一种自动顶空进样器上的进样机构的制作方法

本实用新型涉及顶空进样器辅助装置技术领域，尤其涉及一种自动顶空进样器上的进样机构。

背景技术：

气相色谱仪是一种对混合气体中各组成成分进行分析检测的仪器；在火灾调查、石油、化工、生物化学、医药卫生、食品工业、环保等方面应用很广。它除用于定量和定性分析外，还能测定样品在固定相上的分配系数、活度系数、分子量和瑞盛比表面积等物理化学常数。

由于气相色谱仪对进样气体或液体样品的速度要求较高，目前普遍采用单独的自动进样器为气相色谱仪提供稳定流速、形态及温度的进样样品。申请号为201310725531.2的中国专利公开了一种转盘式自动顶空进样器，包括取样部分和进样部分，所述取样部分采用转盘式结构，包括底板、电机组件、主轴总成、转盘组件、取样组件、齿环定位组件、加热装置、样品瓶和加热桶；进样组件包括样品注入针、气缸B、导柱和气缸C；通过转盘式顶空自动进样器，使样品瓶能大于5ml，而具备连续自动进样功能，自动化程度高，本大样品瓶顶空进样器，利于同一样品的多次分析，能够连接安捷伦7890、7820气象色谱仪。

上述自动进样器虽然能够基本满足气相色谱仪的进样需求，但在进样过程中没有加压控制和定量控制，另外其气路切换通过气缸来切换四通阀的气路，气路切换不精确，影响最终气相色谱仪的测试结果。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种自动顶空进样器上的进样机构，整个样品进样过程具有压力控制和定量控制，气路切换精确，能够有效减少对气相色谱仪测试结果的影响。

本实用新型采用的技术方案为：

一种自动顶空进样器上的进样机构，包括控制器、安装基座以及设置在安装基座上的加热座、六通阀切换组件、加压管路、载气管路和传输管路，所述加热座上设置有容置筒、顶空针、定量环和六通阀，加热座受控于控制器，用于为容置筒、定量环和六通阀加热；所述容置筒用于容纳样品瓶，顶空针设置在样品瓶的上端，且顶空针的刺破端朝下，用于刺破样品瓶的密封瓶盖，容置筒中还设置有弹簧，所述弹簧环绕在顶空针的外侧且与顶空针共轴线；所述顶空针、定量环、加压管路、载气管路和传输管路分别与六通阀连通，传输管路的自由端用于连接气相色谱仪；所述六通阀切换组件用于切换六通阀的气路；

所述六通阀切换组件包括竖直设置在安装基座上的安装架、设置安装架上的步进电机、设置在步进电机的输出轴上的切换转盘以及设置在切换转盘上用于切换六通阀的气路的切换扳手，所述切换扳手的操作端与六通阀的气路切换连接部铰接，切换扳手的另一端与切换转盘的圆周上的一点相铰接，切换转盘、切换扳手和六通阀的气路切换连接部构成曲柄连杆结构；所述步进电机也受控于控制器。

所述加压管路上设置有加压电磁阀、放空电磁阀、第一三通、第二三通、第一压力传感器和稳压阀；所述第二三通的第一连接端与六通阀通过管道连通，加压电磁阀第一连接端和放空电磁阀的第一连接端分别与第二三通的第二连接端和第三连接端通过管道连通，加压电磁阀的第二连接端与第一三通的第一连接端通过管道连接，第一压力传感器的信号采集端连接第一三通的第二连接端，稳压阀的第一连接端与第一三通的第三连接端通过管道连通，稳压阀的第二连接端通过管道与高压氮气气源连接；加压电磁阀、放空电磁阀和稳压阀均受控于控制器，第一压力传感器的信号输出端与控制器的信号输入端连接。

所述载气管路上设置有第三三通、稳流阀和第二压力传感器，所述第三三通的第一连接端与六通阀通过管道连通，第二压力传感器的信号采集端连接第三三通的第二连接端，稳流阀的第一连接端与第三三通的第三连接端通过管道连通，稳压阀的第二连接端通过管道与高压氮气气源连接；所述稳流阀受控于控制器，第二压力传感器的信号输出端与控制器的信号输入端连接。

本实用新型通过设置与六通阀连通的加压管路对样品瓶中的气体进行加压混合，通过设置定量环对输入样品瓶中的加压气体和样品瓶输出的待测气体进行定量控制，能够保证输入到气相色谱仪中的待测气体的精度和质量，减少对气相色谱仪测试结果的影响；通过六通阀切换组件中的步进电机带动切换扳手摆动，进而切换扳手对六通阀的气路进行切换，使六通阀的气路切换更加精确。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型所述的顶空针、定量环、加压管路、载气管路和传输管路与六通阀的连接关系示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，一种自动顶空进样器上的进样机构，包括控制器（图中未示出）、安装基座1以及设置在安装基座1上的加热座21、六通阀切换组件、加压管路11、载气管路15和传输管路9，所述加热座21上设置有容置筒6、顶空针5、定量环7和六通阀8，加热座21受控于控制器，用于为容置筒6、定量环7和六通阀8加热；所述控制器为控制电路板，包括主控芯片和外围电路，所述容置筒6用于容纳样品瓶，顶空针5设置在容置筒6的上端，且顶空针5的刺破端朝下，用于刺破样品瓶的密封瓶盖，容置筒6中还设置有弹簧（图中未示出），所述弹簧环绕设置在顶空针5的外侧，且与顶空针5共轴线；所述顶空针5、定量环7、加压管路11、载气管路15和传输管路9分别与六通阀8连通；具体地，定量环7的两个连接端分别连接六通阀8的第一连接端和第四连接端，传输管路9连接六通阀8的第二连接端，传输管路9的一端连接六通阀8的第三连接端，传输管路9的自由端连接气相色谱仪；顶空针5连接六通阀8的第五连接端；加压管路11连接六通阀8的第六连接端。

所述加压管路11上设置有加压电磁阀12、放空电磁阀13、第一三通18、第二三通20、第一压力传感器16和稳压阀10，第一三通18为铜三通，第二三通20不锈钢三通；所述第二三通20的第一连接端与六通阀8的第六连接端通过管道连通，加压电磁阀12第一连接端和放空电磁阀13的第一连接端分别与第二三通20的第二连接端和第三连接端通过管道连通，加压电磁阀12的第二连接端与第一三通18的第一连接端通过管道连接，第一压力传感器16的信号采集端连接第一三通18的第二连接端，稳压阀10的第一连接端与第一三通18的第三连接端通过管道连通，稳压阀10的第二连接端通过管道与高压氮气气源连接；加压电磁阀12、放空电磁阀13和稳压阀10均受控于控制器，第一压力传感器16的信号输出端与控制器的信号输入端连接。

所述载气管路15上设置有第三三通19、稳流阀14和第二压力传感器17，第三三通19也为铜三通，所述第三三通19的第一连接端与六通阀8的第二连接端通过管道连通，第二压力传感器17的信号采集端连接第三三通19的第二连接端，稳流阀14的第一连接端与第三三通19的第三连接端通过管道连通，稳压阀10的第二连接端通过管道与高压氮气气源连接；所述稳流阀14受控于控制器，第二压力传感器17的信号输出端与控制器的信号输入端连接。

所述六通阀切换组件用于切换六通阀8的气路；六通阀切换组件包括步进电机2、设置在步进电机2的输出轴上的切换转盘3以及设置在切换转盘3上用于切换六通阀8的气路的切换扳手4，所述切换扳手4的操作端与六通阀8的气路切换连接部相铰接，切换扳手4的另一端与切换转盘3的圆周上的一点相铰接，切换转盘3、切换扳手4和六通阀8的气路切换连接部构成曲柄连杆结构，步进电机2受控于控制器；通过步进电机2带动切换扳手4摆动，进而切换扳手4对六通阀8的气路进行切换，使六通阀8的气路切换更加精确，确保了进样样品的品质。

六通阀切换组件切换六通阀8进行为气相色谱仪进样的具体流程为：

一、对样品瓶中的样品气体加压的过程；六通阀8的初始状态为六通阀8的第六连接端和第一连接端连通，第四连接端和第五连接端连通，高压氮气气源输出不大于0.4Mpa氮气给稳压阀10，稳压阀10输出的氮气到达第一三通18，控制器通过第一压力传感器16传输的压力信号对稳压阀10进行控制，第一三通18输出氮气给加压电磁阀12，加压电磁阀12输出氮气给第二三通20，此时放空电磁阀13为关闭状态，第二三通20输出氮气给六通阀8的第六连接端，六通阀8的第一连接端输出氮气给定量环7，定量环7的容积为1ml或3ml，对输入氮气进行定量控制，然后定量环7输出氮气给六通阀8的第四连接端，六通阀8的第五连接端输出氮气给顶空针5，进而对10ml或20ml的样品瓶中的样品加压。

二、定量环7充满过程；控制器控制加压电磁阀12关闭，放空电磁阀13打开，控制容置筒6对样品瓶加热，保持六通阀8的第六连接端和第一连接端连通，第四连接端和第五连接端连通，样品瓶中的气体通过顶空针5输出到六通阀8的第五连接端，六通阀8从第四连接端输出气体到定量环7，定量环7中原有的气体排出，并充满混合后的样品气体，定量环7排出的气体输出到六通阀8的第一连接端，六通阀8的第六连接端输出气体到第二三通20，然后再经放空电磁阀13排出；此过程需要对定量环7平衡指定时间，使定量环7内的气体达到设定温度。

三、定量环7中的气体输出到气相色谱仪的过程；控制器控制加压电磁阀12关闭，放空电磁阀13关闭，六通阀切换组件切换六通阀8的气路，使六通阀8的第二连接端和第一连接端连通，第四连接端和第三连接端连通；高压氮气气源输出不大于0.4Mpa氮气给稳流阀14，稳流阀14输出氮气给第三三通19，控制器通过第二压力传感器17传输的压力信号对稳流阀14进行控制；第三三通19输出氮气给六通阀8的第二连接端，六通阀8的第一连接端输出氮气给定量环7，定量环7中的待测气体在氮气的压力下输入六通阀8的第四连接端，六通阀8的第三连接端输出待测气体给传输管，进而传输给气相色谱仪进行测试。

综上所述，本机构通过设置与六通阀8连通的加压管路11对样品瓶中的气体进行加压混合，通过设置定量环7对输入样品瓶中的加压气体和样品瓶输出的待测气体进行定量控制，能够保证输入到气相色谱仪中的待测气体的精度和质量，减少对气相色谱仪测试结果的影响；通过六通阀切换组件中的步进电机2带动切换扳手4摆动，进而切换扳手4对六通阀8的气路进行切换，使六通阀8的气路切换更加精确；整个机构通过在自动顶空进样器上进行测试，达到了良好的实验效果。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围。