CN208188604U - 一种用于分析仪器的火焰点燃装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于分析仪器的火焰点燃装置，包括由开关电源组成的电源系统；由固态继电器和电热塞组成的点火系统；由电流传感器、电热塞温度传感器、火焰传感器、环境温度传感器、大气压传感器组成的传感器系统；及分别和所述开关电源、固态继电器、电流传感器、电热塞温度传感器、火焰传感器、环境温度传感器和大气压传感器电气连接的控制系统。本实用新型通过控制系统控制电热塞的平均功率、点火时间和点火逻辑，同时结合传感器反馈的数据进行智能点火补偿，具有点火可靠性高，寿命长，无电气和紫外光谱干扰，结构简单等优点。
Description
技术领域
本实用新型属于分析仪器技术领域，尤其涉及一种用于分析仪器的火焰点燃装置。
背景技术
在分析仪器相关的检测技术领域，火焰被广泛使用作为原子化、离子化或热激发的手段。例如，气相色谱使用氢火焰作为待测组分离子化手段，为火焰离子化检测器提供离子源；同时，氢火焰也是气相色谱火焰光度检测器的激发源；原子吸收使用乙炔火焰，原子荧光使用氩氢火焰或其他可燃气体燃烧形成的火焰作为原子化手段。
火焰作为色谱和光谱类分析仪器必不可少的关键技术，成为目前关注的重点。如何保证火焰点燃的成功率和可靠性，成为研究的重点。
现有技术中的火焰点燃系统，主要包括高压放电点火、电阻丝加热点火和点火针点火等。
高压放电点火具有结构简单，成本低等优点，但是存在安全性差、电气干扰严重，紫外区光谱干扰等问题。电阻丝加热点火结构简单，成本低，但是电阻丝容易老化，耐腐蚀性能差，需要维护和更换的频率比较高。点火针点火具有结构简单，体积小等优点，但是由于实际功率小，需要侵入火焰内部才能点燃，同时存在影响火焰和原子化器温度的稳定性、可控制性差、极端环境条件下点火成功率低等缺点。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种用于分析仪器的火焰点燃装置，以解决传统点火技术可靠性低，环境适应性弱以及智能化协同控制差等问题。
本实用新型提供了一种用于分析仪器的火焰点燃装置，包括：
由开关电源组成的电源系统；
由固态继电器和电热塞组成的点火系统；
由电流传感器、电热塞温度传感器、火焰传感器、环境温度传感器、大气压传感器组成的传感器系统；及
分别和开关电源、固态继电器、电流传感器、电热塞温度传感器、火焰传感器、环境温度传感器和大气压传感器电气连接的控制系统；
电热塞倾斜安装在原子化器上，电热塞加热区的顶端与原子化器顶端等高；电热塞温度传感器安装于电热塞加热区的上方；
电热塞的正极依次和电流传感器、固态继电器的输出端、开关电源的正极相连；电热塞的负极和开关电源的负极相连；
原子化器的燃气入口和燃气气源相连；原子化器的屏蔽气入口和屏蔽气气源相连；
火焰传感器安装于火焰中心位置的斜下方。
进一步地，固态继电器的最大电流为40A。
进一步地，电热塞的加热电阻为0.2-5Ω，工作电压为10-20V，最大瞬时功率为300W。
进一步地，电热塞加热区与原子化器屏蔽气通道外侧之间的距离为0.5-10mm。
进一步地，电热塞温度传感器的测量范围为室温-1500℃。
进一步地，火焰传感器的检测波段范围为185-260nm。
进一步地，大气压传感器的测量范围为30-110KPa。
进一步地，环境温度传感器的测量范围为-40-125℃。
进一步地，开关电源为直流电源。
进一步地，点火系统的平均功率为最大功率的10％-100％，工作时间为1-30s。
借由上述方案，通过用于分析仪器的火焰点燃装置，以电热塞作为点火器件，通过控制系统精确控制电热塞的平均点火电流、点火时间和点火逻辑，同时结合传感器反馈的数据进行智能点火补偿，解决了传统点火技术可靠性低，环境适应性弱以及智能化协同控制差等问题，具有点火可靠性高，寿命长，无电气和紫外光谱干扰，结构简单等优点。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1为本实用新型一种用于分析仪器的火焰点燃装置的结构示意图。
图中标号：
1-直流电源；2-固态继电器；3-电流传感器；4-电热塞；41-电热塞正极；42-电热塞负极；43-电热塞加热区；5-电热塞温度传感器；6-火焰；7-火焰传感器；8-原子化器；81-燃气入口；82-屏蔽气入口；83-原子化器顶端；84-屏蔽气通道外侧；9-控制系统；10-环境温度传感器；11-大气压传感器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
参图1所示，本实施例提供了一种用于分析仪器的火焰点燃装置，包括：
由开关电源(直流电源1)组成的电源系统；
由固态继电器2和电热塞4组成的点火系统；
由电流传感器3、电热塞温度传感器5、火焰传感器7、环境温度传感器10、大气压传感器11组成的传感器系统；
电热塞4倾斜安装在原子化器8上，电热塞加热区43的顶端与原子化器顶端83等高；电热塞温度传感器5安装于电热塞加热区43的上方；
电热塞正极41依次和电流传感器3、固态继电器2的输出端、直流电源1的正极相连；电热塞负极42和直流电源1的负极相连；
原子化器8的燃气入口81和燃气气源相连；原子化器8的屏蔽气入口82和屏蔽气气源相连；
火焰传感器7安装于火焰6中心位置的斜下方；
控制系统9由开关电源(直流电源1)供电，分别和固态继电器2、电流传感器3、电热塞温度传感器5、火焰传感器7、环境温度传感器10和大气压传感器11电气连接。
本实施例提供的用于分析仪器的火焰点燃装置，以电热塞作为点火器件，通过控制系统精确控制电热塞的平均点火电流、点火时间和点火逻辑，同时结合传感器反馈的数据进行智能点火补偿，根据传感器系统反馈的信号，通过控制固态继电器通电的有效工作时间，结合总工作时间，实现对点火系统工作逻辑和平均功率的智能化控制，解决了传统点火技术可靠性低，环境适应性弱以及智能化协同控制差等问题，具有点火可靠性高，寿命长，无电气和紫外光谱干扰，结构简单等优点。
本实施例中，固态继电器2的最大电流为40A。
本实施例中，电热4塞的加热电阻为0.2-5Ω，工作电压为10-20V，最大瞬时功率为300W。
本实施例中，电热塞加热区43与原子化器屏蔽气通道外侧84之间的距离为0.5-10mm。
本实施例中，电热塞温度传感器5的测量范围为室温-1500℃。
本实施例中，火焰传感器7的检测波段范围为185-260nm。
本实施例中，大气压传感器11的测量范围为30-110KPa。
本实施例中，环境温度传感器10的测量范围为-40-125℃。
本实施例中，点火系统的平均功率为最大功率的10％-100％，工作时间为1-30s。
该用于分析仪器的火焰点燃装置的控制方法如下：
(1)打开燃气和屏蔽气的气源，控制仪器的气路系统，让燃气和屏蔽气按照既定流量通过原子化器上的燃气入口和屏蔽气入口进入原子化器。
(2)控制系统采集大气压传感器和环境温度传感器的数据。大气压传感器的数据被控制系统转换为海拔高度数据。
(3)控制系统根据海拔高度和环境温度选择如表1所示的点火程序和参数。
表1点火程序
(4)控制系统根据选择的点火程序，控制固态继电器工作，电热塞前端的加热区通电后被加热至能够点燃火焰的温度。
(5)电流传感器用于实时监测电热塞的工作状态，电热塞温度传感器用于监测电热塞的表面温度，火焰传感器用于监测火焰是否被点燃。
(6)当火焰传感器检测到火焰熄灭时，控制系统自动重复执行选择的点火程序，将火焰再次点燃。
本实用新型使用电热塞作为点火器件，将电热塞功率的精确程序控制、传感器的智能反馈与点火程序的精准匹配相结合，实现了对分析仪器火焰高可靠性点火的同时，解决了传统点火技术电气和紫外光谱干扰严重、可靠性差、环境耐受性低等问题，具有智能化程度高、点火寿命长等优点，具有较佳的推广和使用价值。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，并不用于限制本实用新型，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于分析仪器的火焰点燃装置，其特征在于，包括：
由开关电源组成的电源系统；
由固态继电器和电热塞组成的点火系统；
由电流传感器、电热塞温度传感器、火焰传感器、环境温度传感器、大气压传感器组成的传感器系统；及
分别和所述开关电源、固态继电器、电流传感器、电热塞温度传感器、火焰传感器、环境温度传感器和大气压传感器电气连接的控制系统；
所述电热塞倾斜安装在原子化器上，电热塞加热区的顶端与原子化器顶端等高；电热塞温度传感器安装于电热塞加热区的上方；
所述电热塞的正极依次和所述电流传感器、固态继电器的输出端、开关电源的正极相连；所述电热塞的负极和所述开关电源的负极相连；
所述原子化器的燃气入口和燃气气源相连；所述原子化器的屏蔽气入口和屏蔽气气源相连；
所述火焰传感器安装于火焰中心位置的斜下方。
2.根据权利要求1所述的一种用于分析仪器的火焰点燃装置，其特征在于，所述固态继电器的最大电流为40A。
3.根据权利要求1所述的一种用于分析仪器的火焰点燃装置，其特征在于，所述电热塞的加热电阻为0.2-5Ω，工作电压为10-20V，最大瞬时功率为300W。
4.根据权利要求1所述的一种用于分析仪器的火焰点燃装置，其特征在于，所述电热塞加热区与原子化器屏蔽气通道外侧之间的距离为0.5-10mm。
5.根据权利要求1所述的一种用于分析仪器的火焰点燃装置，其特征在于，所述电热塞温度传感器的测量范围为室温-1500℃。
6.根据权利要求1所述的一种用于分析仪器的火焰点燃装置，其特征在于，所述火焰传感器的检测波段范围为185-260nm。
7.根据权利要求1所述的一种用于分析仪器的火焰点燃装置，其特征在于，所述大气压传感器的测量范围为30-110KPa。
8.根据权利要求1所述的一种用于分析仪器的火焰点燃装置，其特征在于，所述环境温度传感器的测量范围为-40-125℃。
9.根据权利要求1所述的一种用于分析仪器的火焰点燃装置，其特征在于，所述开关电源为直流电源。
10.根据权利要求1所述的一种用于分析仪器的火焰点燃装置，其特征在于，所述点火系统的平均功率为最大功率的10％-100％，工作时间为1-30s。
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