清洗液，该Z2轴运动组件5控制Z2轴丝杠滑台502带动活塞杆在第三接近开关504和第四接近开关505之间的清洗针筒过程的次数不少于一次，待清洗完成后，Z1轴运动组件4控制Z1轴丝杆滑台402运动使针头从清洗瓶602内抽出至第二接近开关402触发位置。此步骤能够附加自动清洗步骤，排除微量进样器9中残留对后续取样过程的影响。
为了更精确的取样，本实施例工作过程中，S2取样步骤中，当针头进入样品瓶601内页面以下预设位置时，还可由Z2轴丝杠滑台502控制进行润洗步骤后再取样至所需刻度位置处。
实施例2
本实施例所述的一种取样蒸发一体化的自动化进样装置基本配置与实施例1相同，区别在于：实施例2中底座1上设两个样品瓶，和一个废液瓶。两个样品瓶分别装入甲醛溶液和甲苯溶液，盛放甲醛的记为样品瓶601，盛放甲苯的记为样品瓶（甲苯）603把两个样品溶液分别取样，蒸发后进入后续的样品处理机构中混合。
工作时，可由如下步骤实现混合样品自动蒸发添加：
S1预热：控制加热系统预热到设定的样品蒸发温度即190℃；
S2取样：本自动化进样装置初始状态为微量进样器9的活塞杆未抽出且针头位于液体蒸发装置7的正上方，第一接近开关304处于触发状态，第二接近开关404处于触发状态，第三接近开关504处于触发状态；取样时，根据上位机预设的指令，通过控制反馈系统控制X轴丝杠滑台302运动到样品瓶601正上方位置，Z1轴运动组件4控制Z1轴丝杆滑台402运动使针头穿透密封橡胶塞进入到样品瓶601内液面以下预设位置，Z2轴运动组件5控制Z2轴丝杆滑台502带动活塞杆抽液至所需刻度位置处（50μL以内一次取样，50μL以上分两次进行取样和进样蒸发步骤），Z1轴运动组件4控制Z1轴丝杆滑台402运动使针头从样品瓶601内抽出至第二接近开关404触发位置，完成取样过程；
S3进样蒸发：X轴运动组件3控制X轴丝杆滑台302运动使针头移动到液体蒸发装置7进样口上方，此时第一接近开关304处于触发状态，控制反馈系统控制载气泵8打开，Z1轴运动组件4控制Z1轴丝杆滑台402运动使针头刺入液体蒸发装置7的进样口，Z2轴运动组件5控制Z2轴丝杆滑台502带动活塞杆运动到Z2轴运动组件上的第三接近开关504触发位置，缓慢排出液体样品，使液体样品完全蒸发为气体并由蒸汽出口进入后续的样品处理机构；Z1轴运动组件4控制Z1轴丝杆滑台402运动使针头从进样口内抽出至Z1轴运动组件4第二接近开关404触发位置；
S5清洗：X轴运动组件3控制X轴丝杆滑台302运动使针头移动到清洗瓶602上方，Z1轴运动组件4控制Z1轴丝杆滑台402运动使针头穿透密封橡胶塞进入到清洗瓶602内液面以下预设位置，Z2轴运动组件5控制Z2轴丝杆滑台502带动活塞杆抽液至第四接近开关505触发位置，使清洗液充满整个微量进样器9的针筒，然后再控制Z1轴丝杆滑台402移动至第二接近开关404触发位置，控制X轴丝杠滑台302移动使针头移动到废液瓶604上方，Z2轴丝杠滑台502带动活塞杆移动至第三接近开关504触发位置，排出针筒内的清洗液至废液瓶604中，Z1轴丝杆滑台402移动至第二接近开关404触发位置，重复此吸入清洗液，排进废液瓶604的过程不少于1次，待清洗完成后，Z1轴运动组件4控制Z1轴丝杆滑台402运动使针头从废液瓶604内抽出至第二接近开关404触发位置。
再次重复执行步骤S2、S3、S5，其中，步骤S2中的取样位置及样品瓶改为样品瓶（甲苯）603即可进行，其余步骤相同。
执行完上述步骤后，进行步骤S4装置复位：X轴运动组件3控制X轴丝杆滑台302运动使针头移动到第一接近开关304触发位置即初始位置，载气泵8运行预设时间后，关闭载气泵8，关闭加热系统。
需要说明的是，本说明书实施例中所描述的内容仅仅是对本发明所作的举例说明。凡依据本专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均属于本专利的保护范围。

Claims (14)

1.一种取样、蒸发一体化的自动化进样装置，包括底座、运动组件支架、固定于运动组件支架上的X轴运动组件、Z1轴运动组件、Z2轴运动组件、样品瓶、液体蒸发装置、载气泵、微量进样器、控制反馈系统和上位机；所述X轴运动组件包括X轴步进电机、X轴丝杆滑台、X轴组件框架，所述Z1轴运动组件包括Z1轴步进电机、Z1轴丝杆滑台、Z1轴组件框架；所述Z2轴运动组件包括Z2轴伺服电机、Z2轴丝杆滑台、Z2轴组件框架，其特征在于：所述X轴组件框架上设第一接近开关，所述Z1轴组件框架上设第二接近开关，所述Z2轴运动组件还包括针筒固定装置和活塞杆固定装置，所述针筒固定装置固定在Z2轴组件框架上，所述活塞杆固定装置固定在Z2轴丝杆滑台上，Z2轴组件框架上还设有第三接近开关和第四接近开关；所述X轴丝杆滑台上设第一接近触发装置，所述Z1轴丝杆滑台上设第二接近触发装置，Z2轴丝杆滑台上设第三接近触发装置；
所述微量进样器包括活塞杆、针筒和针头；
所述样品瓶和液体蒸发装置设于底座上，Z1轴运动组件固定在X轴丝杆滑台上，Z2轴运动组件固定在Z1轴丝杆滑台上，针筒置于针筒固定装置中，活塞杆置于活塞杆固定装置中；
所述样品瓶瓶口处设有密封橡胶塞,避免样品瓶内液体挥发，影响原始进样浓度，从而导致最终进样浓度偏低；
所述液体蒸发装置包括进样口、加热系统、载气入口、蒸汽出口；所述载气泵与载气入口相连；
所述的样品瓶瓶口和液体蒸发装置的进样口位于微量进样器针头的移动路线的下方；
所述控制反馈系统包括开关电源、电机驱动器、控制器，所述控制反馈系统与上位机相连，用于接收上位机的指令、控制设备的运行状态并把反馈信号上传至上位机处理；
所述上位机能够按设定的控制程序，通过控制反馈系统控制设备按预设方案精确执行。
2.如权利要求1所述的取样、蒸发一体化的自动化进样装置，其特征在于：所述第一接近开关与第一接近触发装置的限定位置设定为X轴运动组件控制针头处于液体蒸发装置进样口正上方的位置。
3.如权利要求2所述的取样、蒸发一体化的自动化进样装置，其特征在于：所述第二接近开关与第二接近触发装置的限定位置设定为轴运动组件控制针头纵向移动的最高点，即零点，便于精确控制针头向下插入距离。
4.如权利要求3所述的取样、蒸发一体化的自动化进样装置，其特征在于：所述第三接近开关、第四接近开关分别与第三接近触发装置的限定位置分别为保证微量进样器的活塞杆处于取样量为0μL的状态和最大抽出状态，防止Z2轴丝杆滑台运动距离超出预设位置而导致损坏微量进样器精度或直接把活塞杆从针筒内抽出。
5.如权利要求1所述的取样、蒸发一体化的自动化进样装置，其特征在于：所述X轴步进电机和Z1轴步进电机为伺服电机。
6.如权利要求1所述的取样、蒸发一体化的自动化进样装置，其特征在于：所述样品瓶数量至少为一个，可用于多种样品的进样。
7.如权利要求1所述的取样、蒸发一体化的自动化进样装置，其特征在于：所述底座上还设有用于盛装清洗微量进样器的试剂的清洗瓶，清洗瓶瓶口位于针头移动路线正下方。
8.如权利要求1所述的取样、蒸发一体化的自动化进样装置，其特征在于：所述底座上还设有用于盛装清洗废液的废液瓶，废液瓶瓶口位于针头移动路线正下方。
9.如权利要求1所述的取样、蒸发一体化的自动化进样装置，其特征在于：所述针筒固定装置和活塞杆固定装置为可拆卸式。
10.如权利要求1所述的取样、蒸发一体化的自动化进样装置，其特征在于：所述上位机为触控显示器、计算机和智能移动终端中的一种，能够显示、控制和调整运行参数。
11.如权利要求1所述的取样、蒸发一体化的自动化进样装置，其特征在于：所述液体蒸发装置外部设有保温层。
12.如权利要求4～11所述的取样、蒸发一体化的自动化进样装置的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1预热：控制加热系统预热到设定的样品蒸发温度；
S2取样：本自动化进样装置初始状态为微量进样器活塞杆未抽出且针头位于液体蒸发装置正上方，第一接近开关处于触发状态，第二接近开关处于触发状态，第三接近开关处于触发状态；取样时，根据上位机预设的指令，通过控制反馈系统控制X轴丝杠滑台运动到样品瓶正上方位置，Z1轴运动组件控制Z1轴丝杆滑台运动使针头穿透密封橡胶塞进入到样品瓶内液面以下预设位置，Z2轴运动组件控制Z2轴丝杆滑台带动活塞杆抽液至所需刻度位置处，Z1轴运动组件控制Z1轴丝杆滑台运动使针头从样品瓶内抽出至第二接近开关触发位置，完成取样过程；
S3进样蒸发：X轴运动组件控制X轴丝杆滑台运动使针头移动到液体蒸发装置进样口上方，此时第一接近开关处于触发状态，控制反馈系统控制气泵打开，Z1轴运动组件控制Z1轴丝杆滑台运动使针头刺入液体蒸发装置的进样口，Z2轴运动组件控制Z2轴丝杆滑台带动活塞杆运动到Z2轴运动组件上的第三接近开关触发位置，缓慢排出液体样品，使液体样品完全蒸发为气体并由蒸汽出口进入后续的样品处理机构；Z1轴运动组件控制Z1轴丝杆滑台运动使针头从进样口内抽出至Z1轴运动组件第二接近开关触发位置；
S4装置复位：X轴运动组件控制X轴丝杆滑台运动使针头移动到第一接近开关触发位置即初始位置，载气泵运行预设时间后，关闭载气泵，关闭加热系统。
13.如权利要求12所述的取样、蒸发一体化的自动化进样装置的控制方法，其特征在于：底座上设有清洗瓶时，上述取样、蒸发一体化的自动化进样装置的控制方法在步骤S3与S4之间还包括步骤S5清洗：X轴运动组件控制X轴丝杆滑台运动使针头移动到清洗瓶上方，Z1轴运动组件控制Z1轴丝杆滑台运动使针头穿透密封橡胶塞进入到清洗瓶内液面以下预设位置，Z2轴运动组件控制Z2轴丝杆滑台带动活塞杆抽液至第四接近开关触发位置，使清洗液充满整个微量进样器针筒，然后再控制Z2轴丝杠滑台带动活塞杆移动至第三接近开关触发位置，排出针筒内的清洗液，该Z2轴运动组件控制Z2轴丝杠滑台带动活塞杆在第三接近开关和第四接近开关之间的清洗针筒过程的次数不少于一次，待清洗完成后，Z1轴运动组件控制Z1轴丝杆滑台运动使针头从清洗瓶内抽出至第二接近开关触发位置，此步骤S5能够附加自动清洗步骤，排除微量进样器中残留对后续取样过程的影响。
14.如权利要求12或13所述的取样、蒸发一体化的自动化进样装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：底座上设有清洗瓶和废液瓶时，上述取样、蒸发一体化的自动化进样装置的控制方法在步骤S3与S4之间还包括步骤S5清洗：X轴运动组件控制X轴丝杆滑台运动使针头移动到清洗瓶上方，Z1轴运动组件控制Z1轴丝杆滑台运动使针头穿透密封橡胶塞进入到清洗瓶内液面以下预设位置，Z2轴运动组件控制Z2轴丝杆滑台带动活塞杆抽液至第四接近开关触发位置，使清洗液充满整个微量进样器针筒，然后再控制Z1轴丝杆滑台移动至第二接近开关触发位置，控制X轴丝杠滑台移动使针头移动到废液瓶上方，Z2轴丝杠滑台带动活塞杆移动至第三接近开关触发位置，排出针筒内的清洗液至废液瓶中，Z1轴丝杆滑台移动至第二接近开关触发位置，重复此吸入清洗液，排进废液瓶的过程不少于1次，待清洗完成后，Z1轴运动组件控制Z1轴丝杆滑台运动使针头从废液瓶内抽出至第二接近开关触发位置，此步骤S5能够进一步防止清洗过程中样品残留对清洗液的影响，降低清洗液更换频率。
CN201810137473.4A 2018-02-10 2018-02-10 一种取样、蒸发一体化的自动化进样装置及其控制方法 Pending CN108051256A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810137473.4A CN108051256A (zh) 2018-02-10 2018-02-10 一种取样、蒸发一体化的自动化进样装置及其控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810137473.4A CN108051256A (zh) 2018-02-10 2018-02-10 一种取样、蒸发一体化的自动化进样装置及其控制方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108051256A true CN108051256A (zh) 2018-05-18

Family

ID=62125915

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810137473.4A Pending CN108051256A (zh) 2018-02-10 2018-02-10 一种取样、蒸发一体化的自动化进样装置及其控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108051256A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113845435A (zh) * 2021-10-14 2021-12-28 四川吉隆达生物科技集团有限公司 饲料级谷氨酸锰的生产工艺
KR102374837B1 (ko) * 2021-07-20 2022-03-18 재단법인 오송첨단의료산업진흥재단 약물의 정량 자동 펌핑이 가능한 실린지 자동 펌핑 장치
CN116148027A (zh) * 2023-04-18 2023-05-23 北京层浪生物科技有限公司 样本制备仪

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102374837B1 (ko) * 2021-07-20 2022-03-18 재단법인 오송첨단의료산업진흥재단 약물의 정량 자동 펌핑이 가능한 실린지 자동 펌핑 장치
CN113845435A (zh) * 2021-10-14 2021-12-28 四川吉隆达生物科技集团有限公司 饲料级谷氨酸锰的生产工艺
CN116148027A (zh) * 2023-04-18 2023-05-23 北京层浪生物科技有限公司 样本制备仪
CN116148027B (zh) * 2023-04-18 2024-04-05 北京层浪生物科技有限公司 样本制备仪

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1064531B1 (en) Electronic apparatus for dispensing precise small quantities of fluid
CN108051256A (zh) 一种取样、蒸发一体化的自动化进样装置及其控制方法
US11524287B2 (en) Automatic pipetting device for transferring samples and/or reagents and method for transferring liquid samples and/or reagents
JP3512811B2 (ja) モジュール式バイアル自動サンプル装置
CA1247064A (en) Bi-directional liquid sample handling system
US7198956B2 (en) Automated fluid handling system and method
CN102232184B (zh) 自动等温滴定微量热计装置与使用方法
US4351799A (en) Micrometering liquid sample dispenser
JP2008539440A (ja) 自動臨床アナライザで少量で液体サンプルを吸引若しくは分配する方法および装置
CN104965047B (zh) 新型平面色谱点样仪及分步重复点样方法
JP2005507993A (ja) 流体ベース処理システムを自動分析するための方法および機器
CN110412304A (zh) pH值测试系统及pH值自动化测试方法
CN109939758A (zh) 一种血液流变检测用的自动血液前处理及移液平台
JP2019100875A (ja) 試料を希釈する機能を備えた装置及び試料の希釈方法
CN207764244U (zh) 一种自动液体进样器
CN207366582U (zh) 一种轨道式样本前处理系统
CN208012905U (zh) 一种取样、蒸发一体化的自动化进样装置
CN201965051U (zh) 样品消解处理装置
CN104597175A (zh) 一种检测牛奶中卡那霉素的样本前处理方法及使用其的检测方法
CN109387419A (zh) 一种切片制作染色与扫描一体机
EP2530456A1 (en) Method of washing pipe of light-emission measuring device and mechanism for washing pipe of light-emission measuring device
CN201974436U (zh) 一种单微量进样器自动吸液分液系统
CN204380318U (zh) 一种微萃取器
US5015591A (en) Method and apparatus for filtering and metering liquid samples
CN207282451U (zh) 一种电感耦合等离子体质谱仪自动进样器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20191226

Address after: 310000 room 1001, building 2, No. 88, Xiangyuan Road, Gongshu District, Hangzhou City, Zhejiang Province

Applicant after: ZHEJIANG TAIHE ENGINEERING TECHNOLOGY CO., LTD.

Address before: 310015 room 717, No. 99, No. 1, No. 99, Xiangyuan Road, Gongshu District, Gongshu District

Applicant before: Zhejiang Tihe Instrument Co., Ltd.

TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20220602

Address after: 310000 room 717, floor 7, building 1, No. 99, Xiangyuan Road, Gongshu District, Hangzhou City, Zhejiang Province

Applicant after: ZHEJIANG TIHE INSTRUMENT Co.,Ltd.

Address before: 310000 room 1001, building 2, No. 88, Xiangyuan Road, Gongshu District, Hangzhou City, Zhejiang Province

Applicant before: ZHEJIANG TAIHE ENGINEERING TECHNOLOGY Co.,Ltd.

TA01 Transfer of patent application right