一种微振荡氮吹系统、方法及应用与流程

本发明属于化学实验设备技术领域，公开了一种微振荡氮吹系统、方法及应用。

背景技术：

目前，业内最接近的现有技术：日常化学实验中，在农业、制药、食品安全、医学测试及其它方面发挥了实际效用，为气相色谱(gc)、液相色谱(hplc)以及其他分析手段中样品的制备和处理提供了省时高效的平台，是固相萃取技术的最佳配套设备；

现在市场上主要的两类氮吹仪：一种为采用一次性吹气针头或吹气钢针直接插入液体样品中吹扫，每次使用针头后都要清洗，清洗不彻底就会污染下一次实验样品，温度通过水浴锅或金属浴加热，控温精度：±1℃，加热不均匀，加热温度均匀度差，氮气吹干时，氮气与液面接触面窄，氮吹时间长，氮气消耗量非常大。另一种采用固定吹气针，从液体样品表面氮气吹扫，温度通过水浴锅或金属浴加热，控温精度：±1℃，加热不均匀，加热温度均匀度差，氮气吹干时，氮气与液面接触面窄，氮吹时间长，氮气消耗量非常大。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)吹气针会插入样品中，气针表面可容易清洁，但是气针内孔孔径小就不方便清洗，吹气针清洗不彻底，有上一个样本或者清洗液的残留，容易污染下一次实验样品，引起测量误差。

(2)其他类似设备温度通过水浴锅或金属浴加热，加热棒给水或者金属加热，由于水和金属不流动，加热不均匀，加热温度均匀度差，不能精确控温，高温容易破坏样本或者把要检测的物质也蒸发掉了，低温导致样本蒸发温度不达标，氮吹时间延长。

(3)其他氮吹仪氮气吹干时，氮气与液面接触面窄，蒸发面小，蒸发速度就慢，氮吹时间长，氮气消耗量非常大。

解决上述问题的难度：需要吹气针不能直接接触样品又要保证氮气和试验样品蒸发面充分接触，控制加热精度需要通过振荡让水流动，达到精确控温，但是震荡又需要对电机转速精确控制，偏心轮机构+往复式推杆行程精确控制，振荡过程中保证测试样品不会溢出。

解决上述问题的意义：通过简单，价格低廉的机械装置大大改善样品浓缩前处理环境，保护测试样品不受污染，保证样品加热蒸发过程中不被高温蒸发或者成分被破坏，加大蒸发面积后，氮吹速度快，时间短，测试样品中的待测物质挥发少，测试结果更准确，节约氮气，降低使用氮气成本。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种微振荡氮吹系统、方法及应用。

本发明是这样实现的，一种微振荡氮吹系统包括：

用于实现机器固定的支撑与固定装置；所述支撑与固定装置包括机器骨架、机器外壳；

用于实现信号传递与动力输出的信息传递与动力输出装置；所述信息传递与动力输出装置包括：液晶plc触摸屏一体机装置，液位感应开关、pt100温度传感器、马达、调速电机偏心装置、总气路电磁阀、开关感应器、强制外排风机、顶盖；

用于实现加热的实验装置；所述实验装置包括：不锈钢加热水槽、不锈钢试管架、试管架滑轨。

进一步，所述机器骨架外包机器外壳，机器骨架内焊接加固固定不锈钢加热水槽，不锈钢加热水槽底部向上20mm处安装有加热棒，加热棒中间位置设置有pt100温度探头，pt100温度探头上方30mm处设置有液位感应探头，不锈钢热水槽侧面开设试管架滑轨，试管架滑轨上安装有滑块，滑块上安装不锈钢试管架，不锈钢试管架外接往复式推杆，调速电机偏心轮装置。

进一步，所述顶盖上设置开关感应器，氮气气路进入顶盖内部连接总气路电磁阀后并联5个分路电磁阀，分路电磁阀接气路软管，气路软管接用气气针，用气气针深入试管22中心位置，外排强制风机与总气路电磁阀并联，马达为调速电机偏心轮装置提供振荡动力。

进一步，所述液晶plc触摸屏一体机装置通过导线连接液位感应开关、pt100温度传感器、马达、总气路电磁阀、顶盖感应开关器、强制外排风机、调速电机偏心轮装置。

进一步，由25×25×3mm不锈钢角钢焊接的机器骨架。

进一步，由304镜面不锈钢板弯折焊接拼接制作的不锈钢加热水槽；由1.5mm厚304镜面不锈钢板弯折焊接拼接的不锈钢试管架。

进一步，所述试管架滑轨采用直线导轨，分别固定于水槽两边，试管架固定于滑块上。

本发明的另一目的在于提供一种基于所述微振荡氮吹系统的微振荡氮吹方法，所述微振荡氮吹方法包括：液晶plc触摸屏一体机装置连接的pt100温度传感器通过plc输出继电器开闭信号对水槽里的加热棒的加热温度精确控制，加热时间可持续或定时结束，机械限温器超过设定保护温度自动断开加热管供电，温度超温保护；同时液晶plc触摸屏一体机装置连接的马达通过plc编程根据时间调节转速或定速，不同样品的吹扫时间量身定制；同时液晶plc触摸屏一体机装置连接的总气路电磁阀根据设置的氮吹时间进行工作，顶盖打开或手动停止，总气路电磁阀控制氮气总气路通断，液晶plc触摸屏一体机装置还连接顶盖开关感应器，顶盖打开断开电机马达电源，振荡停止，氮吹电磁阀关闭，停止吹氮气；

液晶plc触摸屏一体机装置连接的强制外排风机，当氮气总气路电磁阀开始打开，外排强制风机也同时运行，强制排出氮吹混合蒸发气体，通过管路排出通风管路系统；调速电机偏心轮装置为偏心轮机构+往复式推杆，通过连接滑块给不锈钢试管架提供振荡动力，偏心轮提供往复行程5mm。

进一步，所述微振荡氮吹方法马达转速调节范围0-200转/分钟，通过plc编程根据时间调节转速或定速，一共可记录30种不同样品吹扫编程程序，根据时间调节转速，可编程5段转速。

本发明的另一目的在于提供一种所述微振荡氮吹系统在农业、制药、食品安全、医学测试或其他检测中的应用。

综上所述，本发明的优点及积极效果为：本发明的机器外壳采用1mm毛丝面304不锈钢，采用不锈钢综合连接法制作工艺组装成型；各项结构采用不锈钢制作，结构牢固不易损坏；plc控制器接液位感应开关可使水槽中水位低于最低水位线时，停止供电，防止加热管干烧；pt100温度传感器通过plc输出继电器开闭信号对水槽里的加热棒的加热温度精确控制，加热时间可持续或定时结束，机械限温器超过设定保护温度自动断开加热管供电，温度超温保护，达到保护液体样品不会因为高温损坏的功能；马达转速调节范围0-200转/分钟，通过plc编程根据时间调节转速或定速，一共可记录30种不同样品吹扫编程程序，根据时间调节转速，可编程5段转速，由慢到快，如吹扫开始时间2分钟内转速为20转/min，2-4分钟内转速为50转/min，4-6分钟内转速为100转/min，6-8分钟内转速为150转/min，8-10分钟内转速为200转/min，该程序根据不同样品的吹扫时间编程不同的程序，并且编程转速保证振荡频率下样品不外泄；氮气总气路电磁阀，可设置氮吹时间1-9999分钟或者不限时间；氮吹时间截止，顶盖打开或者手动停止关闭电磁阀，总气路电磁阀控制氮气总气路通断，总气路后端分别由5路气路按键开关控制分路电磁阀通断，由气路软管接到每排用气气针；所述顶盖开关感应器，顶盖打开断开电机马达电源，振荡停止，氮吹电磁阀关闭，停止吹氮气；所述强制外排风机(并联氮气总气路电磁阀)，当氮气总气路电磁阀开始打开，外排强制风机也同时运行，强制排出氮吹混合蒸发气体，通过管路排出到通风管路系统，无需将整个设备放入通风橱使用；该装置在液晶plc触摸屏一体机装置的控制下可定值运行，定时运行，自动停止，且水温加热更均匀，氮气与浓缩样品表面接触面更大操作简单，实验过程更为精确。

本发明的不锈钢试管架由1.5mm厚304镜面不锈钢板弯折焊接拼接制作，轻度高，不易变形，试管孔位加工精度高；试管架滑轨采用直线导轨，分别固定于水槽两边，试管架固定于滑块上；结构轻便且牢固，运行过程安静，设计更为人性化。

本发明超静音设计，安静运行，水温控制更均匀精确；本发明操作便捷，定值运行，定时运行，自动停止、停电记忆、快速停止启动、堵转保护的特点，可提高使水温加热更均匀，氮气与浓缩的样品表面接触面更大，可缩短氮吹浓缩时间，降低氮气消耗量，化合物回收率符合标准要求。蒸发效率比离心式快15倍，比隔膜法快4倍，比传统氮吹式快3倍，且通过管路强制抽排废气，无需在通风橱内操作。

附图说明

图1为本发明实施例提供的微振荡氮吹系统的结构示意图；

图中：1、机器外壳；2、液晶plc触摸屏一体机装置；3、顶盖；4、加热棒；5、pt100温度探头；6、液位感应探头；7、总气路电磁阀；8、分路电磁阀；9、气路软管；10、氮气吹气针；11、不锈钢试管架；12、外排强制风机；13、调速电机偏心轮装置；14、机械超温断电保护开关；15、带保险电源；16、试管架滑轨、滑块；17、试管；18、加热棒控制器；19、不锈钢水槽；20、往复式推杆；21、氮气压力调节阀；22、顶盖开关盖感应器；23、加固焊点。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种微振荡氮吹系统，下面结合附图对本发明作详细的描述。

如图1所示，本发明实施例提供的微振荡氮吹系统包括：机器外壳1、液晶plc触摸屏一体机装置2、顶盖3、加热棒4、pt100温度探头5、液位感应探头6、总气路电磁阀7、分路电磁阀8、气路软管9、氮气吹气针10、不锈钢试管架11、外排强制风机12、调速电机偏心轮装置13、机械超温断电保护开关14、带保险电源15、试管架滑轨、滑块16、试管17、加热棒控制器18、不锈钢水槽19、往复式推杆20、氮气压力调节阀21、顶盖开关盖感应器22、加固焊点23。

机器骨架外包机器外壳1，机器骨架内焊接加固固定不锈钢水槽19，不锈钢水槽19底部向上20mm处安装有加热棒4，加热棒4中间位置设置有pt100温度探头5，pt100温度探头上方30mm处设置有液位感应探头6，不锈钢水槽19侧面开设试管架滑轨16，不锈钢试管架11固定在试管架滑轨，滑块16上，不锈钢试管架11外接往复式推杆20，外接往复式推杆20连接调速电机偏心轮装置13。

顶盖3上设置顶盖开关盖感应器22，氮气气路21进入顶盖3内部连接总气路电磁阀7后并联5个分路电磁阀8，分路电磁阀8接气路软管9，气路软管9接氮气吹气针10，氮气吹气针10深入试管17中心位置1cm处，外排强制风机12与总气路电磁阀7并联，调速电机偏心轮装置13通过往复式推杆20为不锈钢试管架11提供振荡动力。

液晶plc触摸屏一体机装置2通过导线连接液位感应开关6、pt100温度传感器5、调速电机偏心轮装置13、总气路电磁阀7、顶盖开关盖感应器22、强制外排风机12、调速电机偏心轮装置13。

本发明的开始工作时，液晶plc触摸屏一体机装置2连接的pt100温度传感器6通过plc输出继电器开闭信号对水槽里的加热棒4的加热温度精确控制，加热时间可持续或定时结束，机械限温器超过设定保护温度自动断开加热管供电，温度超温保护，从而达到保护液体样品不会因为高温损坏的功能；同时液晶plc触摸屏一体机装置2连接的调速电机偏心轮装置13通过plc编程根据时间调节转速或定速，不同样品的吹扫时间量身定制，保证振荡频率下样品不外泄；同时液晶plc触摸屏一体机装置2连接的总气路电磁阀7根据设置的氮吹时间进行工作，顶盖打开或手动停止，总气路电磁阀7控制氮气总气路通断，液晶plc触摸屏一体机装置2还连接顶盖顶盖开关盖感应器22，顶盖3打开断开电机调速电机偏心轮装置13电源，振荡停止，氮吹电磁阀关闭，停止吹氮气(顶盖开关感应器，用于保护人和样品的安全，当整个振荡氮吹未结束或者未停止各功能情况下打开顶盖，视为异常操作，系统会关闭电机和总氮气气路电磁阀)；液晶plc触摸屏一体机装置2连接的强制外排风机12，当氮气总气路电磁阀7开始打开，外排强制风机12也同时运行，强制排出氮吹混合蒸发气体，通过管路排出通风管路系统，无需将整个设备放入通风橱中使用；调速电机偏心轮装置13为偏心轮机构，通过连接往复式推杆20给不锈钢试管架11提供振荡动力，偏心轮提供往复形成5mm。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内.。