一种全自动热解析装置的制作方法

本实用新型属于分析仪器技术领域，涉及一种全自动热解析装置。

背景技术：

随着我国工业自动化和社会经济的快速发展，环境污染问题日益严重，其中空气中的苯及VOC对环境的影响尤为严重，会对人体健康产生巨大的危害。因此，对空气中的苯及VOC进行监测、分析和研究是当前环境保护工作的重点。当前大多数实验室采用热解析方法，将苯及VOC有机物解析到色谱中分析，但是传统的热解析仪存在自动化程度不高，解析不完全等缺点，会使实验结果产生较大的误差。

技术实现要素：

本实用新型提出一种全自动热解析装置，解决了现有技术中热解析仪解析不完全、自动化程度不高的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种全自动热解析装置，包括：

包括均与主控板连接的解析管加热装置、六通阀加热装置和进样管线加热装置。

进一步，还包括与主控板连接的六通阀驱动装置。

进一步，所述解析管加热装置包括加热炉，所述加热炉表面设置有凹槽，解析管设置在所述凹槽内，所述加热管底部设置有两个通孔，两个所述通孔内分别设置有电加热棒和第一温度传感器，所述电加热棒和所述第一温度传感器均与所述主控板连接，

所述六通阀加热装置包括套设在六通阀上的电加热圈，所述电加热圈与所述六通阀之间设置有第二温度传感器，所述电加热圈和所述第二温度传感器均与所述主控板连接，

所述进样管线加热装置包括绕设在进样管线上的加热丝，所述加热丝上紧贴有第三温度传感器，所述加热丝和所述第三温度传感器均与所述主控板连接。

进一步，所述第一温度传感器、所述第二温度传感器和所述第三温度传感器的具体型号均为PT100。

进一步，所述六通阀驱动装置包括均与所述主控板连接的直流电机和限位开关，所述限位开关包括左限位开关和右限位开关，所述直流电机通过联轴器与六通阀转轴连接，所述联轴器上设置有限位拨杆。

进一步，所述主控板包括均与主控芯片连接的第一加热模块、第二加热模块、第三加热模块、第一温度采集电路、第二温度采集电路、第三温度采集电路、电机驱动模块和限位开关电路，所述第一加热模块与所述电加热棒连接，所述第二加热模块与所述电加热圈连接，所述第三加热模块与所述加热丝连接，所述第一温度采集电路与所述第一温度传感器连接，所述第二温度采集电路与所述第二温度传感器连接，所述第三温度采集电路与所述第三温度传感器连接，所述电机驱动模块与所述直流电机连接。

进一步，所述主控板还包括均与所述主控芯片连接的显示屏电路和按键电路。

进一步，所述第一温度采集电路、所述第二温度采集电路和所述第三温度采集电路均包括依次连接的高频滤波电路、电桥电路、差放输入电路、差分电压放大电路和差放输出电路，所述高频滤波电路的输入通过第一端子与PT100输出连接，所述差放输出电路的输出与所述主控芯片连接，

所述高频滤波电路包括第一EI滤波器、第二EI滤波器和第三EI滤波器，所述第一EI滤波器的输入端与所述第一端子第一引脚连接，所述第一EI滤波器的输出端与所述电桥电路连接，所述第二EI滤波器的输入端与所述第一端子第二引脚连接，所述第二EI滤波器的输出端与所述电桥电路连接，所述第三EI滤波器的输入端与所述第一端子第三引脚连接，所述第一EI滤波器的输出端和公共端均接地，

所述电桥电路包括PT100、第一电阻、第二电阻和第四电阻，所述PT100与所述第一电阻串联组成半桥一，所述第二电阻与所述第四电阻串联组成半桥二，所述半桥一和所述半桥二并联，

所述差放输入电路包括第三电阻、第五电阻、第一电容、第二电容和第三电容，所述第三电阻一端与所述半桥一的输出端连接，所述第三电阻另一端与所述差分电压放大电路的同相输入端连接，所述第五电阻一端与所述半桥二的输出端连接，所述第五电阻另一端与所述差分电压放大电路的反相输入端连接，所述第一电容并联在所述差分电压放大电路的同相输入端与地之间，所述第二电容并联在所述差分电压放大电路的同相输入端与反相输入端之间，所述第三电容并联在所述差分电压放大电路的反相输入端与地之间，

所述差分电压放大电路包括第一芯片和第六电阻，所述第六电阻并联在所述第一芯片第一引脚和第八引脚之间，所述第一芯片的第二引脚和第三引脚均与所述差放输入电路连接，所述第一芯片的第六引脚与所述差放输出电路连接，所述第一芯片具体型号为AD623，

所述差放输出电路包括第七电阻、第八电阻、第四电容、第五电容和第六电容，所述第七电阻一端与所述差分电压放大电路的输出连接，另一端通过第八电阻与所述主控芯片连接，所述第七电阻和所述第八电阻的连接点与地之间并联第六电容，所述第四电容盒第五电容均并联在电源和地之间。

进一步，所述差分电压放大电路输入端还与输入过压保护电路连接，所述差分电压放大电路输出端还与输出过压保护电路连接，

所述输入过压保护电路包括二极管一和二极管二，所述二极管一和所述二极管二均为双向二极管，且均包括三个端子，所述二极管一阳极与地连接，阴极与电源连接，公共端与所述差分电压放大电路的反相输入端连接，所述二极管二阳极与地连接，阴极与电源连接，公共端与所述差分电压放大电路的同相输入端连接，

所述输出过压保护电路包括二极管三，所述二极管三为双向二极管，且包括三个端子，所述二极管三阳极与地连接，阴极与电源连接，公共端与所述差分电压放大电路输出连接。

本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型在采用传统解析管加热外，还采用了六通阀加热、进样管线加热，避免了解析管内解析出的苯或者VOC在进样过程中因六通阀或者进样管的低温而残留在六通阀或者进样管上，造成分析数据的不准确，有利于提高样品分析的准确性。

2、本实用新型还设置了六通阀驱动装置，在解析完成后，不用人工干预，样品自动进入色谱中进行分析，实现了样品的全自动解析，提高了分析效率。

3、根据解析管、六通阀和进样管线的结构特点，分别采用电加热棒、电加热圈和加热丝进行加热，第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器分别将电加热棒、电加热圈和加热丝的温度信号转换为电阻值，传送给主控板，方便主控板对电加热棒、电加热圈和加热丝的温度进行控制。

4、联轴器上设置限位拨杆，直流电机转动过程中，限位拨杆到达限位开关位置时，限位开关将信号传送给主控板，有利于实现对直流电机的精确控制，进而实现对六通阀的精确控制。

5、温度采集电路将PT100的输出接入电桥电路中，电桥电路的两个输出端分别接入差分电压放大电路的同相输入端和反相输入端，进行差分电压放大之后，送入主控芯片进行AD采样，得到电桥电路输出电压的精确数值，电桥电路输出电压的变化与PT100阻值的变化一一对应，从而实现温度数据的精确采集。电桥电路在进行电阻测量时具有高灵敏度和准确度，差分电压放大电路采用高精密运算放大器AD623，这样的设计，提高了温度采集电路的精度。

在电桥电路之前设置高频滤波电路，降低了外部电路对温度采集电路造成的干扰，提高了本实用新型的抗干扰性；差放输入电路和差放输出电路不仅起到阻抗匹配的作用，消除了信号反射，而且能够对差分电压放大电路的输入输出信号进行滤波，进一步保证了温度采集电路的精度。

6、输入过压保护电路将差分电压放大电路的输入信号电压钳位在电源电压和地之间，输出过压保护电路将差分电压放大电路的输出信号电压钳位在电源电压和地之间，避免电路运行过程中的过电压对差分电压放大电路和主控芯片造成损坏，提高了本实用新型的可靠性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型中六通阀驱动装置结构示意图；

图3为本实用新型电路方框图；

图4为本实用新型中温度采集电路方框图；

图5为本实用新型中温度采集电路原理图；

图中：1-第一端子，2-高频滤波电路，3-电桥电路，31-半桥一，32-半桥二，4-差放输入电路，5-差分电压放大电路，6-差放输出电路，7-输入过压保护电路，8-输出过压保护电路，9-电加热棒，10-电加热圈，11-加热丝，12-第一温度传感器，13-第二温度传感器，14-第三温度传感器，15-直流电机，151-限位拨杆，16-限位开关，161-左限位开关，162-右限位开关，17-主控芯片，18-第一加热模块，19-第二加热模块，20-第三加热模块，21-第一温度采集电路，22-第二温度采集电路，23-第三温度采集电路，24-电机驱动模块，25-限位开关电路，26-显示屏电路，27-按键电路，28-主控板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中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一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-图5所示，本实用新型提出了一种全自动热解析装置，包括：

包括均与主控板28连接的解析管加热装置、六通阀加热装置和进样管线加热装置。

本实用新型在采用传统解析管加热外，还采用了六通阀加热、进样管线加热，避免了解析管内解析出的苯或者VOC在进样过程中因六通阀或者进样管的低温而残留在六通阀或者进样管上，造成分析数据的不准确，有利于提高样品分析的准确性。

进一步，还包括与主控板28连接的六通阀驱动装置。

本实用新型还设置了六通阀驱动装置，在解析完成后，不用人工干预，样品自动进入色谱中进行分析，实现了样品的全自动解析，提高了分析效率。

进一步，解析管加热装置包括加热炉，加热炉表面设置有凹槽，解析管设置在凹槽内，加热管底部设置有两个通孔，两个通孔内分别设置有电加热棒9和第一温度传感器12，电加热棒9和第一温度传感器12均与主控板28连接，

六通阀加热装置包括套设在六通阀上的电加热圈10，电加热圈10与六通阀之间设置有第二温度传感器13，电加热圈10和第二温度传感器13均与主控板28连接，

进样管线加热装置包括绕设在进样管线上的加热丝11，加热丝11上紧贴有第三温度传感器14，加热丝11和第三温度传感器14均与主控板28连接。

根据解析管、六通阀和进样管线的结构特点，分别采用电加热棒9、电加热圈10和加热丝11进行加热，第一温度传感器12、第二温度传感器13和第三温度传感器14分别将电加热棒9、电加热圈10和加热丝11的温度信号转换为电阻值，传送给主控板28，方便主控板28对电加热棒9、电加热圈10和加热丝11的温度进行控制。

进一步，第一温度传感器12、第二温度传感器13和第三温度传感器14的具体型号均为PT100。

进一步，六通阀驱动装置包括均与主控板28连接的直流电机15和限位开关16，限位开关16包括左限位开关161和右限位开关162，直流电机15通过联轴器与六通阀转轴连接，联轴器上设置有限位拨杆151。

联轴器上设置限位拨杆151，直流电机15转动过程中，限位拨杆151到达限位开关16位置时，限位开关16将信号传送给主控板28，有利于实现对直流电机15的精确控制，进而实现对六通阀的精确控制。

进一步，主控板28包括均与主控芯片17连接的第一加热模块18、第二加热模块19、第三加热模块20、第一温度采集电路21、第二温度采集电路22、第三温度采集电路23、电机驱动模块24和限位开关电路25，第一加热模块18与电加热棒9连接，第二加热模块19与电加热圈10连接，第三加热模块20与加热丝11连接，第一温度采集电路21与第一温度传感器12连接，第二温度采集电路22与第二温度传感器13连接，第三温度采集电路23与第三温度传感器14连接，电机驱动模块24与直流电机15连接。

进一步，主控板28还包括均与主控芯片17连接的显示屏电路26和按键电路27。

进一步，第一温度采集电路21、第二温度采集电路22和第三温度采集电路23均包括依次连接的高频滤波电路2、电桥电路3、差放输入电路4、差分电压放大电路5和差放输出电路6，高频滤波电路2的输入通过第一端子1与PT100输出连接，差放输出电路6的输出与主控芯片17连接，

高频滤波电路2包括第一EI滤波器、第二EI滤波器和第三EI滤波器，第一EI滤波器的输入端与第一端子1第一引脚连接，第一EI滤波器的输出端与电桥电路3连接，第二EI滤波器的输入端与第一端子1第二引脚连接，第二EI滤波器的输出端与电桥电路3连接，第三EI滤波器的输入端与第一端子1第三引脚连接，第一EI滤波器的输出端和公共端均接地，

电桥电路3包括PT100、第一电阻、第二电阻和第四电阻，PT100与第一电阻串联组成半桥一31，第二电阻与第四电阻串联组成半桥二32，半桥一31和半桥二32并联，

差放输入电路4包括第三电阻、第五电阻、第一电容、第二电容和第三电容，第三电阻一端与半桥一31的输出端连接，第三电阻另一端与差分电压放大电路5的同相输入端连接，第五电阻一端与半桥二32的输出端连接，第五电阻另一端与差分电压放大电路5的反相输入端连接，第一电容并联在差分电压放大电路5的同相输入端与地之间，第二电容并联在差分电压放大电路5的同相输入端与反相输入端之间，第三电容并联在差分电压放大电路5的反相输入端与地之间，

差分电压放大电路5包括第一芯片和第六电阻，第六电阻并联在第一芯片第一引脚和第八引脚之间，第一芯片的第二引脚和第三引脚均与差放输入电路4连接，第一芯片的第六引脚与差放输出电路6连接，第一芯片具体型号为AD623，

差放输出电路6包括第七电阻、第八电阻、第四电容、第五电容和第六电容，第七电阻一端与差分电压放大电路5的输出连接，另一端通过第八电阻与主控芯片17连接，第七电阻和第八电阻的连接点与地之间并联第六电容，第四电容盒第五电容均并联在电源和地之间。

温度采集电路将PT100的输出接入电桥电路3中，电桥电路3的两个输出端分别接入差分电压放大电路5的同相输入端和反相输入端，进行差分电压放大之后，送入主控芯片17进行AD采样，得到电桥电路3输出电压的精确数值，电桥电路3输出电压的变化与PT100阻值的变化一一对应，从而实现温度数据的精确采集。电桥电路3在进行电阻测量时具有高灵敏度和准确度，差分电压放大电路5采用高精密运算放大器AD623，这样的设计，提高了温度采集电路的精度。

在电桥电路3之前设置高频滤波电路2，降低了外部电路对温度采集电路造成的干扰，提高了本实用新型的抗干扰性；差放输入电路4和差放输出电路6不仅起到阻抗匹配的作用，消除了信号反射，而且能够对差分电压放大电路5的输入输出信号进行滤波，进一步保证了温度采集电路的精度。

进一步，差分电压放大电路5输入端还与输入过压保护电路7连接，差分电压放大电路5输出端还与输出过压保护电路8连接，

输入过压保护电路7包括二极管一和二极管二，二极管一和二极管二均为双向二极管，且均包括三个端子，二极管一阳极与地连接，阴极与电源连接，公共端与差分电压放大电路5的反相输入端连接，二极管二阳极与地连接，阴极与电源连接，公共端与差分电压放大电路5的同相输入端连接，

输出过压保护电路8包括二极管三，二极管三为双向二极管，且包括三个端子，二极管三阳极与地连接，阴极与电源连接，公共端与差分电压放大电路5输出连接。

输入过压保护电路7将差分电压放大电路5的输入信号电压钳位在电源电压和地之间，输出过压保护电路8将差分电压放大电路5的输出信号电压钳位在电源电压和地之间，避免电路运行过程中的过电压对差分电压放大电路5和主控芯片17造成损坏，提高了本实用新型的可靠性。

上述主控板28电路中，各元件规格、参数的选择对普通技术人员来说是容易的，不需要付出创造性劳动。但本发明人建议，电路中主控芯片17采用市面上可买到的STC12C5A60S2芯片。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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。