CN116087388A - 一种应用于全自动顶空进样的多工位装置 - Google Patents

Abstract

一种应用于全自动顶空进样的多工位装置，样瓶拓展转盘上侧设置多个样瓶沉孔，样瓶拓展转盘下侧与机架转动设置；转动盘位于加热炉内，转动盘上端面设置一圈炉样瓶沉孔，所述炉样瓶沉孔内用于容纳样品瓶；加热炉固定设置，旋转轴贯穿托盘、加热炉的底部并且旋转轴与转动盘的底部固定，所述旋转轴与托盘之间通过轴承转动连接；控温装置的托盘与机架固定连接；控温装置的加热炉顶部开设进瓶孔、取样孔；转盘伺服电机用于驱动旋转轴转动，进而转盘伺服电机驱动炉样瓶沉孔依次间歇通过进瓶孔、取样孔；样瓶拿取组件用于逐一将样瓶拓展转盘内的样瓶放入炉样瓶沉孔中；实现间接增加转动盘上放置进样瓶的数量。

Description

一种应用于全自动顶空进样的多工位装置

技术领域

本发明涉及检测领域，特别涉及一种应用于全自动顶空进样的多工位装置。

背景技术

顶空进样器是气相色谱法中一种方便快捷的样品前处理方法，其原理是将待测样品置入一容器中，通过加热升温使顶空进样瓶挥发性组分从样品基体中挥发出来，在气液(或气固)两相中达到平衡，直接抽取顶空进样瓶顶部气体进行色谱分析，从而检验样品中挥发性组分的成分和含量。

气相色谱法的检测所需设备包括顶空进样器、气相色谱仪等；顶空进样器用于取样(气体)，气相色谱仪用于检测。

现有的顶空进样器，包括转动盘，转动盘开设样品沉孔(用于放顶空进样瓶)，转动盘上方设置取样针；取样针刺入顶空进样瓶的顶部，气相色谱仪用于吸入顶部气体并且检测。

但是现有的转动盘的样品沉孔数量少，所以检测效率低。

发明内容

本发明提供了一种应用于全自动顶空进样的多工位装置，要解决的问题为：如何间接增加转动盘上放置进样瓶的数量。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种应用于全自动顶空进样的多工位装置，

样瓶拓展转盘上侧设置多个样瓶沉孔；

样瓶拓展转盘下侧与机架转动设置，所述拓展盘伺服电机用于驱动样瓶拓展转盘转动；

控温装置包括加热炉、转动盘、托盘、旋转轴、取样孔、定位齿盘、齿盘定位传感器；其中，加热炉内设置加热元件，所述转动盘位于加热炉内，转动盘上端面设置一圈炉样瓶沉孔，所述炉样瓶沉孔内用于容纳样品瓶，所述加热炉用于加热样品瓶；加热炉的底部与托盘固定设置，旋转轴贯穿托盘、加热炉的底部并且旋转轴与转动盘的底部固定，所述旋转轴与托盘之间通过轴承转动连接；

控温装置的托盘与机架固定连接；控温装置的加热炉顶部开设进瓶孔、取样孔；

取样针升降组件用于驱动取样针经过取样孔扎入样瓶；

转盘伺服电机用于驱动旋转轴转动，进而转盘伺服电机驱动炉样瓶沉孔依次间歇通过进瓶孔、取样孔；

样瓶拿取组件用于逐一将样瓶拓展转盘内的样瓶放入炉样瓶沉孔中；并且将取样完成后的样瓶经进瓶孔取放至上次样瓶拓展转盘的取样点。

进一步，定位齿盘与旋转轴同轴固定；定位齿盘外周开设齿口；齿口与炉样瓶沉孔数量相等；齿盘定位传感器固定设置。

进一步，升降伺服模组其运动元件为竖向运动，所述伺服机械夹取手与升降伺服模组的运动元件固定；

升降伺服模组与手臂支架一侧固定连接，所述手臂支架与机架转动设置，所述手臂伺服电机用于驱动手臂支架转动；手臂支架的转动范围至少为伺服机械夹取手扫掠样瓶拓展转盘半径上的样品瓶；

导向管与机架固定，所述导向管与进瓶孔同轴；导向管位于伺服机械夹取手夹取的样品瓶正下方。

进一步，转动盘位于炉样瓶沉孔下方开设通孔并且该通孔与炉样瓶沉孔组成顶升通道；

顶升组件包括贯通丝杆步进电机、丝杆、固定壳、顶升传感器、检测块、检测孔；其中，贯通丝杆步进电机的丝杆下端固定设置检测块，检测块开设检测孔；两个顶升传感器上下位置布置并且顶升传感器的检测端对着检测孔的升降路径；顶升传感器用于将贯通丝杆步进电机的丝杆位置传递给控制装置。

进一步，升降伺服模组的运动元件固定设置被测元件；

被测元件跟随运动元件升降，被测元件升降的两个极限位置处布置两个机械手定位传感器，所述机械手定位传感器与手臂支架固定设置；机械手定位传感器用于检测被测元件的位置。

本发明的有益效果为：

由于在可间隙转动盘62(加热炉61)之外，设置可以间隙转动样瓶拓展转盘10；样瓶拿取组件在隙转动盘62或者样瓶拓展转盘10静止的间隙时间内，在两者之间转移样品瓶；即让样瓶拓展转盘10上的样品瓶00逐一进入加热炉61内加热，并且加热完成后经取样针90取样；实现间接增加转动盘上放置进样瓶的数量。

附图说明

图1为本申请结构示意图；

图2为本申请结构示意图；

图3为本申请结构示意图；

图4为控温装置60、顶升组件110的结构示意图；

图5为控温装置60的剖视图；

图6为定位齿盘66、齿盘定位传感器67的位置关系图；

图7为贯通丝杆步进电机111与检测块114的结构示意图；

图8为图2中的A处示意图；

附图标记对照表：

样品瓶00；

样瓶拓展转盘10、样瓶沉孔11、拓展盘伺服电机12、

手臂支架30、手臂伺服电机31、升降伺服模组40、伺服机械夹取手50

控温装置60、加热炉61、进瓶孔611、转动盘62、炉样瓶沉孔621、托盘63、旋转轴64、取样孔65、定位齿盘66、齿口661、齿盘定位传感器67、顶升通道68；

导向管70、机架80、取样针90、取样针升降组件100；

顶升组件110、贯通丝杆步进电机111、丝杆1111、固定壳112、顶升传感器113、检测块114、检测孔1141；

机械手定位传感器120、被测元件130；

具体实施方式

下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，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。

一种应用于全自动顶空进样的多工位装置，

参阅图1，样瓶拓展转盘10上侧设置多个样瓶沉孔11，所述样瓶沉孔11用于容纳样品瓶00。

样瓶拓展转盘10下侧与机架80转动设置，所述拓展盘伺服电机12用于驱动样瓶拓展转盘10转动。

参阅图4、图5、图6，控温装置60包括加热炉61、转动盘62、托盘63、旋转轴64、取样孔65、定位齿盘66、齿盘定位传感器67；其中，加热炉61内设置加热元件，所述转动盘62位于加热炉61内，转动盘62上端面设置一圈炉样瓶沉孔621，所述炉样瓶沉孔621内用于容纳样品瓶00，所述加热炉61用于加热样品瓶00；加热炉61的底部与托盘63固定设置，旋转轴64贯穿托盘63、加热炉61的底部并且旋转轴64与转动盘62的底部固定，所述旋转轴64与托盘63之间通过轴承转动连接。

控温装置60的托盘63与机架80固定连接；控温装置60的加热炉61顶部开设进瓶孔611、取样孔65；

取样针升降组件100用于驱动取样针90经过取样孔65扎入样瓶(之后气相色谱仪用于吸入顶部气体并且检测)；取样完成后，取样针升降组件100驱动驱动取样针90回升至原始位置。

转盘伺服电机用于驱动旋转轴64转动，进而转盘伺服电机驱动(转动盘62的)炉样瓶沉孔621依次间歇通过进瓶孔611、取样孔65；这样取样针90可以对加热炉61内的样瓶逐一取样。

样瓶拿取组件(手臂支架30、升降伺服模组40、伺服机械夹取手50、顶升组件110)用于逐一将样瓶拓展转盘10内的样瓶(经过进瓶孔611)放入炉样瓶沉孔621中；并且将取样完成后的样瓶经进瓶孔611取放至上次样瓶拓展转盘10的取样点(样瓶沉孔11)。

综上所述，由于在可间隙转动盘62(加热炉61)之外，设置可以间隙转动样瓶拓展转盘10；样瓶拿取组件在隙转动盘62或者样瓶拓展转盘10静止的间隙时间内，在两者之间转移样品瓶；即让样瓶拓展转盘10上的样品瓶00逐一进入加热炉61内加热，并且加热完成后经取样针90取样；实现间接增加转动盘上放置进样瓶的数量。

进一步，定位齿盘66与旋转轴64同轴固定；定位齿盘66外周开设齿口661；齿口661与炉样瓶沉孔621数量相等；齿盘定位传感器67固定设置；齿口661转动到齿盘定位传感器67的感应位置后，控制装置控制转盘伺服电机停止，此时取样孔65、进瓶孔611下方均有样品瓶00。

进一步，升降伺服模组40其运动元件为竖向运动，所述伺服机械夹取手50与升降伺服模组40的运动元件固定；即伺服机械夹取手50也会竖向运动。

升降伺服模组40与手臂支架30一侧固定连接，所述手臂支架30与机架80转动设置，所述手臂伺服电机31用于驱动手臂支架30转动；手臂支架30的转动范围至少为伺服机械夹取手50扫掠样瓶拓展转盘10半径上的样品瓶00；可以通过控制装置控制手臂伺服电机31的转动角度，进而控制伺服机械夹取手50位于样瓶拓展转盘10半径上的某一个样品瓶00上方，可以通过控制装置控制升降伺服模组40启动下行行程，进而伺服机械夹取手50夹取对应位置的样品瓶00，升降伺服模组40上行，启动手臂伺服电机31使得手臂支架30转动至其初始位。

导向管70与机架80固定，所述导向管70与进瓶孔611同轴；导向管70位于伺服机械夹取手50夹取的样品瓶00正下方；即样品瓶00经过导向管70、进瓶孔611进入炉样瓶沉孔621内。

进一步，转动盘62位于炉样瓶沉孔621下方开设通孔并且该通孔与炉样瓶沉孔621组成顶升通道68；

顶升组件110包括贯通丝杆步进电机111、丝杆1111、固定壳112、顶升传感器113、检测块114、检测孔1141；其中，贯通丝杆步进电机111的丝杆1111下端固定设置检测块114，检测块114开设检测孔1141；两个顶升传感器113上下位置布置并且顶升传感器113的检测端对着检测孔1141的升降路径。顶升传感器113用于将贯通丝杆步进电机111的丝杆1111位置传递给控制装置。

【伺服机械夹取手50拿取完成取样的样品瓶00】丝杆1111可以将取样完成后的样品瓶00，经过顶升通道68顶升至导向管70内(同时检测孔1141上升至上侧的顶升传感器113位置处，控制装置控制贯通丝杆步进电机111停止)；进而控制装置，控制升降伺服模组40下行并且控制伺服机械夹取手50拿取导向管70内的样品瓶00；之后，将样品瓶00放至样瓶拓展转盘10。

【伺服机械夹取手50向控温装置60放入新样品瓶00】伺服机械夹取手50夹取样瓶拓展转盘10上未进行取样的样品瓶00放入导向管70内；控制装置控制贯通丝杆步进电机111下行并且检测孔1141下行至下侧的顶升传感器113位置处停止，同时样品瓶00完全落入进瓶孔611内。

进一步，升降伺服模组40的运动元件固定设置被测元件130；

被测元件130跟随运动元件升降，被测元件130升降的两个极限位置处布置两个机械手定位传感器120，所述机械手定位传感器120与手臂支架30固定设置；机械手定位传感器120用于检测被测元件130的位置。

机械手定位传感器120将被测元件130的位置信息传递至控制器，控制器控制升降伺服模组40在极限位置处停止。

以上所述仅为本发明专利的较佳实施例而已，并不用以限制本发明专利，凡在本发明专利的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明专利的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种应用于全自动顶空进样的多工位装置，其特征在于，

样瓶拓展转盘上侧设置多个样瓶沉孔；

样瓶拓展转盘下侧与机架转动设置，所述拓展盘伺服电机用于驱动样瓶拓展转盘转动；

控温装置包括加热炉、转动盘、托盘、旋转轴、取样孔、定位齿盘、齿盘定位传感器；其中，加热炉内设置加热元件，所述转动盘位于加热炉内，转动盘上端面设置一圈炉样瓶沉孔，所述炉样瓶沉孔内用于容纳样品瓶，所述加热炉用于加热样品瓶；加热炉的底部与托盘固定设置，旋转轴贯穿托盘、加热炉的底部并且旋转轴与转动盘的底部固定，所述旋转轴与托盘之间通过轴承转动连接；

控温装置的托盘与机架固定连接；控温装置的加热炉顶部开设进瓶孔、取样孔；

取样针升降组件用于驱动取样针经过取样孔扎入样瓶；

转盘伺服电机用于驱动旋转轴转动，进而转盘伺服电机驱动炉样瓶沉孔依次间歇通过进瓶孔、取样孔；

样瓶拿取组件用于逐一将样瓶拓展转盘内的样瓶放入炉样瓶沉孔中；并且将取样完成后的样瓶经进瓶孔取放至上次样瓶拓展转盘的取样点。

2.根据权利要求1所述的一种应用于全自动顶空进样的多工位装置，其特征在于，

定位齿盘与旋转轴同轴固定；定位齿盘外周开设齿口；齿口与炉样瓶沉孔数量相等；齿盘定位传感器固定设置。

3.根据权利要求2所述的一种应用于全自动顶空进样的多工位装置，其特征在于，

升降伺服模组其运动元件为竖向运动，所述伺服机械夹取手与升降伺服模组的运动元件固定；

升降伺服模组与手臂支架一侧固定连接，所述手臂支架与机架转动设置，所述手臂伺服电机用于驱动手臂支架转动；手臂支架的转动范围至少为伺服机械夹取手扫掠样瓶拓展转盘半径上的样品瓶；

导向管与机架固定，所述导向管与进瓶孔同轴；导向管位于伺服机械夹取手夹取的样品瓶正下方。

4.根据权利要求3所述的一种应用于全自动顶空进样的多工位装置，其特征在于，

转动盘位于炉样瓶沉孔下方开设通孔并且该通孔与炉样瓶沉孔组成顶升通道；

顶升组件包括贯通丝杆步进电机、丝杆、固定壳、顶升传感器、检测块、检测孔；其中，贯通丝杆步进电机的丝杆下端固定设置检测块，检测块开设检测孔；两个顶升传感器上下位置布置并且顶升传感器的检测端对着检测孔的升降路径；顶升传感器用于将贯通丝杆步进电机的丝杆位置传递给控制装置。

5.根据权利要求4所述的一种应用于全自动顶空进样的多工位装置，其特征在于，

升降伺服模组的运动元件固定设置被测元件；

被测元件跟随运动元件升降，被测元件升降的两个极限位置处布置两个机械手定位传感器，所述机械手定位传感器与手臂支架固定设置；机械手定位传感器用于检测被测元件的位置。

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