一种用于批量检测的分光光度计及其检测方法与流程

文档序号:22337320发布日期:2020-09-25 18:09阅读:219来源:国知局
一种用于批量检测的分光光度计及其检测方法与流程

本发明涉及一种分光光度计及其检测方法,特别涉及一种用于批量检测的分光光度计及其检测方法,属于检测设备领域。



背景技术:

利用物质所特有的吸收光谱来鉴别物质的存在(定性分析),或利用物质对一定波长光的吸收程度来测定物质含量(定量分析)的方法,称为分光光度法。常用的波长范围为:(1)200~380nm的紫外光区,(2)380~780nm的可见光区,(3)2500~25000nm的红外光区。所用仪器为紫外分光光度计、可见光分光光度计(或比色计)、红外分光光度计或原子吸收分光光度计。当光线通过某种物质的溶液时透过光的强度减弱,有一部分光在溶液的表面反射或分散,一部分光被组成此溶液的物质所吸收只有一部分光可透过溶液。不同物质的吸收光谱是不同的,因此,根据吸收光谱,可以检测溶液中物质的含量。

现有的分光光度计采用一个可以产生多个波长的光源,通过系列分光装置,从而产生特定波长的光源,光线透过测试的样品后,部分光线被吸收,计算样品的吸光值,从而转化成样品的浓度。样品的吸光值与样品的浓度成正比。物质对光的选择性吸收波长,以及相应的吸收系数是该物质的物理常数。当已知某纯物质在一定条件下的吸收系数后,可用同样条件将该供试品配成溶液,测定其吸收度,即可利用上式计算出供试品中该物质的含量。

比色分析中使用比色杯,比色杯按照材质大致分为石英杯、玻璃杯以及塑料杯。可根据分析液体确定比色杯的种类。

图10是现有双光路系统的结构示意图,按照一定波长的光源101,通过光栅102将光源中的一种光源射出,然后再利用光束分束器103将单色光均匀分成左右两束光,使之分别照射在参比液比色皿104和待测液比色皿107上,入射光从参比液比色皿104和待测液比色皿107出来后,经过不同液体后,部分光线杯液体吸收,对已知参比液光吸收率和待测液的光吸收率分别利用检测器105进行检测,然后进行扣减空白等操作,最后将结果显示在显示器106上。

目前,实验室显示的光源进行单色光是利用光栅102进行调节成所需波长单色光的,然而,在实际操作中,调节生成的某种波长的单色光在调节过程中,单色性并不好,最后会导致待测液体的检测结果的可靠性变差。

另外,多组分溶液分析中,在现有的分光光度计需要多次多波长测定,操作复杂繁琐,耗时较长,并且增加了光栅光路多次调整机械的误差,使分析结果说服力降低。

另外,由于目前操作中,比色皿需要手工从分光光度计中拿出来往比色皿中加注待测样品,而且每次加入待测样品都需要进行洗涤。由于比色皿是利用专用的材质制成,尽管不能触摸透过光线投射的相对两个面,但是,长期反复地操作,会在比色皿的检测面上形成磨损或者沾染指纹等痕迹,引入了检测误差。为了提高检测结果的准确性,使用一段时间后,需要更换新的比色皿器具,又会影响各比色皿间的一致性,会增加检测结果的误差。由于比色皿器具对透过率要求较高,是利用特殊材料制作的,频繁的更换,势必会加大仪器的检测时间、检测成本和检测费用。再者,尽管在检测前后要对比色皿要进行多次冲洗,但是,日常操作中很难达到理想状态,仍然会有液体的残留,这也会造成检测结果的失真。上述缺陷,对批量独立样本自动化检测造成比较多的困难,为了克服这种现象,日本的岛津公司等生产企业就生产出了可自动操作的分光光度计,其中比色皿的清洗是利用20倍比色皿体积的清洗液和待测液体的量分别对比色皿进行反复清洗,这样一来,尽管降低了残留液体成分,但是,会造成待测液体和清洗液的浪费,反复地清洗,花费了不少时间,也会影响检测速度,浪费检测时间,加大检测成本,如何才能既不影响检测结果的准确性,又能在低成本状态下快速地获得检测结果,是目前分光度计存在的一个课题。



技术实现要素:

针对目前分光光度计在使用过程中存在的诸多影响待测液检测结果准确性和增大检测成本的因素,本发明提供一种用于批量检测的分光光度计,其目的是减少或消除比色皿的触摸频率,提高单色光波长的准确性,改善了比色皿的清洗方法,加快检测速度,降低检测成本,提高检测结果的准确率,降低了大批量单独样品检测工作量。本设计方案不仅可进行常规的特定波长的分光分析,还可应用于多波长系数法或者多组分多波长法进行检测。

本发明的技术方案是:一种用于批量检测的分光光度计,包括光路系统,光路系统包括光源、将光源分成多光束的光束分束器、盛放待测液体的比色皿和盛放参比液的参比液比色皿、对待测液体和参比液进行光吸收检测、比较的检测器以及演算、显示检测数据的电脑电脑主机以及比值显示器,所述分光光度计包括检测系统和注液系统,检测系统为多排,注液系统为一排,多排检测系统结构相同,多排检测系统分别包括多路相同的光路系统,多排检测系统中垂直方向上设置有步进传送带,每排检测系统内包括有光路系统和步进传送带上的一个待测液比色皿,步进传送带上设置有多个待测液比色皿,每个光路系统中设置有与待测液比色皿对应的参比液比色皿,注液系统中设置有步进齿轮皮带,步进传送带前端部与步进齿轮皮带呈十字架结构,步进齿轮皮带位于步进传送带前端部上方,步进齿轮皮带上方设置有步进齿轮皮带上方设置有洗液工位、注液工位和注液器清洗工位,注液工位上通过注液器支架设置有注液器,步进传送带下方包括清洗、干燥工位在内的多个工位,清洗、干燥工位上分别设置有对应的清洗器、干燥器,多排检测系统间距相等,步进传送带的步进间距与多排检测系统间距相等,批量检测的分光光度计中设置有控制器、操作面板并与电脑主机连接;

进一步,所述光路系统的光源采用固定波长的模块化光源,模块化光源经光栅入射光进入光束分束器,光束分束器射出光为分成方向相反的两束光,分别经待测液比色皿或参比液比色皿,射向两侧的检测器,检测器与电脑主机连接,多个参比液比色皿分别设置在各自的台架上;

进一步,所述步进传送带的末端下方、步进传送带清洗、干燥工位下方以及步进齿轮皮带的下方分别设置有各自的废液缸;

进一步,所述注液器设置在步进齿轮皮带上,注液器为升降型三层管状结构,三层管状结构中的每个管子为单独的升降型结构,外层管下端呈锥形且开口的管子,用于加注待测液,中间管为升降水管,升降水管内设置有升降气管,升降气管下端部延伸至锥形管开口部,升降气管下端部设置有密封锥形管开口下端的升降堵头,升降水管和升降气管在外层管内分别设置有向周边喷水和吹气的出水孔和吹气孔;

进一步,所述清洗工位下端设置有升降型清洗器和干燥器,清洗器包括喷水管和溶剂管,干燥器包括喷气管,喷水管、溶剂管和喷气管底端设置在支撑板上,支撑板设置在同步气缸杆杆端,喷水管、溶剂管和喷气管的进液管和进气管的清洗水管47、溶剂管路48以及气路中分别分别设置有电磁阀,喷水管、溶剂管和喷气管的上端和周边均设置有孔,对待测液比色皿内部进行清洗和干燥,电磁阀与控制器电连接;

进一步,光路系统的两侧设置有多个遮光罩,遮光罩包括手动遮光罩、自动遮光罩和固定遮光罩,手动遮光罩和自动遮光罩分别设置在参比液比色皿和待测液比色皿外周,其他光路外周设置有固定遮光罩,检测时,自动遮光罩移动至检测工位步进传送带外周,进行遮光,步进传送带前进时,自动遮光罩移动至检测工位步进传送带外周;

进一步,所述步进齿轮皮带的一侧下方设置有待吸取的检测液样品瓶,检测液样品瓶设置在托盘内,注液器通过注液器支架设置在左右两侧的一对步进齿轮皮带上,步进齿轮皮带设置在注液工位和待吸取的检测液样品瓶之间的上方,步进齿轮皮带两端啮合有齿轮,至少有一个齿轮的步进皮带电机轴上连接有皮带步进电机,注液架上部设置有注液气缸,清洗架下部通过升降滑轨一设置有整体升降架,注液气缸的气缸杆连接在整体升降架顶部,整体升降架为n型结构,n型结构侧面设置有气管升降导向长孔和水管升降导向长孔,n型结构内设置有注液器,n型结构两个外侧分别设置有气管微型气缸和水管微型气缸,气管微型气缸和水管微型气缸分别通过气管连杆及水管连杆与升降气管及升降水管连接,气管连杆和水管连杆贯穿于气管升降导向长孔和水管升降导向长孔升内,并沿着气管升降导向长孔和水管升降导向长孔升降,气管升降导向长孔高度大于水管升降导向长孔高度,升降水管内连接有高纯水,升降气管内连接有净化气体;

进一步,所述喷水管、溶剂管和喷气管分别利用固定器设置在各自的滑动架上,滑动架通过升降滑轨滑动设置在立架上,喷水管、溶剂管和喷气管上端的工位上分别设置有待测液比色皿的光电检测传感器;

进一步,所述自动遮光罩上方设置有吊轨,自动遮光罩通过吊轮滚动移动在弯曲型吊轨上,自动遮光罩通过电缸驱动做往返移动,电缸上的驱动杆与自动遮光罩连接,自动遮光罩前段设置有密封条,手动遮光罩下方设置有直线导轨,自动遮光罩打开时,位于手动遮光罩和固定遮光罩外侧,关闭时,自动遮光罩密封条与手动遮光罩或固定遮光罩紧密接触。

一种用于批量检测的分光光度计的检测方法,利用上述的分光光度计进行检测,具体的检测步骤如下:

1)、开机前进行水、电、气、光源模块状态进行确认;

2)、在待测液样品的托盘中加入待测液样品瓶,并在控制器中注明每个托盘孔瓶内检测液来源、设定相关检测参数,然后,手动打开手动遮光罩,在多个参比液比色皿中加入参比液;

3)、检测进入自动状态,实施以下动作:在自动状态下,步进传送带在步进时,自动遮光罩打开,步进传送带在检测位置停止时,自动遮光罩关闭,按照如下步骤运行:

a、同步气缸带动喷水管一起其他管同步上升至步进传送带下方对应的待测液比色皿内上方位置,在待测液比色皿内进行水浴清洗,喷水管以及喷气管上升后处于待机状态,步进传送带步进一个工位,即清洗后的待测液比色皿停留在下一个工位,同步气缸带动喷水管、溶剂管以及喷气管上升至步进传送带下方对应的待测液比色皿内上方位置,溶剂管开始对水浴清洗后的待测液比色皿内用有机溶剂清洗,与此同时,喷水管对下一个比色皿内进行水浴清洗,喷气管上升后处于待机状态,步进传送带步进一个工位,即清洗后的待测液比色皿停留在下一个工位,同步气缸再次上升,喷气管上升至步进传送带下方对应的待测液比色皿内上方位置,对经有机溶剂清洗后的待测液比色皿内进行干燥,与此同时喷水管、喷水管分别对步进传送带11后面的比色皿内进行水浴清洗和有机溶剂清洗;

b、当比色皿进入步进传送带上方的注入检测液前一工位前,注液器在步进齿轮皮带上移动到废液缸上方位置,升降气管上升,使堵头封堵外层管下端锥形管开口,升降水管从喷孔中喷出纯水,对外层管内壁清洗,切换开关切换到有机溶剂,升降水管从喷孔中喷出有机溶剂,对外层管内壁清洗,每次清洗完后升降气管下降,堵头移开,将清洗液释放到注液器下方的废液缸中;升降气管喷气干燥;

c、确认待测样样品托盘中待吸取检测液样品瓶位于工作行,注液器在皮带步进电机的带动下移动到待吸取检测液样品瓶位于工作列上方,在注液气缸的带动下注液器下降至待吸取检测液样品瓶中,吸取待测液,升降气管提升,堵头封堵外层管下端锥形管开口,注液器在皮带步进电机的带动下,移动至注液工位正上方,步进一个工位,等待;

d、注液器中的堵头打开,待测溶液进入待测液比色皿中,传动带步进一个工位,

e、分别对待检测比色皿中的溶液进行检测,检测器读取检测结果,并将结果记录到控制器的存储器中,每步前进一个工位会得到一个检测液的检测结果,保存至控制器的存储器中;

f、利用多个参比比色皿在多个步进传送带工位上的检测后,将经过检测的待检测比色皿107中的液体倾倒至废液缸中;

在注液器17吸取待测液的同时,再次实施上述a步骤;

g、当干燥后的待测液比色皿进入注液工位后,注液器在注液气缸的带动下注液器下降至待测液比色皿中,升降气管下降,打开封堵外层管下端锥形管开口,待测液流入待测液比色皿中,注液器上升,注液器在皮带步进电机的带动下在步进齿轮皮带上移动至待吸取检测液样品瓶上方;

5)、注液结束后,自动遮光罩在电缸的带动下,沿着弯曲吊轨滑动到步进传送带外周,待测液比色皿进入封闭的环境中;

6)、电脑端处理检测数据,存储、记录、打印或传送相关检测结果。

本发明具有的积极效果是:通过在光路系统中使用特定波长模块化光源,光源的波长更精准确,在使用过程中,可根据检测要求更换相应波长的模块检测,有利于实验室更加准确地进行液体检测;通过将待测液比色皿固定在步进传送带上,可免去手动待测液比色皿,能够保证比色皿的透过率,可延长比色皿的使用寿命,降低因频繁更换比色皿而引入的系统误差,能够降低实验费用;与此同时,利用多个通道进行同时分步检测,可加快检测速度;通过采用模块化光源可降低整套设备的复杂程度,减少光路中机械结构,有利于降低设备的维护难度和提高检测结果的可靠性;通过设置遮光罩,可防止检测过程中受到外来光的影响,可使检测溶液和参比液在同等条件下进行检测,能够在得到更加理想的检测效果,可提高检测数据的准确性;通过在注液工位上方设置注液器,注液工位下方的托盘内设置待吸取的检测液样品瓶,在注液工位上方设置移动的步进齿轮皮带,将注液器设置在步进齿轮皮带上方的注液器支架上,注液器由三层管构成,注液器的三层管上分别设置微型升降气缸,不仅可使注液器将溶液从待吸取检测液样品瓶吸取溶液加注到检测比色皿中,而且能够在加注后利用升降水管中的纯净水对注液器进行清洗,同时,还可以利用洁净气体进行干燥,可保证注液器的清洁度;通过将升降气管下端部延伸至锥形管开口下端,升降气管下端部设置密封锥形管开口下端的升降堵头,能够在升降气管下降后打开在锥形管中吸取待测液,吸取待测液后利用升降堵头的提升将锥形管开口下端堵塞,可防止待测液的泄露,安全地利用步进齿轮皮带移送至检测工位上方,再利用升降气缸使注液器下降至比色皿中,通过注液器的下降,将待测液加注到比色皿中,进行检测,另外,通过在外层管内的升降气管和升降水管周边设置出水孔和吹气孔,有利于对比色皿内部进行清洗和干燥,可防止溶液成分的残留污染,有利于不同溶液的检测,提高检测效果的准确度;通过将多个比色皿固定在传动带上,能够在检测后自动地将待测液倾倒;通过在清洗工位下方设置清洗器和干燥器,能够对待测液比色皿内部进行清洗和干燥,特别是通过在喷水管、溶剂管以及喷气管上端、周边设置喷水孔、溶剂孔或喷气孔,能够在喷水管、溶剂管和喷气管上升至待测比色皿内上方时,可使清洗水、有机溶剂和气体朝测液比色皿上方和周边喷射,对待测液比色皿内部进行清洗和干燥;通过将喷水管、溶剂管以及喷气管底部设置在支撑板上,并将支撑板以及喷水管、溶剂管以及喷气管的固定器滑动设置在升降滑轨上,可通过下端设置的同步气缸带动,带动喷水管、溶剂管以及喷气管升降,不仅会使喷水管、溶剂管以及喷气管同时升降,而且可利用传感器检测到待测液比色皿的到位与否,可根据检测结果,在控制器的控制下,实施清洗液或干燥气体的喷出与否;所述步进传送带由传送带步进电机带动,传送带步进电机驱动步进传送带步进前进,有利于在注液工位加注检测液体,再检测工位检测液体;通过在步进齿轮皮带上连接皮带步进电机,在清洗水管、溶剂管路以及气路中设置电磁阀,在同步气缸上设置电磁阀,并使电磁阀与控制器连接,在控制器的控制下,实现待测液的自动注液、检测、倾倒、清洗以及干燥等。利用本发明,能够使检测实现自动化,减少或消除比色皿的触摸频率,延长比色皿的使用寿命,降低比色皿的更换频度,提高单色光波长的准确性,减少待测液在比色皿上的残留成分,加快检测速度,降低检测成本,提高检测结果的准确率。

附图说明

图1本发明的整体俯视结构示意图。

图2待测液比色皿步进传送带以及周边设备的结构示意图。

图3注液器正面结构示意图。

图4注液器侧面结构示意图。

图5自动遮光罩的结构示意图。

图6水浴清洗装置的侧面结构示意图。

图7干燥器的侧面结构示意图。

图8可调接整体升降架结构示意图。

图9双侧调节板的结构示意图。

图10现有双光路系统的结构示意图。

在附图中各个标号分别代表的部位是:11-步进传送带、12-台架、13-注液工位、14-检测工位、15-步进齿轮皮带、16a-自动遮光罩、16b-手动遮光罩、17-注液器、18-托盘、19a-水管微型升降气缸、19b-气管微型升降气缸、20-模块化光源、22-注液器移动系统、23a-废液缸一、23b-废液缸二、23c-废液缸三、24-清洗器、25-干燥器、26a-传送带步进电机、26b-皮带步进电机、30-注液器支架、31-注液器固定板、32-皮带齿轮、33-外层管、33a-升降滑轨一、34-升降水管、34a-水管连杆、34b-水管升降导向长孔、34c-出水孔、35-升降气管、35a-气管连杆、35c-吹气孔、36-堵头、37-注液气缸、38-水管升降气缸杆、40-整体升降架、41-喷水管、42-溶剂管、43-喷气管、44-支撑板、45-同步气缸、46-气缸架、47-清洗水管、47a-水路电磁阀、48-溶剂管路、48a-溶剂电磁阀、49-滑动架一、50-吊轨、50a-吊轮、51-电缸、52-驱动杆、53-密封条、60-立架、61-喷水孔、62-升降滑轨二、63-固定器、64-进水管、65-底座一、66-底座二、70-升降滑轨三、71-滑动架二、72-进气管、74-标尺、75-调节板、76-调节螺栓、76a-限位牙、77-限位缺口、101-光源、102-光栅、103-光束分束器、104-参比液比色皿、105-检测器、106-显示器、107-待测液比色皿、108-电脑主机。

具体实施方式

在本发明之前,首先对清洗效果做了实验,具体的数据如下:

目前常规测试方法

用水清洗三次,高锰酸钾溶液润洗三次,倒入高锰酸钾溶液测吸光度545nm处,结果0.110(五次平均).

实验方法

高锰酸钾溶液浓度:5✕10-5mol/l

测量波长:545nm

1、直接用洁净干燥比色皿倒入高锰酸钾溶液测试

吸光度值为:0.110(五次平均);说明误差很小,可以直接拿洁净的比色皿测试,而不需要润洗;

2、直接用水清洗后不润洗或者不干燥,直接倒入高锰酸钾溶液测试

吸光度值为:0.105(五次平均);原因是水冲淡了溶液,造成吸光值下降;

3、拿测试过的比色皿按照以下方法测试

比色皿倒置,用2ml纯水匀速冲洗,用2ml丙酮匀速冲洗,约1l/min空气吹干,倒入高锰酸钾溶液测试

吸光度值为:0.110(五次平均),此方法可行,误差在正常范围内;

基于上述实验数据,鉴于现有分光光度计存在的缺陷,将多方合作研究,成功地研发了本发明。

以下参照附图就本发明的技术方案进行详细说明。

本发明的技术方案是一种用于批量检测的分光光度计,图1是本发明的整体俯视结构示意图。图2是待测液比色皿步进传送带以及周边设备的结构示意图。分光光度计包括光路系统,光路系统包括光源101、将光源分成多光束的光束分束器103、盛放待测液体的待测液比色皿107和盛放参比液的参比液比色皿104、对待测液体和参比液光吸收检测、比较的检测器105以及演算、显示检测数据的电脑电脑主机106以及比值显示器106,操作面板,所述分光光度计包括检测系统和注液系统,检测系统为多排,注液系统为一排,多排检测系统结构相同,多排检测系统分别包括多路相同结构的光路系统,多排检测系统中垂直方向上设置有一个步进传送带11,每排检测系统内包括有光路系统和步进传送带11上的一个待测液比色皿107,步进传送带11上设置有多个待测液比色皿107,多个待测液比色皿107分别对应一路光路系统,每个光路系统中设置有与待测液比色皿107对应的参比液比色皿104,步进传送带11在前进过程中,一次同时对多个待测液比色皿107进行检测,注液系统中设置有步进齿轮皮带15,步进齿轮皮带15垂直于步进传送带11,步进传送带11前端部与步进齿轮皮带15呈十字架结构,步进齿轮皮带15位于步进传送带11前端部上方,步进齿轮皮带15上方设置有吸液工位、注液工位和注液器17的清洗工位,注液工位上通过注液器支架30设置有注液器固定板31,注液器固定板31上设置有升降型注液器17,步进传送带11下方设置有包括清洗工位、干燥工位在内的多个工位,清洗工位、干燥工位下方分别设置有对应的清洗器、干燥器,多排检测系统间距相等,步进传送带11的步进间距与多排检测系统间距相等,批量检测的分光光度计中设置有控制器、操作面板并与电脑主机108连接,本分光光度计利用步进齿轮皮带15带动注液器支架30、注液器固定板31以及注液器17移动移动至托盘上方,将待检测液体从托盘的待检测液体瓶中抽出,再移动到注液工位,在注液工位上将待检测液释放到待测液比色皿107中,然后对注液器17进行清洗,首次检测时,也要对注液器17进行清洗后再洗液,在检测系统中通过多路检测光路,对各种检测项目进行检测,然后传送到电脑主机108,进行与参比液进行比较,得到检测结果,为了得到精确的检测数据,在检测前后所有接触检测液的待测液比色皿107都需要进行清洗干燥,清洗、检测过后的液体分类倾倒至各种废液罐中。

所述光路系统的光源101采用固定波长的模块化光源20,模块化光源20为单色光点光源,模块化光源经光栅102的入射光进入光束分束器,光束分束器射出光为分成方向相反的两束光,分别经待测液比色皿107或参比液比色皿104,射向两侧的检测器105,检测器105与电脑主机108连接,多个参比液比色皿104分别设置在各自的台架12上。

所述步进传送带11末端下方设置有废液缸一23a、步进齿轮皮带下方托盘18的相反侧为注液器清洗工位,注液器清洗工位下方设置有注液器清洗液废液缸二23b、步进传送带11清洗工位和干燥工位下方设置有废液缸三23c。

在本实施例中,分别设置有三个待测液比色皿107和三个参比液比色皿104,并将待测液比色皿107粘接在步进传送带11上,将三个参比液比色皿104放置在方形比色皿设置套中,所述的堵头36采用了柔性硅胶制作成水滴形状,所述升降气管35的在出气孔以下为实心结构,出气孔以上为空心结构。

所述待测液比色皿步进传送带11为间歇性运动,步进传送带11侧工位数量和台架12上参比液比色皿104的工位数量相等,且间距相等,待测液比色皿107竖立固定在步进传送带11上,参比液比色皿104分别竖立放置在各个台架12上,步进传送带11停止后进行注液、检测、清洗、干燥,与此同时参比液比色皿台架12一方同时进行相应的检测,步进传送带11两端的辊轮直径相等。

图3是注液器正面结构示意图。图4是注液器侧面结构示意图。所述注液器17位于步进齿轮皮带15上方,也是位于步进传送带11的注液工位13上方,步进齿轮皮带15高于步进传送带11,注液器17为升降型三层管状结构,三层管之间设置有密封圈,三层管状结构中的每个管子为单独的升降型结构,外层管33下端呈锥形且开口的管子,用于加注待测液,中间管为升降水管34,升降水管34内设置有升降气管35,升降气管35下端部延伸至锥形管开口下端,升降气管35下端部设置有密封锥形管开口下端的升降堵头36,升降水管34和升降气管35在外层管33内分别设置有向周边喷水和吹气的出水孔34c和吹气孔35c,所述升降水管34和升降气管35的管路上分别设置有微型电磁阀。

步进传送带11上待测液比色皿107和每排光路系统上的参比液比色皿104设置在垂直于步进传送带11方向的光路上,每排光路上的参比液比色皿107和参比液比色皿104以光束分束器为中心相互对称,参比液比色皿104设置在台架上,检测中一个参比液比色皿104可对应多个待测液比色皿107。

所述步进齿轮皮带15的待测液的注液工位13的下方设置有待吸取检测液样品瓶托盘,托盘内设置有多个设置检测液样品瓶的孔位,22为注液器移动系统,升降注液器17通过注液器支架30下的皮带齿轮32滚动设置在步进齿轮皮带15上,注液器固定板31固定在注液器支架30上,注液器17设置在注液器固定板31的一侧面,步进齿轮皮带15垂直于步进传送带传送方向设置在注液工位13和待吸取检测液样品瓶之间的上方,步进齿轮皮带15端部设置有皮带步进电机26b,齿轮皮带皮带15上固定有注液器支架30,注液器支架30上固定有注液器固定板31,步进齿轮皮带15带动注液器固定板31在水平方向往返移动,注液器固定板31上安装有注液器17,齿轮皮带皮带15一侧下部安装有可水平移动的待测液样品托盘18,托盘在托盘步进电机的带动下,沿着垂直于齿轮皮带11方向移动,注液器17通过升降滑轨一33a连接有整体升降架40,整体升降气缸设置在注液器固定板31的上部,整体升降架40顶部连接有整体升降气缸的气缸杆,整体升降架40构成n型结构,n型结构内设置有注液器,n型结构两侧面上设置有气管升降导向长孔和水管升降导向长孔34b,n型结构内设置有注液器17两外侧面分别设置有气管微型气缸19b和水管微型气缸19a,气管微型气缸19b和水管微型气缸19a的气缸杆分别通过气管连杆35a和水管连杆34a连接在n型结构内侧注液器17的升降气管35和升降水管上,38为水管升降气缸杆,气管连杆35a和水管连杆34a分别贯穿于沿着垂直方向的气管升降导向长孔和水管升降导向长孔34b带动升降气管35和升降水管移动,整体升降架40以及注液器17由整体升降气缸带动一起沿着升降滑轨一33a升降,升降气管35升降导向长孔高度大于水管升降导向长孔34b高度,升降水管34内连接有高纯水,升降气管35内连接有净化气体待吸取检测液样品瓶与检测结果的对应通过在控制器内提前设定位置,并在检测过程中自动记忆检测对应的检测数据,最终显示在显示器106中。

待测液比色皿107沿着步进传送带11前进方向依次停止位置为注液工位13和多个检测工位14,注液工位13上方设置有可升降的注液器17,步进传送带11下方沿步进传送带11前进方向末端依次停止位置为倾倒工位、清洗工位、干燥工位以及一个或多个预备工位,清洗工位和干燥工位下方分别设置有升降型清洗器24和升降型干燥器25,注液或检测时,步进传送带11间歇停止,步进传送带11上方待测比色皿分别停在多个光路系统上,待测比色皿与参比液比色皿一光路为对称轴分别位于步进传送带11与台架上对应的工位上,同时,步进传送带11前进方向上与上方工位位置对应的下方位置设置有待测液倾倒工位、清洗工位、干燥工位以及一个或多个预备工位,在此,清洗工位包括水浴清洗和有机溶剂清洗两项清洗。

在本实施例中,使用的有机溶剂的具体成分是:甲醇,乙醇,异丙醇,乙腈,丙酮,丁酮,四氢呋喃,乙胺中的一种或者几种物质的混合物。

步进传送带11上设置有一个注液工位13和多个检测工位14,多个检测工位14外侧均对应设置有检测器105,参比液比色皿台架12的高度可以调节型结构。

待测液比色皿107沿着步进传送带11前进方向依次停止位置为注液工位13和多个检测工位14,注液工位13上方的步进齿轮皮带15上设置有向步进传送带上待测液比色皿107中注入检测液的可升降的注液器17,待测液比色皿107停止在多个光路上设置的检测工位。

步进传送带11下方沿步进传送带11前进方向停止位置依次分别进行倾倒工位、水浴清洗工位、有机溶剂清洗工位、干燥工位以及一个或多个预备工位,水浴清洗工位、有机溶剂清洗工位和干燥工位下方分别设置有升降型清洗器24和升降型干燥器25,升降型清洗器24和升降型干燥器25下方设置有废液缸23c,注液或检测时,步进传送带间歇停止,步进传送带11分别进行注液或检测,步进传送带下方沿步进传送带11前进方向与上方工位对应的下方位置上,同时进行待测液倾倒、水浴清洗、有机溶剂清洗和干燥。

所述清洗工位下端设置有升降型清洗器24和干燥器25,清洗器包括喷水管41和溶剂管42,干燥器25包括喷气管43,喷水管41、溶剂管42和喷气管43底端设置在支撑板44上,支撑板44设置在同步气缸45杆的杆端,喷水管41、溶剂管42和喷气管43的清洗水管47、溶剂管路48以及气路中分别设置有电磁阀,喷水管41、溶剂管42和喷气管43的上端和周边设置有孔,分别对待测液比色皿107内部进行清洗和干燥,电磁阀与控制器电连接,同步气缸设置在气缸架46上,支撑板44侧面设置有升降滑轨。

所述注液、清洗、干燥工位的装置上设置气缸,气缸上分别设置有电磁阀,电磁阀与控制器电连接,在本实施例中,47为清洗水管、47a为水路电磁阀,清洗水管47和溶剂管路48上分别设置有水路电磁阀47a和溶剂电磁阀48a,气路上同样设置有气路电磁阀,水路电磁阀47a、溶剂电磁阀48a以及气路电磁阀均与控制器连接。

图6是水浴清洗装置的侧面结构示意图。清洗器包括水浴清洗装置和有机溶剂清洗装置,两者的结构后完全相同,以下以水浴清洗装置为代表就清洗器的结构为代表说明,喷水管41、溶剂管42、喷水管41的底端设置在支撑板44上,支撑板44下面连接有同步气缸45,喷水管41利用固定器63将喷水管41固定设置在升降滑轨二62上,升降滑轨二62上同时还固定有支撑板44和固定器63,升降滑轨二62设置在立架60上,同步气缸45通过电磁阀与控制器连接,控制着同步气缸的升降,上升后,喷水管41进入待测液比色皿107内,水路电磁阀47a打开清洗水管47,然后进入进水管64,从喷水管41侧面和顶部设置喷水孔61喷出水,对待测液比色皿107内进行清洗,然后下降。

水浴清洗后的待测液比色皿107在步进传送带11的带动下,进入下一工位,对水浴清洗的待测液比色皿107内进行有机溶剂清洗,然后再在有机溶剂清洗工位的下一个工位进行干燥。

图7是干燥器的侧面结构示意图。所述喷气管43的底端设置在支撑板44上,支撑板44下面连接有同步气缸45,喷气管43利用固定器63将喷气管43固定设置在升降滑轨三70上,升降滑轨三70上同时还固定有支撑板44和滑动架二71,升降滑轨三70设置在立架60上,同步气缸45以及气路中通过电磁阀与控制器连接,控制着同步气缸45的升降,上升后,喷气管43进入待测液比色皿107内,气路电磁阀打开进气管72的气路,从喷气管43侧面和顶部设置的喷气孔73喷出气体,对待测液比色皿107内进行干燥,干燥结束后下降。

所述喷水管41和溶剂管42、喷气管43上端的工位上分别设置有待测液比色皿107的光电检测传感器。

在本实施例子中,水浴清洗、有机溶剂清洗和干燥同步进行,清洗水有机溶剂以及干燥气体是否出水,需要根据设置在水浴清洗、有机溶剂清洗和干燥工位侧的各自的光电检测器105进行判断,一旦有待测液比色皿107进入水浴清洗、有机溶剂清洗和干燥工位,所在工位的光电检测器105就会将信号反馈到控制器,控制器就会在同步气缸45上升后根据需要决定是否开通所在工位的喷水管41、溶剂管42或喷气管43,决定是否实施清洗或干燥。

所述固定器63有两个u型部件相对而成,其中的一半u型固定器固定在升降滑轨二62或升降滑轨三70上,另外一半两边通过螺栓固定以此夹紧喷水管41、溶剂管42或喷漆管43并固定在相对的一半u型固定器上。

清洗器24的底座一65和干燥器的底座二66下方利用支柱支撑。

检验前需要将每个托盘18孔内样品液体源录入控制器,检测时首先从瓶内取液,移送到待测液比色皿107中,然后进行检测,控制器将待测液比色皿107以及其的检测结果相互对应起来。

图5是自动遮光罩的结构示意图,每个光路系统两侧设置有多个遮光罩,光路系统的外侧设置有遮光罩,遮光罩包括所述自动遮光罩16a上方设置有弯曲吊轨50,自动遮光罩16a通过吊轮50a滚动移动在弯曲型吊轨50上,自动遮光罩16a通过吊轮50a滚动设置在吊轨50上,自动遮光罩16a通过电缸51驱动做往返移动,电缸51上的驱动杆52与自动遮光罩16a连接,自动遮光罩16a前段设置有密封条53,手动遮光罩16b下方设置有直线导轨,自动遮光罩16a打开时,位于手动遮光罩16b和固定遮光罩外侧,关闭时,自动遮光罩16a上设置的密封条53与手动遮光罩16b或固定遮光罩紧密接触。自动遮光罩16a的关闭结构与面包车推拉门雷同,自动遮光罩16a导轨为弯曲型导轨,自动遮光罩16a关闭时轨道在一条直线上,自动遮光罩16a打开时,叠加在手动遮光罩16b或固定遮光罩外侧,自动遮光罩16a打开时的轨道与手动遮光罩16b或固定遮光罩并列设置。

注液或清洗时,步进传送带11和步进齿轮皮带15会停止步进,步进传送带11、台架12上检测工位14以及检测器105的左右和上方外周设置有与步进传送带11传送方向垂直的多个遮光罩,多个遮光罩分别封闭着传动带上多个检测工位14以及检测器105。

图8是调接整体升降架结构示意图。图9是侧调节板的结构示意图。在上述整体升降架40两侧设置有高度调节板75,整体升降架40的n型结构的两侧板侧边上开设有限位缺口77,两侧板有标尺74和刻度,高度调节板75两侧端面上设置有调节螺栓76,调节螺栓76的端面上设置有限位牙76a,通过气缸上电磁开关与高度调节板75结合,可调节水管连接杆34a在导向长孔3b以及气管连接杆35a在对应长孔中的上下移动位置。

在本实施例中,所述控制器108利用了单片机,单片机基于89c51或89s51系列的产品,所述单片机上连接有电脑和显示器106。

一种用于批量检测的分光光度计的检测方法,利用上述结构的分光光度计进行检测,其检测步骤如下:

1)、开机前进行水、电、气、光源模块状态进行确认;

2)、在待测液样品的托盘18中加入待测液样品瓶,并在控制器中注明每个托盘孔瓶内检测液来源、设定相关检测参数,然后,手动打开手动遮光罩16b,在多个参比液比色皿104中加入参比液;

3)、检测进入自动状态,实施以下动作:在自动状态下,步进传送带11在步进时,自动遮光罩16a打开,步进传送带11在检测位置停止时,自动遮光罩16a关闭,按照如下步骤运行:

a、同步气缸带动喷水管41一起其他管同步上升至步进传送带11下方对应的待测液比色皿107内上方位置,在待测液比色皿107内进行水浴清洗,喷水管41以及喷气管43上升后处于待机状态,步进传送带11步进一个工位,即清洗后的待测液比色皿107停留在下一个工位,同步气缸45带动喷水管41、溶剂管42以及喷气管43上升至步进传送带11下方对应的待测液比色皿107内上方位置,溶剂管42开始对水浴清洗后的待测液比色皿107内用有机溶剂清洗,与此同时,喷水管41对下一个比色皿内进行水浴清洗,喷气管43上升后处于待机状态,步进传送带11步进一个工位,即清洗后的待测液比色皿107停留在下一个工位,同步气缸45再次上升,喷气管43上升至步进传送带11下方对应的待测液比色皿107内上方位置,对经有机溶剂清洗后的待测液比色皿107内进行干燥,与此同时喷水管41、喷水管41分别对步进传送带11后面的比色皿内进行水浴清洗和有机溶剂清洗;

b、当比色皿进入步进传送带11上方的注入检测液前一工位前,注液器17在步进齿轮皮带15上移动到废液缸23b上方位置,升降气管35上升,使堵头36封堵外层管33下端锥形管开口,升降水管34从喷孔34c中喷出纯水,对外层管33内壁清洗,切换开关切换到有机溶剂,升降水管34从喷孔34c中喷出有机溶剂,对外层管33内壁清洗,每次清洗完后升降气管35下降,堵头36移开,将清洗液释放到注液器17下方的废液缸23b中;升降气管35喷气干燥;

c、确认待测样样品托盘中待吸取检测液样品瓶位于工作行,注液器17在皮带步进电机26b的带动下移动到待吸取检测液样品瓶位于工作列上方,在注液气缸37的带动下注液器17下降至待吸取检测液样品瓶中,吸取待测液,升降气管35提升,堵头36封堵外层管33下端锥形管开口,注液器17在皮带步进电26b机的带动下,移动至注液工位13正上方,步进一个工位,等待;

d、注液器17中的堵头36打开,待测溶液进入待测液比色皿107中,传动带11步进一个工位,

e、分别对待检测比色皿107中的溶液进行检测,检测器105读取检测结果,并将结果记录到控制器的存储器中,每步前进一个工位会得到一个检测液的检测结果,保存至控制器的存储器中;

f、利用多个参比比色皿104在多个步进传送带11工位上的检测后,将经过检测的待检测比色皿107中的液体倾倒至废液缸23a中;

在注液器17吸取待测液的同时,再次实施上述a步骤;

g、当干燥后的待测液比色皿107进入注液工位13后,注液器17在注液气缸37的带动下注液器17下降至待测液比色皿107中,升降气管35下降,打开封堵外层管33下端锥形管开口,待测液流入待测液比色皿107中,注液器17上升,注液器17在皮带步进电机26b的带动下在步进齿轮皮带15上移动至待吸取检测液样品瓶上方;

5)、注液结束后,自动遮光罩16a在电缸的带动下,沿着弯曲吊轨50滑动到步进传送带11外周,待测液比色皿107进入封闭的环境中;

6)、电脑端处理检测数据,存储、记录、打印或传送相关检测结果。

本发明具有的积极效果是通过在光路系统中使用模块化光源20,能够更加准确地确定光源的波长,光源的波长更精准确,在使用过程中,可根据使用待测液更换相应波长的模块检测,有利于实验室更加准确地进行液体检测;通过将待测液比色皿107固定在步进传送带11上,可免去手动操作待测液比色皿107,能够降低劳动强度、保证比色皿的透过率,可延长比色皿的使用寿命,降低频繁更换比色皿的费用,能够降低实验费用,与此同时,利用多个比色皿分步同时并发进行检测,可加快检测速度;通过将利用光束分束器103分出的两束单色光呈相反方向照射到两侧的比色皿上,可免去了用于折射反光镜,保证了光的照度,降低了光路中光照度的衰减,进一步保证了检测光的照度,从而可保证检测效果;通过在每个光路系统的两侧分别设置待测液比色皿107以及检测器105和参比液以及检测器105,能够进行一一对应检测,有利于设备在待测液和参比液之间利用数据进行比较得出结果;通过在待测液检测工位14一侧设置自动遮光罩16a、手动遮光罩16b以及固定遮光罩,在参比液外周设置手动遮光罩16b,检测液外周设置自动遮光罩16a,可通过手动打开手动遮光罩16b,设置参比液比色皿104,在自动状况下,利用自动遮光罩16a在步进传送带11步进过程中,自动打开自动遮光罩16a,检测时自动关闭自动遮光罩16a,可防止受到外光的影响,可使两边的检测在同等条件下进行检测,能够在得到更加理想的检测效果,可提高检测数据的准确性;通过在注液工位13上方设置注液器17,注液工位13下方的托盘内设置待吸取的检测液样品瓶,在注液工位上方设置移动的步进齿轮皮带15,将注液器17设置在步进齿轮皮带15上方的注液器支架30上,注液器17由三层管构成,注液器17的三层管上分别设置微型升降气缸,不仅可使注液器17将溶液从待吸取检测液样品瓶吸取溶液加注到待测液比色皿107中,而且能够在加注后利用升降水管中的纯净水对注液器17进行清洗,同时,还可以利用洁净气体进行干燥,可保证注液器17的清洁度;通过在升降气管35下端部延伸至锥形管开口下端,升降气管35下端部设置密封锥形管开口下端的升降堵头36,能够在升降气管35下降后在锥形管中吸取待测液,吸取后利用升降堵头36的提升将锥形管开口下端堵塞,可防止待测液的泄露,安全地利用步进齿轮皮带15移送至检测工位14上方,再利用升降气缸使注液器17下降至待测液比色皿107中,通过在外层管33内的升降气管35和升降水管34周边设置出水孔34c和吹气孔35c,有利于对待测液比色皿107内部进行清洗和干燥,可防止溶液成分的残留,有利于不同溶液的精确检测,可提高检测效果的准确度;通过将多个待测液比色皿107固定在传动带上,能够在检测后步进传送带11上待测液比色皿107转动到下方,自动地将待测液倾倒至设置在下方的废液缸23a中;通过在清洗工位下方设置清洗器24和干燥器25,能够对待测液比色皿内部进行清洗和干燥,特别是通过在喷水管41、溶剂管42以及喷气管43上端、周边设置喷水孔61、溶剂孔或喷气孔73,能够在喷水管41、溶剂管42和喷气管43上升至待测比色皿内上方时,可使清洗水、有机溶剂和气体朝待测比色皿上方和周边喷射,对待测液比色皿内部进行清洗和干燥;通过将喷水管41、溶剂管42以及喷气管43底部设置在支撑板44上,并将支撑板44以及喷水管41、溶剂管42以及喷气管43的固定器63滑动设置在升降滑轨二62和升降滑轨三70上,可通过下端设置的同步气缸45带动,带动喷水管41、溶剂管42以及喷气管43升降,不仅会使喷水管41、溶剂管42以及喷气管43同时升降,而且可利用传感器检测到待测液比色皿的到位与否,可根据检测结果,在控制器的控制下,决定是否喷射清洗液或干燥,所述步进传送带11由传送带步进电机26a带动,传送带步进电机26a驱动步进传送带11步进前进,有利于在注液工位13加注检测液体,在检测工位14检测液体;通过在步进齿轮皮带15上连接齿轮皮带步进电机26b,在清洗水管、溶剂管路以及气路中设置电磁阀,在同步气缸上设置电磁阀,同时与控制器连接,在控制器的控制下,实现待测液的自动注液、检测、倾倒、清洗以及干燥等。

改造后对本范明中干燥速度测试结果:

1、用水清洗,倒置于滤纸上,从清洗完到无水痕,时间:2分钟25秒;

2、用水清洗,倒置用1l/min空气吹拂,从清洗完毕到无水痕,时间:1分钟43秒

3、用水清洗,用丙酮清洗,用1l/min空气吹拂,从清洗完到无水痕,时间:7秒。

从测试结果看,出了检测精度得到提高外,干燥速度与之前相比有了大幅度的提高,检测速度也一定的提高,是的整个检验速度得到了提升。

利用本发明,能够使检测实现自动化,减少或消除比色皿的触摸频率,延长比色皿的使用寿命,降低比色皿的更换频度,提高单色光波长的准确性,减少待测液在比色皿上的残留成分,加快检测速度,降低检测成本,提高检测结果的准确率。

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