专利名称：多功能气相色谱自动进样器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及气相色谱仪，尤其是一种气相色谱仪分析样品时专用的自动进样
装置。
背景技术：
目前，国产气相仪的进样方式大多采用手动进样方式，即操作者用注射器将样品 定量注入色谱柱头，由于操作者的熟练程度和习惯不同，再加上人为的视觉误差，造成进样 速度不稳定，定量误差大，从而分析结果的准确性降低了 。 在专利96222653. x中公开了一种气相色谱仪液体自动进样装置，其结构为由进 样器和控制器组成，进样器由样品盘组件，注射器组件，键盘和电动机驱动电路组件构成， 控制器由控制电路和键盘显示组件构成，注射器组件中的柱塞与同步带和同步带轮连接， 由步进电动机负载其上下直线位移。这种结构的气相色谱仪液体自动进样装置针芯可自动 抽取溶液，但是缺乏步进电机失步后的相应措施，自动化程度不高，精度较差。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种体积小、重量轻、安装使用方便，通用性强，无人值 守可24小时不间断工作，并且进样量重复精度高、自动化程度高，节省人力，减轻工作人员 劳动强度，极大地提高工作效率，提高气相色谱仪分析样品结果的准确性的多功能气相色 谱自动进样器。 为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案一种多功能气相色谱自动进样 器，包括转塔底座，转塔底座一侧设有样品盘组件，转塔底座上设有转塔，转塔上设有注射 器组件，注射器组件包括注射器和与注射器装配的针芯，针芯设置在针芯固定块上，针芯固 定块由竖直设置的同步带和针芯固定块同步带轮带动，转塔、针芯固定块同步带轮和样品 盘分别由带有反馈编码器的步进马达驱动，所述反馈编码器均与中央处理器连接，中央处 理器还与人机界面电路连接。 转塔内竖直设有安装板组件，安装板组件包括安装板，所述针芯固定块同步带轮 为一对且均上下设置于安装板上，同步带竖直设置于两同步带轮之间，同步带内表面设有 带齿，同步带轮外表面对应同步带设有与之相配合的外齿，同步带一侧与驱动块连接，驱动 块与针芯固定块固定连接，所述驱动块中间设有一侧带齿的槽，同步带穿过槽中，注射器竖 直设置于安装板上并且两者可拆卸连接；所述自动进样器还包括另一对竖直设置且相互配 合的安装板同步带轮和安装板同步带，安装板同步带轮也由带有反馈编码器的步进马达驱 动，所述安装板与安装板同步带固定连接。 所述安装板组件还包括设置于安装板上注射器和针芯一侧的压瓶组件，包括竖直 设置的导杆，导杆穿插于安装板上的导套内，导套与安装板可拆卸连接，导杆上低于针芯端 部的底端固设有阶梯型的压块，导套底端与压块之间的导杆上设有弹簧，导套以上的导杆 部分横向设有横销，横销搭设于导套上，阶梯型压块高端与导杆固定连接，低端与针芯对应设置并且设有针孔。 所述样品盘组件包括样品盘底座和样品盘底座上设置的表面带有瓶槽的样品盘， 带反馈编码器的步进马达设置在样品盘的底座内，步进马达驱动一根竖直设置的输出轴， 输出轴上部横向固设有销轴，样品盘对应销轴和输出轴均设有相应的轴槽，输出轴和销轴 均插入样品盘内；样品盘底座一侧设有插入轴，转塔底座对应插入轴设有轴孔，样品盘通过 插入轴与转塔底座插接。 所述转塔底座上对应注射器和针芯设有至少六个瓶槽，瓶槽呈圆弧线型排列，圆 弧线的直径与转塔的转动直径相适配。 所述针芯固定块同步带轮和安装板同步带轮的步进马达均设置于转塔内的后部； 所述人机界面为设置于转塔底座外表面的触摸屏。 本实用新型的有益效果为将样品盘组件、注射器组件、安装板组件和转塔均采用 带有反馈编码器的步进马达带动，由步进马达和编码器组成闭环系统，四个部分的驱动均 为独立的通道进行控制，之间的位置关系相互制约，既避免了相互干扰，又达到了精确定位 和进样量的准确，也保证昂贵注射器的安全。可起到提高工作效率、节省人力、速度快的效 果。现有技术所使用的步进马达驱动针芯是没有位置反馈装置的，所以当步进马达失步时 (这是步进马达所固用的弱点)，就会出现样品抽取量不准确，进样不完全等问题，从而影 响到检测结果准确性。由于针芯设置于针芯固定块上，针芯固定块的移动是由带位置反馈 编码的步进马达来实现的，转塔的转动、样品盘的转动也同样是由带有编码器的步进马达 来驱动的，它们各自对应的编码器对各个运动过程实时跟踪，监测各位置是否精准，当有其 它因素造成步进马达失步时，及时报警停机，避免了因不准确进样而出现的不准确检测结 果和由于位置不准确而损坏昂贵的自动进样针的情况发生。注射器组件的两针芯固定块同 步带轮上下设置，则两者之间的同步带竖直设置，将同步带内侧与同步带轮外侧均设置相 配合的带齿，则注射器组件的同步带与驱动块的连接也采用带齿相互配合，同步带上下运 动时，带动驱动块上下运动，继而驱动块再带动针芯固定块以及针芯，是相对位置可调的组 合式结构，如果注射器组件步进马达停机时，不在安定点位置，则再次开机时，步进马达会 先带动同步带轮以及同步带到达安定点位置，使整机在每次工作时均处于原点位置，这样 有利于消除步进马达安定点对进样量基准点设置的影响。安装板组件与注射器组件相同， 也由竖直设置的两安装板同步带轮以及安装板同步带带动，则安装板也可随同步带的上下 传动而移动。使用时，转塔底座的瓶槽内装入溶剂瓶、废液瓶，在针芯插入瓶内前，步进马达 带动安装板同步带轮和安装板同步带先将安装板下放，导杆上的横销搭放在导套上也被同 时下放，导杆端部的压块先压在液体瓶的顶部，当安装板继续下放，导套与导杆之间的弹簧 受到压縮更加压紧瓶盖，安装板停止运动，然后注射器组件的步进马达带动针芯固定块同 步带轮和同步带使针芯向下移动，穿过压块的针孔深入瓶内作业，然后注射器组件的步进 马达带动针芯向上抽取，弹簧会压住压块使瓶盖不被带起，完成作业，导套与安装板可拆卸 连接，并且导杆穿插于导套内通过横销搭设与导套上，使导杆、导套、安装板三者为可拆卸 连接，这样便于安装、维修。导杆压块设置成阶梯型可有效减少压瓶盖部分的长度，避免压 在相邻瓶盖上。压瓶组件在对样品盘抽取溶液时，原理相同。本实用新型的触摸屏，可以实 现进样参数的设置，数据录入，样品信息的显示，对本装置的操控。所述针芯固定块同步带 轮和安装板组件同步带轮的步进马达均设置于转塔内的后侧，可节省空间，使结构紧凑，便于生产使用。本实用新型采用的触摸屏是彩色高清晰触摸屏，具有显示信息量大，操控方 便，可以用中文文字、英文文字或其它多国文字，直观地，大容量地显示进样参数、数据、样 品信息和功能按钮，并且可以随时方便地进行快速切换，以满足不同操作者对操作语言的 要求，比起国外同类所采用8字数码管式或点阵荧光屏有了质的飞跃。
图1是本实用新型的立体图； 图2是本实用新型的主视图； 图3是样品盘组件的俯视图； 图4是图2中的A向视图； 图5是电控部分流程图。
具体实施方式由图1 、图2、图3和图4所示的一种多功能气相色谱自动进样器，包括转塔底座5， 转塔底座5左侧设有样品盘组件l，转塔底座5上设有带有壳体的转塔21，转塔21内竖直 设有安装板组件，安装板组件包括安装板6，安装板6上设有注射器组件，注射器组件包括 上下竖直设置的一对针芯固定块同步带轮23，两针芯固定块同步带轮23上装配有竖直的 同步带18，同步带18内表面设有带齿，同步带轮23外表面对应同步带18设有外齿，同步带 18右侧从上至下依次竖直设有针芯固定块19、针芯17、和与针芯17装配的注射器30，针芯 固定块19与左侧同步带18通过驱动块20连接，驱动块20与针芯固定块19固定连接，所 述驱动块20中间设有两侧带齿的槽，同步带18穿过槽中并且带齿与驱动块20槽内的齿相 配合。针芯固定块19与安装板6以及注射器30与安装板6之间均为可拆卸连接，针芯固 定块19为方形，安装板6上对应设有方形卡槽，针芯固定块19插入卡槽内，安装板6上对 应注射器30也设有卡槽，注射器30嵌入卡槽内，注射器30的卡槽外表面设有挡板13，挡板 13与安装板6铰接，针芯17与针芯固定块19也为可拆卸连接(连接方法为现有技术，故不 详细描述)。所述安装板组件还包括设置于安装板6上注射器30和针芯17 —侧的压瓶组 件，包括竖直设置的导杆10，导杆10穿插于圆柱形导套11内，导套11沿周圈上下开设有两 横向卡槽，导杆10与导套11均放置于安装板6的安装槽15内，安装槽15上对应导套11 两横向卡槽设有卡条14、对应两横向卡槽之间的导套部分设有夹子12，夹子12为分别环抱 在导套11两侧的两片环形体。导套11与安装板6可拆卸连接，导杆10上低于针芯17下 端的底端固设有阶梯型的压块9，导套11底端与压块9之间的导杆10上设有弹簧31，导套 11以上的导杆10部分横向设有横销32，横销32搭设于导套11上，阶梯型压块9高端与导 杆10固定连接，低端与针芯17对应设置并且设有针孔8。安装板6后侧还竖直设有另一对 安装板同步带轮28，并且两安装板同步带轮28之间装配有竖直的安装板同步带29，安装板 6固设于一侧安装板同步带29上。针芯固定块同步带轮23、安装板同步带轮28以及转塔 21分别由3个均带有反馈编码器和驱动器的步进马达带动，并且注射器组件和安装板组件 的步进马达设置于转塔21内顶部的后侧，转塔21的步进马达设置于转塔底座5内(转塔 步进马达与转塔之间的连接关系为现有技术，故不详细说明)。所述样品盘2组件1包括样 品盘2底座和样品盘2底座上设置的表面带有瓶槽3的样品盘2，样品盘2表面瓶槽3与转塔21的转动半径相适配，在样品盘底座4内设置带反馈编码器和步进马达驱动器的步进马 达26，步进马达26带动一根竖直设置的输出轴25，输出轴25上部横向固设有销轴24，样品 盘2对应销轴24和输出轴25均设有相应的轴槽，输出轴25和销轴24均插入样品盘2内； 样品盘底座4 一侧设有插入轴，转塔底座5对应插入轴设有轴孔，样品盘底座4通过插入轴 与转塔底座5插接。所述转塔底座5上对应注射器30和针芯17设有6个瓶槽27，并且这 6个瓶槽27呈圆弧线型排列，圆弧线的直径与转塔21的转动直径相适配。转塔21内的顶 部设有电控部分22，电控部分22包括中央处理器和均与中央处理器相连的注射器组件以 及安装板组件的带有反馈编码器和驱动器的步进马达，带动样品盘组件1和带动转塔21的 带反馈编码器和驱动器的步进马达也均与中央处理器电路连接，并且在转塔底座5上还设 有与中央处理器连接的触摸屏7如图5所示的电控部分流程图，示出本实用新型的注射器 组件、安装板组件、样品盘组件1和转塔21分别由4个均带反馈编码器和驱动器的步进马 达带动，步进马达均与中央处理器电路连接，所以当人给触摸屏7输入参数时，信号传递给 中央处理器，中央处理器发出信号给不同驱动器，驱动器再向相应步进马达送出指令，则步 进马达转动，反馈编码器可检测步进马达的转动速度和角度，一旦步进马达失步，可将信号 传递给中央处理器，中央处理器再发出相应的指令，中央处理器、驱动器、步进马达和反馈 编码器组成了一个闭环系统，在自动进样时大大提高了效率和准确率。使用时，中央处理器 还可通过数据线连接PC工作站和气相色谱仪，中央处理器对PC工作站发出启动信号1并 可交换数据，PC还可对中央处理器发出指令并做出相应操作，中央处理器对色谱仪发出启 动信号2，气相色谱仪对中央处理器发出反控信号。 使用时，在转塔底座5右侧放置色谱仪，在样品盘2的瓶槽3内装入样品瓶，并在 转塔底座5的6个瓶槽27内装入三个溶剂瓶和三个废液瓶。然后在触摸屏7上输入参数， 电控部分22的数据接口可以连接色谱仪。使用时，先转动转塔21，使针芯17对准转塔底座 5上的洗液瓶，步进马达带动安装板组件的安装板同步带轮28和安装板同步带29先将安装 板6下放，在针芯17插入瓶内前，导杆10上的横销32搭放在导套11上也被同时下放，导 杆10端部的压块9先压在液体瓶的顶部，当安装板6继续下放，导套11与导杆10之间的 弹簧31受到压縮更加压紧瓶盖，安装板6停止运动，然后注射器组件的步进马达带动针芯 固定块同步带轮23和同步带18使针芯17向下移动，穿过压块9的针孔8深入瓶内作业， 然后注射器组件的步进马达带动针芯17向上抽取，弹簧31会压住压块9使瓶盖不被带起， 再由步进马达将安装板6升起，转塔21由步进马达带动顺时针或者逆时针转动角度，直至 针芯17对准废液瓶，然后安装板6再下放，将压块9压紧瓶盖，利用步进马达下放针芯17， 将洗瓶液打出到废液瓶，完成一次洗针过程。洗针过程次数可由用户设定，然后利用步进马 达将转塔21顺时针转动，使针芯17朝向样品盘2的样品瓶，样品盘2通过步进马达26转 动到由用户设定的位置，然后安装板6、针芯17依次下放，抽取样品液，安装板6再次升起， 转塔21逆时针转动，直至到转塔底座5另一侧，将安装板6、针芯17依次下放，将取得的样 品输入给气相色谱仪。
权利要求一种多功能气相色谱自动进样器，包括转塔底座，转塔底座一侧设有样品盘组件，转塔底座上设有转塔，转塔上设有注射器组件，注射器组件包括注射器和与注射器装配的针芯，针芯设置在针芯固定块上，针芯固定块由竖直设置的同步带和针芯固定块同步带轮带动，其特征在于转塔、针芯固定块同步带轮和样品盘分别由带有反馈编码器的步进马达驱动，所述反馈编码器均与中央处理器连接，中央处理器还与人机界面电路连接。
2. 如权利要求1所述的多功能气相色谱自动进样器，其特征在于转塔内竖直设有安装板组件，安装板组件包括安装板，所述针芯固定块同步带轮为一对且均上下设置于安装板上，同步带竖直设置于两同步带轮之间，同步带内表面设有带齿，同步带轮外表面对应同步带设有与之相配合的外齿，同步带一侧与驱动块连接，驱动块与针芯固定块固定连接，所述驱动块中间设有一侧带齿的槽，同步带穿过槽中，注射器竖直设置于安装板上并且两者可拆卸连接；所述自动进样器还包括另一对竖直设置且相互配合的安装板同步带轮和安装板同步带，安装板同步带轮也由带有反馈编码器的步进马达驱动，所述安装板与安装板同步带固定连接。
3. 如权利要求2所述的多功能气相色谱自动进样器，其特征在于所述安装板组件还包括设置于安装板上注射器和针芯一侧的压瓶组件，包括竖直设置的导杆，导杆穿插于安装板上的导套内，导套与安装板可拆卸连接，导杆上低于针芯端部的底端固设有阶梯型的压块，导套底端与压块之间的导杆上设有弹簧，导套以上的导杆部分横向设有横销，横销搭设于导套上，阶梯型压块高端与导杆固定连接，低端与针芯对应设置并且设有针孔。
4. 如权利要求1所述的多功能气相色谱自动进样器，其特征在于所述样品盘组件包括样品盘底座和样品盘底座上设置的表面带有瓶槽的样品盘，带反馈编码器的步进马达设置在样品盘的底座内，步进马达驱动一根竖直设置的输出轴，输出轴上部横向固设有销轴，样品盘对应销轴和输出轴均设有相应的轴槽，输出轴和销轴均插入样品盘内；样品盘底座一侧设有插入轴，转塔底座对应插入轴设有轴孔，样品盘通过插入轴与转塔底座插接。
5. 如权利要求l-4任一项所述的多功能气相色谱自动进样器，其特征在于所述转塔底座上对应注射器和针芯设有至少六个瓶槽，瓶槽呈圆弧线型排列，圆弧线的直径与转塔的转动直径相适配。
6. 如权利要求5所述的多功能气相色谱自动进样器，其特征在于所述针芯固定块同步带轮和安装板同步带轮的步进马达均设置于转塔内的后部；所述人机界面为设置于转塔底座外表面的触摸屏。
专利摘要本实用新型公开了一种多功能气相色谱自动进样器，包括转塔底座，转塔底座一侧设有样品盘组件，转塔底座上设有转塔，转塔上设有注射器组件，注射器组件包括注射器和与注射器装配的针芯，针芯设置在针芯固定块上，针芯固定块由竖直设置的同步带和针芯固定块同步带轮带动，转塔、针芯固定块同步带轮和样品盘分别由带有反馈编码器的步进马达驱动，所述反馈编码器均与中央处理器连接，中央处理器还与人机界面电路连接。本实用新型是一种安装使用方便，通用性强，无人值守可24小时不间断工作，进样量重复精度高、自动化程度高，节省人力，减轻工作人员劳动强度，提高工作效率，提高气相色谱仪分析样品结果的准确性的多功能气相色谱自动进样器。
文档编号G01N30/24GK201527419SQ200920249670
公开日2010年7月14日 申请日期2009年10月23日 优先权日2009年10月23日
发明者周河, 张正尧 申请人:郑州克莱克特科学仪器有限公司