一种用于自动进样器的控制装置的制作方法

本实用新型涉及自动进样器领域，尤其涉及一种用于自动进样器的控制装置。

背景技术：

目前，国产气相仪的进样装置一般采用手动进样，这种进样方式受人为因素影响较大，从而容易造成进样速度不稳定，进样误差大，使得分析结果的准确性大大降低。为了提高进样的效率和准确性，市面上出现了自动进样器，自动进样器能够实现无人值守，24小时不间断工作，从而大大地提高了工作效率和进样精度。目前，市面上的自动进样器都是体积大，重量大，安装复杂，和色谱仪、质谱仪对接困难，且不能实现双塔进样。专利号为96222653.X的中国专利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，从而导致进样的精度较差。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用于自动进样器的控制装置，不仅安装方便，通用性强，而且能够提高进样的效率和精度。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种用于自动进样器的控制装置，包括信号处理模块、驱动模块及人机交互模块，所述信号处理模块与人机交互模块进行通信，信号处理模块还与驱动模块进行通信，驱动模块控制连接各个驱动电机，所述信号处理模块内置有多个串口，信号处理模块经RS232串口与人机交互模块进行通信，所述信号处理模块输出PWM信号，信号处理模块经PWM信号与驱动模块进行通信。

优选地，所述驱动模块采用步进电机驱动芯片，所述步进电机驱动芯片的第一内部稳压器用电容连接端VREG2经第一电容C1连接驱动电机电源VM，步进电机驱动芯片的第二内部稳压器用电容连接端VREG1与第二电容C2的一端相连，第二电容C2的另一端接地，第二电容C2的另一端还经第三电容C3连接驱动电机电源VM，第三电容C3两端还并联有第四电容C4，步进电机驱动芯片的电机电源连接端VM、A相电机电源连接端VMA及B相电源连接端VMB均连接驱动电机电源VM，步进电机驱动芯片的待机控制端ST/VCC连接电源正极，步进电机驱动芯片的待机控制端ST/VCC还经第五电容C5接地，步进电机驱动芯片的电流设定端VREF经第六电容C6接地，步进电机驱动芯片的衰减模式选择电压输入端FDT经第七电容C7接地，步进电机驱动芯片的通电锁定检出时间设定电容连接端OSC2经第八电容C8接地，步进电机驱动芯片的斩波频率设定电容连接端接地，步进电机驱动芯片的位置检出Monitor端MO经第九电容C9接地，步进电机驱动芯片的A相功率地端PGND1、B相功率地端PGNDB、信号地端SGND及地端GND均接地，步进电机驱动芯片的A相电流检测电阻连接端NFA经第一电阻R1接地，步进电机驱动芯片的B相电流检测电阻连接端NFB经第二电阻R2接地，步进电机驱动芯片的正/反转信号输入端CW/CCW与信号处理模块相连，步进电机驱动芯片的第一A相输出端OUT1A、第二A相输出端OUT2A、第一B相输出端OUT1B及第二B相输出端OUT2B分别与各个驱动电机相连。

优选地，所述人机交互模块包括LCD控制器及触摸屏，LCD控制器经RS232串口与信号处理模块相连，LCD控制器的数据端口与触摸屏相连。

优选地，所述信号处理模块采用STM32处理器，所述步进电机驱动芯片采用THB6128芯片，所述LCD控制器采用S3C2440微处理器。

优选地，所述信号处理模块与LCD控制器之间设置有用于对RS232串口进行隔离的串口隔离模块，所述串口隔离模块采用光电耦合器，包括第一光电耦合器和第二光电耦合器，第一光电耦合器的输入正向电压端VF+经第三电阻R3连接第一电源正极VCC1，第一光电耦合器的输入反向电压端VF-与LCD控制器的串行数据接收端GRXD1相连，第一光电耦合器的地端GND接地，第一光电耦合器的集电极开路输出端Vo与处理器的串行数据接收端RXD1相连，第一光电耦合器的使能端VE经第十电容C10接地，第一光电耦合器的使能端VE还连接第二电源VCC2，第一光电耦合器的电源端VCC经第二电阻R2与第一光电耦合器的集电极开路输出端Vo相连，第一光电耦合器的电源端VCC还连接有第二电源VCC2；

所述第二光电耦合器的输入正向电压端VF+经第五电阻R5连接第二电源正极VCC2，第二光电耦合器的输入反向电压端VF-与处理器的串行数据发射端TXD1相连，第二光电耦合器的地端GND接地，第二光电耦合器的集电极开路输出端Vo与LCD控制器的串行数据发送端GTXD1相连，第二光电耦合器的使能端VE经第十一电容C11接地，第二光电耦合器的使能端VE还与第二光电耦合器的电源端VCC相连，第二光电耦合器的电源端VCC经第六电阻R6与第二光电耦合器的集电极开路输出端Vo相连，第二光电耦合器的电源端VCC还连接第一电源正极VCC1。

优选地，所述信号处理模块与驱动模块之间设置有用于对PWM信号进行隔离的光耦隔离装置，所述光耦隔离装置采用PC817光电耦合器。

优选地，还包括电源模块，电源模块分别与信号处理模块、驱动模块及人机交互模块相连，电源模块包括第一电源模块和第二电源模块，第一电源模块输出第一电源VCC1，第二电源模块与第一电源模块相连，第二电源模块输出第二电源VCC2；

所述第一电源模块采用第一稳压器L1，第一稳压器的输入电压端Vin经第一二极管D1与DC24V开关电源的正极相连，第一稳压器的输入电压端Vin还经第十二电容C12连接第一电源负极G1，第十二电容C12两端依次并联有第十三电容C13和第一稳压管VD1，第一稳压器的地端GND及控制端SW均连接第一电源负极G1，第一稳压器的稳压输出端OUTPUT经第二稳压管VD2连接第一电源负极G1，第一稳压器的稳压输出端OUTPUT还经第一电感L1与第一稳压器的反馈端FEEDBACK相连，第一稳压器的稳压输出端OUTPUT输出第一电源VCC1，第一稳压器的反馈端FEEDBACK经第十四电容C14；

所述第二电源模块采用第二稳压器L2，第二稳压器的输入端Vin经第二电感与第一稳压器的稳压输出端OUTPUT相连，第二稳压器的输入端Vin还依次并联有第十五电容C15和第十六电容C16，第二稳压器的接地端GND接地，第二稳压器的输出端均经第十七电容C17接地，第十七电容C17两端依次并联有第十八电容C18和第十九电容C19。

优选地，所述第一稳压器采用LM2576-5稳压器，所述第二稳压器采用AS1117AR稳压器。

本实用新型通过在自动进样器上设置控制装置来控制自动进样的工作，控制装置包括信号处理模块、驱动模块及人机交互模块，通过人机交互模块设置自动进样器的各项工作参数，并经RS232串口输入控制器，由控制器根据预设的各项工作参数输出驱动信号，此驱动信号经PWM信号输入步进电机驱动芯片，经步进电机驱动芯片控制各个驱动电机工作，从而实现自动进样，进样的速度和量均由控制器控制，不仅提高了工作效率，而且提高了进样精度；在此过程中，串口隔离模块和光耦隔离装置对控制信号进行隔离，从而使得本实用新型具有很好的抗干扰能力，且传输效率高。本实用新型不仅结构简单、安装方便，而且大大提高了进样的效率和精度，通用性强。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图；

图2为本实用新型所述驱动模块的电路原理图；

图3为本实用新型所述第一光电耦合器的电路原理图；

图4为本实用新型所述第二光电耦合器的电路原理图；

图5为本实用新型所述第一电源模块的电路原理图；

图6为本实用新型所述第二电源模块的电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他所有实施例，都属于本实用新型的保护范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”及“连接”应做广义理解，例如，可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1至图6所示，本实用新型公开了一种用于自动进样器的控制装置，包括信号处理模块、驱动模块及人机交互模块，信号处理模块与人机交互模块进行通信，信号处理模块还与驱动模块进行通信，驱动模块控制连接各个驱动电机。在本实施例中，信号处理模块采用STM32处理器，STM32处理器内置有多个串口，STM32处理器经RS232串口与人机交互模块进行通信，STM32处理器输出PWM信号，STM32处理器经PWM信号与驱动模块进行通信。

驱动模块采用步进电机驱动芯片，在本实施例中，步进电机驱动芯片采用THB6128芯片，步进电机驱动芯片的第一内部稳压器用电容连接端VREG2（1引脚）经第一电容C1连接驱动电机电源VM，步进电机驱动芯片的第二内部稳压器用电容连接端VREG1（30引脚）与第二电容C2的一端相连，第二电容C2的另一端接地，第二电容C2的另一端还经第三电容C3连接驱动电机电源VM，第三电容C3两端还并联有第四电容C4，步进电机驱动芯片的电机电源连接端VM（2引脚）、A相电机电源连接端VMA（5引脚）及B相电源连接端（11引脚）VMB均连接驱动电机电源VM，步进电机驱动芯片的待机控制端ST/VCC（29引脚）连接电源正极，步进电机驱动芯片的待机控制端ST/VCC（29引脚）还经第五电容C5接地，步进电机驱动芯片的电流设定端VREF（15引脚）经第六电容C6接地，步进电机驱动芯片的衰减模式选择电压输入端FDT（18引脚）经第七电容C7接地，步进电机驱动芯片的通电锁定检出时间设定电容连接端OSC2（19引脚）经第八电容C8接地，步进电机驱动芯片的斩波频率设定电容连接端（20引脚）接地，步进电机驱动芯片的位置检出Monitor端MO（16引脚）经第九电容C9接地，步进电机驱动芯片的A相功率地端PGND1（4引脚）、B相功率地端PGNDB（12引脚）、信号地端SGND（14引脚）及地端GND（23引脚）均接地，步进电机驱动芯片的A相电流检测电阻连接端NFA（6引脚）经第一电阻R1接地，步进电机驱动芯片的B相电流检测电阻连接端NFB（10引脚）经第二电阻R2接地，步进电机驱动芯片的正/反转信号输入端CW/CCW（22引脚）与信号处理模块相连，步进电机驱动芯片的第一A相输出端OUT1A（3引脚）、第二A相输出端OUT2A (7引脚)、第一B相输出端OUT1B（9引脚）及第二B相输出端OUT2B（13引脚）分别与各个驱动电机相连。

人机交互模块包括LCD控制器及触摸屏，LCD控制器经RS232串口与信号处理模块相连，LCD控制器的数据端口与触摸屏相连，在本实施例中，LCD控制器采用S3C2440微处理器，触摸屏用于设置自动进样器的各项参数，并用于显示进样数据。

信号处理模块与LCD控制器之间设置有用于对RS232串口进行隔离的串口隔离模块，串口隔离模块采用光电耦合器，包括第一光电耦合器OSC1和第二光电耦合器OSC2，第一光电耦合器的输入正向电压端VF+（2引脚）经第三电阻R3连接第一电源正极VCC1，第一光电耦合器的输入反向电压端VF-（3引脚）与LCD控制器的串行数据接收端GRXD1相连，第一光电耦合器的地端GND（5引脚）接地，第一光电耦合器的集电极开路输出端Vo（6引脚）与处理器的串行数据接收端RXD1相连，第一光电耦合器的使能端VE（7引脚）经第十电容C10接地，第一光电耦合器的使能端VE（7引脚）还连接第二电源VCC2，第一光电耦合器的电源端VCC（8引脚）经第二电阻R2与第一光电耦合器的集电极开路输出端Vo（6引脚）相连，第一光电耦合器的电源端VCC（8引脚）还连接有第二电源VCC2；

第二光电耦合器的输入正向电压端VF+（2引脚）经第五电阻R5连接第二电源正极VCC2，第二光电耦合器的输入反向电压端VF-（3引脚）与处理器的串行数据发射端TXD1相连，第二光电耦合器的地端GND（5引脚）接地，第二光电耦合器的集电极开路输出端Vo（6引脚）与LCD控制器的串行数据发送端GTXD1相连，第二光电耦合器的使能端VE（7引脚）经第十一电容C11接地，第二光电耦合器的使能端VE（7引脚）还与第二光电耦合器的电源端VCC（8引脚）相连，第二光电耦合器的电源端VCC（8引脚）经第六电阻R6与第二光电耦合器的集电极开路输出端Vo（6引脚）相连，第二光电耦合器的电源端VCC（8引脚）还连接第一电源正极VCC1。

信号处理模块与驱动模块之间设置有用于对PWM信号进行隔离的光耦隔离装置，在本实施例中，光耦隔离装置采用PC817光电耦合器。PC817光电耦合器为现有装置，不再赘述。

本实用新型还包括电源模块，电源模块分别与信号处理模块、驱动模块及人机交互模块相连，电源模块包括第一电源模块和第二电源模块，第一电源模块输出第一电源VCC1，在本实施例中，第一电源VCC1采用5V电源，第二电源模块与第一电源模块相连，第二电源模块输出第二电源VCC2，在本实施例中，第二电源VCC2采用3.3V电源；

第一电源模块采用第一稳压器L1，在本实施例中，第一稳压器L1采用LM2576-5稳压器，第一稳压器的输入电压端Vin（1引脚）经第一二极管D1与DC24V开关电源的正极（1引脚）相连，第一稳压器的输入电压端Vin（1引脚）还经第十二电容C12连接第一电源负极G1，第十二电容C12两端依次并联有第十三电容C13和第一稳压管VD1，在本实施例中，第十三电容C13采用极性电容，极性电容的负极连接第一电源负极G1，第一稳压器的地端GND（3引脚）及控制端SW（5引脚）均连接第一电源负极G1，第一稳压器的稳压输出端OUTPUT（2引脚）经第二稳压管VD2连接第一电源负极G1，第一稳压器的稳压输出端OUTPUT（2引脚）还经第一电感L1与第一稳压器的反馈端FEEDBACK（4引脚）相连，第一稳压器的稳压输出端OUTPUT（2引脚）输出第一电源VCC1，第一稳压器的反馈端FEEDBACK（4引脚）经第十四电容C14，在本实施例中，第十四电容C14采用极性电容，极性电容的负极接地；

第二电源模块采用第二稳压器L2，在本实施例中，第二稳压器L2采用AS1117AR稳压器，第二稳压器的输入端Vin（3引脚）经第二电感与第一稳压器的稳压输出端OUTPUT（2引脚）相连，第二稳压器的输入端Vin（1引脚）还依次并联有第十五电容C15和第十六电容C16，在本实施例中，第十五电容C15采用极性电容，极性电容的负极接地，第二稳压器的接地端GND（3引脚）接地，第二稳压器的输出端（2引脚）均经第十七电容C17接地，第十七电容C17两端依次并联有第十八电容C18和第十九电容C19，在本实施例中，第十七电容C17和第十八电容C18均采用极性电容，极性电容的负极接地。

本实用新型在工作时，首先通过触摸屏设置自动进样器的各项工作参数，并经RS232串口输入控制器，由控制器根据预设的各项工作参数输出驱动信号，此驱动信号经PWM信号输入步进电机驱动芯片，经步进电机驱动芯片控制各个驱动电机工作，从而实现自动进样；在此过程中，串口隔离模块和STM32处理器输出的PWM信号对控制信号进行隔离，从而使得本实用新型具有很好的抗干扰能力，且传输效率高。

本实用新型不仅结构简单、安装方便，而且大大提高了进样的效率和精度，通用性强。