一种自动化性能高的化学反应检测装置的制作方法

本发明涉及色谱检测技术领域，具体为一种自动化性能高的化学反应检测装置。

背景技术：

在快速检测技术领域，已发展并应用了包括化学、显微、色谱、光谱、免疫、生物等多种快速检测技术，最常见的还是传统的化学检测方法，主要是由于化学检测方法专属性好，成本低，操作简单，国内已建立了很多品种的化学快检方法。通常情况下，该方法在实际应用过程中需要将样品预处理、萃取再检测，至少需要三个以上步骤，但现有的检测装置自动化性能不高，以上的三个步骤及各个步骤之间物品的转移均需要工作人员操作，给检测装置的使用带来不便，加上多数试剂试药对人体具有一定的毒害或容易污染环境，特别是在现场操作时上述缺陷更加明显。

技术实现要素：

为了克服现有技术方案的不足,本发明提供一种自动化性能高的化学反应检测装置，能够自动进行预处理、萃取和检测过程，提升装置的自动化性能，降低人力成本，使装置的使用更加便利，同时提升检测结构的准确性，从而有效解决背景技术提出的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种自动化性能高的化学反应检测装置，包括预反应装置、萃取装置、检测装置和自动控制系统，所述检测装置包括检测器，所述检测器连接有废液收集装置和集中处理装置，所述预反应装置包括反应管道和若干添加管道，所述反应管道呈锯齿形结构，所述反应管道的入口端设置有增压泵，若干所述的添加管道均与反应管道的入口端相连；

所述萃取装置包括圆柱形的萃取壳体，所述萃取壳体的顶部铰接有萃取壳盖，所述萃取壳体的内底部设置有离心电机，所述离心电机的输出轴连接有转盘架，所述转盘架上安装有分液器，所述分液器的内壁上设置有一定数量的“匚”形的搅拌架。

进一步地，包括安装底座，所述检测装置固定在安装底座上，所述安装底座上还设置有双层结构的安置架，所述预反应装置设置在安置架的上层，所述萃取装置设置在安置架的下层，所述预反应装置与萃取装置相连，所述萃取装置与检测装置相连。

进一步地，所述反应管道内设置有扰流装置，所述反应管道外设置有温控装置，所述扰流装置包括依次交错设置在反应管道内壁两侧的导流板，所述导流板的末端连接有圆弧状的扰流板，所述温控装置包括螺旋缠绕在反应管道外的温控管道。

进一步地，所述萃取壳盖通过活塞杆安装有覆压机构，所述覆压机构包括圆盘体，所述圆盘体上活动套装有环形塞，所述圆盘体的内部设置有微型蠕动泵，且所述微型蠕动泵连接有橡胶软管，所述圆盘体的底部对称设置有两个导管，且所述橡胶软管从其中一个导管穿出延伸至分液器中，所述圆盘体内设置有挤压轮组，且所述橡胶软管从挤压轮组中间穿出至导管，所述萃取壳盖上设置有注液斗，且所述注液斗底部穿过圆盘体。

进一步地，所述自动控制系统包括自动控制芯片，所述自动控制芯片连接有流量传感器、离心电机控制器、蠕动泵控制器和光线传感器，所述自动控制芯片与检测器电性相连。

进一步地，所述废液收集装置包括位移滑轨，所述移动滑轨上滑动设置有位移滑座，所述位移滑座上设置有升降座，所述升降座上设置有升降气缸，所述升降气缸的输出端竖直向上且设置有转向座，所述转向座水平连接有转向杆，所述转向杆一端可转动穿设在转向座上，另一端连接有储液筒。

进一步地，所述集中处理装置包括用于回收不同废液的若干废液回收室，所述废液回收室内设置有废液回收池和清洗池，所述清洗池的上方设置有清洗装置。

进一步地，所述清洗装置包括清洗底座，所述清洗底座通过清洗支架与清洗池的池边相连，所述清洗底座竖直穿设有清洗杆，所述清洗杆上设置有清洗毛刷，所述清洗底座的下端设置有清洗电机，所述清洗电机的输出轴与清洗杆通过同步带相连。

进一步地，所述清洗装置还包括设置在清洗杆内部的清洗管道，所述清洗杆的杆身上设置有清洗喷孔，所述清洗喷孔与清洗管道相连，所述清洗杆的下端设置有管道进口，所述管道进口连接有清洗液管道。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明通过预反应装置、萃取装置和检测装置，溶液先在预反应装置内与预反应剂混合、反应，再进入萃取装置中由萃取装置进行萃取分层，实现精确分液，再将需要检测的溶液抽至检测装置中检测，整个过程汇总无需人力操作，自动化性能高；

先将溶液

(2)本发明的预反应装置通过自身结构以及其内设置的扰流装置，能够使溶液充分混合，反应更加彻底，从而增强检测结果的准确性，同时通过在其外部设置温控装置，能够预反应装置内部温度，使温度接近溶液反应温度，增强其反应效率；

(3)本发明的萃取装置能够使精确控制萃取时间，实现精确分液，在实现精确分液的基础上将待检测溶液精确抽送至检测装置中，增强检测结构的准确性；

(4)本发明的检测装置通过设置废液收集装置和集中处理装置，能够自动将检测产生的废液回收处理，降低人力成本，消除了人工回收废液带来的危险性，同时废液收集装置和集中处理装置可以进行自清洗，进一步提升自动化性能，避免工作人员清洗废液时被废液伤害。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明预反应装置的结构示意图；

图3为本发明反应管道的内部结构示意图；

图4为本发明萃取装置的结构示意图；

图5为本发明萃取装置中覆压机构的结构示意图；

图6为本发明检测装置的结构示意图；

图7为本发明转向座的结构示意图；

图8为本发明清洗装置的结构示意图；

图9为本发明自动控制系统的连接关系示意图。

图中标号：

1-预反应装置；2-萃取装置；3-检测装置；4-自动控制系统；5-废液收集装置；6-集中处理装置；7-清洗装置；8-安装底座；9-安置架；

101-反应管道；102-添加管道；103-增压泵；104-扰流装置；10401-导流板；10402-扰流板；105-温控装置；

201-萃取壳体；202-萃取壳盖；203-离心电机；204-转盘架；205-分液器；206-活塞杆；207-圆盘体；208-环形塞；209-微型蠕动泵；210-橡胶软管；211-导管；212-注液斗；

301-检测器；

401-自动控制芯片；402-流量传感器；403-离心电机控制器；404-蠕动泵控制器；405-光线传感器；

501-位移滑轨；502-位移滑座；503-升降座；504-升降气缸；505-转向座；506-转向杆；507-储液筒；508-位移驱动架；509-位移驱动丝杠；510-位移电机；511-转动空腔；512-转动电机；

601-废液回收池；602-清洗池；

701-清洗底座；702-清洗支架；703-清洗杆；704-清洗毛刷；705-清洗电机；706-清洗管道；707-清洗喷孔；708-管道进口；709-清洗液管道。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图9所示，本发明提供了一种自动化性能高的化学反应检测装置，包括预反应装置1、萃取装置2、检测装置3、自动控制系统4和安装底座8，检测装置3固定在安装底座8上，安装底座8上还设置有双层结构的安置架9，预反应装置1设置在安置架、9的上层，萃取装置2设置在安置架9的下层，预反应装置1与萃取装置2相连，萃取装置2与检测装置3相连。在本发明中的主要作用时对溶液进行检测，但在对溶液进行检测之间，需先对溶液进行预处理，预处理过程包括对溶液进行预反应，预反应完成后在对溶液进行取出处理，最后对萃取后的溶液进行检测。

如图1、图2和图3所示，在本发明中，预反应装置1包括反应管道101和若干添加管道102，反应管道101呈锯齿形结构，反应管道101的入口端设置有增压泵103，若干的添加管道102均与反应管道102的入口端相连，反应管道101内设置有扰流装置104，反应管道101外设置有温控装置105，扰流装置104包括依次交错设置在反应管道101内壁两侧的导流板10401，导流板10401的末端连接有圆弧状的扰流板10402，温控装置105包括螺旋缠绕在反应管道101外的温控管道。

在本发明中，预反应装置1是实现对溶液预处理的装置。预反应装置1中存在若干条添加管道102，通过添加管道102向预反应装置1内添加物品，通过向其中一条添加管道102内注入待检测溶液，向其余的添加管道102内注入不同的预处理剂，待检测溶液在预处理装置1中充分与预处理剂混合反应，得到混合溶液。

需要说明的是，在本发明的预反应装置1中，由于反应管道101呈锯齿形，通过该种设置一方面可以在有限的空间内加长反应管道101的长度，从而使得液体混合和反应的时间变长，使得溶液混合更加均匀、反应更加彻底，另一方面由于反应管道101会存在一系列尖锐的拐角处，物料在流经拐角时会滞留而与其他的物料发生碰撞，使得物料的混合和反应效果增强。同时，在预反应装置1中，所有的添加管道102均与反应管道101的起始端相连，也即是说添加管道102以对撞形式连接在反应管道101的同一位置，使得待检测溶液与预处理剂在刚进入反应管道101内即发生激烈碰撞，加强了溶液混合的反应效果。

值得说明的是，由于在反应管道101内设置了扰流装置104，扰流装置104可以使物料在反应管道101内的流通线路更加复杂，从而使物料滞留在反应管道101内的时间变长，使物料的流动速率降低，增强物料的混合和反应效果。扰流装置104由导流板10401和扰流板10402构成，其中导流板10401安装在反应管道101的内壁上，物料在流经导流板10401时会在其导流作用下进入扰流板10402内。由于扰流板10402呈圆弧状结构，物料在流经扰流板10402时会产生旋涡，吸引周围的物料进入，且在旋涡内，物料之间出现激烈的碰撞，可以增强物料的混匀效果和反应效果。

需要进一步说明的是，由于设置了扰流装置104，溶液在经过扰流装置104时会减速，且由于扰流装置104间隔交错设置在反应管道101的内壁上，溶液在经过一处扰流装置104又会流入下一个扰流装置104，所以物料在反应管道2内形成一个接一个的漩涡，从而使得整个微反应器的反应效果好。

还需进一步说明的是，在发明通过设置温控装置105，其可以调节反应管道101内部的温度，而使反应管道101内部处于适于反应的温度，从而使溶液达到最佳的反应环境，加强其反应效率。在对反应管道101进行温控调节时，通过向温控管道内注入不同温度的液体，若温控管道内的液体温度比反应管道内部的温度高，利用热传递作用，热量由温控管道传递至反应管道101内，温控管道放出热量温度变低，反应管道101吸收热量而内部温度升高，若温控管道内的液体温度比反应管道101内部的温度低，热量由反应管道101传递至温控管道，温控管道吸收热量温度升高，反应管道101放出热量而内部降低。

值得说明的是，在上述说明中，由于温控管道螺旋缠绕在反应管道101的外部，所以不论是温控管道上的热量传递至反应管道101，还是反应管道101中的热量传递至温控管道中，热量的传递速率比较快，且热量的分布也会十分均匀，从而使温控装置105的温控效果较好。

值得说明的是，本发明中对反应管道101的温度控制调节只需通过向温控管道内注入不同温度的液体即可实现，避免了现有技术或者能够多套设备控制带来的设备成本高及控制操作复杂等弊端，降低了设备成本和运行成本，且能够精简预反应装置1的结构和体积，增强预反应装置1的实用性。

如图1、图4和图5所示，在本发明中，萃取装置2是实现对溶液进行萃取操作的装置。萃取装置2包括圆柱形的萃取壳体201，萃取壳体201的顶部铰接有萃取壳盖202，萃取壳体201的内底部设置有离心电机203，离心电机203的输出轴连接有转盘架204，转盘架204上安装有分液器205，萃取壳盖202上设置有注液斗212，且注液斗212底部穿过圆盘体207向分液器5中添加待萃取液或萃取剂，转盘架204与分液器5相接面铺设有硅胶层，可以防止分液器5旋转时与转盘架4碰撞损坏，分液器205的内壁上设置有一定数量的“匚”形的搅拌架206，离心电机203工作是可以带动转盘架204转动，进而带动分液器205及搅拌架206转动，从而使待分离液体与萃取剂充分的混合，并且将密度不同的溶液进行分层，代替了人工操作的过程，减少人员成本，通过离心萃取，减少了萃取的次数，提高了工作效率。

如图4和图5所示，在本发明中，萃取壳盖202通过活塞杆206安装有覆压机构，覆压机构包括圆盘体207，圆盘体207上活动套装有环形塞208，圆盘体207的内部设置有微型蠕动泵209，且微型蠕动泵209连接有橡胶软管210，圆盘体207的底部对称设置有两个导管211，且橡胶软管210从其中一个导管211穿出延伸至分液器205中，圆盘体207内设置有挤压轮组，且橡胶软管210从挤压轮组中间穿出至导管。

在本发明中，覆压机构内的蠕动泵209工作，同时挤压轮组将软管向下推送，从而将分液器5上层的液体抽吸出，实现精确分液。需要补充说明的是，活塞杆206的数量为4个，且均匀连接在圆盘体207上，使覆压机构可以牢固的将分液器205的开口堵塞住，此外蠕动泵209的泵头为双层结构，圆盘体207上可设置第二个橡胶软管210穿过蠕动泵209的泵头，且延伸至分液器205中，若分液层数增加，可同时对分液器205内的液体进行抽取，节省工作时间，提高工作效率。

如图1、图6和图7所示，在本发明中，检测装置3包括检测器301，检测器301连接有废液收集装置5和集中处理装置6，废液收集装置5包括位移滑轨501，移动滑轨501上滑动设置有位移滑座502，位移滑座502上设置有升降座503，升降座503上设置有升降气缸504，升降气缸504的输出端竖直向上且设置有转向座505，转向座505水平连接有转向杆506，转向杆506一端可转动穿设在转向座505上，另一端连接有储液筒507，集中处理装置6包括用于回收不同废液6的若干废液回收室，废液回收室内设置有废液回收池601和清洗池602，清洗池602的上方设置有清洗装置7。

在本发明中，检测装置3是实现对溶液进行检测操作的装置，而检测器301是实现上述功能的主体结构，溶液在进入检测器301后，检测器301会对其进行一系列检测，但在检测器301对溶液检测的过程中，产生废液，需要对废液进行回收处理。其中集中处理装置6用于对废液的集中回收处理，而废液收集装置5主要用于收集检测时产生的废液，并将在检测完成后将收集的废液送至集中处理装置6中。并且，集中处理装置6中设置有清洗装置7，集中处理装置6收集完废液后，清洗装置7会对储液筒507进行清洗，再通过废液收集装置5使储液筒507移动至原位置。

需要说明的是，废液收集装置5中的储液筒507用于收集检测器301运行时产生的废液，废液收集装置5可以驱动储液筒507移动，在初始状态下，储液筒507固定于检测器301的废液产出口处，便于承接产生的废液，在检测器301工作完成，不再产生废液后，废液收集装置5驱使储液筒507移动至集中处理装置6处，将储液筒507中收集的废液送至集中处理装置2内，由集中处理装置6收集废液，并进行集中回收处理。

如图6和图7所示，在本发明中，所述位移滑轨501的两端设置有位移驱动架508，两个所述的位移驱动架508之间穿设有位移驱动丝杠509，所述位移驱动丝杠509螺纹穿过位移滑座502，同时其中一个所述的位移驱动架508上设置有位移电机510，所述位移电机510的输出轴与位移驱动丝杠509相连，所述转向座505内部为中空的转动空腔511，所述转动空腔511内设置有转动电机512，所述转向杆506的一端延伸至转动空腔511内且与转动电机512的输出轴相连。

值得说明的是，本发明中废液收集装置5可以带动储液筒507平移、升降和旋转。由于储液筒507固定在转向杆506的末端，而转向杆506的一端延伸至转动空腔511内切与转动电机512的输出轴相连，所以当转动电机512工作时就会带动转向杆506转动，进而使储液筒507在竖直方向上旋转；在本发明中，转向杆506固定在转向座505上，转向座505固定在升降气缸504的输出端上，随着升降气缸504输出端的伸出与回缩，转动座505也就会升起与下降，从而实现对储液筒507的升降操作；同时在本发明中，升降气缸504固定在升降座503上，升降组503固定在位移滑座502上，而当位移电机150工作时就会带动位移驱动丝杠509转动，从而使位移滑座502在位移滑轨501上滑动，进而使储液筒507平移。

在发明的集中处理装置6中，废液回收池601和清洗池602的作用不同，当废液收集装置5带动储液筒507移动至废液回收池601上方时，位移电机510停止转动，使储液筒507停止平移，然后转向电机512工作，带动储液筒507在竖直方向上转动，直至储液筒507转动180°，随着储液筒507的翻转，其内存放的废液不断流出，落入下方的废液回收池601中，然后废液收集装置5继续带动储液筒507移动，在移动至清洗池602上方后停止。为了避免储液筒507在移动至清洗池602上方的过程中与清洗杆703发生碰撞，在废液收集装置5驱动储液筒507从初始位置移动至清洗池602的过程中，升降气缸504的输出端不断伸出，使储液筒507移动至清洗池602处时处于较高的位置，避免其与清洗杆602接触。

如图1、图6和图8所示，在本发明中，清洗装置7包括清洗底座701，清洗底座701通过清洗支架702与清洗池602的池边相连，清洗底座701竖直穿设有清洗杆703，清洗杆703上设置有清洗毛刷704，清洗底座701的下端设置有清洗电机705，清洗电机705的输出轴与清洗杆703通过同步带相连。当储液筒507移动至清洗池602上方且转动180°后，储液筒507的开口朝下且位于清洗杆602的正上方，此时控制升降气缸504的输出端回缩，使储液筒507下降，从而使清洗杆703插入储液筒507内，清洗杆703上的清洗毛刷704与储液筒507的内壁接触，然后启动清洗电机705，清洗电机705通过同步带带动清洗杆703转动，清洗毛刷704就会将储液筒507内壁上附着的废液清除。

如图8所示，在本发明中，清洗装置7还包括设置在清洗杆703内部的清洗管道706，清洗杆703的杆身上设置有清洗喷孔707，清洗喷孔707与清洗管道706相连，清洗杆703的下端设置有管道进口708，管道进口708连接有清洗液管道709。在清洗装置7工作时，清洗液被泵入清洗液管道709中，之后顺着清洗液管道709进入清洗管道706中，再由清洗喷孔707喷出，喷洒在储液筒507的内壁上，配合清洗毛刷704将储液筒507的清洗干净。

在本发明中，废液的回收分为两个部分，一部分为废液回收池601中收集的，其回收的是高浓度废液，由储液筒507倾倒至废液回收池601中所得，在剔除其中的杂质后即可进行二次利用，另一部分为清洗池602中收集的，储液筒507在倾倒完废液后，筒壁上回残留一些废液，在对储液筒507进行清洗过程中，清洗池602也会收集一些低浓度的废液，在将这些废液中的清洗液及杂质分离后，也可对其进行再利用。通过上述设置，依据废液的浓度对其进行分类处理，加强了废液回收的针对性，从而提升了废液的回收效率。

值得说明的是，本发明通过设置废液收集装置5和集中处理装置6并使二者协调配合，能够实现废液的自动回收，无需人力操作，避免了回收废液过程中一些危险性的废液给工作人员带来的伤害，同时由于集中处理装置6中存在多个废液回收室，每个废液回收室对应一种废液，可以更好地将废液分类收集，提升了装置对废液回收的针对性，使得废液回收更加有序，而且能够在完成废液回收后自动对储液筒507进行清洗，提升了装置的自动化性能，降低人力成本。

如图9所示，在本发明中，自动控制系统4包括自动控制芯片401，自动控制芯片401连接有流量传感器402、离心电机控制器403、蠕动泵控制器404和和光线传感器405，自动控制芯片401与检测器301电性相连。流量传感器402设置在反应管道101的出口端，或者设置在预反应装置1与萃取装置2的连接管道上，其可以检测流经该处溶液的流量，并将该信息传递给自动控制芯片401。当流量传感器402检测到该处无溶液经过时，说明溶液已在预处理装置1内反应完成且已全部进入萃取在装置2中。

需要说明的是，上述说明中离心电机控制器403与离心电机203相连并控制其运作，所以自动控制芯片401可以通过离心电机控制器403驱动离心电机203运作，并且通过控制离心电机203的运作时间可以控制溶液在萃取装置2中的反应时间，从而使溶液萃取完全。需要说明的是，自动控制芯片401开始驱动离心电机203运作的前提条件是溶液已经全部进入萃取装置2中，否则会使在离心电机203开始运作后进入萃取装置2的溶液反应时间不充足，结合流量传感器402的设置，可以解决上述问题。

还需说明的是，上述说明中蠕动泵控制器404与微型蠕动泵209电性相连并控制其运作，所以自动控制芯片401可以通过蠕动泵控制器404驱动微型蠕动泵209运作。同时，光线传感器405安装在萃取壳体201的内壁上，且光线传感器405的投射角度和分液器5的倾斜角度相同，圆盘体207的底部设置有反光环，光线传感器405接收并发射信号，蠕动泵209以及挤压轮组根据光线传感器405的传输信号转动，挤压轮组将软管向下推送，从而将分液器205上层的液体抽吸处，实现精确分液。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。