CN115032309B - 一种光学色谱仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光谱设备技术领域，具体的说是一种光学色谱仪，包括：机箱、箱盖、进样口、载气入口和载气出口；进样口设置在机箱上，用于通入样品气体；载气入口设置在机箱上，用于通入载气；载气出口设置在机箱上，用于载气流出；载气入口和载气出口之间通过密封管依次密封连接有汽化室、色谱柱和检测器；进样口与汽化室相连通；还包括降温机构；降温机构用于对色谱仪进行降温；本发明通过色谱仪检测样品完成后打开一号电磁阀和二号电磁阀，并再次通入载气，从而完成对色谱仪的降温，相较于使用风扇进行降温，使用载气进行降温能够防止色谱仪内的色谱柱以及其他元件在高温环境下与空气接触而被氧化，从而达到降温的同时延长色谱仪使用寿命的效果。

Description

一种光学色谱仪

技术领域

本发明涉及光谱设备技术领域，具体的说是一种光学色谱仪。

背景技术

色谱仪，是一种为进行色谱分离分析用的装置；包括进样系统、检测系统、记录和数据处理系统、温控系统以及流动相控制系统等；气相色谱仪在检测时，样品由载气带入，通过对欲检测混合物中组分有不同保留性能的色谱柱，使各组分分离，依次导入检测器，以得到各组分的检测信号；按照导入检测器的先后次序，再对比样品中各组分的光学色谱，可以区别出是什么组分，同时根据峰高度或峰面积可以计算出各组分含量；

常规的色谱仪在使用后需要等到色谱柱降到室温，进样口和检测器降到80℃以下才能关闭色谱仪的电源，因此色谱仪装载风扇等降温装置对色谱仪进行降温；而便携式色谱仪的体积小，内部空间有限，色谱柱在使用后处于高温状态，与周围环境的换热效果有限，若直接使用风扇煽动空气进行散热，会对色谱柱造成氧化，同时便携式色谱仪在仪器内部装载风扇会增加便携式色谱仪的体积，进而造成该技术方案的局限性。

鉴于此，为了克服上述技术问题，本发明提出了一种光学色谱仪，解决了上述技术问题。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提出的一种光学色谱仪，本发明通过色谱仪检测样品完成后打开一号电磁阀和二号电磁阀，并再次通入载气，从而完成对色谱仪的降温，相较于使用风扇进行降温，使用载气进行降温能够防止色谱仪内的色谱柱以及其他元件在高温环境下与空气接触而被氧化，从而达到降温的同时延长色谱仪使用寿命的效果。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种光学色谱仪，包括：

机箱；

箱盖；

进样口；进样口设置在机箱上，用于通入样品气体；

载气入口；载气入口设置在机箱上，用于通入载气；

载气出口；载气出口设置在机箱上，用于载气流出；

载气入口和载气出口之间通过密封管依次密封连接有汽化室、色谱柱和检测器；进样口与汽化室相连通；

控制器；控制器用于控制本发明的自动运行；

还包括降温机构；降温机构用于对色谱仪进行降温。

优选的，降温机构包括一号管；一号管的两端分别与进样口和载气入口固连且连通，一号管上固连有一号电磁阀；检测器外套设有降温筒；降温筒内开设有一号空腔；一号空腔的两侧连通有进气口和出气口；进气口和出气口分别与检测器两端的密封管连通；进气口和密封管之间固连有二号电磁阀；降温筒的材质为金属材质，例如铜；密封管和一号管的材质均为耐高温橡胶管。

优选的，降温机构包括二号管、三号管、滑动板和往复丝杆；箱盖上开设有一号凹槽；滑动板能够在一号凹槽内横向上滑动，滑动板与往复丝杆螺纹配合；往复丝杆一端与一号凹槽的槽壁转动连接，另一端与一号电机的输出轴固连；一号电机固连在一号凹槽的槽壁上；滑动板的两侧固连有波纹气囊；两个波纹气囊相互远离的端面均与一号凹槽的侧壁固连，两个波纹气囊相互远离的位置连通有一号接口；二号管的两端能够分别套接在一号接口和载气出口上；三号管的形状为Y形，三号管能够套接在一号接口、进样口和载气入口上。

优选的，二号管上固连有三通球阀且与三通球阀连通；二号管和三号管均为橡胶管。

优选的，二号管和三号管的内壁和外壁上均匀地固连有散热板；散热板与二号管或三号管的轴线垂直设置，散热板的材质为金属材质，例如铜。

优选的，滑动板上开设有T形贯穿槽；T形贯穿槽的端部分别贯穿滑动板与波纹气囊固连的两侧面，以及远离一号凹槽底部的端面，T形贯穿槽远离一号凹槽底部的一端螺纹密封连接有一号螺栓；波纹气囊与滑动板固连的一端开设有通孔与T形贯穿槽连通。

优选的，T形贯穿槽远离一号凹槽一端的尺寸大于与波纹气囊连通的两端的尺寸；一号螺栓的直径大于T形贯穿槽与波纹气囊连通两端的直径。

优选的，一号螺栓位于T形槽内的一端固连有橡胶块。

优选的，滑动板上固连有柔性块；柔性块位于一号螺栓的两侧，柔性块的材质优选为橡胶；滑动板与柔性块的厚度相加等于波纹气囊的厚度；一号接口内塞有橡胶塞。

优选的，一号凹槽的底部均匀地开设有贯穿孔；贯穿孔贯穿箱盖。

本发明的有益效果如下：

1.本发明通过色谱仪检测样品完成后打开一号电磁阀、二号电磁阀和三号电磁阀，并再次通入载气，从而完成对色谱仪的降温；相较于使用风扇或其他装置对便携式的色谱仪进行温度调控，以达到降低色谱柱和其他部件温度的目的，本申请通过加强载气对色谱柱和检测器等部件的降温效果，直接定点的对色谱柱和检测器进行降温，从而加强了降温效果；同时使用载气进行降温能够使便携式色谱仪内的色谱柱以及其他元件在高温环境下不空气接触而被氧化，从而达到降温的同时延长色谱仪使用寿命的效果。

2.本发明通过在色谱仪检测时将从载气出口流出的载气进行收集，再在检测完成后使用收集的载气对检测器和色谱柱等部件进行散热，达到节省载气的使用、降低成本的作用。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明箱盖打开后的立体图；

图2是本发明汽化室、色谱柱和检测器之间的连接示意图；

图3是本发明滑动板的局部剖视图；

图4是本发明的二号管的局部剖视图；

图5是本发明中一号接口的局部剖视图；

图中：1、机箱；2、箱盖；11、进样口；12、载气入口；13、载气出口；14、密封管；15、汽化室；16、色谱柱；17、检测器；3、降温机构；31、一号管；32、一号电磁阀；33、降温筒；34、一号空腔；35、进气口；36、出气口；37、二号电磁阀；38、三号电磁阀；39、四号管；4、二号管；41、三号管；42、滑动板；43、往复丝杆；44、一号凹槽；45、一号电机；46、波纹气囊；47、一号接口；48、三通球阀；49、散热板；5、T形贯穿槽；51、一号螺栓；52、通孔；53、橡胶块；6、柔性块；7、橡胶塞；8、贯穿孔；9、金属片。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

实施例1：

参照说明书附图1、2；一种光学色谱仪，包括：

机箱1；

箱盖2；

进样口11；进样口11设置在机箱1上，用于通入样品气体；

载气入口12；载气入口12设置在机箱1上，用于通入载气；

载气出口13；载气出口13设置在机箱1上，用于载气流出；

载气入口12和载气出口13之间通过密封管14依次密封连接有汽化室15、色谱柱16和检测器17；进样口11与汽化室15相连通；

控制器；控制器用于控制本发明的自动运行；

还包括降温机构3；降温机构3用于对色谱仪进行降温。

本实施例中，降温机构3包括一号管31和四号管39；一号管31的两端分别与进样口11和载气入口12固连且连通，一号管31上固连有一号电磁阀32；检测器17外套设有降温筒33；降温筒33内开设有一号空腔34；一号空腔34的两侧连通有进气口35和出气口36；进气口35和出气口36分别与检测器17两端的密封管14连通；进气口35和密封管14之间固连有二号电磁阀37；色谱柱16外侧均匀地固连有金属片9；四号管39贯穿金属片9且螺旋环绕色谱柱16；四号管39通过三号电磁阀38与色谱柱16进气端一侧的密封管14固连且连通，四号管39的另一端与色谱柱另一端的密封管14固连且连通；降温筒33和金属片9的材质为金属材质，例如铜；密封管14和一号管31的材质均为耐高温橡胶管；

工作时，常规的色谱仪在使用后需要等到色谱柱降到室温，进样口和检测器降到80℃以下才能关闭色谱仪的电源，因此色谱仪装载风扇等降温装置对色谱仪进行降温；而便携式色谱仪的体积小，内部空间有限，色谱柱在使用后处于高温状态，与周围环境的换热效果有限，若直接使用风扇煽动空气进行散热，会对色谱柱造成氧化，同时便携式色谱仪在仪器内部装载风扇会增加便携式色谱仪的体积；

工作人员检测样品时首先打开色谱仪电源，之后将装有载气的储气罐与载气入口12之间通过软管连通，载气可选择氮气，氮气是惰性气体，能够防止色谱柱16高温状态下被氧化；工作人员再使用软管将样品气体从进样口11通入色谱仪，从而载气带着样品气体依次经过汽化室15、色谱柱16和检测器17，最后从载气出口13排出，而检测器17将检测结果通过色谱仪的显示屏显示出来，从而完成样品的检测；

样品检测完成后，工作人员先将装有载气的储气罐关闭，之后将进样口11的软管取下并通过控制器打开一号电磁阀32、二号电磁阀37和三号电磁阀38，随后继续打开储气罐通入载气，由于载气选用为氮气，氮气在储气罐内的温度低于外界温度，从而载气进入载气入口12后一部分进入一号管31内，经过一号管31与一号电磁阀32，最终从进样口11流出，对进样口11进行降温；

其余部分载气首先经过汽化室15，对汽化室15进行降温，接着在通过密封管14达到色谱柱16前并一分为二，一半通过三号电磁阀38进入四号管39内，另一半通过色谱柱16，接着一分为二的载气在色谱柱16出气口进行汇聚；色谱柱16将热量传递至金属片9，而四号管39内的载气通过四号管39与金属片9进行热量交换，降低金属片9的温度，又因为金属片9与色谱柱16外部进行热量交换，从而降低色谱柱16外部的温度，同时经过色谱柱16的载气对色谱柱16的内部进行降温，使用金属片9对四号管39和色谱柱16之间进行连接，能够使四号管39和色谱柱16之间保持间隔，从而防止四号管39与色谱柱16接触对色谱柱16的使用产生影响；

载气继续通过密封管14并在检测器17前一分为二，分别经过二号电磁阀37和检测器17内部；经过检测器17内部的载气对检测器17内部进行降温，经过二号电磁阀37的载气经过降温筒33的进气口35、一号空腔34和出气口36，降低降温筒33以及检测器17外壳的温度，由于出气口36与检测器17出气端的密封管14连通，从而一分为二的载气在连通处进行汇聚，最后通过密封管14并从载气出口13排出，从而完成色谱仪的降温；

本发明通过色谱仪检测样品完成后打开一号电磁阀32、二号电磁阀37和三号电磁阀38，并再次通入载气，从而完成对色谱仪的降温；相较于使用风扇或其他装置对便携式的色谱仪进行温度调控，以达到降低色谱柱16和其他部件温度的目的，本申请通过加强载气对色谱柱16和检测器17等部件的降温效果，直接定点的对色谱柱16和检测器17进行降温，从而加强了降温效果；同时使用载气进行降温能够使便携式色谱仪内的色谱柱16以及其他元件在高温环境下不空气接触而被氧化，从而达到降温的同时延长色谱仪使用寿命的效果。

实施例2：

参照说明书附图1；本实施例中，降温机构3包括二号管4、三号管41、滑动板42和往复丝杆43；箱盖2上开设有一号凹槽44；滑动板42能够在一号凹槽44内横向上滑动，滑动板42与往复丝杆43螺纹配合；往复丝杆43一端与一号凹槽44的槽壁转动连接，另一端与一号电机45的输出轴固连；一号电机45固连在一号凹槽44的槽壁上；滑动板42的两侧固连有波纹气囊46；两个波纹气囊46相互远离的端面均与一号凹槽44的侧壁固连，两个波纹气囊46相互远离的位置连通有一号接口47；二号管4的两端能够分别套接在一号接口47和载气出口13上；三号管41的形状为Y形，三号管41能够套接在一号接口47、进样口11和载气入口12上。

本实施例中，二号管4上固连有三通球阀48且与三通球阀48连通；二号管4和三号管41均为橡胶管。

本实施例中，二号管4和三号管41的内壁和外壁上均匀地固连有散热板49；散热板49与二号管4或三号管41的轴线垂直设置，散热板49的材质为金属材质，例如铜。

色谱仪进行样品检测前，首先通过控制器控制一号电机45正转，从而一号电机45带着往复丝杆43转动，使得滑动板42向左移动，压缩左侧波纹气囊46并将空气排出，右侧波纹气囊46被拉伸，之后工作人员再将二号管4的一端套接在左侧波纹气囊46的一号接口47上，另一端套接在载气出口13上，在拧动三通球阀48，使载气出口13与一号接口47之间连通；

工作人员在色谱仪进行样品检测时通过控制器控制一号电机45继续转动，从而载气从载气出口13流出后经过三通球阀48和一号接口47，进入左侧的波纹气囊46内，同时往复丝杆43继续转动，在往复丝杆43上双向螺纹的作用下，滑动板42向右滑动，左侧的波纹气囊46被拉伸，从而容积增大，右侧的波纹气囊46被压缩，内部的空气经过一号接口47排出；在滑动块滑动到右侧极限位置时，控制器控制一号电机45停止转动，工作人员拧动三通球阀48，使载气出口13与三通球阀48上另一个出口连通，从而多余的载气从另一个出口排到空气中；

工作人员在色谱仪进行样品检测后关闭装有载气的储气瓶，之后将载气入口12上的软管拔下，并将三号管41的一端套上，三号管41的另外两端分别套在进样口11和右侧波纹气囊46的一号接口47上，由于二号管4和三号管41均为橡胶管，具有弹性，因此二号管4和三号管41套上一号接口47、载气出口13、载气入口12和进样口11后在自身弹力的作用下贴紧一号接口47、载气出口13、载气入口12和进样口11，实现密封；接着工作人员通过控制器控制一号电机45继续转动，从而滑动板42再次向左移动，左侧波纹气囊46内的载气经过二号管4进入载气出口13内，并依次经过检测器17、色谱柱16，随后在色谱柱16前的密封管14分流，一部分经过进样口11进入三号管41内，剩余部分经过载气入口12进入三号管41内，进行汇聚，再通过右侧波纹气囊46上的一号接口47进入右侧的波纹气囊46内；一号电机45继续转动，滑动板42到达左侧极限位置后向右滑动，从而右侧波纹气囊46内的载气原路径返回左侧波纹气囊46内；在波纹气囊46内的载气反复流过检测器17和色谱柱16等部件时与检测器17和色谱柱16等部件进行热量交换，以降低检测器17和色谱柱16等部件的温度，随后载气经过二号管4和三号管41时将热量传递给二号管4和三号管41的管壁以及散热板49，从而二号管4、三号管41的管壁和散热板49与周围的空气进行热量交换，进而降低载气的温度，保证载气对检测器17和色谱柱16等部件的降温效果；二号管4和三号管41内部的散热片与二号管4和三号管41的轴线垂直，从而二号管4和三号管41内的载气在经过散热板49时被散热板49阻挡，增加了载气与二号管4和三号管41内壁的接触程度，减慢流动速度的同时增加了热量交换效果；工作人员在对色谱柱16和检测器17散热一段时间后，触摸二号管4和三号管41，粗略感受二号管4和三号管41的温度，温度与人体体温大致相同时通过控制控制一号电机45停止转动，在拆下二号管4和三号管41，关闭色谱仪的电源；

本发明通过在色谱仪检测时将从载气出口13流出的载气进行收集，再在检测完成后使用收集的载气对检测器17和色谱柱16等部件进行散热，达到节省载气的使用、降低成本的作用。

实施例3：

本实施例中，滑动板42上开设有T形贯穿槽5；T形贯穿槽5的端部分别贯穿滑动板42与波纹气囊46固连的两侧面，以及远离一号凹槽44底部的端面，T形贯穿槽5远离一号凹槽44底部的一端螺纹密封连接有一号螺栓51；波纹气囊46与滑动板42固连的一端开设有通孔52与T形贯穿槽5连通。

本实施例中，T形贯穿槽5远离一号凹槽44一端的尺寸大于与波纹气囊46连通的两端的尺寸；一号螺栓51的直径大于T形贯穿槽5与波纹气囊46连通两端的直径。

本实施例中，一号螺栓51位于T形槽内的一端固连有橡胶块53。

在色谱仪进行检测前，工作人员将二号管4的一端套在左侧波纹气囊46的一号接口47上，另一端套在载气出口13上，随后工作人员往外拧动一号螺栓51，从而一号螺栓51在T形贯穿槽5内往外移动，T形贯穿槽5与两个波纹气囊46连通的两端之间连通，接着将三号管41套在右侧波纹气囊46上的一号接口47上；

在色谱仪进行检测时，左侧波纹气囊46内的载气能够通过T形贯穿槽5进入右侧的波纹气囊46内，多余的载气经过右侧的波纹气囊46上的一号接口47和三号管41排出；

在色谱仪检测完成后，工作人员关闭储气罐并拔下软管，随后将三号管41的另外两端套在进样口11和载气入口12上，再将一号螺栓51拧入T形贯穿槽5内，从而橡胶块53收到一号螺栓51和T形贯穿槽5的挤压，防止一号螺栓51端部与T形贯穿槽5槽壁之间有缝隙；接着通过控制器控制一号电机45转动，对色谱柱16和检测器17等部件进行降温；本发明通过在色谱仪进行检测时将两个波纹气囊46进行连通，从而右侧波纹气囊46内原本被压缩后残留的空气被载气排出，从而防止残留的部分空气在波纹气囊46对色谱柱16进行降温时对色谱柱16造成氧化，保证了本发明的使用效果。

本实施例中，滑动板42上固连有柔性块6；柔性块6位于一号螺栓51的两侧，柔性块6的材质优选为橡胶；滑动板42与柔性块6的厚度相加等于波纹气囊46的厚度；一号接口47内塞有橡胶塞7。

本实施例中，一号凹槽44的底部均匀地开设有贯穿孔8；贯穿孔8贯穿箱盖2。

工作人员在色谱仪进行检测前将橡胶塞7从一号接口47内拔出；工作人员在色谱柱16和检测器17等部件降温完成后通过控制器控制滑动板42滑动至一号凹槽44中间位置，再将橡胶塞7塞进两个一号接口47内，由于波纹气囊46的材质选用为橡胶以及柔性块6的材质优选为橡胶；滑动板42与柔性块6的厚度相加等于波纹气囊46的厚度，从而在工作人员合上箱盖2时波纹气囊46和柔性块6与箱体的上表面接触，从而对箱体的上表面达到保护的作用，防止重物砸坏色谱仪；

波纹气囊46的外侧面类似于一排排竖板，在波纹气囊46被压缩和拉伸的过程中煽动周围空气流动，箱盖2外的空气能够通过贯穿孔8进入箱盖2内，与波纹气囊46的外表面接触，从而通过波纹气囊46与波纹气囊46内的载气进行热量交换，增加了对载气进行降温的效果。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图1中所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种光学色谱仪，包括：

机箱(1)；

箱盖(2)；

进样口(11)；进样口(11)设置在机箱(1)上，用于通入样品气体；

载气入口(12)；载气入口(12)设置在机箱(1)上，用于通入载气；

载气出口(13)；载气出口(13)设置在机箱(1)上，用于载气流出；

载气入口(12)和载气出口(13)之间通过密封管(14)依次密封连接有汽化室(15)、色谱柱(16)和检测器(17)；进样口(11)与汽化室(15)相连通；

控制器；控制器用于控制光学色谱仪的自动运行；

其特征在于：还包括降温机构(3)；降温机构(3)用于对光学色谱仪进行降温；

降温机构(3)包括二号管(4)、三号管(41)、滑动板(42)和往复丝杆(43)；箱盖(2)上开设有一号凹槽(44)；滑动板(42)能够在一号凹槽(44)内横向上滑动，滑动板(42)与往复丝杆(43)螺纹配合；往复丝杆(43)一端与一号凹槽(44)的槽壁转动连接，另一端与一号电机(45)的输出轴固连；一号电机(45)固连在一号凹槽(44)的槽壁上；滑动板(42)的两侧固连有波纹气囊(46)；两个波纹气囊(46)相互远离的端面均与一号凹槽(44)的侧壁固连，两个波纹气囊(46)相互远离的位置连通有一号接口(47)；二号管(4)的两端能够分别套接在一号接口(47)和载气出口(13)上；三号管(41)的形状为Y形，三号管(41)能够套接在一号接口(47)、进样口(11)和载气入口(12)上；

二号管(4)上固连有三通球阀(48)且与三通球阀(48)连通；二号管(4)和三号管(41)均为橡胶管；

二号管(4)和三号管(41)的内壁和外壁上均匀地固连有散热板(49)；散热板(49)与二号管(4)或三号管(41)的轴线垂直设置，散热板(49)的材质为金属材质。

2.根据权利要求1所述的一种光学色谱仪，其特征在于：滑动板(42)上开设有T形贯穿槽(5)；T形贯穿槽(5)的端部分别贯穿滑动板(42)与波纹气囊(46)固连的两侧面，以及远离一号凹槽(44)底部的端面，T形贯穿槽(5)远离一号凹槽(44)底部的一端螺纹密封连接有一号螺栓(51)；波纹气囊(46)与滑动板(42)固连的一端开设有通孔(52)与T形贯穿槽(5)连通。

3.根据权利要求1所述的一种光学色谱仪，其特征在于：T形贯穿槽(5)远离一号凹槽(44)一端的尺寸大于与波纹气囊(46)连通的两端的尺寸；一号螺栓(51)的直径大于T形贯穿槽(5)与波纹气囊(46)连通两端的直径。

4.根据权利要求1所述的一种光学色谱仪，其特征在于：一号螺栓(51)位于T形槽内的一端固连有橡胶块(53)。

5.根据权利要求1所述的一种光学色谱仪，其特征在于：滑动板(42)上固连有柔性块(6)；柔性块(6)位于一号螺栓(51)的两侧，柔性块(6)的材质优选为橡胶；滑动板(42)与柔性块(6)的厚度相加等于波纹气囊(46)的厚度；一号接口(47)内塞有橡胶塞(7)。

6.根据权利要求5所述的一种光学色谱仪，其特征在于：一号凹槽(44)的底部均匀地开设有贯穿孔(8)；贯穿孔(8)贯穿箱盖(2)。