CN205986311U - 一种气相色谱仪的断电保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气相色谱仪的断电保护装置，其技术方案要点是包括：输入检测电路，耦接于气相色谱仪的供电回路上，用于检测对气相色谱仪的输入电流是否异常以输出输入检测信号；切换开关，具有输入端及输出端，其输出端耦接于气相色谱仪的电子气路控制系统；电源装置，具有输出端，其输出端耦接于切换开关的输入端上；控制电路，耦接于输入检测电路以接收输入检测信号，并响应于输入检测信号以控制切换开关动作以导通电源装置与电子气路控制系统之间的供电回路。在气相色谱仪断开时，气相色谱仪中的电子气路控制系统能通过电源装置进行单独供电，保持载气的持续通入，达到保护色谱柱的目的。

Description

一种气相色谱仪的断电保护装置

技术领域

本实用新型涉及检测仪器领域，特别涉及一种气相色谱仪的断电保护装置。

背景技术

气相色谱仪在石油、化工、生物化学、医药卫生、食品工业、环保等方面应用很广。它除用于定量和定性分析外，还能测定样品在固定相上的分配系数、活度系数、分子量和比表面积等物理化学常数。

气相色谱仪的基本构造有两部分，公告号为CN201781314U的中国专利公开了一种气相色谱仪，它包括即加热单元和分析显示单元。其中，前者主要对样品进行加热，后者主要是采集加热后的样品并进行分析显示。

其中，加热单元对色谱柱进行加热时，色谱柱须有一定流量的载气，当其在工作条件下，没有载气气流时，色谱柱会因高温受到损坏，其性能会下降，寿命也会缩短。气相色谱仪的热导检测器的关键部件钨丝正常工作时，也需要有载气对其散热，当没有载气气流时，易被反吹扩散的空气氧化，造成性能下降、寿命缩短。

因此，为色谱柱提供稳定的载气，气相色谱仪的电子气路控制系统通常采用电子比例阀控制载气的通入，但当气相色谱仪断电时，会因电子比例阀没有上电而不工作，无法给色谱柱及检测器提供延时载气，而此时的加热单元失电时还处于没有冷却状态，色谱柱及检测部件在高温下没有载气的保护很容易遭到破坏。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种气相色谱仪的断电保护装置，具有在气相色谱仪断电时，额外给电子气路控制系统通电保证载气的通入，达到保护气相色谱仪中色谱柱的目的。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种气相色谱仪的断电保护装置，包括：

输入检测电路，耦接于气相色谱仪的供电回路上，用于检测对气相色谱仪的输入电流是否异常以输出输入检测信号；

切换开关，具有一输入端及一输出端，其输出端耦接于气相色谱仪的电子气路控制系统；

电源装置，具有输出端，其输出端耦接于切换开关的输入端上；

控制电路，耦接于输入检测电路以接收输入检测信号，并响应于输入检测信号以控制切换开关动作以导通电源装置与电子气路控制系统之间的供电回路。

通过上述技术方案，气相色谱仪在通电工作时，首先通过电子气路控制系统中的电子比例阀通入载气，给予色谱柱保护，其次再通过加热单元对色谱柱加热后达到检测的目的；在输入检测电路检测到气相色谱仪的输入电流异常时，即气相色谱仪没有输入电流处于断电状态，控制电路将控制切换开关动作，将电源装置与电子气路控制系统的供电回路导通，使得电源装置单独对电子气路控制系统进行供电，保证电子气路控制系统中的电子比例阀保持开度，以持续进行工作将载气通入到气相色谱仪中，从而避免加热单元因断电而没有完全冷却时，余留下的高温使得色谱柱因没有载气的保护而受到损坏，从而本方案能达到提高色谱柱使用寿命的目的。

优选的，所述输入检测电路包括：

电流检测部，用于检测对气相色谱仪输入的电流大小，并输出相应的电流检测值；

比较部，耦接于电流检测部以接收电流检测值，并将电流检测值与预设的基准值进行比较，并根据比较结果输出相应的输入检测信号。

通过上述技术方案，当电流检测值超过预设的基准值时，即代表气相色谱仪处于通电工作状态，此时比较部输出代表正常的输入检测信号；当电流检测值低于预设的基准值时，代表气相色谱仪的供电回路处于断开，即气相色谱仪处于断电状态，此时比较部输出异常的输入检测信号，控制电路得到输入检测信号将进行相应的控制动作，即导通电源装置与电子气路控制系统之间的供电回路，使得电子气路控制系统能持续工作。

优选的，所述电流检测部包括：

第一电阻，一端耦接于气相色谱仪的供电回路上，其另一端接地；

第二电阻，一端耦接于第一电阻的一端，另一端耦接于比较部的输入端；

第一电容，一端耦接于第二电阻的另一端，其另一端接地。

通过上述技术方案，第一电阻和第二电阻构成了分压电路，电流检测值通过第二电阻进行提供；第二电阻的设置，能对电流检测值进行限流，保证电流检测值不会过大而对比较部中的电子元件造成损坏；并且通过第一电容的设置，能对电流检测值进行滤波，使得比较部接收到的电流检测值更加精确。

优选的，所述比较部包括：

第三电阻，一端耦接于电压VCC；

第四电阻，一端耦接于第三电阻的另一端，其另一端接地；

比较器，同相端耦接于第三电阻与第四电阻之间的结点上，其反相端耦接于第二电阻的另一端上。

通过上述技术方案，自第三电阻与第四电阻的连接点产生所述的基准值，即基准值取自第四电阻上的电位，从而当电流检测值大于基准值时，比较器输出低电平的输入检测信号；反之，当电流检测值小于基准值时，比较器输出高电平的输入检测信号。

优选的，所述切换开关采用继电器。

通过上述技术方案，控制电路通过控制继电器线圈得电/失电，来控制继电器的触点开关动作，达到切换的目的，且继电器具有电器隔绝保护的作用，使用安全可靠性高。

优选的，所述控制电路包括：

第六电阻，一端耦接于比较器的输出端上；

三极管，基极耦接于第六电阻的另一端，其集电极耦接于继电器的线圈后连接电压VCC，其发射极接地；

二极管，与继电器的线圈反并联。

通过上述技术方案，当输入检测信号为高电平时，即代表气相色谱仪的供电回路没有通电，三极管的基极接收到高电平信号，三极管导通，使得继电器的线圈得电，继电器的线圈吸合其触点开关以导通电源装置与电子气路控制系统之间的供电回路；继电器的线圈上反并联有二极管，二极管起到续流的作用，当继电器的线圈断电时，残留在线圈内的电流能够通过二极管释放掉，防止对电路造成冲击。

优选的，所述输入检测电路还包括：

定时复位部，耦接于比较部与控制电路之间，用于接收输入检测信号，并输出复位信号至控制电路以控制电源装置与电子气路控制系统之间的供电回路在导通一定时间后断开。

通过上述技术方案，定时复位部耦接于比较部以接收比较部输出的输入检测信号，并相应输出复位信号至控制电路，使得控制电路控制切换开关动作，以导通电源装置与电子气路控制系统之间的供电回路，使得载气能持续通入到气相色谱仪之中；且在经过设定时间后，定时复位部将相应输出复位信号至控制电路，使得控制电路控制切换开关动作，断开电源装置与电子气路控制系统之间的供电回路，使得载气不再通入，其中，设定时间可根据气相色谱仪中加热单元的冷却时间来设定，在加热单元冷却到不损伤色谱柱的温度时，便控制载气不再通入，从而达到节约载气，避免载气浪费的目的。

优选的，所述定时复位部包括：

单稳态触发器，具有一输入端及一输出端，其输入端耦接于比较部的输出端上；

555定时电路，具有一触发端和输出端，其触发端耦接于单稳态触发器的输出端上，其输出端耦接于控制电路的输入端上。

通过上述技术方案，单稳态触发器的输入端耦接于比较部的输出端，用来接收输入检测信号，由于输入检测信号从没有检测到异常到检测到异常，是由低电平转换到高电平，并且一直持续处于高电平状态，从而使得单稳态触发器经过稳态到暂稳态到稳态的一个过程的转变，即单稳态触发器给予555定时电路的触发端一个脉冲信号，使得555定时电路置位开始定时，即555定时电路开始输出高电平的复位信号至控制电路以导通电源装置与电子气路控制系统之间的供电回路，在555定时电路定时结束后，输出低电平的复位信号至控制电路，将电源装置与电子气路控制系统之间的供电回路切断，使得电子气路控制系统不再通入载气。

优选的，所述单稳态触发器采用微分型单稳态触发器。

通过上述技术方案，微分型单稳态触发器工作状态稳定，且电路结构简单、易于实现。

优选的，所述电源装置包括电池，其电池采用蓄电池或UPS。

通过上述技术方案，采用蓄电池或UPS均可达到对电子气路控制系统中的电子比例阀供电的目的，且成本较低，易于后期的维修更换，其中，UPS为不间断电源。

综上所述，本实用新型对比于现有技术的有益效果为：在气相色谱仪断开时，气相色谱仪中的电子气路控制系统能通过电源装置进行单独供电，保持载气的持续通入，达到保护色谱柱的目的；且当加热单元冷却到室温，不再对色谱柱提供高温，能及时切断电子气路控制系统对于载气的通入，达到节约载气的目的。

附图说明

图1为实施例一的电路原理图；

图2为实施例一中输入检测电路的电路原理图；

图3为实施例二中输入检测电路的电路原理图；

图4为实施例一中控制电路的电路原理图。

附图标记：

1、输入检测电路；

101、电流检测部；R1、第一电阻；R2、第二电阻；C1、第一电容；

102、比较部；R3、第三电阻；R4、第四电阻；N1、比较器；

103、定时复位部；113、单稳态触发器；123、555定时电路；

2、切换开关；3、电源装置；301、电池；

4、控制电路；R6、第六电阻；Q2、三极管；D1、二极管。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

现有技术中的气相色谱仪，它包括进样器、热导检测器以及连接在热导检测器之间的色谱柱，在进样器的进气管路上设置电子比例阀和流量传感器（也可以是压力传感器），并且电子比例阀和流量传感器电连接到控制电路4组成电子气路控制系统控制载气进入到气相色谱仪中的流量。色谱柱通过加热单元进行加热后，通过分析显示单元采集加热后的样品并进行分析显示。其中，色谱柱在加热过程中需要通过电子比例阀控制载气通入，达到保护色谱柱不受到损伤的目的。

实施例一：

一种气相色谱仪的断电保护装置，如图1所示，包括输入检测电路1，耦接于气相色谱仪的供电回路上，用于检测对气相色谱仪的输入电流是否异常以输出输入检测信号；切换开关2，具有一输入端及一输出端，其输出端耦接于气相色谱仪的电子气路控制系统；电源装置3，具有输出端，其输出端耦接于切换开关2的输入端上；控制电路4，耦接于输入检测电路1以接收输入检测信号，并响应于输入检测信号以控制切换开关2动作以导通电源装置3与电子气路控制系统之间的供电回路。

气相色谱仪通过插头等连接元件接到输入接口J1上，以获取其工作电压，本实施例对连接元件不做限定。本实施例提及的气相色谱仪的供电回路，即气相色谱仪与输入接口J1之间电连接的导线。

切换开关2采用继电器KM1，从而切换开关2包括继电器KM1的线圈及继电器KM1的活动触点，本实施例中的活动触点采用常开触点。

在气相色谱仪没有输入电流处于断电状态时，控制电路4将控制切换开关2动作，将电源装置3与电子气路控制系统的供电回路导通，使得电源装置3单独对电子气路控制系统进行供电，保证电子气路控制系统中的电子比例阀保持开度，以持续进行工作将载气通入到气相色谱仪中，达到保护色谱柱的目的。

为保证电源装置3持续的使用，电源装置3包括充放控制电路4以及与充放控制电路4相连的电池301，电池301采用蓄电池或者UPS（不间断电源）均可。充放控制电路4的充电端连接在输入接口J1上，能在电池301电量不足的情况下为其进行充电来满足长期使用；充放控制电路4的输出端（放电端）连接切换开关2的一组活动触点后连接于电子气路控制系统，在气相色谱仪断电时，电池301能通过充电控制电路4为其进行供电。

以下对输入检测电路1进行详细说明：

参照图2所示，输入检测电路1包括：电流检测部101，用于检测对气相色谱仪输入的电流大小，并输出相应的电流检测值；比较部102，耦接于电流检测部101以接收电流检测值，并将电流检测值与预设的基准值进行比较，并根据比较结果输出相应的输入检测信号。

电流检测部101包括第一电阻R1、第二电阻R2和第一电容C1；第一电阻R1一端耦接于气相色谱仪的供电回路上，另一端接地；第二电阻R2一端耦接于第一电阻R1的一端，另一端耦接于比较部102的输入端；第一电容C1一端耦接于第二电阻R2的另一端，其另一端接地。从而第一电阻R1和第二电阻R2构成了分压电路，通过第一电阻R1的一端对气相色谱仪的供电回路进行采集，并通过第二电阻R2输送至比较部102，从而使得第二电阻R2对比较部102提供电流检测值。

比较部102包括第三电阻R3、第四电阻R4和比较器N1；第三电阻R3一端耦接于电压VCC，另一端耦接于第四电阻R4的一端；第四电阻R4的一端耦接于第三电阻R3的另一端，其另一端接地；比较器N1的同相端耦接于第三电阻R3与第四电阻R4之间的结点上，其反相端耦接于第二电阻R2的另一端上。

以下对控制电路4进行详细说明：

如图4所示，控制电路4包括第六电阻R6、三极管Q2和二极管D1；第六电阻R6一端耦接于比较器N1的输出端上；三极管Q2的基极耦接于第六电阻R6的另一端，其集电极耦接于继电器KM1的线圈后连接电压VCC，其发射极接地；二极管D1与继电器KM1的线圈反并联。

实施例二：

基于实施例一的基础上，如图3所示，输入检测电路1还包括定时复位部103；定时复位部103耦接于比较部102与控制电路4之间，用于接收输入检测信号，并输出复位信号至控制电路4以控制电源装置3与电子气路控制系统之间的供电回路在导通一定时间后断开。

定时复位部103包括单稳态触发器113和555定时电路123；单稳态触发器113可选择微分型单稳态触发器113和积分型单稳态触发器113，本实施例优选微分型单稳态触发器113；单稳态触发器113，具有一输入端及一输出端，其输入端耦接于比较部102的输出端上；555定时电路123，具有一触发端和输出端，其触发端耦接于单稳态触发器113的输出端上，其输出端耦接于控制电路4的输入端上。

单稳态触发器113包括第四电容R4、第七电阻R7、或非门G1、第五电容C5、第八电阻R8和非门G2；第四电容C4的一端耦接于比较器N1的输出端，另一端耦接于或非门G1的其中一个输入端；第七电阻R7的一端耦接于第四电容C4与或非门G1之间的结点上，另一端接地；或非门G1的另一个输入端耦接于非门G2的输出端上，或非门G1的输出端耦接于第五电容C5的一端，另一端耦接于非门G2的输入端，第八电阻R8的一端连接电压VDD，另一端连接第五电容C5与非门G2输入端之间的结点上；非门G2的输出端耦接于555定时电路123的触发端。

单稳态触发器113的工作特点是在没有受到外界触发脉冲作用的情况下，单稳态触发器113保持在稳态；在受到外界触发脉冲作用的情况下，单稳态触发器113翻转，进入“暂稳态”；经过一段时间，单稳态触发器113从暂稳态返回稳态。单稳态触发器113在暂稳态停留的时间仅仅取决于电路本身的参数。

在输入检测电路1从没有检测到异常到检测到异常，将使得输出给单稳态触发器113的电平信号由低电平到高电平的转换，并一直保持高电平状态，从而本实施例中的单稳态触发器113，在受到输入检测电路1的依次脉冲触发作用，使其进入暂稳态状态后，经过一段时候从暂稳态返回至稳态，且输入检测电路1的电平信号之后没有发生改变，使得单稳态触发器113只进行一次翻转，相当于给予555定时电路123的触发端一次脉冲信号，使得555定时电路123置位工作。

其中，555定时电路123包括555芯片以及其外围电路，其外围电路如图3所示，在555定时电路123的电源接通后，555定时电路123进入稳态；其触发端接收到一次脉冲触发信号后，定时电容C2立即放到电压为零，于是555芯片的三脚输出高电平至控制电路4，控制电路4相应进行控制动作；由于脉冲信号只是短暂的维持触发，于是电源电压就通过第五电阻R5和可变电阻器RP1向定时电容C2充电，暂稳态开始；当定时电容C2上的电压上升到2/3VCC电压时，定时时间到，暂稳态结束，恢复到稳态状态，即从555芯片三脚输出的高电平重新转换为低电平信号至控制电路4，使得控制电路4对切换开关2进行相应的控制动作。

本实施例中定时时间可通过可变电阻器RP1进行调节，通过改变可变电阻器RP1的阻值，来改变定时电容C2的充电时间，达到改变定时时间的目的。

工作过程：

输入检测电路1对气相色谱仪的供电回路进行检测，当输入检测电路1检测到气相色谱仪的供电回路上没有通过电流时，使得电流检测值变小，且当电流检测值下降到小于基准值时，经过比较器N1的比较判断，从比较器N1的输出端输出高电平的输入检测信号至单稳态触发器113，使得单稳态触发器113的输出端输出一个脉冲信号至555定时电路123的触发端，555定时电路123置位，从其输出端输出高电平的复位信号至三极管Q2的基极（并且此时555定时电路123进入定时状态），三极管Q2相应导通，继电器KM1的线圈得电，继电器KM1的线圈吸合其常开触点，以导通电源装置3与电子气路控制系统之间的供电回路；

且555定时电路123定时时间结束后，将从其输出端输出低电平的复位信号至三极管Q2的基极，三极管Q2截止，继电器KM1的线圈失电，其常开触点断开，从而使得电子气路控制系统在工作控制载气通入一段时间后，电源装置3不再对其进行供电，使得电子气路控制系统停止载气的通入，达到节约载气的目的。

以上所述仅是本实用新型的示范性实施方式，而非用于限制本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (10)

1.一种气相色谱仪的断电保护装置，其特征是，包括：

输入检测电路(1)，耦接于气相色谱仪的供电回路上，用于检测对气相色谱仪的输入电流是否异常以输出输入检测信号；

切换开关(2)，具有一输入端及一输出端，其输出端耦接于气相色谱仪的电子气路控制系统；

电源装置(3)，具有输出端，其输出端耦接于切换开关(2)的输入端上；

控制电路(4)，耦接于输入检测电路(1)以接收输入检测信号，并响应于输入检测信号以控制切换开关(2)动作以导通电源装置(3)与电子气路控制系统之间的供电回路。

2.根据权利要求1所述的一种气相色谱仪的断电保护装置，其特征是，所述输入检测电路(1)包括：

电流检测部(101)，用于检测对气相色谱仪输入的电流大小，并输出相应的电流检测值；

比较部(102)，耦接于电流检测部(101)以接收电流检测值，并将电流检测值与预设的基准值进行比较，并根据比较结果输出相应的输入检测信号。

3.根据权利要求2所述的一种气相色谱仪的断电保护装置，其特征是，所述电流检测部(101)包括：

第一电阻(R1)，一端耦接于气相色谱仪的供电回路上，其另一端接地；

第二电阻(R2)，一端耦接于第一电阻(R1)的一端，另一端耦接于比较部(102)的输入端；

第一电容(C1)，一端耦接于第二电阻(R2)的另一端，其另一端接地。

4.根据权利要求3所述的一种气相色谱仪的断电保护装置，其特征是，所述比较部(102)包括：

第三电阻(R3)，一端耦接于电压VCC；

第四电阻(R4)，一端耦接于第三电阻(R3)的另一端，其另一端接地；

比较器(N1)，同相端耦接于第三电阻(R3)与第四电阻(R4)之间的结点上，其反相端耦接于第二电阻(R2)的另一端上。

5.根据权利要求4所述的一种气相色谱仪的断电保护装置，其特征是，所述切换开关(2)采用继电器。

6.根据权利要求5所述的一种气相色谱仪的断电保护装置，其特征是，所述控制电路(4)包括：

第六电阻(R6)，一端耦接于比较器(N1)的输出端上；

三极管(Q2)，基极耦接于第六电阻(R6)的另一端，其集电极耦接于继电器的线圈后连接电压VCC，其发射极接地；

二极管(D1)，与继电器的线圈反并联。

7.根据权利要求2所述的一种气相色谱仪的断电保护装置，其特征是，所述输入检测电路(1)还包括：

定时复位部(103)，耦接于比较部(102)与控制电路(4)之间，用于接收输入检测信号，并输出复位信号至控制电路(4)以控制电源装置(3)与电子气路控制系统之间的供电回路在导通一定时间后断开。

8.根据权利要求7所述的一种气相色谱仪的断电保护装置，其特征是，所述定时复位部(103)包括：

单稳态触发器(113)，具有一输入端及一输出端，其输入端耦接于比较部(102)的输出端上；

555定时电路(123)，具有一触发端和输出端，其触发端耦接于单稳态触发器(113)的输出端上，其输出端耦接于控制电路(4)的输入端上。

9.根据权利要求8所述的一种气相色谱仪的断电保护装置，其特征是，所述单稳态触发器(113)采用微分型单稳态触发器(113)。

10.根据权利要求1所述的一种气相色谱仪的断电保护装置，其特征是，所述电源装置(3)包括电池(301)，其电池(301)采用蓄电池或UPS。