一种微波样品处理装置的制作方法

本实用新型涉及微波应用技术领域，尤其涉及一种微波样品处理装置。

背景技术：

在生物样品的实验室放射性检测过程中，由于极微量和痕迹量的放射性物质可能会产生严重的辐射后果，所以要富集大量的样品进行分析，也就是首先进行样品的灰化，制作生物灰。目前国内辐射环境监测实验室普遍采用电炉进行生物样品灰化，费时费力，自动化程度低，处理公斤级的样品需要数天。

在实验室医疗废物或生物废物方面以及检验检疫方面，少量或公斤级的污染废物，通常要在实验室放置数天再转移集中处理，造成污染安全隐患，为此，我们提出了一种微波样品处理装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在传统灰化耗时、低效、污染的缺点，而提出的一种微波样品处理装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

设计一种微波样品处理装置，包括大容量微波灰化炉和尾气净化系统，大容量微波灰化炉连接尾气净化系统：

所述大容量微波灰化炉包括箱体，所述箱体的一侧通过铰链连接有箱门，所述箱体内设有炉腔，所述炉腔内设有用于存放样品容量不大于11升的灰化容器，所述炉腔的侧壁设有总功率不小于4千瓦可变频控制的微波源；

所述箱体内设有用于控制炉腔内部温度的控温系统：

所述炉腔的底部还设有用于放置灰化容器的陶瓷纤维板，所述陶瓷纤维板的顶面上设有与灰化容器底部外径相匹配的放置槽，所述放置槽内设有辅热组件；

所述炉腔的顶部设有气路管道，所述气路管道远离炉腔的一端连接所述尾气净化系统；

所述尾气净化系统包括风机和多个用于净化尾气的净化单元，所述风机通过管路连接在气路管道上，每个净化单元串联在管路上。

进一步的，所述炉腔为陶瓷纤维洁净炉腔。

进一步的，所述灰化容器为耐骤冷骤热在1000摄氏度的高纯度特制石英坩埚。

进一步的，所述微波源的变频控制为非脉冲式连续可调式自动变频控制。

进一步的，所述控温系统包括plc、与所述plc电性相连的温度传感器、储存器、触摸屏及按键，所述温度传感器设置在灰化容器内的样品中，所述触摸屏及按键设置在箱体上，所述储存器内储存有控温方案的控温程序模块，所述控温系统的控制输出端连接在微波源上。

进一步的，所述控温程序模块为fc-temp温控程序模块。

进一步的，所述辅热组件为碳化硅板，碳化硅板的顶部设有耐高温纤维布。

进一步的，所述净化单元的数量为三个，分别为制冷器、静电光解净化器和活性炭吸附板，所述制冷器、静电光解净化器和活性炭吸附板依次连接在风机与气路管道之间的管路上。

本实用新型提出的一种微波样品处理装置，有益效果在于：

1、本实用新型可以使生物样品的干燥、炭化、灰化在一个容器内一次完成，相比传统的烘箱、电热板、马弗炉转移的方式大大节约了时间和劳动；避免污染废物的放置、转移集中处理周期长所造成的污染安全隐患。

2、本实用新型采用微波加热迅速，没有热惯性，便于工艺控制，可以确保温度的升高，杜绝高温热损失，安全节能。

3、本实用新型采用的微波可以穿透性加热，避免物料处理内外不均的“夹生”现象。另外，通过对微波的控制可以实现生物样品废物的干燥、脱水、杀菌、碳化、焚烧、灰化等过程。同时也可以连续一次完成。

4、本实用新型采用可变频控制的微波源进行加热，配备有控温系统，自动化程度高。

5、本实用新型通过尾气净化系统，可对微波样品处理后生产的尾气进行高效处理，可以在现场就地快速高效无害化处理废物。

6、本实用新型通过陶瓷纤维板上的放置槽，有效提高灰化容器在炉腔内放置的稳定性。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。

在附图中：

图1是本实用新型关于大容量微波灰化炉的结构示意图；

图2是本实用新型关于尾气净化系统的结构示意图；

图3是本实用新型关于陶瓷纤维板的分解结构示意图。

图中标记为：箱体1、箱门11、陶瓷纤维板12、放置槽121、碳化硅板122、耐高温纤维布123、炉腔2、灰化容器3、微波源4、温度传感器5、触摸屏61、按键62、气路管道7、制冷器8、静电光解净化器9、活性炭吸附板10、风机101。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。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“安装”、“设有”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

现结合说明书附图，详细说明本实用新型的结构特点。

参见图1-3，一种微波样品处理装置，包括大容量微波灰化炉和尾气净化系统，大容量微波灰化炉连接尾气净化系统。

大容量微波灰化炉包括箱体1，箱体1的一侧通过铰链连接有箱门11，箱体1内设有炉腔2，炉腔2为陶瓷纤维洁净炉腔，处理灰化棉织物时灰化减容比为40:1。

炉腔2内设有用于存放样品容量不大于11升的灰化容器3，灰化容器3为耐骤冷骤热在0～1000摄氏度的高纯度特制石英坩埚，炉腔2的侧壁设有总功率不小于4千瓦可变频控制的微波源4，微波源4的变频控制为非脉冲式连续可调式自动变频控制，11升的灰化容器3可使生物样品的干燥、炭化、灰化在一个容器内一次完成，11l的灰化容器3按照4kg处理量，动物样品的制样时间约为30个小时，植物样品的制样时间约为7～8个小时，相比传统的烘箱、电热板、马弗炉转移的方式大大节约了时间和劳动；生物废弃物处理时间约为1-2个小时。

箱体1内设有用于控制炉腔2内部温度的控温系统，控温系统包括plc、与plc电性相连的温度传感器5、储存器、触摸屏61及按键62，温度传感器5设置在灰化容器3内的样品中，触摸屏61及按键62设置在箱体1上，控温系统的控制输出端连接在微波源4上，储存器内储存有控温方案的控温程序模块，方案可10段程序控制每段同时设定温度、最大功率、运行时、分、秒，控温程序模块为fc-temp温控程序模块，采用fc-temp温控程序可以准确的控制升温过程，确保处理过程的可控性。

炉腔2的底部还设有用于放置灰化容器3的陶瓷纤维板12，陶瓷纤维板12的顶面上设有与灰化容器3底部外径相匹配的放置槽121，放置槽121内设有辅热组件，辅热组件为碳化硅板122，碳化硅板122的顶部设有耐高温纤维布123。

在进行灰化处理时，灰化容器3放置在放置槽121后，提高灰化容器3在炉腔2内的稳定性。

炉腔2的顶部设有气路管道7，气路管道7远离炉腔2的一端连接尾气净化系统。

尾气净化系统包括风机101和多个用于净化尾气的净化单元，风机101通过管件连接在气路管道7上，每个净化单元串联在管路上，净化单元的数量为三个，分别为制冷器8、静电光解净化器9和活性炭吸附板10依次连接在风机101与气路管道7之间的管路上。

本实用新型的微波样品处理装置，可以使生物样品的干燥、炭化、灰化在一个容器内一次完成，相比传统的烘箱、电热板、马弗炉转移的方式大大节约了时间和劳动；用于实验室危废处理时避免污染废物的放置、转移集中处理耗时所造成的污染安全隐患。

采用微波加热，迅速，没有热惯性，便于工艺控制，可以确保温度的升高，杜绝高温热损失，安全节能。

采用的微波可以穿透性加热，避免物料处理内外不均的“夹生”现象。另外，通过对微波的控制可以实现危废处理的干燥、脱水、杀菌、碳化、焚烧、灰化等过程，同时也可以连续一次完成。并且可实现实验室废物的消毒灭菌杀灭微生物。

采用可变频控制的微波源进行加热，配备有控温系统，自动化程度高。

通过尾气净化系统，可对微波样品处理后生产的尾气进行高效处理；可以在现场就地快速高效无害化处理废物。

通过陶瓷纤维板上的放置槽和弹性夹持组件，有效提高灰化容器在炉腔内放置的稳定性

具体地，使用时，将灰化容器3放置于陶瓷纤维板12的放置槽121内，放置槽121的底部铺设起辅热作用的碳化硅板122，碳化硅板122的顶部铺设耐高温纤维布123。微波源4通过波导固定在炉腔2的外腔上，作为样品处理的能量来源。样品主要是动物、植物、海洋生物、实验室医废、检验检疫少量废物等。温度传感器5插入样品内部保证测温的准确性，触摸屏61用于显示温度传感器5的测量值，并且用于实现人机交互控制。整个灰化过程通过预置或事先写入的程序，采用fc-temp温控程序模块内的温控算法来实现准确温度控制和整个灰化或焚烧过程控制。从而实现生物样品的干燥、炭化、灰化在一个容器内一次完成。或干燥、杀菌消毒、炭化、灰化焚烧连续完成，系统自动控制全过程。在灰化或焚烧过程中尾气通过气路管道7流入尾气净化系统。

从大容量微波灰化炉流出的尾气流入尾气净化系统。尾气经过制冷器8冷凝后大部分焦油被冷却到油槽中，冷凝后的气体在风机11的引力作用下进入静电光解净化器9，尾气中的绝大部分有害物质在高压静电、臭氧、光解的作用下被分解成二氧化碳和水，少量的尾气中的有害物质最后通过活性炭吸附板11被吸附。最终的达标气体在风机101的引力作用下排到大气中。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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。