一种转盘式自动测汞仪的制作方法

本实用新型涉及汞测量技术领域，更具体地，涉及一种转盘式自动测汞仪。

背景技术：

汞化合物的特有性质在科研和生产领域得到广泛应用，然而汞自身具有毒性、高挥发性、高扩散性、长距离传输性、生物富集性等特点，对生物会造成极大的危害，因此针对样品中汞的检测得到国家的高度重视，并以国家标准的形式规定了环境中汞蒸气的浓度。

在传统测试煤样中的汞元素含量中，通常采用的是原子荧光、电感耦合等离子体质谱仪、原子吸收法、冷原子吸收法或化学方法，主要靠人工操作，由于受到人员的熟悉程度的影响，其测量的结果往往也存在一定的偏差，而且劳动强度大，工作效率较低。其中，在化学方法中常用的是化学消解法，而使用化学消解法时，通常用到硝酸或硫酸等比较危险的化学药品，且在化学消解过程中需要加热且时间长，过程复杂，其中大量环节都依赖实验人员的手工操作，对实验人员素质要求比较高，在繁杂的实验过程中出现误差的可能性高，从而影响测试结果的准确度。

技术实现要素：

本实用新型提供一种转盘式自动测汞仪，用以解决现有技术中测定方法自动化程度较低、工作效率低、劳动强度大以及测量结果精度不高的问题。

本实用新型提供了一种转盘式自动测汞仪，包括：

控制系统、转盘式送样系统和依次连接的燃烧炉、汞捕获系统和检测系统，所述转盘式送样系统、燃烧炉、汞捕获系统和检测系统均与所述控制系统相连；

其中，所述转盘式送样系统包括设有放样转盘的转盘式送样装置和设有送样针的直线运动机构；所述放样转盘上设有用于装样品的定位槽，所述送样针用于托住样品将样品送进所述燃烧炉中，设在所述转盘式送样装置上方；

所述燃烧炉中设有将样品气化的燃烧模块；

所述汞捕获系统中设有相互连接的汞元素捕获装置和将汞元素变成汞蒸气的加热装置，所述汞元素捕获装置与所述燃烧炉相连，所述加热装置与所述检测系统相连；

所述检测系统中设有检测汞蒸气的检测池。

优选地，所述转盘式送样系统中还包括设在接样位处定位槽下方的升降机构；

其中，所述升降机构中设有将样品从所述接样位处定位槽顶出的顶板；

所述转盘式送样装置中含有多个放样转盘的定位槽；所述接样位处定位槽为最靠近所述燃烧炉入口的定位槽。

优选地，所述直线运动机构还包括送样针固定座、传动机构、导向机构和电机；

其中，所述送样针固定在所述送样针固定座上，所述送样针固定座分别与所述导向机构和所述传动机构相连，所述传动机构与所述电机相连，所述电机与所述控制系统相连。

优选地，所述送样针固定座靠近所述燃烧炉入口的端面设有能与所述燃烧入口处形成密封的结构。

优选地，所述转盘式送样装置还包括旋转轴、传动装置和电机；

其中，所述放样转盘固定在所述旋转轴上，所述旋转轴与所述传动装置相连，所述传动装置与所述电机相连，所述电机与所述控制系统相连。

优选地，所述转盘式送样装置还包括旋转轴和电机；

其中，所述放样转盘固定在所述旋转轴上，所述旋转轴与所述电机相连，所述电机与所述控制系统相连。

优选地，所述转盘式送样装置还包括对所述放样转盘进行旋转分度的分度装置，所述分度装置与所述控制系统相连。

优选地，所述升降机构还包括直线电机和滑套；

其中，所述直线电机与所述顶板相连，所述顶板设于所述滑套内，沿所述滑套内部上下滑动，所述直线电机与所述控制系统相连。

优选地，所述燃烧模块中还包括装有使汞充分燃烧的催化剂的催化管。

优选地，所述汞元素捕获装置为齐化组件，所述齐化组件内设有黄金管、银管和/或铜管。

优选地，所述检测系统中还设有将测量后的气体排出的排废气口。

本实用新型提出的转盘式自动测汞仪能自动实现样品中汞的测试，也能实现自动连续多个样品中汞的测试，减轻劳动强度与人力成本，提高工作效率。

附图说明

图1为根据本实用新型一个优选实施例中转盘式自动测汞仪的结构示意图；

图2为根据本实用新型一个优选实施例中直线运动机构的结构示意图；

图3为根据本实用新型一个优选实施例中转盘式送样装置的结构示意图；

图4为根据本实用新型一个优选实施例中转盘式送样装置的结构示意图；

图5为根据本实用新型一个优选实施例中升降机构的结构示意图；

图6为根据本实用新型一个优选实施例中燃烧炉的结构示意图；

图7为根据本实用新型一个优选实施例中转盘式自动测汞仪在样品刚放入定位槽时的结构示意图；

图8为根据本实用新型一个优选实施例中转盘式自动测汞仪在顶板将坩埚顶出定位槽时的结构示意图；

图9为根据本实用新型一个优选实施例中转盘式自动测汞仪在送样针运动托着坩埚时的结构示意图；

图10为根据本实用新型一个优选实施例中转盘式自动测汞仪在送样针固定座与催化管接触形成密封时的结构示意图。

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。

本实用新型提供的转盘式自动测汞仪，包括：控制系统10、转盘式送样系统和依次连接的燃烧炉5、汞捕获系统和检测系统，所述转盘式送样系统、燃烧炉5、汞捕获系统和检测系统均与所述控制系统10相连；

其中，所述转盘式送样系统包括设有放样转盘21的转盘式送样装置2和设有送样针11的直线运动机构1，所述放样转盘21上设有用于装样品的定位槽，所述送样针11用于托住样品将所述样品送进所述燃烧炉5中，设在所述转盘式送样装置2上方；

所述燃烧炉中设有将样品气化的燃烧模块；

所述汞捕获系统中设有相互连接的汞元素捕获装置和将汞元素变为汞蒸气的加热装置，所述汞元素捕获装置与所述燃烧炉5相连，所述加热装置与所述检测系统相连；

所述检测系统中设有检测汞蒸气的检测池8。

在本实用新型的转盘式自动测汞仪中，在转盘式送样装置中放样转盘21的定位槽中放入样品，置于上方的送样针11将样品送入燃烧炉5中燃烧，使得样品中的汞元素释放出来，生成混合气体，该混合气体进入汞捕获系统的汞元素捕获装置中将混合气体中的汞元素捕获下来，待其它气体排出后，加热装置开始加热，使捕获的汞元素变成汞蒸气，汞蒸气进入检测系统中的检测池8进行测量，测量结果反馈给控制系统10。

在本实用新型的转盘式自动测汞仪中，还包括有其他气体排出口，可以根据对煤样品的初步预估得到一个时间值，在该时间范围内将其它气体完全排出。为了减少干扰，通常会适当加长其它气体的排出时间。等其它气体完全排出后，加热装置开始加热。

在本实用新型中所有实施例中，控制系统用于控制整个测汞仪中各个装置或系统的运动、定位以及数据采集。

本实用新型的转盘式自动测汞仪可以用于常见领域样品中汞的测量，在下述实施例中，以煤质分析领域中煤样中的汞元素含量的检测来详述本实用新型。

在上述转盘式自动测汞仪中，当需要检测待测样品中汞元素含量时，只需将样品放入放样转盘的定位槽中，并将放样转盘旋转至燃烧炉的入口处即可。

在燃烧炉中，对样品进行燃烧时，通常是将样品装在坩埚中，即将装有样品的坩埚置于放样转盘的定位槽中，所述转盘式送样装置将该坩埚送入燃烧炉中。

为了实现连续的自动测试多个样品，在一个优选实施例中，所述转盘式送样系统中还包括设在接样位处定位槽下方的升降机构3；其中，所述升降机构3中设有将样品从接样位处定位槽中顶出的顶板；所述转盘式送样装置中含有多个定位槽；所述接样位处定位槽为最靠近所述燃烧炉入口的定位槽。在该实施例中，样品针将接样位处定位槽中的样品送进燃烧炉中燃烧。当样品用坩埚装时，则将坩埚送进燃烧炉中燃烧。

在该实施例中，将放有样品的坩埚放置在转盘式送样装置2的接样位处放样转盘的定位槽中或是将放有放品的坩埚放置在转盘式送样装置2的放样转盘的定位槽中，将该定位槽旋转至接样位处，通过升降机构3中顶板的升降将坩埚顶起，然后直线运动机构1上的送样针11将坩埚托起，送样针11将坩埚送进燃烧炉5中燃烧，当燃烧完成后，燃烧完成的坩埚在直线运动机构1中送样针11的作用下退出燃烧炉5，退回到放样盘的定位槽上方，此时升降机构3上升顶住坩埚，直线运动机构上的送样针与坩埚脱离，然后直线运动机构1归原位。升降机构3下降，直至坩埚落置于放样转盘的定位槽中。然后放样转盘旋转一坩埚位，重复上述动作过程，以此类推，完成了连续的自动测试多个样品的测汞。

本实用新型中的“多个”指2个或2个以上。

在一个优选实施例中，所述直线运动机构还包括送样针固定座12、传动机构13、导向机构14和电机15；其中，所述送样针11固定在所述送样针固定座12上，所述送样针固定座12分别与所述导向机构14和所述传动机构13相连，所述传动机构13与所述电机15相连，如图2所示。当电机15收到控制系统的信号后，在电机15的驱动下，通过传动机构13带动送样针固定座12，从而带动送样针11，在导向机构14的导向下实现左右往复运动。

其中，传动机构14可以是滚珠丝杆副、同步带轮等。

在优选实施例中，所述送样针11可以托住样品或装有样品的坩埚左右往复运动。优选其横向中心轴与所述燃烧炉入口的横向中心轴为同轴心。

在一个优选实施例中，为了检测更准确，所述送样针固定座12靠近所述燃烧炉入口的端面设有能与所述燃烧炉入口形成密封的结构，当直线运动机构1上的送样针11托着坩埚送入燃烧炉的入口处时，送样针11固定座的端面与入口接触形成密封，当检测完成后，密封解除。优选地是，所送样针固定座靠近所述燃烧炉入口的端面设有密封圈，能与所述燃烧炉入口形成密封的结构。

在一个优选实施例中，所述直线运动机构设在所述转盘式送样装置的上方。

在一个优选实施例中，所述转盘式送样装置还包括旋转轴22、传动装置24和电机25；其中，所述放样转盘21的定位槽固定在所述旋转轴21上，所述旋转轴22与所述传动装置24相连，所述传动装置24与所述电机25相连。当电机25收到控制系统的信号后，在电机25的驱动下，通过传动装置24带动旋转轴22，从而带动放样转盘21旋转，此时固定槽也随之旋转。

本实施例中所述传动装置可以为皮带传动结构或齿轮传动结构。

为了实现多工位加工且加工更准确，在实施例中转盘式送样装置优选还包括分度装置23，所述分度装置23与所述控制系统10相连。其中，分度装置23通过感应透光与不透光的信号通过控制系统10控制对放样转盘21旋转分度，如图3所示。

当旋转轴22转动一定角度后，分度装置23通过感应透光与不透光的信号，反馈到控制系统10，控制电机25停止工作，而此时放样转盘21正好旋转一个坩埚位，从而更好的实现多个样品的连续的自动测试。

在另一个优选实施例中，所述转盘式送样装置也可以为以下结构，包括旋转轴22和电机25；其中，所述放样转盘21的定位槽固定在所述旋转轴22上，所述旋转轴22与所述电机25相连。在该实施例中不包括传动装置，当电机25收到控制系统的信号后，电机25直接驱动旋转轴22，带动放样转盘21旋转。

在该实施例所优选的实施例中，也可以包括上述分度装置23，所述分度装置23与所述旋转轴22相连。其中，分度装置23通过感应透光与不透光的信号通过旋转轴22控制对放样转盘21旋转分度，如图4所示。

本实用新型中的升降机构为本领域中常用的升降装置，在一个优选实施例中，所述升降机构还包括直线电机31和滑套33；其中，所述直线电机31与所述顶板32相连，所述顶板32设于所述滑套33内，沿所述滑套33内部上下滑动，从而实现上下升降的功能，如图4所示。所述直线电机31根据所述控制系统所给出的信号来工作。

在一个优选实施例中，存在于燃烧炉5中的燃烧模块中还包括装有使汞充分燃烧的催化剂的催化管4，如图6所示，该催化管主要对样品如煤样进行燃烧的场所，保证样品如煤样等被充分燃烧。在保证催化功能的前提下，本领域技术人员可以根据需要来设定催化管在燃烧炉中的位置。本领域技术人员可以根据俗催化效果将催化剂设在催化管的任意地方，为了使催化更加均匀，催化剂可均匀分散在催化管中。

通常将催化管设在所述燃烧炉的入口处，将送样针将坩埚送入催化管中时，送样针固定座的端面与催化管接触形成密封。

在本实用新型中的汞元素捕获装置可以为本领域中吸附汞元素的常用装置，在本实用新型中更优选为齐化组件6，所述齐化组件内设有黄金管、银管和/或铜管等可其它与汞发生反应的材料，将燃烧后得到的混合气体中的汞元素吸附下来，待其它气体排出后，加热装置开始加热，使吸附的汞元素变成汞蒸气。

在本实用新型中，在加热装置与检测系统中优选使用硅胶管7来连接，用于运输气体。

在本实用新型中，检测汞蒸气的检测池8优选利用感应光谱原因对汞蒸气的含量进行测量。为了保证连续测量多个样品的准确度，当检测结束后，检测系统中通常还设有将测量后的气体排出的排废气口9，如图1所示。

实施例1

在该实施例的转盘式自动测汞仪中，如图7所示，装有样品的坩埚101放置在放样转盘21的定位槽中。首先，直线运动机构1的送样针11处于最左位，升降机构3的顶板32处于最下位。如图8所示，由升降机构3驱动顶板32上升，把坩埚101顶出放样转盘21的定位槽，这时又如图9所示，由直线运动机构1向前运动至接样位，由送样针11托着坩埚101，从而实现了坩埚101从放样转盘21的定位槽中转移到了送样针11上。

然后如图10所示，升降机构3的顶板32下降归位至原来位置，直线运动机构1上的送样针11托着坩埚101送入燃烧炉5的催化管4中进行燃烧，同时送样针11固定座21的端面与催化管4接触形成密封。

燃烧炉5中加热进行燃烧，在催化剂的作用下，煤样中的汞元素燃烧中释放出来，生成混合气体，混合气体通过燃烧炉5的尾端进入齐化组件6中，在齐化组件6的黄金管作用下，混合气体中的汞元素吸附下来，待其它气体排出后，齐化组件加热，使吸附的汞元素变成蒸气，进入检测池8中进行测量，测量结果反馈给控制系统10。测量后的气体由排废气口9排出。其气路用硅胶管7相连。

直线运动机构1返回到接样位，此时的升降机构3又上升顶起坩埚101，如图9所示。直线运动机构1继续回退至原位，此时再实现坩埚从送样针11转移到升降机构3的顶板32上，如图8所示，升降机构3顶着坩埚101一起下降，直到把坩埚101放到放样转盘21的定位槽中，同时升降机构3也下降归位至原来位置状态，如图7所示。这样完成一个煤样自动燃烧、分析过程。

当准备下一个煤样的测试时，控制系统10发出指令，转盘式送样装置2上的电机25开始工作，在电机25的驱动下，通动传动装置24带动旋转轴22(或直接通过电机25驱动旋转轴22)，从而带动放样转盘21旋转。当转动一定角度后，同时分度装置23通过感应透光与不透光的信号，反馈到控制系统10，控制电机25的停止工作，而此时放样转盘21正好旋转一个坩埚位。再由升降机构3上升，重复上述过程，即完成第二个煤样的自动测试过程。以此类推，完成了多个煤样连续的自动测试。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。最后，本实用新型的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。