CN114111981B - 用于交替称量注射器的自动称量装置及称量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于交替称量注射器的自动称量装置，包括质量测量组件、注射器拿取组件和控制组件。在控制组件的控制作用下，拿取机构通过拿取样品注射器或参比注射器，可使样品注射器和参比注射器交替脱离称量支架，分别获取样品注射器和参比注射器的质量，进而通过控制组件计算得出样品注射器和参比注射器的质量差。整个称量过程无需人工操作，最大程度减少了人为因素对质量精密称量的影响，而且通过交替称量获得样品注射器和参比注射器的质量差，避免了质量测量组件示值漂移对称量结果的影响，极大提高了通过称量获取注射器质量差的称量效率和测量结果准确性。本发明还提供一种基于上述自动称量装置实施的用于交替称量注射器的称量方法。

Description

用于交替称量注射器的自动称量装置及称量方法

技术领域

本发明属于分析仪校准技术领域，涉及分析仪器校准用气体标准物质的制备，特别是涉及一种用于交替称量注射器的自动称量装置及称量方法。

背景技术

气体成分分析检测用的分析仪器通常需要使用气体标准物质对其性能进行校准或者验证。气体标准物质准备通常使用称量法。国家标准《GB/T5274.1-2018气体分析校准用混合气体的制备第1部分：称量法制备一级混合气体》对称量法制备气体标准物质的技术流程进行了规定。对于某些种类的标准气体，例如氮气中乙醇、氮气中苯等，制备过程使用的原料除了高纯氮气外，还有乙醇或苯的纯品。这些纯品在常温常压下为液体，取少量的液体经气化后充入气瓶，与高纯氮气混合，即可得到相应的气体标准物质。上述GB/T5274.1-2018对使用纯液体制备气体标准物质的过程进行了规定，其中核心内容是称量制备过程中加入的原料液体的质量。

液体的质量称量需要借助相应的容器，在气体标准物质制备中通常使用液体注射器，首先称量含有目标液体的注射器的质量，然后将注射器中的液体注入气瓶中，再称量该注射器的质量，注入液体前后注射器的质量差即为液体的质量。所以准确测量液体质量，离不开对注射器质量的精确称量。同时，为了确保原料液体完全气化，量取和称量的液体质量非常小，通常在毫克量级，准确称量其质量除了选用高精度的质量比较仪外，还应该尽量克服环境的影响、人为操作的影响以及质量比较仪示值漂移的影响。上述GB/T 5274.1-2018推荐使用替代法称量抵消质量比较仪的示值漂移，即将含有原料液体的注射器定义为样品注射器，将一个同样外观和材质、但不含有原料液体的注射器定义为参比注射器，通过交替称量样品注射器和参比注射器获得其质量差，在注入液体前后的该质量差会发生变化，这种变化体现出了被注入原料液体的质量。

但是人工手动操作替代法称量，存在大量的人为干扰因素，影响着测量结果的准确性，例如人手动开关天平防风罩门的影响、人呼出气体对天平周边环境湿度的影响、人体温度对天平周边环境温度的影响、人手动放置注射器位置不一致的影响等等。另外，为了获得精确的数据，常常需要多次反复的交替称量，人手工操作费时费力，工作效率低下。

综上所述，有必要提出一种用于交替称量注射器的自动称量方案，以克服上述由于人工手动操作替代法称量，存在大量人为干扰因素，从而影响称量效率和测量结果准确性的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于交替称量注射器的自动称量装置及称量方法，其通过交替称量样品注射器和参比注射器获得其质量差，以解决上述现有人工手动操作替代法称量，由于人为干扰因素较多，从而影响称量效率和测量结果准确性的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种用于交替称量注射器的自动称量装置，包括：

质量测量组件，所述质量测量组件上设置有称量支架，所述称量支架设置于所述质量测量组件上，能够同时安置样品注射器和参比注射器；

注射器拿取组件，所述注射器拿取组件包括驱动机构和与所述驱动机构连接的拿取机构，所述拿取机构能够拿取所述样品注射器或所述参比注射器，以使所述样品注射器和所述参比注射器交替脱离所述称量支架；

控制组件，所述控制组件与所述质量测量组件、所述注射器拿取组件通讯连接，以获取所述样品注射器和所述参比注射器的质量差。

可选的，所述称量支架包括多层框架，所述多层框架上沿其高度方向至少设置有两层V型托架；所述多层框架平行间隔设置有两组，所述样品注射器的轴向两端分别架设于两组所述多层框架的同层所述V型托架上；所述参比注射器与所述样品注射器分层布置，且所述参比注射器的轴向两端分别架设于两组所述多层框架的同层所述V型托架上。

可选的，同一所述多层框架上的至少两层所述V型托架的尖端位于同一竖直线上，所述竖直线平行于所述多层框架的高度方向。

可选的，所述拿取机构包括：

第一提升臂，所述第一提升臂的一端与所述驱动机构连接，另一端设置第一托举架，且所述第一托举架位于所述样品注射器和所述参比注射器中一者的下方；

第二提升臂，所述第二提升臂的一端与所述驱动机构连接，另一端设置第二托举架，且所述第二托举架位于所述样品注射器和所述参比注射器中另一者的下方。

可选的，所述第一托举架包括沿水平方向间隔平行设置的两根第一托杆；所述水平方向垂直于所述多层框架的高度方向。

可选的，所述第二托举架包括沿水平方向间隔平行设置的两根第二托杆；所述水平方向垂直于所述多层框架的高度方向。

可选的，所述第一托杆和所述第二托杆均为V型托杆。

可选的，所述驱动机构包括：

第一提升机构，所述第一提升机构包括第一电机和与所述第一电机连接的第一丝杆，所述第一提升臂的远离所述第一托举架的一端设置有第一螺纹孔，以和所述第一丝杆螺纹连接；

第二提升机构，所述第二提升机构包括第二电机和与所述第二电机连接的第二丝杆，所述第二丝杆平行于所述第一丝杆设置，所述第二提升臂的远离所述第二托举架的一端设置有第二螺纹孔，以和所述第二丝杆螺纹连接；

所述第一提升机构和所述第二提升机构分别位于所述称量支架的两侧。

可选的，所述第一提升臂和所述第二提升臂均位于两组所述多层框架之间，且所述第一提升臂和所述第二提升臂分别位于所述多层框架的不同高度位置。

可选的，所述第一提升机构还包括第一导向轨道，所述第一导向轨道平行于所述第一丝杆设置，并与所述第一提升臂的远离所述第一托举架的一端滑动连接；所述第一导向轨道上设置有第一高度限位装置和第二高度限位装置，所述第一高度限位装置和所述第二高度限位装置分别位于所述第一提升臂的上方和下方，以限制所述第一提升臂的升降范围；

所述第二提升机构还包括第二导向轨道，所述第二导向轨道平行于所述第二丝杆设置，并与所述第二提升臂的远离所述第二托举架的一端滑动连接；所述第二导向轨道上设置有第三高度限位装置和第四高度限位装置，所述第三高度限位装置和所述第四高度限位装置分别位于所述第二提升臂的上方和下方，以限制所述第二提升臂的升降范围。

可选的，所述第一提升臂和所述第二提升臂均为垂直于所述多层框架的高度方向的水平臂。

可选的，所述第一提升臂的远离所述第一托举架的一端开设有第一滑动圆孔，所述第一导向轨道为圆柱状导轨，其滑动穿设于所述第一滑动圆孔内。

可选的，所述第二提升臂的远离所述第二托举架的一端开设有第二滑动圆孔，所述第二导向轨道为圆柱状导轨，其滑动穿设于所述第一滑动圆孔内。

可选的，所述质量测量组件为单盘电子质量比较仪。

可选的，所述自动称量装置还包括基台，所述质量测量组件和/或所述驱动机构设置于所述基台上表面。

可选的，所述自动称量装置还包括防风罩，所述防风罩罩设于所述自动称量装置的外部，且所述防风罩上设置有可开关的门。

同时，本发明提出一种用于交替称量注射器的称量方法，采用上述的自动称量装置实施，包括：

步骤一：将所述样品注射器和所述参比注射器均放置在所述称量支架上的相应位置；

步骤二：通过所述注射器拿取组件将所述样品注射器和所述参比注射器中的一者取走，以获取留在所述称量支架上的所述样品注射器或所述参比注射器的质量数据；

步骤三：通过所述注射器拿取组件将所述步骤一中取走的所述参比注射器或所述样品注射器放回所述称量支架上的相应位置，并通过所述注射器拿取组件将所述样品注射器和所述参比注射器中的另外一者取走，以获取留在所述称量支架上的所述参比注射器或所述样品注射器的质量数据；

步骤四：将所述步骤二和步骤三重复预定次数后得出预定数量的所述样品注射器的质量数据，和预定数量的所述参比注射器的质量数据。

可选的，上述用于交替称量注射器的称量方法可细分为下面五个步骤进行：

步骤一：将所述样品注射器和所述参比注射器均放置在所述称量支架上的相应位置；

步骤二：将所述样品注射器脱离所述称量支架，以获取留在所述称量支架上的所述参比注射器的质量数据；

步骤三：将所述参比注射器脱离所述称量支架，并将所述样品注射器放回至所述称量支架上，以获取留在所述称量支架上的所述样品注射器的质量数据；

步骤四：将所述样品注射器脱离所述称量支架，并将所述参比注射器放回至所述称量支架上，以获取留在所述称量支架上的所述参比注射器的质量数据；

步骤五：重复上述步骤三和步骤四多次，以完成预定的循环交替称量次数。至此完成对所述样品注射器和所述参比注射器的称量过程。上述称量过程所获取的质量数据用于获得样品注射器和参比注射器的质量差。

在上述步骤四之后和步骤五之前，将所述步骤二和步骤三获得的质量数据进行差减，获得所述样品注射器和所述参比注射器的质量差。

在步骤五之后，即获得预定数量的所述样品注射器和所述参比注射器的质量差。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明提出的用于交替称量注射器的自动称量装置，初始状态称量支架上同时安置样品注射器和参比注射器，在控制组件的控制作用下，注射器拿取组件的拿取机构通过拿取样品注射器或参比注射器，可使样品注射器和参比注射器交替脱离称量支架，多次交替循环操作，可以获取样品注射器(包含其内样品的质量)和参比注射器的质量，进而通过控制组件的预设程序，计算得出样品注射器和参比注射器的质量差。整个称量过程无需人工操作，最大程度减少了人为因素对质量精密称量的影响，而且通过交替称量获得样品注射器和参比注射器的质量差，避免了质量测量组件示值漂移对称量结果的影响，极大提高了注射器质量称量的称量效率和测量结果准确性。

另外，在本发明公开的一些方案中，还在自动称量装置的外部罩设了防风罩，整个交替称量过程均在防风罩内自动完成，可有效隔绝周边气流和人为活动对称量的影响，有利于进一步提升测量精度。

此外，本发明还提供一种基于上述自动称量装置实施的用于交替称量注射器的称量方法，全程自动化操作，步骤简便，而且误差小，极大提高了通过称量获取注射器质量差的称量效率和测量结果准确性。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所公开的用于交替称量注射器的自动称量装置的结构示意图；

图2为本发明实施例所公开的第一提升臂的俯视图；

图3为本发明实施例所公开的第二提升臂的俯视图；

图4为本发明实施例所公开的样品注射器的结构示意图。

其中，附图标记为：100、用于交替称量注射器的自动称量装置；

1防风罩、2基台、3第一电机、4第一导向轨道、5第一丝杆、6第一提升臂、61第一螺纹孔、62第一滑动圆孔、63第一托杆、7称量支架、71V型托杆、8质量测量组件、9参比注射器、10样品注射器、11第二提升臂、111第二螺纹孔、112第二滑动圆孔、113第二托杆、12第二丝杆、13第二电机、14第二导向轨道、R1第一高度限位装置、R2第二高度限位装置、R3第三高度限位装置、R4第四高度限位装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的之一是提供一种用于交替称量注射器的自动称量装置，其通过交替称量样品注射器和参比注射器获得其质量差，以解决现有人工手动操作替代法称量，由于人为干扰因素较多，从而影响称量效率和测量结果准确性的问题。

本发明的另一目的还在于提供一种基于上述自动称量装置实施的用于交替称量注射器的称量方法。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本实施例提供一种用于交替称量注射器的自动称量装置100，主要包括质量测量组件8、注射器拿取组件和控制组件。质量测量组件8上设置有称量支架7，称量支架7设置于质量测量组件8上，能够同时安置样品注射器10和参比注射器9；注射器拿取组件包括驱动机构和与驱动机构连接的拿取机构，拿取机构能够拿取样品注射器10或参比注射器9，以使样品注射器10和参比注射器9交替脱离称量支架7；控制组件与质量测量组件8、注射器拿取组件通讯连接，能够控制注射器拿取组件的启停，并实时获取质量测量组件8的测量数据，最终通过预设程序计算得出样品注射器10和参比注射器9的质量差。

本实施例中，称量支架7包括多层框架，多层框架上沿其高度方向至少设置有两层V型托架71；多层框架平行间隔设置有两组，样品注射器10的轴向两端分别架设于两组多层框架的同层V型托架71上；参比注射器9与样品注射器10分层布置，且参比注射器9的轴向两端分别架设于两组多层框架的同层V型托架71上。

本实施例中，同一多层框架上的至少两层V型托架71的尖端位于同一竖直线上，该竖直线平行于多层框架的高度方向。称量支架7坐落于质量测量组件8上，比如坐落于精密质量比较仪的托盘上，且称量支架7的中心点与托盘的中心点重合；两组多层框架前后对称布置，且两组多层框架的上层V型托杆位于同一水平面上，下层V型托杆也位于同一水平面上；当注射器放上后，由于重力作用，会自动移动到V型托杆71中心的低点，从而确保交替称量时，每次称量注射器都在相同的位置，也确保样品注射器10与参比注射器9和托盘中心在同一条竖直线上。作为优选方式，两组多层框架之间的平行间距，等于任意一多层框架的宽度，即称量支架7的俯视图为一个正方形，该正方形的中心与精密质量比较仪上托盘的中心重合。

本实施例中，拿取机构包括第一提升臂6和第二提升臂11。第一提升臂6的一端与驱动机构连接，另一端设置第一托举架，且第一托举架位于样品注射器10和参比注射器9中一者的下方；第二提升臂11的一端与驱动机构连接，另一端设置第二托举架，且第二托举架位于样品注射器10和参比注射器9中另一者的下方。作为优选方式，样品注射器10位于参比注射器9的上方，即样品注射器10位于上层的V型托架71上，参比注射器9位于下层的V型托架71上，第一提升臂6位于样品注射器10和参比注射器9之间，以通过第一托举架托起样品注射器10；而第二提升臂11位于参比注射器9的下方，以通过第二托举架托起参比注射器9。其中，如图2所示，第一托举架包括沿水平方向间隔平行设置的两根第一托杆63；第二托举架的结构与第一托举架的相同，其包括沿水平方向间隔平行设置的两根第二托杆113；上述“水平方向”垂直于多层框架的高度方向。通过控制组件控制驱动机构交替升降第一提升臂6和第二提升臂11，则可以交替称量参比注射器9和样品注射器10。

本实施例中，第一提升臂6和第二提升臂11均为水平臂，二者平行布置，且均垂直于称量支架7的高度方向设置。第一托杆63和第二托杆113可为水平平直托杆、V型托杆或U型托杆，作为优选方式，将第一托杆63和第二托杆113设置为V型托杆或U型托杆，以便将注射器托起时，样品注射器10和参比注射器9不会从第一提升臂6和第二提升臂11上滑脱。尤其优选将第一托杆63和第二托杆113均设置为与V型托杆71结构和尺寸均一致的V型托杆结构，由于V型托杆结构上具有V型的凹槽结构，能够确保第一提升臂6和第二提升臂11在上下移动时，其上面的样品注射器10和参比注射器9不发生随意滚动。

本实施例中，驱动机构包括第一提升机构和第二提升机构，第一提升机构包括第一电机3和与第一电机3连接的第一丝杆5，第一丝杆5平行于称量支架7的高度方向设置，第一提升臂6的远离第一托举架(即第一托杆63)的一端设置有第一螺纹孔61，以和第一丝杆5螺纹连接形成丝杆滑块副，通过控制第一电机3正反转，能够实现第一提升臂6的升降，从而实现对样品注射器10的托起和复位(即将样品注射器10再次放置于上层的V型托架71上)。相应的，第二提升机构与第一提升机构的结构相同，其包括第二电机13和与第二电机13连接的第二丝杆12，第二丝杆12平行于第一丝杆5设置，第二提升臂11的远离第二托举架(即第二托杆113)的一端设置有第二螺纹孔111，以和第二丝杆12螺纹连接形成丝杆滑块副，通过控制第二电机13正反转，能够实现第二提升臂11的升降，从而实现对参比注射器9的托起和复位(即将参比注射器9再次放置于下层的V型托架71上)。作为优选方式，第一提升臂6和第二提升臂11均位于称量支架7的两组多层框架之间，两组多层框架通过底部连接，或者通过侧边连接也可，当两组多层框架之间通过侧边连接时，需要预留足够大的孔洞供第一提升臂6和第二提升臂11置入和升降，且升降时不触碰到称量支架7。上述的第一提升机构和第二提升机构分别置于称量支架7的两侧，且优选对称分布，以避免同侧设置造成相互干扰。同时，当称量支架7的左右两侧预留上述孔洞时，两侧的孔洞为对称图案。

本实施例中，第一电机3和第二电机13均优选为精密步进电机。实际操作中，第一丝杆5和第二丝杆12也可以共同一套驱动机构，比如仅设置一台电机，该电机通过齿轮啮合系统同时与第一丝杆5和第二丝杆12的连接。

本实施例中，第一提升机构还配置有第一导向轨道4，第一导向轨道4平行于第一丝杆5设置，且相对第一丝杆5远离第一托举架(即第一托杆63)设置，第一导向轨道4优选设置为圆柱状导轨；相应的，第一提升臂6的远离第一托举架(即第一托杆63)的一端开设有第一滑动圆孔62，其滑动套设于第一导向轨道4外形成滑动副，当第一提升臂6在第一丝杆5的带动下升降时，第一导向轨道4主要起导向作用，确保第一提升臂6平稳垂直升降。其中，第一滑动圆孔62的内径与第一导向轨道4的外径尺寸一致，以使第一提升臂6与第一导向轨道4之间接触紧密，无明显缝隙。实际操作中，第一提升臂6与第一导向轨道4之间还可以是矩形孔与圆柱导轨、或者矩形孔与矩形导轨的配合连接。

本实施例中，第二提升机构同第一提升机构一样，还配置有第二导向轨道14，第二导向轨道14平行于第二丝杆12设置，且相对第二丝杆12远离第二托举架(即第二托杆113)设置，第二导向轨道14优选设置为圆柱状导轨；相应的，第二提升臂11的远离第二托举架(即第二托杆113)的一端开设有第二滑动圆孔112，其滑动套设于第二导向轨道14外形成滑动副，当第二提升臂11在第二丝杆12的带动下升降时，第二导向轨道14主要起导向作用，确保第二提升臂11平稳垂直升降。其中，第二滑动圆孔112的内径与第二导向轨道14的外径尺寸一致，以使第二提升臂11与第二导向轨道14之间接触紧密，无明显缝隙。实际操作中，第二提升臂11与第二导向轨道14之间还可以是矩形孔与圆柱导轨、或者矩形孔与矩形导轨的配合连接。

本实施例中，还在第一提升机构和第二提升机构中配置了限位组件，即设置于第一导向轨道4上的第一高度限位装置R1和第二高度限位装置R2，以及设置于第二导向轨道14上的第三高度限位装置R3和第四高度限位装置R4。第一高度限位装置R1和第二高度限位装置R2分别位于第一提升臂6的上方和下方，以限制第一提升臂6的升降范围，尤其是在样品注射器10和参比注射器9上下布置的情况下，第二高度限位装置R2位于参比注射器9所在V型托杆71的上方，以防止第一提升臂6回落(下降)时碰触或挤压参比注射器9。相应的，第三高度限位装置R3和第四高度限位装置R4分别位于第二提升臂11的上方和下方，以限制第二提升臂11的升降范围，尤其是在样品注射器10和参比注射器9上下布置的情况下，第三高度限位装置R3位于样品注射器10所在V型托杆71的下方，以防止第二提升臂11上升时碰触或挤掉样品注射器10。

作为优选方式，上述的第一高度限位装置R1、第二高度限位装置R2、第三高度限位装置R3和第四高度限位装置R4均优选为碰触开关，具体为一种接触感应器。当第一提升臂6上升时，如果接触到第一高度限位装置R1(触碰开关)，则控制组件接收碰触信号，并控制其停止上升或者驱动第一电机3相对原上升行程反转；而当第一提升臂6下降时，如果接触到第二高度限位装置R2(触碰开关)，则控制组件接收碰触信号，并控制其停止下降或者驱动第一电机3相对原下降行程反转。相应的，当第二提升臂11上升时，如果接触到第三高度限位装置R3(触碰开关)，则控制组件接收碰触信号，并控制其停止上升或者驱动第二电机13相对原上升行程反转；而当第二提升臂11下降时，如果接触到第四高度限位装置R4(触碰开关)，则控制组件接收碰触信号，并控制其停止下降或者驱动第二电机13相对原下降行程反转。

本实施例中，质量测量组件8为一种精密质量比较仪，比如为单盘电子质量比较仪，内部传感器为电磁力传感器，具备高灵敏度和高准确性。例如梅特勒公司XPR205系列。

本实施例中，上述的控制组件包括软件控制程序和计算机，所述软件控制程序安装在所述计算机内，所述计算机与第一电机3、第二电机13、第一高度限位装置R1、第二高度限位装置R2、第三高度限位装置R3、第四高度限位装置R4以及质量测量组件8均通讯连接，通过控制程序可以自动控制第一提升臂6与第二提升臂11的升降和起停，并且自动记录质量测量组件8的示值。上述计算机可为联想、三星、戴尔等公司生产的常规型号计算机。

本实施例中，还包括基台2，质量测量组件8和上述的第一提升机构和第二提升机构均设置于基台2上表面。基台2优选为厚度不小于50mm(毫米)的大理石基台，大理石基台水平放置，上表面水平光滑，确保自动称量装置整体的稳定性，减少周边环境振动对称量结果的影响。

本实施例中，还包括防风罩1，防风罩1罩设于自动称量装置的外部，且防风罩1上设置有可开关的门。防风罩1优选由铝合金框架和透明玻璃制作而成，倒扣于上述基台2上，形成封闭空间，用于隔绝周边气流和人为活动对称量的影响。上述防风罩1上的可开关的门打开，可将样品注射器10和参比注射器9放置到称量支架7相应的位置上，或从称量支架7上将样品注射器10和参比注射器9取出；可开关的门关闭，为测量过程提供封闭空间。

本实施例中，含有原料液体的注射器为样品注射器10，另一个同样外观和材质、但不含有原料液体的注射器为参比注射器9。样品注射器10和参比注射器9均优选为带锁的液体注射器，当注射器吸入液体后，关闭锁，可以防止注射器内的液体流出或者挥发，从而避免因液体流出或者挥发导致的称量数据不准确和不稳定。由于参比注射器9和样品注射器10的结构、规格完全相同，所以图4既可以示意样品注射器10的结构，也可以示意参比注射器9的结构，所以在图4中的附图标记标记为“10(9)”。

本实施例所提出的上述用于交替称量注射器的自动称量装置100，采用高精度电子质量比较仪(即质量测量组件8)作为质量称量的核心部件，采用一只与被称量的样品注射器外观完全相同的空注射器作为参比注射器，采用两台精密步进电机(第一电机3和第二电机13)和传控系统(丝杆滑块副和提升臂与导向轨道之间的滑动副)控制第一提升臂6和第二提升臂11，用于升降样品注射器10和参比注射器9，整个称量过程无需人工操作，最大程度减少了人物因素对质量精密称量的影响，而且可以通过多次交替称量样品注射器和参比注射器，根据参比注射器多次称量所得数据的变动情况，显示质量比较仪的示值漂移情况，并且通过交替称量获得样品注射器10和参比注射器9的质量差，避免了质量比较仪示值漂移对称量结果的影响，极大提高了通过称量获取注射器质量差的准确性和工作效率。

下面对本实施例的上述用于交替称量注射器的自动称量装置100的使用原理做具体说明。

用于交替称量注射器的自动称量装置100通常的工作流程分为初始状态、称量状态和结束状态。初始状态时，质量测量组件8已经预热完成，零点和量程校准都合格，可以正常工作，第一提升臂6和第二提升臂11均处于下位，即分别靠近(或者贴合)各自下方的第二高度限位装置R2和第四高度限位装置R4，此时将样品注射器10和参比注射器9分别放置在称量支架7的上下层V型托杆71上，然后关闭防风罩1上的门。

称量状态时，主要按照如下步骤进行：

步骤一：先升起第一提升臂6，让样品注射器10脱离称量支架7的上层的V型托杆71，此时质量测量组件8的示值反映的是参比注射器9的质量数据(m₁)；

步骤二：然后升起第二提升臂11，让参比注射器9脱离称量支架7的下层的V型托杆71，再降落第一提升臂6，将样品注射器10再次回落在称量支架7上层的V型托杆71上，此时质量测量组件8的示值反映的是样品注射器10的质量数据(m₂)；

步骤三：然后升起第一提升臂6，让样品注射器10脱离称量支架7的上层的V型托杆71，再降落第二提升臂11，让参比注射器9再次回落在称量支架7下层的V型托杆71上，此时质量测量组件8的示值反映的是参比注射器9的质量数据(m₃)；

重复上述步骤二和步骤三多次，就可以得到多个样品注射器10和参比注射器9的质量数据m_2i和m_2i+1(i为大于等于1的整数)；当控制组件的计算机内程序预定的循环交替称量次数都完成后，回到结束状态。至此完成对样品注射器10和参比注射器9的称量过程。上述称量过程所获取的质量数据用于获得样品注射器和参比注射器的质量差。

结束状态时，第一提升臂6和第二提升臂11均移动到下位，即分别靠近(或者贴合)各自下方的第二高度限位装置R2和第四高度限位装置R4，此时样品注射器10和参比注射器9分别放置在称量支架7的上下层V型托杆71上。在结束状态时或者初始状态时可以移取、放置或者更换样品注射器10或者参比注射器9。根据以上反复交替称量的结果(质量数据)可以计算得到样品注射器10与参比注射器9的质量差为：

上式中“i”与前述的“i”为同一字符，表示大于等于1的整数；△m为原料液体注射前或者注射后，多次交替称量样品注射器10和参比注射器9，获得的样品注射器10与参比注射器9的质量差的平均值，m_2i-1为前一次称量参比注射器9时获得的质量数据，m_2i+1为后一次称量参比注射器9时获得的质量数据，m_2i为两次称量参比注射器9之间称量样品注射器10时获得的质量数据，n为样品注射器10被称量的次数。

当液体注射法制备气体标准物质时，为了获得微量原料气体的精确质量，样品注射器10内的液体注入气瓶前后，都应采用上述交替称量的办法称量该样品注射器10与同一个参比注射器9的质量差，如果注入前的质量差是△m_前，注入后的质量差△m_后，则被注入的原料液体的质量W，可以按照下面公式计算：

W＝Δm_前-Δm_后。

综上所述，本技术方案提出的用于交替称量注射器的自动称量装置100控制组件能够智能控制样品注射器和参比注射器的升降和交替称量，并按照设定程序(上述两个公式)计算得出样品注射器和参考注射器的质量差，相比人工操作，智能化程度、工作效率和可靠性方面有很大程度的提高。并且全自动化的操作，代替人工操作，还能大量节省人力，节省重复交替称量的人力成本。本技术方案可准确获得样品注射器和参考注射器的质量差，用于替代法称量微量原料液体的质量，对于常温为液体组分的气体标准物质的精确制备具有较强的实际应用效果。

需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种用于交替称量注射器的自动称量装置，其特征在于，包括：

质量测量组件，所述质量测量组件上设置有称量支架，所述称量支架设置于所述质量测量组件上，能够同时安置样品注射器和参比注射器；所述称量支架包括多层框架，所述多层框架上沿其高度方向至少设置有两层V型托架；所述多层框架平行间隔设置有两组，所述样品注射器的轴向两端分别架设于两组所述多层框架的同层所述V型托架上；所述参比注射器与所述样品注射器分层布置，且所述参比注射器的轴向两端分别架设于两组所述多层框架的同层所述V型托架上；

注射器拿取组件，所述注射器拿取组件包括驱动机构和与所述驱动机构连接的拿取机构，所述拿取机构能够拿取所述样品注射器或所述参比注射器，以使所述样品注射器和所述参比注射器交替脱离所述称量支架；所述拿取机构包括第一提升臂和第二提升臂，所述第一提升臂的一端与所述驱动机构连接，另一端设置第一托举架，且所述第一托举架位于所述样品注射器和所述参比注射器中一者的下方；所述第二提升臂的一端与所述驱动机构连接，另一端设置第二托举架，且所述第二托举架位于所述样品注射器和所述参比注射器中另一者的下方；所述驱动机构包括第一提升机构和第二提升机构，所述第一提升机构包括第一电机和与所述第一电机连接的第一丝杆，所述第一提升臂的远离所述第一托举架的一端设置有第一螺纹孔，以和所述第一丝杆螺纹连接；所述第二提升机构包括第二电机和与所述第二电机连接的第二丝杆，所述第二丝杆平行于所述第一丝杆设置，所述第二提升臂的远离所述第二托举架的一端设置有第二螺纹孔，以和所述第二丝杆螺纹连接；所述第一提升机构和所述第二提升机构分别位于所述称量支架的两侧；

控制组件，所述控制组件与所述质量测量组件、所述注射器拿取组件通讯连接，以获取所述样品注射器和所述参比注射器的质量差。

2.根据权利要求1所述的自动称量装置，其特征在于，所述第一提升臂和所述第二提升臂均位于两组所述多层框架之间，且所述第一提升臂和所述第二提升臂分别位于所述多层框架的不同高度位置。

3.根据权利要求1所述的自动称量装置，其特征在于，所述第一提升机构还包括第一导向轨道，所述第一导向轨道平行于所述第一丝杆设置，并与所述第一提升臂的远离所述第一托举架的一端滑动连接；所述第一导向轨道上设置有第一高度限位装置和第二高度限位装置，所述第一高度限位装置和所述第二高度限位装置分别位于所述第一提升臂的上方和下方，以限制所述第一提升臂的升降范围；

所述第二提升机构还包括第二导向轨道，所述第二导向轨道平行于所述第二丝杆设置，并与所述第二提升臂的远离所述第二托举架的一端滑动连接；所述第二导向轨道上设置有第三高度限位装置和第四高度限位装置，所述第三高度限位装置和所述第四高度限位装置分别位于所述第二提升臂的上方和下方，以限制所述第二提升臂的升降范围。

4.根据权利要求1~3任意一项所述的自动称量装置，其特征在于，所述质量测量组件为单盘电子质量比较仪。

5.根据权利要求1~3任意一项所述的自动称量装置，其特征在于，还包括基台，所述质量测量组件和/或所述驱动机构设置于所述基台上表面。

6.根据权利要求1~3任意一项所述的自动称量装置，其特征在于，还包括防风罩，所述防风罩罩设于所述自动称量装置的外部，且所述防风罩上设置有可开关的门。

7.一种用于交替称量注射器的称量方法，采用如权利要求1~6任意一项所述的自动称量装置实施，其特征在于，包括：

步骤一：将所述样品注射器和所述参比注射器均放置在所述称量支架上的相应位置；

步骤二：通过所述注射器拿取组件将所述样品注射器和所述参比注射器中的一者取走，以获取留在所述称量支架上的所述样品注射器或所述参比注射器的质量数据；

步骤三：通过所述注射器拿取组件将所述步骤一中取走的所述参比注射器或所述样品注射器放回所述称量支架上的相应位置，并通过所述注射器拿取组件将所述样品注射器和所述参比注射器中的另外一者取走，以获取留在所述称量支架上的所述参比注射器或所述样品注射器的质量数据；

步骤四：将所述步骤二和步骤三重复预定次数后得出预定数量的所述样品注射器的质量数据，和预定数量的所述参比注射器的质量数据。