CN109696346B - 同位素前处理器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种一种同位素前处理器，其包括多通道连体电磁阀，每个通道通过输液管连通有一个试剂瓶；蠕动泵通过步进电机带动能够正反运转，并与所述多通道连体电磁阀相连，能够通过多通道连体电磁阀的切换，吸取任意一个试剂瓶中的试剂；所述蠕动泵还连接有加液管，所述加液管由三维移动臂驱动，能够向置于试管架上的处于不同位置、不同高度的试管加液；在试管架下方设有收集架，收集架上设有收集管，所述收集管的上端与所述试管一一相对并套接，能够收集试管中排出的废液；在所述收集管的下方设有废液池。本发明基本实现了全自动化操作，能够降低劳动强度，提高试验的稳定性。

Description

同位素前处理器

技术领域

本发明涉及一种在同位素分析测试之前，对样品进行分离、提纯的装置，涉及核工业、地矿、计量行业、农业、食品、环境等技术领域。

背景技术

同位素分析测试一般都用质谱仪，所以需要在样品前处理步骤中将同位素样品分离、提纯。

目前国内外市场上同位素前处理仪还是空白，同位素样品每年大约做60000个样品，市场测定需求很大，全部的分离提纯还是人工操作完成，因每个人的操作习惯不一样，同一个人不同时间做的操作也不一样，同位素样品分离提纯时间较长，总耗时长达48小时，需人工加入试剂，而且是少量多次，全程需要人员值守记录，同一个人每次加酸的数量可能不一致，所做出来的结果不稳定。人员操作也难以得到有效控制。

随着人工成本的增加，实验室工作人员对工作效率、工作质量的提高，他们对高效率、高精度检测的化学分析仪器更加依赖。

发明内容

本发明的目的是提供一种同位素前处理器，基本实现全自动化操作，降低劳动强度，提高试验的稳定性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种同位素前处理器，其特征是包括多通道连体电磁阀，每个通道通过输液管连通有一个试剂瓶；

蠕动泵通过步进电机带动能够正反运转，并与所述多通道连体电磁阀相连，能够通过多通道连体电磁阀的切换，吸取任意一个试剂瓶中的试剂；

所述蠕动泵还连接有加液管，所述加液管由三维移动臂驱动，能够向置于试管架上的处于不同位置、不同高度的试管加液；

在试管架下方设有收集架，收集架上设有收集管，所述收集管的上端与所述试管的底部开口一一相对并套接，能够收集试管中排出的废液。

所述的同位素前处理器，其中：所述三维移动臂由三个移动电机连动三个丝杆依次连接构成，能够在垂向、横向和纵向移动；各丝杆选用防腐材料制成，或喷涂有防腐材料。

所述的同位素前处理器，其中：所述三维移动臂上还安装有超声波传感器，所述超声波传感器能够随着三维移动臂的移动而移动，并能够扫描到每个试管。

所述的同位素前处理器，其中：所述三维移动臂外围设有通风罩，通风罩的左侧板设有进风口，进风口上安装有过滤网，右侧板设有出风口，出风口处安装有轴流风机。

所述的同位素前处理器，其中：所述轴流风机放入抽风装置里，抽风装置下面安装有排液管。

所述的同位素前处理器，其中：所述通风罩的前盖能够打开，而且前盖为透明或半透明材料制成，通过前盖能够看到试管架。

所述的同位素前处理器，其中：在所述左侧板附近还固定有一个废液槽。

所述的同位素前处理器，其中：所述通风罩的下方是箱体，箱体内部是一个腔体，腔体上方和通风罩内部相通，腔体内由下至上叠设有把手架、升降底座和所述收集架；

所述把手架的两侧都设有凹面、凸面以及连接在凹面与凸面之间的斜面，所述升降底座的两侧也都设有凹面、凸面以及连接在凹面与凸面之间的斜面，所述把手架能够水平移动，而且所述升降底座由限位块限制不能水平移动而只能上下移动；当把手架拉出，把手架的凸面与升降底座的凸面相对，所述升降底座位于高位，而且所述收集管的管口将所述试管的底部套入；当把手架推入，把手架的凹面、凸面分别与升降底座的凸面、凹面相对，则所述升降底座位于低位，而且所述收集管的管口与所述试管的底部分离。

所述的同位素前处理器，其中：所述升降底座的底部形成有废液池，废液池的底面具有坡度，底面的低处安装有废液管。

所述的同位素前处理器，其中：所述废液池上部盖有防溅板，防溅板上设有与各试管的底部开口对准的孔位。

与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是：

1、现有技术是人员操作每次只能做5个样品，实现中样品量大，远远不能满足市场需求。而本发明一次可以做几十位数的样品，加大一次性操作样品量。

2、现有技术中的实验过程中要在每根式管下面放入废液杯接排出的废液，接满后倒掉。而本发明没有在每根试管下面放废液杯和倒废液的烦恼。

3、现有技术人工加液时试剂挥发，因是人工加液，所以没办法封闭实验。而本发明中的实验过程在封闭条件下完成，不让试剂挥发到空间中对实验室人和物体造成伤害。

4、现有技术中每次加液都需要人员参与记录。而本发明中无需人员参与，自动加液，自动记录加液状态。

5、现有技术中人工加液时间较长。而本发明能够缩短加液时间。

6、现有技术中实验初期，从第一次加液开始，人员就不得离开，得随时查看流液状态，待液体流完后再加入下一种试剂。而本发明中不用人工看守，仪器自动扫描，查看流液状态，一但发现液体流完，立刻自动加入下一种试剂。

7、现有技术中每个人的操作习惯不一样，同一个人不同时间做的操作也不一样，甚至加错酸，人员操作难以得到有效控制，所以做出来的结果也不稳定。而本发明中保证操作的一致性，使实验结果得到有效控制。

8、现有技术中滴液时液体飞溅。而本发明中无滴液飞溅问题。

附图说明

图1是试剂流路结构原理图；

图2是同位素前处理器的内部结构示意图；

图3是腔体及其内部的试管收集架的结构示意图。

附图标记说明：多通道连体电磁阀1；蠕动泵2；加液管3；三维移动臂4；超声波传感器41；试管架5；试管51；收集架6；收集管61；废液池7；废液管71；防溅板72；通风罩8；过滤网81；抽风装置82；排液管83；废液槽84；箱体9；腔体91；把手架92；升降底座93；限位块94。

具体实施方式

如图1所示，是本发明提供的同位素前处理器的流路结构原理图，其中：

多通道连体电磁阀1(本实施例以九通道为例)的每个通道通过输液管连通有一个试剂瓶；所有接触试剂的管路(如输液管)都用全防腐材料PFA；

蠕动泵2通过步进电机带动运转，并与所述多通道连体电磁阀1相连，能够通过多通道连体电磁阀1的切换，吸取任意一个试剂瓶中的试剂；所述蠕动泵2能够正反运转，所述步进电机配置有驱动器，驱动器上面的系分参数能够调节，通过调节驱动器上面的系分参数，可以调控蠕动泵2的加液速度；

所述蠕动泵2还连接有加液管3，所述加液管3由三维移动臂4(如图2所示)驱动，能够向置于试管架5上的处于不同位置、不同高度的试管51加液；(注：所述试管51为两端开口的结构，试剂加入后，缓慢向下滴落。)

在试管架5下方设有收集架6，收集架6上放置收集管61，所述收集管61与所述试管51的底部开口一一相对，能够收集试管51中排出的废液；(注：收集管61中收集到足够的废液后，收集架6可整体取出，倾倒废液后重新放入。)

在收集架6下方设有废液池7，用于在放入收集架6之前，收取用于清洗试管51产生的废液。

如图2、图3所示，是本发明提供的同位素前处理器的内部结构示意图，其中：

所述三维移动臂4由三个移动电机连动三个丝杆依次连接构成，能够在垂向、横向和纵向移动，将加液管3的出液口对准任意一个试管51；每个移动电机配置有驱动器，驱动器上面的系分参数能够调节，通过调节驱动器上面的系分参数，能够调节各方向上的移动速度；所述三维移动臂4使用的是防腐材料以及表面做了防腐处理的金属材料，而且，各丝杆选用耐腐蚀特氟龙材料，或喷涂有防腐材料。

为了减少第一根试管和最后一根试管之间的时间误差，本发明特设计了快速预加液功能，正常加液是一次性加入预先设置好的试剂，从第一个开始到最后一个，全部加完后仪器自动扫描；而预加液功能是先在每个试管51中加入少量试剂，然后开始自动扫描，之后再在各试管51中加入剩余试剂，这样大大减少了样品间的时间误差。

所述三维移动臂4上还安装有超声波传感器41，所述超声波传感器41也随着三维移动臂4的移动而移动，因而能够扫描到每个试管51，在试验过程中，它不停移动，当扫描到某试管51液量为0时，蠕动泵2便起动，把相应的试剂从试剂瓶中通过输液管送达到该试管51里。实验人员可以先把试剂种类和要加入的试剂量提前编好顺序，仪器便可以安照顺序一步步进行。本发明可以代替人的眼睛，不用人工看守，不用人工记录。

所述三维移动臂4外围设有通风罩8，通风罩8用聚碳酸酯等半透明材料组合而成，左侧板设有进风口，进风口上安装有过滤网81，使进入的空气得到有效过滤，右侧板设有出风口，出风口处安装有轴流风机(未予图示)，轴流风机放入抽风装置82里，抽风装置82外端接到通风柜里，抽风装置82下面安装排液管83，如有抽出或回流液体，可通过排液管83排出。通风罩8的前盖(图2中朝向读者的板面)可以打开，而且前盖为透明或半透明材料制成，在盖上时可以方便地观察内部的试管51状态，而打开前盖则可以放入试管架5。整个通风罩8形成一个防腐蚀过滤通风系统，可以有效的防止试剂挥发到空气中而给人或物带来的伤害，仪器形成了全密封状态。

在所述左侧板附近还固定有一个废液槽84，蠕动泵2通过多通道连体电磁阀1的切换吸取不同试剂之前，需要冲洗试剂管路，而冲洗试剂管路时的废液排向废液槽84里。

通风罩8的下方是箱体9，箱体9前方设有一个能够打开的窗口，窗口为透明或半透明防腐材料制成，人员可以通过窗口观察到箱体9的内部状态。箱体9内部是一个腔体91，腔体91上方和通风罩8内部相通，腔体91内由下至上叠设有把手架92、升降底座93和收集架6，所述收集架6上设有多个收集管61，所述收集管61与所述试管51的底部开口一一相对，能够收集试管51底部开口处排出的废液。

所述把手架92的两侧都设有凹面、凸面以及连接在凹面与凸面之间的斜面，所述升降底座93的两侧也都设有凹面、凸面以及连接在凹面与凸面之间的斜面，所述把手架92能够水平移动，而且所述升降底座93由限位块94限制不能水平移动而只能上下移动。当把手架92拉出，则可使把手架92的凸面与升降底座93的凸面相对，使所述升降底座93抬高至高位，此时，所述收集管61的管口将所述试管51的底部套入，能够顺利收集废液。而当把手架92推入，可使把手架92的凹面、凸面分别与升降底座93的凸面、凹面相对，则所述升降底座93位于低位，此时，所述收集管61的管口与所述试管51的底部分离，便于将所述收集架6抽出，以清理废液。

所述升降底座93的底部形成有所述废液池7，废液池7的底面具有坡度，倾斜的坡度使液体从高处流向低处，低处安装有废液管71。为了避免废液发生飞溅，所述废液池7上部盖有防溅板72，防溅板72上设有与各试管51的底部开口对准的孔位，有效的防止同位素试管51排废液时向四周飞溅。在试验开始之前，需要用试剂清洗试管51，此时不放入收集架6，从试管51的底部开口排出的废液被废液池7收取，并由废液管向外排出；清洗完毕，再放入收集架6，之后试验过程中产生的废液被收集管61收取。

所述通风罩8的右侧板还安装有高清摄像头，通过摄像头可远程监控，在发生故障时停止实验，保障实验的安全性。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种同位素前处理器，其特征是包括多通道连体电磁阀，每个通道通过输液管连通有一个试剂瓶；

蠕动泵通过步进电机带动能够正反运转，并与所述多通道连体电磁阀相连，能够通过多通道连体电磁阀的切换，吸取任意一个试剂瓶中的试剂；

所述蠕动泵还连接有加液管，所述加液管由三维移动臂驱动，能够向置于试管架上的处于不同位置、不同高度的试管加液；

在试管架下方设有收集架，收集架上设有收集管，所述收集管的上端与所述试管的底部开口一一相对并套接，能够收集试管中排出的废液；

所述三维移动臂外围设有通风罩，所述通风罩的下方是箱体，箱体内部是一个腔体，腔体上方和通风罩内部相通，腔体内由下至上叠设有把手架、升降底座和所述收集架；

所述把手架的两侧都设有凹面、凸面以及连接在凹面与凸面之间的斜面，所述升降底座的两侧也都设有凹面、凸面以及连接在凹面与凸面之间的斜面，所述把手架能够水平移动，而且所述升降底座由限位块限制不能水平移动而只能上下移动；当把手架拉出，把手架的凸面与升降底座的凸面相对，所述升降底座位于高位，而且所述收集管的管口将所述试管的底部套入；当把手架推入，把手架的凹面、凸面分别与升降底座的凸面、凹面相对，则所述升降底座位于低位，而且所述收集管的管口与所述试管的底部分离。

2.根据权利要求1所述的同位素前处理器，其特征在于：所述三维移动臂由三个移动电机连动三个丝杆依次连接构成，能够在垂向、横向和纵向移动；各丝杆选用防腐材料制成，或喷涂有防腐材料。

3.根据权利要求1所述的同位素前处理器，其特征在于：所述三维移动臂上还安装有超声波传感器，所述超声波传感器能够随着三维移动臂的移动而移动，并能够扫描到每个试管。

4.根据权利要求1所述的同位素前处理器，其特征在于：通风罩的左侧板设有进风口，进风口上安装有过滤网，右侧板设有出风口，出风口处安装有轴流风机。

5.根据权利要求4所述的同位素前处理器，其特征在于：所述轴流风机放入抽风装置里，抽风装置下面安装有排液管。

6.根据权利要求4所述的同位素前处理器，其特征在于：所述通风罩的前盖能够打开，而且前盖为透明或半透明材料制成，通过前盖能够看到试管架。

7.根据权利要求4所述的同位素前处理器，其特征在于：在所述左侧板附近还固定有一个废液槽。

8.根据权利要求1所述的同位素前处理器，其特征在于：所述升降底座的底部形成有废液池，废液池的底面具有坡度，底面的低处安装有废液管。

9.根据权利要求8所述的同位素前处理器，其特征在于：所述废液池上部盖有防溅板，防溅板上设有与各试管的底部开口对准的孔位。