CN205620190U - 一种样品前处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种样品前处理系统，包括：主机、溶剂添加模块及进样模块。主机设置有固定样品试管的加热模块；溶剂添加模块用于添加试剂到样品试管；进样模块用于调节溶剂添加模块位置。进样模块包括：两X轴支撑臂、X轴框架、X轴内滑块、X轴外滑块、第一驱动组件、两Y轴滑轨及第二驱动组件；两个Y轴滑轨设置在主机两侧；两个X轴支撑臂分别滑动设置在Y轴滑轨上，第二驱动组件能驱动两个X轴支撑臂沿Y轴滑轨滑移；X轴框架的两端分别固定在两个X轴支撑臂上；X轴内滑块滑动设置在X轴框架内部的滑槽中。该样品前处理系统实现了系统内部的传动系统与外界完全隔离，从而避免受到腐蚀，降低故障率，同时保证定容精度准确性。

Description

一种样品前处理系统

技术领域

本实用新型涉及实验仪器技术领域，特别涉及一种样品前处理系统。

背景技术

消解又叫湿法消化，是用酸液或碱液并在加热条件下破坏样品中的有机物或还原性物质的方法。现有消解方法通常为三种：电热板消解、微波消解和石墨消解；其中电热板消解为全人工完成的消解方法；微波消解需事先将定量的溶剂与样品同时放入密闭消解罐中，再放入微波消解仪进行消解；石墨消解分为手动和全自动两种，手动石墨消解原理与电热板消解相同，全自动石墨消解能跟根据设定的实验方法控制加热温度、时间、添加溶剂种类及体积等多个变量，从而自动完成消解。

现有全自动石墨消解仪(或样品前处理系统)通常是将加热系统、溶剂添加系统、升降系统、震荡系统等模块整合在一起。由于消解实验所使用的均为强酸强碱等腐蚀溶剂，会对仪器本身造成腐蚀，而现有解决方案由于传动系统无法做到全封闭，致使腐蚀性气体渗入，极易造成仪器内部不耐腐蚀元器件损坏。

现有技术中的样品前处理系统由于传动系统无法做到全封闭，致使腐蚀性气体渗入，极易造成仪器内部不耐腐蚀元器件损坏。同时，其中Y轴一端固定于X轴相应滑块之上，另一端为悬空，长时间使用后，由于腐蚀及磨损，会导致Y轴水平方向失衡(即悬空端下沉)，由于作用于Y轴之上的溶剂添加系统需要超声波传感器根据垂直相对距离定容添加溶剂之体积，所以上述失衡会导致定容精度下降。

实用新型内容

本申请提供的一种样品前处理系统，解决了或部分解决了现有技术中样品前处理系统的传动装置在机械臂行程范围内无法做到完全密封，系统内部仍会受到腐蚀，同时，由于腐蚀及磨损，会导致Y轴水平方向失衡(即悬空端下沉)，导致定容精度下降的技术问题，实现了系统内部的传动系统与外界完全隔离，从而避免受到腐蚀，降低故障率，同时保证定容精度准确性的技术效果。

本申请提供了一种样品前处理系统，包括：

主机，设置有固定样品试管的加热模块；

溶剂添加模块，用于添加试剂到所述样品试管；

进样模块，用于调节所述溶剂添加模块位置；所述进样模块包括：两X轴支撑臂、X轴框架、X轴内滑块、X轴外滑块、第一驱动组件、两Y轴滑轨及第二驱动组件；

两个所述Y轴滑轨设置在所述主机两侧；

两个所述X轴支撑臂分别滑动设置在所述Y轴滑轨上，所述第二驱动组件能驱动两个所述X轴支撑臂沿所述Y轴滑轨滑移；

X轴框架，两端分别固定在两个所述X轴支撑臂上；所述X轴框架内设置封闭的滑槽；

X轴内滑块，滑动设置在所述X轴框架内部的滑槽中；所述X轴内滑块固定有第一磁性部件；所述第一驱动组件能驱动所述X轴内滑块在所述滑槽内滑移；

X轴外滑块，活动设置在所述X轴框架外部；所述X轴外滑块固定有第二磁性部件；所述X轴内滑块与所述X轴外滑块通过磁力连接固定；所述X轴外滑块与所述溶剂添加模块固定连接。

作为优选，所述X轴框架为铝合金方管；

所述X轴内滑块设置在所述铝合金方管的内孔中；

所述第一磁性部件与所述第二磁性部件为高强磁铁，所述第一磁性部件与所述第二磁性部件之间的磁力能驱动所述X轴外滑块跟随所述X轴内滑块滑移。

作为优选，所述第一驱动组件包括：

第一步进电机，固定在所述X轴支撑臂内部；

两个第一同步带轮，分别设置在所述X轴框架两端，其中一个所述第一同步带轮与所述第一步进电机的输出轴固定连接；

第一同步带，设置在所述X轴框架内的滑槽中，并套设在所述第一同步带轮上；

其中，所述X轴内滑块固定在所述第一同步带上，跟随所述第一同步带在所述滑槽内做直线往复运动。

作为优选，所述第二驱动组件包括：

第二步进电机，固定在所述Y轴滑轨内部；

两个第二同步带轮，分别设置在其中一条所述Y轴滑轨的两端，其中一个所述第二同步带轮与所述第二步进电机的输出轴固定连接；

第二同步带，套设在两个所述第二同步带轮上；

其中，所述X轴支撑臂固定在所述第二同步带上，跟随所述第二同步带沿所述Y轴滑轨做直线往复运动。

作为优选，所述加热模块为设置有容置孔的石墨块，所述样品试管放置在所述容置孔内；所述石墨块底部贴付硅胶加热膜，包裹石英保温棉后整体至于铝制壳体内，所述铝制壳体外贴付石英保温棉；

所述主机还包括震荡模块；

所述震荡模块包括：直流减速电机、偏心轴及震荡板；所述直流减速电机的输出端与所述偏心轴固定连接；所述震荡板与所述偏心轴及所述加热模块固定连接。

作为优选，所述主机还包括升降模块；所述升降模块包括：升降平台、升降机构及试管架；

所述升降平台为矩形框架结构，套设在所述加热模块外；所述升降平台与所述升降机构连接；

所述升降机构为丝杆步进电机驱动交叉剪式升降机构；

所述试管架的底部支腿设置在所述升降平台上，所述样品试管放置在所述试管架上；

其中，所述升降机构驱动所述升降平台上升或下降，带动所述试管架上升或下降，使所述样品试管脱离或进入所述加热模块的容置孔。

作为优选，所述样品前处理系统还包括：电路控制模块；所述电路控制模块包括：

主控电路板，设置在所述主机上；所述主控电路板与所述第一驱动组件及所述第二驱动组件的驱动电路连接，能控制所述驱动电路的通或断；

温控部件，设置在所述主机上，与所述加热模块的加热电路连接，能调节所述加热模块的设定温度并显示所述加热模块的当前温度。

作为优选，所述溶剂添加模块包括：

试剂储存部件，与所述X轴外滑块固定连接；

第一加液管，与所述试剂储存部件连接；

蠕动泵，设置在所述第一加液管上；

第二加液管，与所述试剂储存部件连接；

注射器泵，设置在所述第二加液管上；

超声波传感器，用于所述添加试剂的定容。

本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

由于采用了将X轴内滑块滑动设置在X轴框架内的滑槽中，将X轴外滑块滑动设置在X轴框架的外部，驱动组件驱动X轴内滑块在滑槽内做直线往复运动，进而带动X轴外滑块及溶剂添加模块做直线往复运动，实现溶剂添加模块X轴向的移动，同时，通过设置Y轴滑轨，通过第二驱动组件使X轴支撑臂沿Y轴滑轨滑移，实现溶剂添加模块Y轴向的移动。这样，有效解决了现有技术中样品前处理系统的传动装置在机械臂行程范围内无法做到完全密封，系统内部仍会受到腐蚀，同时，由于腐蚀及磨损，会导致Y轴水平方向失衡(即悬空端下沉)，导致定容精度下降的技术问题，实现了系统内部的传动系统与外界完全隔离，从而避免受到腐蚀，降低故障率，同时保证定容精度准确性的技术效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的样品前处理系统的结构主视图；

图2为本实用新型实施例提供的样品前处理系统的结构俯视图；

图3为本实用新型实施例提供的样品前处理系统的结构左视图；

图4为图1中溶剂添加模块的结构示图。

(图示中各标号代表的部件依次为：1主机、2Y轴滑轨、3X轴支撑臂、4电路控制模块、5X轴外滑块、6注射器泵、7蠕动泵、8温控部件)

具体实施方式

本申请实施例提供的一种样品前处理系统，解决了或部分解决了现有技术中样品前处理系统的传动装置在机械臂行程范围内无法做到完全密封，系统内部仍会受到腐蚀，同时，由于腐蚀及磨损，会导致Y轴水平方向失衡(即悬空端下沉)，导致定容精度下降的技术问题，通过设置两X轴支撑臂、X轴框架、X轴内滑块、X轴外滑块、第一驱动组件、两Y轴滑轨及第二驱动组件，实现了系统内部的传动系统与外界完全隔离，从而避免受到腐蚀，降低故障率，同时保证定容精度准确性的技术效果。

参见附图1和2，本申请提供了一种样品前处理系统，包括：主机1、溶剂添加模块及进样模块。主机1设置有固定样品试管的加热模块；溶剂添加模块用于添加试剂到样品试管；进样模块用于调节溶剂添加模块位置。

进样模块包括：两X轴支撑臂3、X轴框架、X轴内滑块、X轴外滑块5、第一驱动组件、两Y轴滑轨2及第二驱动组件。

两个Y轴滑轨2设置在主机1两侧；两个X轴支撑臂3分别滑动设置在Y轴滑轨2上，第二驱动组件能驱动两个X轴支撑臂3沿Y轴滑轨2滑移。X轴框架的两端分别固定在两个X轴支撑臂3上；X轴框架内设置封闭的滑槽。X轴内滑块滑动设置在X轴框架内部的滑槽中；X轴内滑块固定有第一磁性部件；第一驱动组件能驱动X轴内滑块在滑槽内滑移。X轴外滑块5活动设置在X轴框架外部；X轴外滑块5固定有第二磁性部件；X轴内滑块与X轴外滑块5通过磁力连接固定；X轴外滑块5与溶剂添加模块固定连接。

进一步的，X轴框架为铝合金方管；X轴内滑块设置在铝合金方管的内孔中。第一磁性部件与第二磁性部件为高强磁铁，第一磁性部件与第二磁性部件之间的磁力能驱动X轴外滑块5跟随X轴内滑块滑移。

其中，该前处理系统通过X轴内滑块与X轴外滑块5之间用高强磁铁连接的方式，使该前处理系统内部的第一步进电机、第一同步带轮、第一同步带组成的传动系统与外界完全隔离，从而避免受到腐蚀，降低故障率。

进一步的，第一驱动组件包括：第一步进电机、两个第一同步带轮及第一同步带。第一步进电机固定在X轴支撑臂3内部。两个第一同步带轮分别设置在X轴框架两端，其中一个第一同步带轮与第一步进电机的输出轴固定连接。第一同步带设置在X轴框架内的滑槽中，并套设在第一同步带轮上。

其中，X轴内滑块固定在第一同步带上，跟随第一同步带在滑槽内做直线往复运动。

进一步的，第二驱动组件包括：第二步进电机、两个第二同步带轮及第二同步带。第二步进电机固定在Y轴滑轨2内部。两个第二同步带轮分别设置在其中一条Y轴滑轨2的两端，其中一个第二同步带轮与第二步进电机的输出轴固定连接。第二同步带套设在两个第二同步带轮上。

其中，X轴支撑臂3固定在第二同步带上，跟随第二同步带沿Y轴滑轨2做直线往复运动。

进一步的，参见附图2，加热模块为设置有容置孔的石墨块，样品试管放置在容置孔内；石墨块底部贴付硅胶加热膜，包裹石英保温棉后整体至于铝制壳体内，铝制壳体外贴付石英保温棉。

主机1还包括震荡模块；震荡模块包括：直流减速电机、偏心轴及震荡板。直流减速电机的输出端与偏心轴固定连接；震荡板与偏心轴及加热模块的主机面板固定连接。

进一步的，主机1还包括升降模块；升降模块包括：升降平台、升降机构及试管架。

升降平台为矩形框架结构，套设在加热模块外；升降平台与升降机构连接；升降机构为丝杆步进电机驱动交叉剪式升降机构。试管架的底部支腿设置在升降平台上，样品试管放置在试管架上。

其中，升降机构驱动升降平台上升或下降，带动试管架上升或下降，使样品试管脱离或进入加热模块的容置孔。

进一步的，参见附图3，样品前处理系统还包括：电路控制模块4；电路控制模块4包括：主控电路板及温控部件。

主控电路板设置在主机1上；主控电路板与第一驱动组件及第二驱动组件的驱动电路连接，能控制驱动电路的通或断。温控部件设置在主机1上，与加热模块的加热电路连接，能调节加热模块的设定温度并显示加热模块的当前温度。

参见附图1和4，进一步的，溶剂添加模块包括：试剂储存部件、第一加液管、蠕动泵7、第二加液管、注射器泵6及超声波传感器。试剂储存部件与X轴外滑块5固定连接；第一加液管与试剂储存部件连接；蠕动泵7设置在第一加液管上；第二加液管与试剂储存部件连接；注射器泵6设置在第二加液管上。超声波传感器用于添加试剂的定容，其根据垂直相对距离定容添加试剂的体积。

本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

由于采用了将X轴内滑块滑动设置在X轴框架内的滑槽中，将X轴外滑块5滑动设置在X轴框架的外部，驱动组件驱动X轴内滑块在滑槽内做直线往复运动，进而带动X轴外滑块5及溶剂添加模块做直线往复运动，实现溶剂添加模块X轴向的移动，同时，通过设置Y轴滑轨2，通过第二驱动组件使X轴支撑臂3沿Y轴滑轨2滑移，实现溶剂添加模块Y轴向的移动。这样，有效解决了现有技术中样品前处理系统的传动装置在机械臂行程范围内无法做到完全密封，系统内部仍会受到腐蚀，同时，由于腐蚀及磨损，会导致Y轴水平方向失衡(即悬空端下沉)，导致定容精度下降的技术问题，实现了系统内部的传动系统与外界完全隔离，从而避免受到腐蚀，降低故障率，同时保证定容精度准确性的技术效果。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种样品前处理系统，其特征在于，所述样品前处理系统包括：

主机，设置有固定样品试管的加热模块；

溶剂添加模块，用于添加试剂到所述样品试管；

进样模块，用于调节所述溶剂添加模块位置；所述进样模块包括：两X轴支撑臂、X轴框架、X轴内滑块、X轴外滑块、第一驱动组件、两Y轴滑轨及第二驱动组件；

两个所述Y轴滑轨设置在所述主机两侧；

两个所述X轴支撑臂分别滑动设置在所述Y轴滑轨上，所述第二驱动组件能驱动两个所述X轴支撑臂沿所述Y轴滑轨滑移；

X轴框架，两端分别固定在两个所述X轴支撑臂上；所述X轴框架内设置封闭的滑槽；

X轴内滑块，滑动设置在所述X轴框架内部的滑槽中；所述X轴内滑块固定有第一磁性部件；所述第一驱动组件能驱动所述X轴内滑块在所述滑槽内滑移；

X轴外滑块，活动设置在所述X轴框架外部；所述X轴外滑块固定有第二磁性部件；所述X轴内滑块与所述X轴外滑块通过磁力连接固定；所述X轴外滑块与所述溶剂添加模块固定连接。

2.如权利要求1所述的样品前处理系统，其特征在于，

所述X轴框架为铝合金方管；

所述X轴内滑块设置在所述铝合金方管的内孔中；

所述第一磁性部件与所述第二磁性部件为高强磁铁，所述第一磁性部件与所述第二磁性部件之间的磁力能驱动所述X轴外滑块跟随所述X轴内滑块滑移。

3.如权利要求1所述的样品前处理系统，其特征在于，所述第一驱动组件包括：

第一步进电机，固定在所述X轴支撑臂内部；

两个第一同步带轮，分别设置在所述X轴框架两端，其中一个所述第一同步带轮与所述第一步进电机的输出轴固定连接；

第一同步带，设置在所述X轴框架内的滑槽中，并套设在所述第一同步带轮上；

其中，所述X轴内滑块固定在所述第一同步带上，跟随所述第一同步带在所述滑槽内做直线往复运动。

4.如权利要求1所述的样品前处理系统，其特征在于，所述第二驱动组件包括：

第二步进电机，固定在所述Y轴滑轨内部；

两个第二同步带轮，分别设置在其中一条所述Y轴滑轨的两端，其中一个所述第二同步带轮与所述第二步进电机的输出轴固定连接；

第二同步带，套设在两个所述第二同步带轮上；

其中，所述X轴支撑臂固定在所述第二同步带上，跟随所述第二同步带沿所述Y轴滑轨做直线往复运动。

5.如权利要求1所述的样品前处理系统，其特征在于，

所述加热模块为设置有容置孔的石墨块，所述样品试管放置在所述容置孔内；所述石墨块底部贴付硅胶加热膜，包裹石英保温棉后整体至于铝制壳体内，所述铝制壳体外贴付石英保温棉；

所述主机还包括震荡模块；

所述震荡模块包括：直流减速电机、偏心轴及震荡板；所述直流减速电机的输出端与所述偏心轴固定连接；所述震荡板与所述偏心轴及所述加热模块固定连接。

6.如权利要求5所述的样品前处理系统，其特征在于，

所述主机还包括升降模块；所述升降模块包括：升降平台、升降机构及试管架；

所述升降平台为矩形框架结构，套设在所述加热模块外；所述升降平台与所述升降机构连接；

所述升降机构为丝杆步进电机驱动交叉剪式升降机构；

所述试管架的底部支腿设置在所述升降平台上，所述样品试管放置在所述试管架上；

其中，所述升降机构驱动所述升降平台上升或下降，带动所述试管架上升或下降，使所述样品试管脱离或进入所述加热模块的容置孔。

7.如权利要求1所述的样品前处理系统，其特征在于，所述样品前处理系统还包括：电路控制模块；所述电路控制模块包括：

主控电路板，设置在所述主机上；所述主控电路板与所述第一驱动组件及所述第二驱动组件的驱动电路连接，能控制所述驱动电路的通或断；

温控部件，设置在所述主机上，与所述加热模块的加热电路连接，能调节所述加热模块的设定温度并显示所述加热模块的当前温度。

8.如权利要求1所述的样品前处理系统，其特征在于，所述溶剂添加模块包括：

试剂储存部件，与所述X轴外滑块固定连接；

第一加液管，与所述试剂储存部件连接；

蠕动泵，设置在所述第一加液管上；

第二加液管，与所述试剂储存部件连接；

注射器泵，设置在所述第二加液管上；

超声波传感器，用于所述添加试剂的定容。