CN219200929U

CN219200929U - 固体粉末微量取样器

Info

Publication number: CN219200929U
Application number: CN202223016310.1U
Authority: CN
Inventors: 刘文贵; 刘勇胜; 蔺洁; 陈力飞; 王思邈
Original assignee: China University of Geosciences
Current assignee: China University of Geosciences
Priority date: 2022-11-09
Filing date: 2022-11-09
Publication date: 2023-06-16
Anticipated expiration: 2032-11-09

Abstract

本实用新型公开一种固体粉末微量取样器，用于将固体粉末样品加入分析仪器中，所述固体粉末微量取样器包括取样杆、辅助杆和清洗装置；所述取样杆的材质包括金属材质，所述取样杆的一端形成有容纳部，所述容纳部用于容纳固体粉末样品，另外一端形成持握部，所述持握部用于供操作人员持握；所述辅助杆用于敲击所述取样杆，所述辅助杆的一端形成有清洁部，所述清洁部用于去除所述容纳部外侧的固体粉末样品；所述清洗装置用于清洁所述容纳部。本实用新型旨在解决现有加样工具加样不准确、定量加样复杂、加样过程中存在污染风险的问题。

Description

固体粉末微量取样器

技术领域

本实用新型涉及实验仪器技术领域，特别涉及取样器技术领域，具体涉及一种固体粉末微量取样器。

背景技术

目前由于分析仪器(例如热电(Thermofisher)公司MAT 253的外设Kiel IV)灵敏度越来越高，在分析样品时，需要样品的用量也相对于的越来越少，一些精密仪器在测试样品时，只需要几微克(微升)甚至于几纳克(纳升)，分析仪器能接受的样品量，是有一定范围的，因样品量超出范围导致分析结果超差甚至根本无法使用的事情屡有发生，因此需要对检测样品进行定量投放，对于固体粉末样品进行取样时，经常会采用微量天平进行称量，采用微量天平进行称重存在一定的弊端，在称重过程中需要经历很多中间过程，如使用纸箔或锡箔垫放样品，采用针尖等一起抓取样品，这些过程容易导致样品损失甚至污染，如取样与称样过程中，风力、手抖、外界振动等的影响，称样后，如何准确、不损失、无污染地将样品投放至分析仪器专用容器中，也是不好控制的，如何准确、定量、无污染低将固体粉末样品投放至分析仪器中是目前亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种固体粉末微量取样器，旨在解决现有加样工具加样不准确、定量加样复杂、加样过程中存在污染风险的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出的一种固体粉末微量取样器，用于将固体粉末样品加入分析仪器中，所述固体粉末微量取样器包括：

取样杆，所述取样杆的材质包括金属材质，所述取样杆的一端形成有容纳部，所述容纳部用于容纳固体粉末样品，另外一端形成持握部，所述持握部用于供操作人员持握；

辅助杆，用于敲击所述取样杆，所述辅助杆的一端形成有清洁部，所述清洁部用于去除所述容纳部外侧的固体粉末样品；以及，

清洗装置，用于清洁所述容纳部。

可选地，所述取样杆的一端形成有开口设置的样品槽，所述样品槽的截面朝向所述持握部的方向呈减缩设置；

其中，所述容纳部包括所述样品槽。

可选地，所述样品槽开口端的半径为R，所述样品槽的深度为H，其中：

0mm<H≤1mm；和/或，

0mm<R<10mm。

可选地，所述样品槽的内侧壁呈镜面设置。

可选地，所述辅助杆的一端弯折形成折弯部，另外一端形成敲击部，用于敲击所述取样杆，所述折弯部上设有刮粉环，所述刮粉环可沿着所述取样杆的长度方向或者沿着所述取样杆的直径方向活动，用于刮除所述取样杆侧壁上多余的固体粉末样品；

其中，所述清洗部包括所述刮粉环。

可选地，所述刮粉环的直径为D1，其中，2.5mm≤D1≤3.0mm。

可选地，所述取样杆的直径为D2，其中，1.5mm≤D2≤2.0mm；和/或，

所述辅助杆的直径为D3，其中，1.0mm≤D3≤1.2mm。

可选地，所述取样杆的长度为L1，其中，10mm≤L1≤12mm；和/或，

所述辅助杆的长度为L2，其中，12mm≤L2≤14mm。

可选地，所述金属材质包括第一不锈钢材质，所述第一不锈钢材质的型号为316L；和/或，

所述辅助杆的材质包括第二不锈钢材质，所述第二不锈钢材质的型号为316L。

可选地，所述清洗装置包括洗耳球。

在本实用新型技术方案中，所述固体粉末微量取样器的结构简单，易于制造推广，可以将固体粉末样品投放至分析仪器中的样品容器的任意位置，实现准确投放，在取样过程中，通过容纳部容纳固体粉末样品，无需经过天平称取等过程，省去繁杂的称量步骤，简化流程，有效降低了取样过程中被环境污染的风险；需要说明的是，操作人员在使用时，把持在所述持握部，由于所述取样杆采用金属材质，会将操作人员产生的静电传递到容纳部，通过静电吸附作用，将固体粉末样品吸附在所述容纳部，避免固体粉末样品脱落，所述辅助杆上的清洁部，用于将所述取样杆上的容纳部外部多余的固体粉末样品(沾黏在所述外侧壁上的固体粉末样品)刮除，使得每次取样的量均为容纳部容纳的固体粉末样品的量，从而实现定量取样；所述清洗装置用于清洗所述容纳部，每次在使用所述取样杆之前，先采用所述清洗装置清洗所述容纳部，避免出现交叉污染的风险。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种固体粉末微量取样器的一实施例的结构示意图；

图2为图1中固体粉末微量取样器使用过程示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	固体粉末微量取样器	22	折弯部
1	取样杆	23	敲击部
				11	容纳部	24	刮粉环
12	持握部	3	清洗装置
				13	样品槽	31	洗耳球
2	辅助杆	200	固体粉末样品
				21	清洁部

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

目前由于分析仪器(例如热电(Thermofisher)公司MAT 253的外设Kiel I V)灵敏度越来越高，在分析样品时，需要样品的用量也相对于的越来越少，一些精密仪器在测试样品时，只需要几微克(微升)甚至于几纳克(纳升)，分析仪器能接受的样品量，是有一定范围的，因样品量超出范围导致分析结果超差甚至根本无法使用的事情屡有发生，因此需要对检测样品进行定量投放，对于固体粉末样品进行取样时，经常会采用微量天平进行称量，采用微量天平进行称重存在一定的弊端，在称重过程中需要经历很多中间过程，如使用纸箔或锡箔垫放样品，采用针尖等一起抓取样品，这些过程容易导致样品损失甚至污染，如取样与称样过程中，风力、手抖、外界振动等的影响，称样后，如何准确、不损失、无污染地将样品投放至分析仪器专用容器中，也是不好控制的，如何准确、定量、无污染低将固体粉末样品投放至分析仪器中是目前亟待解决的问题。

鉴于此，本实用新型提供一种固体粉末微量取样器，能够准确定量的称取固体粉末样品，且在加样的过程中污染风险较小，能够有效地降低外界的干扰和污染，图1至图2为本实用新型提供的一种固体粉末微量取样器的一实施例，以下结合具体的附图主要对所述固体粉末微量取样器进行说明。

请参阅图1和图2，本实用新型提供了一种固体粉末微量取样器100，用于将固体粉末样品200加入分析仪器中，所述固体粉末微量取样器100包括取样杆1、辅助杆2和清洗装置3，所述取样杆1的材质包括金属材质，所述取样杆1的一端形成有容纳部11，所述容纳部11用于容纳固体粉末样品200，另外一端形成持握部12，所述持握部12用于供操作人员持握；所述辅助杆2用于敲击所述取样杆1，所述辅助杆2的一端形成有清洁部21，所述清洁部21用于去除所述容纳部11外侧的固体粉末样品200；所述清洗装置3用于清洁所述容纳部11。

在本实用新型技术方案中，所述固体粉末微量取样器100的结构简单，易于制造推广，可以将固体粉末样品200投放至分析仪器中的样品容器的任意位置，实现准确投放，在取样过程中，通过容纳部11容纳固体粉末样品200，无需经过天平称取等过程，省去繁杂的称量步骤，简化流程，有效降低了取样过程中被环境污染的风险；需要说明的是，操作人员在使用时，把持在所述持握部12，由于所述取样杆1采用金属材质，会将操作人员产生的静电传递到容纳部11，通过静电吸附作用，将固体粉末样品200吸附在所述容纳部11，避免固体粉末样品200脱落，所述辅助杆2上的清洁部21，用于将所述取样杆1上的容纳部11外部多余的固体粉末样品200(沾黏在所述外侧壁上的固体粉末样品200)刮除，使得每次取样的量均为容纳部11容纳的固体粉末样品200的量，从而实现定量取样；所述清洗装置3用于清洗所述容纳部11，每次在使用所述取样杆1之前，先采用所述清洗装置3清洗所述容纳部11，避免出现交叉污染的风险。

请参阅图1，所述取样杆1的一端形成有开口设置的样品槽13，所述样品槽13的截面朝向所述持握部12的方向呈减缩设置；其中，所述容纳部11包括所述样品槽13。在本实施例中，先采用打磨装置将所述取样杆1的两端打磨光滑，然后再采用转孔装置在所述取样杆1的端部进行转孔，从而获得样品槽13。

进一步地，在实际转孔制备所述样品槽13时，可以根据实际需求选择在所述取样杆1的一端或者两端转孔，在一实施例中，在转孔制备所述样品槽13时，采用直径为1mm的钨钢钻头在所述取样杆1的一端转孔，再采用1.2mm的钨钢钻头在所述取样杆1的另外一端转孔，获得两个所述样品槽13，两个所述样品槽13可以用来量取不同量的固体粉末样品200。

进一步地，在一些实施例中，所述取样杆1的直径为D2，其中，1.5mm≤D2≤2.0mm；所述取样杆1的长度为L1，其中，10mm≤L1≤12mm；作为本实施例的一个优选实施例，所述取样杆1的直径为2.0mm，所述取样杆1的长度为12mm。

实际上，先获得一段直径为2mm的笔直的钢棒作为所述取样杆1，采用金刚砂锉刀将所述取样杆1的两端磨平，再采用200目的砂纸进行打磨抛光，随后采用钨钢钻头在所述取样杆1的任意一端转孔，形成截面为V形的所述样品槽13，在转孔过程中，适当的调整所述钨钢钻头的转速至较高的状态，从而确保所述样品槽13内侧壁的光滑程度，同时在转孔的时候，控制所述钨钢钻头的进给深度，确保所述样品槽13的孔深符合要求，转孔完毕后，再次采用200目的砂纸进行打磨，去除所述样品槽13外部的毛刺等，随后再采用无离子水和无水乙醇清洗所述取样杆1和样品槽13，完成样品槽13的制备；需要说的是，采用200目砂纸进行打磨的原因是为了使得所述取样的两个端部尽量光滑，避免在取样的过程中吸附过多的固体粉末样品200。

进一步地，所述样品槽13的体积为V，所述样品槽13开口端的半径为R，所述样品槽13的深度为H，其中：0mm<H≤1mm；0mm<R<10mm。所述样品槽13的体积即为每次抓取的固体粉末样品200的量，在本实施例中，所述样品槽13开口端的半径为1mm，所述样品槽13的深度为1mm，故所述样品槽13的体积为V＝πR²H/3＝(3.14159×1×1)/3＝0.2168mm³，以碳酸钙粉末为样品，碳酸锂的质量为W＝Vd＝0.2618mm³×2.7mg/mm³＝0.707mg＝707μg，故所述取样杆1每次获得的样品的质量为707μg；如此一来，即实现了定量获取。

进一步地，在一实施例中，所述样品槽13的内侧壁呈镜面设置。如此设置的目的是为了避免在卸样时，所述固体粉末样品200沾黏吸附在所述样品槽13的内侧壁上，确保每次能够定量投放。

需要说的是，为了确保静电吸附的效果，操作人员在持握取样杆1时，可以现将手掌在头发或者毛线上进行摩擦，从而提高静电效果。

需要说明的是，所述取样杆1的材质选择金属材质是因为因数材质能够导电，可以将静电传递到所述样品槽13内，通过静电吸附所述固体粉末样品200；所述金属材质的具体类型不做限定，只要能够实现导电即可，在本实施例中，考虑到成本以及耐腐蚀性能，所述金属材质选择第一不锈钢材质，所述第一不锈钢材质的型号为316L。

请继续参阅图1，所述辅助杆2的一端弯折形成折弯部22，另外一端形成敲击部23，用于敲击所述取样杆1，所述折弯部22上设有刮粉环24，所述刮粉环24可沿着所述取样杆1的长度方向或者沿着所述取样杆1的直径方向活动，用于刮除所述取样杆1侧壁上多余的固体粉末样品200；其中，所述清洗部包括所述刮粉环24。在本实施例中，先采用打磨装置将所述辅助杆2的两端打磨光滑，然后再将所述辅助杆2的一端弯折形成折弯段，其中，所述折弯段与所述辅助杆2之间的夹角为90°，再将所述折弯段远离所述辅助杆2的一端折弯成环形以形成所述刮粉环24，需要说明的是，在制备所述刮粉环24时，需要预留部分折弯段以形成所述折弯部22，设置所述折弯部22的目的是为了方便操作人员使用所述辅助杆2，预留区域使得所述辅助杆2沿上下方向活动时，操作人员能够持握所述辅助杆2；当所述取样杆1正对分析仪器的的样品容器时，操作人员反握所述辅助杆2，采用所述辅助杆2远离所述刮粉环24的一端敲击所述取样杆1，通过敲击产生的振动力将所述样品槽13内的固体粉末样品200击落至所述样品容器中。

在一些实施例中，所述刮粉环24的直径为D1，其中，2.5mm≤D1≤3.0mm，所述辅助杆2的直径为D3，其中，1.0mm≤D3≤1.2mm，所述辅助杆2的长度为L2，其中，12mm≤L2≤14mm。作为本实施例的一个优选实施例，所述刮粉环24的直径为3mm，所述辅助杆2的直径为1mm，所述辅助杆2的长度为14mm。

实际上，在所述辅助杆2在制备的过程中采用一体成型的方式，具体地，先选取一段直径为1mm、长度为20mm的笔直的钢丝作为所述辅助杆2，采用金刚砂锉刀将所述辅助杆2的两端挫平，再采用200目的砂纸将所述辅助杆2的两端打磨抛光，用尖嘴钳将所述辅助杆2的任意一端折弯卷成内径为3mm的圆环，以形成所述刮粉环24，沿着刮粉环24朝向所述辅助杆2的方向标记出1mm的位置，采用尖嘴钳将标记位置折弯至90°，形成所述折弯部22，随后再用去离子水和无水乙醇清洗所述辅助杆2。

需要说明是，在本实施例中，所述辅助杆2的材质不做限定，只要能够实现敲击和刮除作用即可，具体地，所述辅助杆2的材质包括第二不锈钢材质，所述第二不锈钢材质的型号为316L。采用所述第二不锈钢材质的一个原因是，不锈钢材质耐腐蚀强，使用寿命长久，另外一个原因是，第二不锈钢材质为金属材质，能够导电，将所述辅助杆2设置为金属材质，当所述辅助杆2在刮除多余的固体粉末样品200时，一方面能够通过产生的摩擦力去除多余的固体粉末样品200，另外一方面还能够通过静电吸附的作用去除多余的固体粉末样品200。

需要说明的是，为了避免交叉污染，每次使用完毕后，都需要对所述取样杆1和所述辅助杆2进行清洗，考虑到实验环境和使用情况，在本实施例中，所述清洗装置3包括洗耳球31，通过洗耳球31产生的流风带走所述取样杆1和所述辅助杆2上的残留物，避免出现交叉污染。

需要说明的是，为了确保取样的纯洁度，在一实施例中，在使用所述取样杆1和所述辅助杆2之前也可以采用所述洗耳球31对所述辅助杆2和所述取样杆1进行清洁。

请参阅图2，所述固体粉末微量取样器100的使用方法如下：获得固体粉末样品200和取样杆1；将取样杆1沿着上下方向反复在所述固体粉末中移动，使得固体粉末充满所述样品槽13，将所述取样杆1竖直放置，采用辅助杆2上的刮粉环24先沿着左右方向刮蹭将吸附在所述样品槽13开口端侧壁上的多余固体粉末样品200刮除，随后将所述刮粉环24套设在所述样品杆上，沿着上下方向刮蹭所述取样杆1的外侧壁，将吸附在所述取样杆1上外侧壁上的多余的固体粉末样品200刮除，随后将所述取样器移动至分析仪器的样品容器中，采用所述辅助杆2的另外一端(即远离所述刮粉环24的一端)敲击所述取样杆1，来回敲击多次，通过振动力将所述样品槽13内吸附的固体粉末掉落至所述样品容器中，完成定量取样；随后将所述样品槽13正对所述洗耳球31，通过洗耳球31产生的气流清洗所述样品槽13，再讲所述刮粉环24正对所述洗耳球31，通过所述洗耳球31产生的气流清洗所述刮粉环24，方便下次使用。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims

1.一种固体粉末微量取样器，其特征在于，用于将固体粉末样品加入分析仪器中，所述固体粉末微量取样器包括：

清洗装置，用于清洁所述容纳部。

2.如权利要求1所述的固体粉末微量取样器，其特征在于，所述取样杆的一端形成有开口设置的样品槽，所述样品槽的截面朝向所述持握部的方向呈减缩设置；

其中，所述容纳部包括所述样品槽。

3.如权利要求2所述的固体粉末微量取样器，其特征在于，所述样品槽开口端的半径为R，所述样品槽的深度为H，其中：

0mm<H≤1mm；和/或，

0mm<R<10mm。

4.如权利要求2所述的固体粉末微量取样器，其特征在于，所述样品槽的内侧壁呈镜面设置。

5.如权利要求1所述的固体粉末微量取样器，其特征在于，所述辅助杆的一端弯折形成折弯部，另外一端形成敲击部，用于敲击所述取样杆，所述折弯部上设有刮粉环，所述刮粉环可沿着所述取样杆的长度方向或者沿着所述取样杆的直径方向活动，用于刮除所述取样杆侧壁上多余的固体粉末样品；

其中，所述清洁部包括所述刮粉环。

6.如权利要求5所述的固体粉末微量取样器，其特征在于，所述刮粉环的直径为D1，其中，2.5mm≤D1≤3.0mm。

7.如权利要求1所述的固体粉末微量取样器，其特征在于，所述取样杆的直径为D2，其中，1.5mm≤D2≤2.0mm；和/或，

所述辅助杆的直径为D3，其中，1.0mm≤D3≤1.2mm。

8.如权利要求1所述的固体粉末微量取样器，其特征在于，所述取样杆的长度为L1，其中，10mm≤L1≤12mm；和/或，

所述辅助杆的长度为L2，其中，12mm≤L2≤14mm。

9.如权利要求1所述的固体粉末微量取样器，其特征在于，所述金属材质包括第一不锈钢材质，所述第一不锈钢材质的型号为316L；和/或，

10.如权利要求1所述的固体粉末微量取样器，其特征在于，所述清洗装置包括洗耳球。