一种可变长度的控温管线的制作方法

本发明涉及分析仪器领域，具体来讲是一种用于气相色谱的可方便的改变长度的控温管线。

背景技术：

色谱仪是一种被广泛应用的分析测试仪器，它利用气体或液体作为流动相在管道中流动，携带气体/液体样品或经气化后的样品气体进入色谱仪的色谱柱/毛细柱，利用物质的沸点、极性及吸附性质的差异来实现混合物的分离，最后将被分离后的各组分载入检测器进行检测。由于使用阀箱、进样装置、多维色谱调制器等的需要，气相色谱仪中会广泛应用保温的通道连接炉膛外，尤其是炉膛上方的阀箱、热区等。采用主动加热的这种保温的通道被称为控温管线。因为气相色谱仪整个载气通道的温度的稳定性、重复性会直接影响仪器最重要的参数——保留时间的稳定性、重复性，所以对控温管线的要求是稳定保持在预定温度，通常需要主动加热。现有传输线技术有的在一段管子外面包裹了金属加热丝，附上温度传感器，根据温度传感器测得的温度反馈控制金属加热丝的加热功率；有的是一段具有适当电阻的金属管的连接，通过直接给金属管通电让金属管发热来实现主动式加热。此二种方法的主要不足在于：一，无论金属丝包裹方案，还是金属管直接通电的方案，管线的长度都是固定的，不易调整；二，金属管直接通电的方案由于长度较短，导电截面积较大，导致金属管电阻偏小，不易实现有效电阻发热的加热。气相色谱仪中不同温区的连接实际上是为了使其中的色谱柱在保温状态下连接，所以不同温区交界处要连接或断开色谱柱，需要断开控温管线并移动整个温区，在色谱仪实际操作中这往往是很繁琐、耗时的。

技术实现要素：

本发明提出了一种用于气相色谱的可方便的改变长度的控温管线方案。通过设计一种新颖的由特定截面的长带材料（例如s型金属带）卷曲而成的管状结构（即控温管线），首先，实现了管线长度可变，使得无需移动整个温区，即可便利的断开或连接控温管线中色谱柱；其次，由于该结构金属带截面积显著缩小、长度加长，显著增加了管线的电阻，方便电控制和测温。控温管线的温度测量可以是在管子外面包裹温度传感器，根据温度传感器测得的温度，也可以直接测量整个金属带的电阻变化，通过电阻率随温度变化的规律反算出管线温度。利用测量的控温管线的温度反馈给控制电路，控制电路根据控温管线当前温度和目标温度调节金属带的加热功率，从而达到控制控温管线温度的目的。

首先，本方案使用一种新颖的由特定截面的长带材料（例如s型金属带）卷曲而成的管状结构（即控温管线）连接气相色谱炉膛和其他热区（例如阀箱），其管线长度可以在一定范围内变化，极大的方便了色谱柱的连接；然后，由于该结构金属带截面积显著缩小、长度相比旋转成的管线长度加长，显著增加了管线的电阻，方便加热电控制，也适宜测量电阻随温度的变化。

本发明的目的是实现由以下技术方案完成：一种可变长度的控温管线，包括特定截面的长带材料卷成的互相嵌套的第一圈，第二圈，第三圈乃至所需的任意圈，导电带卷成的相邻圈在结构上互相嵌套连接，在长度上可以不断延伸形成管道，而互相嵌套的相邻圈的嵌套位置可以在一定程度上无级变化，从而达到一定范围内任意改变控温管线长度的目的。

进一步的，所述特定截面的长带材料为金属带，其加热方式为通过给此金属带通电直接加热。

进一步的，所述特定截面的长带材料为非金属带，控温管线外加上缠绕金属丝作为加热丝，其加热方式为通过给缠绕的金属丝通电加热。

进一步的，所述特定截面的长带材料截面结构为类似图1的s型。

进一步的，所述控温管线的温度测量由测量长带材料自身因温度变化造成的电阻变化计算实现。

本发明的有益效果为：本方案具有可以在一定范围内变化管线长度、加热电阻大小适宜电路控制、适宜测量电阻随温度的变化等优点。

附图说明

附图1为发明的实施例的结构剖面示意图；

附图2为发明的实施例的控温管线伸长时的状态示意图；

附图3为发明的实施例的控温管线缩短时的状态示意图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本发明作进一步详细说明：

图1示意性的给出了本发明的实施例结构简图剖视图。如图1所示，所述可变长度的控温管线装置由s型或类似形状截面的金属带旋转包裹卷起来，第二圈102的左沿嵌入第一圈101的右沿，第三圈103的左沿再嵌入第二圈102的右沿，如此一圈一圈嵌套，形成中央管道104，整个卷起的环形的管道即本发明的控温管线。由于相邻两圈之间的距离可变，从而使得整个控温管线的长度可变，达到方便连接内部色谱柱的目的。图2是控温管线伸长时的状态示意图，图3是控温管线缩短时的状态示意图。很明显，控温管线的长度可以轻易的被操作变化。由图1剖面图所示的实施例结构可见，每一圈可伸缩的范围大小等于相邻两圈之间沟槽的最大宽度，若金属带的厚度可忽略，则每圈的伸缩范围等于一圈金属带宽度的一半。由于金属带具有一定厚度，所以整个管线可能缩至的最小长度为整个管线可能伸长至的最大长度的一半再多一点。具体数值取决于金属带厚度及沟槽宽度的比值。

金属带的s型或类似形状截面可以根据需要调整，一般来说会比整个管线包围成的中空管道大小对应的普通圆管的截面积显著缩小，此外，由于本发明的管线由金属带卷曲而成，其长度比管线本身的长度要长，具体比例要依据相邻两圈金属带之间的距离以及控温管线直径的大小而定。综合以上两点，金属带作为发热电阻或测温电阻，其截面积变小，长度变长，都促使其电阻变大，这对加热电流的控制，和测量电阻随温度的变化，都是适宜的。

为保持控温管线本体电阻的稳定性、重复性以及尽量均匀，卷曲原料的金属带壁厚应均匀，金属带表面应作表面氧化或涂覆涂料等绝缘处理，确保相邻两圈之间绝缘、不导电。

上述实施例图中以s型金属带为例描述了金属带卷成管线的方式。本发明亦可采用其他具有嵌套效果的金属带形状，或者非金属带加上缠绕金属丝作为加热丝。

技术特征：

技术总结
本发明提出了一种可变长度的控温管线，包括特定截面的长带材料卷成的互相嵌套的第一圈，第二圈，第三圈乃至所需的任意圈，导电带卷成的相邻圈在结构上互相嵌套连接，在长度上可以不断延伸形成管道，而互相嵌套的相邻圈的嵌套位置可以在一定程度上无级变化，从而达到一定范围内任意改变控温管线长度的目的。

技术研发人员：徐强;余超;宋新
受保护的技术使用者：苏州冷杉精密仪器有限公司
技术研发日：2018.09.29
技术公布日：2019.01.15