专利名称：自控式高压消解器的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种自控式高压消解器，主要适用于对土壤、肥料、环境水体、粮食、食品等进行有关成份分析测定时的前处理工序。
在已有技术中，高压消解试样主要有两种消解方法，一种是将试样盛于容器中，密封后放入烘箱加热，另一种是将试样盛于容器中直接放放入家用高压锅或医用蒸汽消毒器中用蒸汽加热。第一种方法的主要缺点是如果采用常规的密封方式来密封试样比较麻烦、也不安全，如果采用较安全的密封方式，如试样盛于聚四氟乙稀管中，将该管再套上一个特制的金属管，再用螺旋塞密封，这种密封方式虽安全，但仍然操作麻烦，不利于批量处理试样；第二种方法不用密封，借蒸汽加热，高压蒸汽传热快、均匀，但家用、医用高压锅最高温度仅达125℃，温度难于提高，使试样的消解时间较长，更主要的缺点是消解温度只能靠手动控制电热源的通断来粗略控制，使消解过程费时费工，也很不利于试样消解过程的标准化和规范化。
本实用新型的目的是为了使试样消解过程规范化和标准化提供一种自控式高压蒸汽消解器，该消解器能够任意设置消解温度和消解时间，并能在消解过程中对所设置的消解温度和消解时间进行自动控制和显示。
本实用新型的解决方案如下它具有一个高压容器，该容器由圆柱形容器本体和与其相配合的盖子组成，在盖子上装有放气阀和高压安全阀，在容器本体和盖子二者的扣合处设有两个相吻合的法兰，这两个法兰分别与容器本体和盖子固接在一起，其中至少有一个法兰的横剖面呈梯形，该容器还具有一个剖分式卡环，卡环内壁具有一个与所述两法兰扣合后的外表形状相吻合的环形卡槽，在该卡环的部分部位设有两个手摇螺杆，在这两个手摇螺杆上具有两段旋向相反的螺纹，在两个卡环与两个手摇螺杆的连接处具有与手摇螺杆上螺纹相配对的螺孔，该剖分式卡环通过所述的两个手摇螺杆将两个半圆卡环相连在一起，在容器本体上还设有剖分式卡环的支承架，该消解器还具有一个对消解温度和消解时间进行自动控制的系统，该系统由安装在高压容器底部的电热器和安装在盖子上的温度传感器及一个微机控制系统构成。
当顺时针摇动手摇螺杆时，两个半圆卡环向内卡紧，由于卡槽和法兰的接触面为斜面，所以卡环内经越小，容器盖得越紧，这种容器的密封结构，开启、封闭均较为方便，且安全可靠。由于本消解器采用了微机控制系统、使试样在消解过程中的消解温度和消解时间均可自动进行控制。
下面根据实施例详细说明。
图1 本实用新型的整体结构示意图。
图2 高压容器的剖视图(图3的A－A剖面图)。
图3 图2的俯视图。
图4 单片机控制系统的线路图。
图5 键盘显示接口线路图。
图6 温度信息采集接口线路图。
参见图1，本实用新型的微机控制系统1采用一个单片机控制系统，它可以通过面板上的键盘任意设置所需的消解温度和消解时间，根据温度传感器输出的信号自动控制加热器2的电源开关的通断，从而达到自动控制消解温度和消解时间的目的。
参见图2，容器本体4的外底部设有一个底座3，其内底部装有一个管式电加热器5，该高压容器与盖子6的扣合处设有法兰7、8，这两个法兰分别与容器4和盖子6焊接在一起，两法兰接触面之间设有一个橡胶密封圈，两法兰扣合后的横剖面为等腰梯形，在容器4内设有一个圆筒形试样盛放器9，在盛放器的中部设有带孔隔板，可放两层试样。参见图3，在两个半圆卡环10、11的剖分部位设有两个对称的凸起，在每个凸起上都有一个销孔，在销孔中放置一个与销孔配合的圆柱销13，在两两相对的四个圆柱销上设有与手摇螺杆14、15上两段旋向相反的螺纹相配对的螺孔，通过螺杆14、15将剖分式卡环10、11相连在一起，在容器本体上焊接四个两两相对的剖分式卡环支承架16，该剖分式卡环通过支承架16的支承，定位于高压容器与盖子的扣合处，使其在内合时，卡槽刚好卡紧法兰。在盖子上装有放气阀19、安全阀18、压力表20和温度传感器21。当顺时针同时摇动两个手摇螺杆时，两个半圆卡环向内合拢，内卡槽卡紧两法兰，使高压容器处于密封状态，当需要开启盖子时，逆时针摇动手摇螺杆，则两个卡环向外张开，直到卡环离开法兰时，通过盖子上的提把17可将盖子提起。
参见图4，所述的微机控制系统采用一个单片机控制系统，器件8031是一个单片机，器件2764是一个存储器，控制系统运行的程序固化在该器件中，器件74LS273是锁存器，用于地址锁存，器件74LS138作为外芯片选片。器件0809是一个A／D转换器，用作温度信号的数据采集，数据采集接口电路参见图6，温度传感器采用铂电阻温度传感器Rt，它与标准电阻组成桥路，并输出感温信号，器件725接成一个前置放大器对电桥输出的信号进行放大，由于采用的8031单片机是8位单片机，对应A／D转换器也是8位数据采集，在这种条件下，为了提高测量精度，采用了提高725器件的满量程放大量，然后分两个量程输出模拟量信号及量程自动切换的方式，即由两个LF398器件分别构成两个采样保持器，通过两个324器件不同的分压处理构成量程自动切换器，则对应低量程的信号通过采样保持器22和器件23输出，送入A／D转换器的IN0口，对应高量程的信号通过另一个采样保持器和另一个324器件输出，送入A／D转换器IN1口，工作时，如果所设温度在低量程内，单片机的P10口给出采样工作态信号，使低量程采样保持器22处于工作状态，而P17口给出锁闭态信号，使高量程采样保持器处于锁闭态；如果所设温度在高量程内，P10给出锁闭态信号，P17口给出工作态信号。键盘显示接口电路参见图5，器件8155是一个键盘显示接口芯片，用于显示及键盘功能的选择，在键盘25上共设有12个键，其中有0～9个数字键和两个功能键A、B，数字键在初始阶段用于输入所设的消解温度和消解时间，功能键A设为复位键，功能键B设为运行键，在正式控制加热或保温工作时，0～2三个数字键分别设为0——中止加热，由运行键控制继续；1——手动／自动控制转换键，按一次翻转一次；2——温度／时间转换显示，按一次变化一次，在正常情况下，上升加热时显示温度，保温时显示时间。图中器件74LS273为七段码显示芯片，显示数码管对于时间则显示5位有效数字、对于温度则显示4位有效数字。
当打开电源时，微机自动进行巡检初始化，即器件8155为I／O输出状态，显示全灭，两个采样保持器LF398被锁定，单片机8031的P1.4、P1.2、P1.3、P1.4、P1.6口为低电平，程序进入初始化状态，首先在显示器上显示温度提示符，单片机8031通过器件8155随时监视键盘，当通过数字键键入所设温度值后，则单片机把数据存入内存，同时把所设温度值显示在相应的位上，然后进入等待状态，通过运行键键入“运行”指令后，在显示器上显示时间提示符，然后进入消解时间的数字输入，工作过程与温度输入相同。温度和时间均以十进制方式输入，通过软件转化为二进制存入内存。当初始值输入完毕后，发光二极管RUN灯亮，表示进入控制阶段，此时，单片机8031通过A／D芯片进行模拟量采集，并通过软件调整P1.6口的高电平时间，从而控制固体继电器24的通电时间，以保证温度在升温期速上升，而到所设置的温度时又不出现过调量，在整个控制阶段，单片机8031通过器件8155随时监控键盘上的几个控制健，当按下键“0”时，中止运行，关闭加热过程，显示温度测量值，由运行键恢复运行；当按下键“1”时，由微机控制改为手控，即P1.4口为高电平。继电器J断开，由手动开关K控制加热，再次按下键“1”时，又转化为微机控制；当键入键“2”时，由原来的温度显示或时间显示转换为时间或温度显示，若再键入一次，则再转换一次。到整个工作完毕时，发光二极管END灯亮，通过P1.4口关闭继电器J，通过P1.5口报警表示工作结束。
本实用新型由于采用了微机控制系统。使试样的消解过程标准化和规范化，且控制精度较高，使用方便，省时省工。
权利要求1.自控式高压消解器，它具有一个高压容器，该容器由圆柱形容器本体和与其相配合的盖子组成，在盖子上装有放气阀和高压安全阀，其特征是a、在容器本体和盖子二者的扣合处设有两个相吻合的法兰7、8，这两个法兰分别与容器本体和盖子固接在一起，其中至少有一个法兰的横剖面呈梯形，该容器还具有一个剖分式卡环，卡环内壁具有一个与所述两法兰扣合后的外表形状相吻合的环形卡槽，在该卡环的剖分部位设有两个手摇螺杆14、15，在这两个手摇螺杆上具有两段旋向相反的螺纹，在两个半圆卡环10、11与两个手摇螺杆的连接处具有与手摇螺杆上螺纹相配对的螺孔，该剖分式卡环通过所述的两个手摇螺杆将两个半圆卡环相连在一起，在容器本体上还设有剖分式卡环的支承架16，b、该消解器还具有一个对消解温度和消解时间进行自动控制的系统，该系统由安装在高压容器底部的电热器和安装在盖子上的温度传感器及一个微机控制系统构成。
2.如权利要求1所述的消解器，其特征是所述的微机控制系统是一个单片机控制系统，该系统由单片机、用于固化系统运行程序的存储器、地址锁存器、A／D转换器和键盘输入显示接口电路及数据采集接口电路构成，所述数据采集接口电路具有一个用于输出感温信号的桥路，该桥路由铂电阻温度传感器Rt和标准电阻接成，它还有一个前置放大器对电桥输出的感温信号进行放大，在前置放大器的输出端设有分量程采样保持器和量程自动切换器。
专利摘要本实用新型是一个自控式高压消解器。它具有一个高压容器，在容器本体4与盖子6的扣合处设有两个相吻合的法兰7、8，法兰的横剖面为梯形，该容器还具有一个剖分式卡环，通过手摇螺杆将剖分式卡环相连在一起，摇动手摇螺杆时，卡环内径缩小，使卡环内壁的卡槽卡紧法兰，该消解器还具有一个对消解温度和消解时间进行自控的微机系统，该消解器可以任意设置所需的消解温度和消解时间，控制精度高、使用方便、省时省工。
文档编号G01N1/28GK2107017SQ9122795
公开日1992年6月10日 申请日期1991年11月1日 优先权日1991年11月1日
发明者黄彩海, 杨丽娟, 阎建国, 康威, 王瑞琴, 高佩霞, 吴振德, 李新 申请人:陕西省环境保护科学研究所, 西北工业大学, 化学工业部第六设计院技术协作服务部