专利名称：自动快速比色分析仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于比色分析仪，尤其涉及快速比色分析仪器的技术改进。
背景技术：
比色分析是分析化学中的重要分析方法之一，但是目前的比色分析中，多采用透明比色皿盛装样液后，再置于测试光路中作比色，过程中主要是手工操作，不仅操作烦琐，且易产生人为误差，更不能胜任在线分析的要求；国内外已有流动注射法进行快速比色分析的报道及成型的商品，其采用的是流通比色池，但缺点是只适于显色反应速度快的微量样品分析，而对于显色反应速度慢的样品则不能适用，因为对显色反应速度慢的样品，只能停流加热以加快显色反应，但在加热过程中却会产生气泡干扰比色，实际上难以作在线、快速比色分析；此外，此类仪器均采用蠕动泵进行计量抽取并加入样品、试剂，理论上可行，但从实用效果上看蠕动泵的计量精度难以保证。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题，是要提供一种原理简单、分析速度快、精度高、分析范围广、易于实现在线分析的自动快速比色分析仪。
为此，本实用新型的技术方案是一种自动快速比色分析仪，是由自动采/注液器、显色/比色器诸单元依续联接组成，而由控制系统分别从上述诸单元采集各类数据，数据处理后控制分析仪自动进行比色分析、显示，其特征在于所述的自动采/注液器，是采用电动多通道阀，作为高精度柱塞泵对接进液管、注液管的连接装置及采液、注液状态的切换装置。
所述的电动多通道阀为八、或十二通道式的；其阀孔分成三组，其中A组阀孔分别接通样液槽、试剂槽、助推液(或洗脱液)槽，B组阀孔各自接通一只高精度柱塞泵，C组阀孔汇合后接通显色/比色器进液口，且某对阀孔间串接有中空或填充富集柱的采样环。
所述的控制系统是由单片机及其输出/输入外设所组成，其设有光度信号对采液、注液量的控制环路，可根据显色/比色器中的光度量值控制所述的高精度柱塞泵，实现对样液、试剂及助推液(或洗脱液)的采集、注入量的调节。
所述的显色/比色器，是由彼此分立的敞口显色池与带流通池的微型分光光度计通过输液管路串联组成。
所述的敞口显色池上部敞口连通大气，周边设有控温加热器，其下部设有电磁搅拌器，所开进液口通过三通与自动采/注液器和一只蠕动泵相连通，其出液口通过三通电磁阀分别与微型分光光度计中的流通池入口及蒸馏水槽相连通；所述的带流通池的微型分光光度计的中心为流通池，流通池入口与敞口显色池下部的三通电磁阀相连通，出口与一只蠕动泵相连通，而在流通池相对两侧分别设有单色平行光源及光电转换器。
所述的高精度柱塞泵是由计量步进电机驱动的注射器所构成，其采、注样的计量精度达0.87μl/步。
本实用新型由于采用了高精度采样、注液装置，其采、注液精度大大提高乃至达到微升级，提高了分析结果的准确度及重现性；单片机以光度信号控制高精度柱塞泵对采液、注液实施调节，实现了常量到痕量大浓度变化的样液采集的自动化，扩大了溶液分析的浓度范围，且使针对不同浓度的溶液分析更加精确、可靠；显色/比色器采取带控温、搅拌的显色池与带流通池的微型分光光度计分立的结构，既能通过加热大大提高显色反应速度，又能避免加热产生的气泡进入微型分光光度计的流通池中，干扰比色光路；配之以单片机对所有检测单元的多环、协调控制包括灵活设定加热温度/时间、蠕动泵自动排空等，实现了全单元、全功能、强协调的自动化，使本仪器适合于工业在线、高速、高精度、大浓差分析测试。
以下结合附图对本实用新型进一步作出说明。
图1为本实用新型的实施例的结构原理示意图。
图2为常量采样方式时的电动多通道阀采样状态示意图。
图3为常量采样方式时的电动多通道阀注样状态示意图。
图4为痕量采样方式时的电动多通道阀采样状态示意图。
图5为痕量采样方式时的电动多通道阀注样状态示意图。
具体实施方式
如图1所示自动快速比色分析仪实施例，是由自动采/注液器、显色/比色器诸单元依续联接组成，而由单片机4分别从上述诸单元采集各类数据(数据采集用“来向箭头”的虚线表示)，数据处理后控制分析仪自动进行比色分析、显示(控制关系用“去向箭头”的虚线表示)，其中输出/输入外设4-1实现数据显示及人机交流，其特征在于所述的自动采/注液器，是采用八通道式的电动多通道阀1，其阀孔分成三组，其中A组阀孔分别接通三个分别用以盛样液、试剂及助推液(或洗脱液)的液槽A1、A2、A3，B组阀孔各自接通一只高精度柱塞泵B1、B2、B3，C组阀孔C1、C2汇合后接通敞口显色池6的进液口2，且某对阀孔C3、C4间串接有采样环3。
所述的单片机4设有光度信号对采、注样量的控制环路，可根据显色/比色器中的光度量值5控制所述的高精度柱塞泵B1、B2、B3，调节对样液、试剂及助推液(或洗脱液)的进液量及注液量。
所述的显色/比色器，是由彼此分立的敞口显色池6与带流通池的微型分光光度计7通过输液管路串联组成。
所述的敞口显色池6上部敞口连通大气，周边设有感温头8-0及控温加热器8，其下部设有电磁搅拌器9，所开进液口2通过三通与自动采/注液器的注液口C1、C2及一只蠕动泵12相连通，其出液口10通过三通电磁阀18分别与微型分光光度计7中的流通池入口11及蒸馏水槽19相连通；所述的带流通池的微型分光光度计7的中心为流通池13，流通池13的入口11与敞口显色池6下部的三通电磁阀18相连通，出口14与一只蠕动泵15相连通，而在透明流通池13相对两侧分别设有单色平行光源16及光电转换器17。
所述的高精度柱塞泵B1、B2、B3是由计量步进电机(为示出)驱动的注射器所构成，其采、注样的计量精度达0.87μl/步。
如图2所示电动多通道阀1的阀孔流路，是由紧贴且可绕轴相对转动的两块阀片定子1-1及转子1-2(均展开表示)所组成，定子1-1及转子1-2中的横线表示阀片内部通路，叉号“×”表示通路封闭，实线箭头表示液体流向(下同)。在定子1-1上，高精度柱塞泵B1、B3所接阀孔顺次相邻，而采样环3的C4端所接阀孔又与B3所接阀孔顺次相间，高精度柱塞泵B2所接阀孔再与C4端所接阀孔顺次相间；在转子1-2上，采样环3另端C3所接阀孔与注液流路C1、C2所接阀孔顺次相间，进液流路A3、A1、A2所接阀孔也顺次相间，且C3及注液流路C1、C2所接阀孔又与进液流路A3、A1、A2所接阀孔顺次相邻；作常量采样时，样液浓度无须富集，单片机4控制电动多通道阀1的转子1-2转动切换将高精度柱塞泵B1、采样环3及助推液(洗脱液)槽A1空置不用，而使高精度柱塞泵B3、B2分别与进液流路A3、A2对接连通，并驱动步进电机(未示出)带动高精度柱塞泵B3、B2分别对两槽中的样液及试剂进行计量抽液。
如图3、1所示上述计量、抽液动作完成，转入常量注样时，单片机4控制电动多通道阀1的转子1-2转动切换使高精度柱塞泵B2与注液流路C2对接连通，使高精度柱塞泵B3与采样环3的C3端对接连通，同时采样环3的C4端恰与注液流路C1对接连通，并驱动步进电机(未示出)带动高精度柱塞泵B3、B2分别向敞口显色池6底部进液口2作计量注液；该动作同时，单片机4控制蠕动泵12关闭及整个敞口显色池6系统升温、搅拌、显色，并控制三通电磁阀18关闭蒸馏水槽19管路、而将流通池13的入口11与敞口显色池6的出液口10相连通，控制蠕动泵15从敞口显色池6抽取显色样液到流通池13接受单色平行光源16及光电转换器17的比色检测，然后，单片机4向输出/输入外设4-1输出检测结果并记录，然后，单片机4驱动进液口2处的蠕动泵12及出口14处的蠕动泵15排空残液、配合入口11处的三通电磁阀18抽取蒸馏水清洗两池和管路，并进入下一轮样品的分析循环。
如图4所示本实用新型的自动快速比色分析仪，作痕量采样时，样液浓度极低，采样环3中填充富集柱，在定子1-1上的高精度柱塞泵B1、B2、B3、采样环3的C4端、在转子1-2上的进液流路A1、A2、A3、注液流路C1、C2、采样环3的C4端所接阀孔关系均同于常量采样，但改在A1中盛样液，A3中盛洗脱液；此时，单片机4控制电动多通道阀1的转子1-2转动切换将高精度柱塞泵B3所接阀孔与洗脱液槽A3的进液流路对接连通，使高精度柱塞泵B1所接阀孔与采样环3的C3端对接连通，采样环3的C4端与样液槽A1进液流路对接连通，高精度柱塞泵B2所接阀孔与试剂槽A2的进液流路对接连通，并驱动步进电机(未示出)带动高精度柱塞泵B1、B2、B3分别从A1、A2、A3计量抽液，直到单片机4确认各液的抽取量。
如图5、1所示上述计量、抽液动作完成，转入痕量注样时，单片机4控制电动多通道阀1的转子1-2转动切换使高精度柱塞泵B1排除泵中多余样液，高精度柱塞泵B2所接阀孔与注液流路C2对接连通，B3的所接阀孔与采样环3的C3端对接连通，并恰使采样环3的C4端所接阀孔与注液流路C1对接连通，然后，单片机4驱动步进电机(未示出)带动高精度柱塞泵B3推出抽蓄其中的洗脱液，将采样环3的富集柱中富集的待测物质洗脱、经进液口2注入敞口显色池6，并分别使高精度柱塞泵B2中的试剂也经进液口2向敞口显色池6内作计量注液；该动作同时，单片机4控制蠕动泵12关闭及整个敞口显色池6系统升温、搅拌、显色，并控制三通电磁阀18关闭蒸馏水槽19管路、而将流通池13的入口11与敞口显色池6的出液口10相连通，控制蠕动泵15从敞口显色池6抽取显色样液到流通池13接受单色平行光源16及光电转换器17的比色检测，如果光度信号不明显，单片机4将驱动高精度柱塞泵B1等调增样液抽取及注液量，直到出现合适的光度值，然后，单片机4向输出/输入外设4-1输出检测结果并记录，继而单片机4再驱动进液口2处的蠕动泵12及出口14处的蠕动泵15排空残液、配合入口11处的三通电磁阀18抽取蒸馏水清洗两池和管路，并进入下一轮样品的分析循环。
对于待测物浓度极高的样液的分析，只需使用中空的采样环3，并将洗脱液换成助推液，按照图4、图5类似程序分析即可。
权利要求1.一种自动快速比色分析仪，包括自动采/注液器、显色/比色器和可采集/处理各类数据并进行自动比色分析/显示之控制系统，自动采/注液器与显色/比色器相互串接，同时分别与上述控制系统连接，其特征在于所述的自动采/注液器为可使高精度柱塞泵与进液管、注液管对接及进行采液、注液状态切换之电动多通道阀。
2.根据权利要求1所述的自动快速比色分析仪，其特征在于电动多通道阀上设有八通道或十二通道，其阀孔分成三组，其中A组阀孔分别接通样液槽、试剂槽、助推液(或洗脱液)槽，B组各阀孔分别与高精度柱塞泵相接，C组阀孔中两阀孔间串接有中空或填充富集柱的采样环，其余阀孔汇合后与显色/比色器进液口相接。
3.根据权利要求1或2所述的自动快速比色分析仪，其特征在于所述的控制系统由输出/输入外设及单片机串接而成。
4.根据权利要求3所述的自动快速比色分析仪，其特征在于显色/比色器由敞口显色池与带流通池的微型分光光度计通过输液管路串联而成。
5.根据权利要求4所述的自动快速比色分析仪，其特征在于敞口显色池上部敞口连通大气，周边设有控温加热器，其下部设有电磁搅拌器，进液口通过三通与自动采/注液器和蠕动泵相连通，其出液口通过三通电磁阀分别与微型分光光度计中的流通池入口及蒸馏水槽相连通；所述带流通池的微型分光光度计的中心为流通池，流通池入口与敞口显色池下部的三通电磁阀相连通，出口与蠕动泵相连通，流通池相对两侧分别设有单色平行光源及光电转换器。
专利摘要一种自动快速比色分析仪，含自动采/注液器、显色/比色器，单片机采集数据，控制自动比色分析、显示，其特征为自动采/注液器，是采用电动八通道阀，作为高精度柱塞泵对接进、注液管的连接及切换装置，且某对阀孔间串接有富集采样环。单片机根据比色光度值控制高精度柱塞泵调节样液、试剂、助推液(洗脱液)的采、注量。显色/比色器，是分立的敞口显色池与带流通池的微型分光光度计通过输液管路串联组成。敞口显色池上部通大气，设有控温加热器、电磁搅拌器；带流通池的微型分光光度计，其入口通过三通电磁阀连通敞口显色池，出口接蠕动泵，两侧分设光电检测器。本机采注精度达0.87μl/步，速度快、精度高、分析范围广、适于在线分析。
文档编号G01N21/25GK2575677SQ0125730
公开日2003年9月24日 申请日期2001年11月7日 优先权日2001年11月7日
发明者张磊, 邓耀辉, 孙军, 付强, 黄海萍, 李曙, 俱晓峰, 许浩亮, 莫俊喜 申请人:湖南力合科技发展有限公司