一种自动测定氮气流量补偿系数的装置及其控制方法与流程

本发明涉及一种氮吹装置及其氮气流量的补偿方法，特别涉及一种自动测定氮气流量补偿系数的装置及其控制方法。

背景技术：

1、氮吹仪通过将氮气快速、连续、可控地吹向加热样品的表面，使待处理样品中的水分迅速蒸发、分离，实现样品无氧浓缩。同时，该仪器能够保持样品的纯净，从而达到快速分离纯化的效果。氮气是一种不活泼的气体，能起到隔绝氧气的作用，如果加强它周围的空气流动、提高它的温度，就可以达到防止氧化、加快蒸发的目的。氮吹仪就是通过这个原理，取代了传统的旋转蒸发仪，对样品进行浓缩。氮吹仪不仅操作简便，而且可以同时处理多个样品，这就大大缩短了检测时间。因而，它作为通用的样品批量处理仪器，被广泛应用于医学测试、化学品残留检测、农残检测及食品制药质量控制等领域。氮吹仪通过加热样液进行吹扫，使得待处理样品迅速浓缩，从而实现快速分离纯化。它主要应用于大批量样品的浓缩制备，诸如药物筛选、激素分析、液相、气相及质谱分析中的样品前处理，是实验室不可或缺的前处理设备。氮吹仪有浓缩速度快、自动化程度高，安全高效等特点，但是因气流在不规则通道下无法量化计算。需要由实验人员使用前对其进行手动进行氮吹校准，这大大加重了人员的工作量，也严重制约了氮吹仪的使用范围。

2、现有技术中，如中国专利cn214427113u，公开了一种可自动调节气体流量的氮吹仪，包括箱体，箱体右侧的中央且靠近底部的位置处固定连接有预热箱，箱体内壁的底部固定连接有集气箱，集气箱内壁的顶部呈矩形阵列开设有出气孔，支撑板的顶部安装有热风机，热风机的输出轴上固定连接有连接管，箱体内壁顶部的左右两侧均安装有气缸，两个气缸的底部之间安装有氮吹装置，预热箱内壁的底部固定连接有支撑网板，支撑网板顶部的左右两侧均设置有安装箱，安装箱内壁的顶部活动插接有放置板；该实用新型在样品加热的同时能够对下一批样品进行预热，节省了样品加热的时间，方便工作人员对该装置进行清理，但该实用新型无法实现对气体流量的自动控制。再如中国专利cn211602653u，公开了一种制备单抗吐温80样品的氮吹仪，包括氮吹仪主体、顶盖、试管架和控制面板，氮吹仪主体的内部顶部一侧固定连接有加热块，氮吹仪主体的内部顶部另一侧固定连接有控制芯片，氮吹仪主体的顶部活动连接有顶盖，顶盖的内部中间固定连接有吹氮器，吹氮器的内部贯穿连接有气管，气管的内部顶部活动连接有流量计，流量计有效的控制氮气流量，体现了该装置的实用性，氮吹仪主体有效的达到自动控制的效果，体现了该装置的自动性，信号接收片有效的接收使用者的指令，体现了该装置的延展性，减压阀有效的保护气管不被氮气气压撑爆，体现了该装置的保护性，控制面板让使用者简单的操作，体现了该装置的操纵性，但该实用新型无法对样品的浓缩情况进行实时监测，精确度较低。使用氮吹仪的缺点是氮气流量为不规则通道，无法进行量化计算，因此在使用前对其进行手动进行氮吹校准是十分必要的，常规做法是让操作人员通过使用流量计来计算补偿系数，但该方法不仅工作量大，而且人为操作对精度的影响较大。由于不同的氮气通道需要不同的补偿系数，所以自动测算补偿系数很有必要。因此，如何设计出一种自动测定氮气流量补偿系数的方法，并满足浓缩时间短、浓缩速度快的特点成为了当前要解决的问题。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供了一种自动测定氮气流量补偿系数的装置及其控制方法，利用两组红外传感装置测定一段固定体积的溶剂氮吹浓缩速度而后与预设的浓缩速度比较得出补偿系数，最终实现氮气流量自动补偿的功能。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、一种自动测定氮气流量补偿系数的装置，包括第二红外传感器、第一红外传感器、主控制器、指令终端、电子比例阀、氮气瓶和试剂瓶，所述第二红外传感器与第一红外传感器并列设置在试剂瓶的一侧，用于监测试剂瓶中试剂的液位，所述第二红外传感器与第一红外传感器并联并通过电源线与所述主控制器电通信连接，所述主控制器的通过电源线与电子比例阀电通信连接，所述氮气瓶与试剂瓶之间通过氮气通道相连，所述电子比例阀设置在试剂瓶与氮气瓶之间，用于控制氮气瓶与试剂瓶之间的氮气流量，所述指令终端用于用户输入参数并将指令发送至主控制器，所述主控制器与指令终端互联互通，所述主控制器对参数进行计算和处理，并根据计算结果和第一红外传感器、第二红外传感器传输的信号判断是否对试剂瓶内试样进行继续吹氮，最后通过电子比例阀控制氮气瓶中氮气的输出流量。

4、进一步的，所述主控制器通过串口通信的方式与指令终端互联互通。

5、进一步的，所述试剂瓶的数量不少于2，所述试剂瓶均匀设置在转盘周边，所述每个试剂瓶均配置有相应的氮吹通道。

6、进一步的，所述试剂瓶下方设置有加热装置，所述加热装置通过水浴加热的方式对试剂瓶内试样进行加热，所述加热装置通过电源线与主控制器电通信连接。

7、进一步的，所述加热装置内设置有温度传感器，所述温度传感器通过电源线与主控制器电通信连接。

8、一种自动测定氮气流量补偿系数的控制方法，包括以下步骤：

9、s1：装置系统上电初始化；

10、s2：用户通过指令终端设定实验的氮气输出补偿系数、加热温度和试样种类，将上述实验参数传输到主控制器；

11、s3：主控制器接收并读取指令终端传输的实验参数；

12、s4：主控制器根据氮气输出补偿系数计算出氮气源输出的氮吹流量，并发送指令至电子比例阀控制氮气瓶中氮气的输出流量，进而控制对试剂瓶中的样品进行氮气吹扫；

13、s5：主控制器通过发送指令至加热装置，加热装置接收指令开始加热，温度传感器对水浴加热温度进行实时监控并将实时温度反馈给加热装置，待水浴加热的实时温度到达主控制器发送的加热温度时，加热装置停止加热，进入保温模式；

14、s6：主控制器根据试样种类从数据库调出试样特征，计算出试样液面的高度位置，并发送指令至第一红外传感器和第二红外传感器，进而控制第一红外传感器和第二红外传感器的高度位置；

15、s7：试剂瓶中氮吹液面触发第一红外传感器时主控制器开始计时，氮吹液面触发第二红外传感器时结束计时；

16、s8：主控制器判断实际浓缩时间与预设的标准浓缩时间之间的长短关系；

17、s81：若实际浓缩时间长于标准浓缩时间，说明当前补偿系数偏小，主控制器增大补偿系数，返回步骤s4；

18、s82：若实际浓缩时间短于标准浓缩时间，说明当前补偿系数偏大，主控制器减小补偿系数，返回步骤s4；

19、s83：若实际浓缩时间等于标准浓缩时间，说明当前补偿系数满足当前系统，加热装置和氮吹设备停止工作，浓缩完成，保存当前补偿系数到主控制器。

20、进一步的，步骤s83中，当实际浓缩时间等于标准浓缩时间时，主控制器发送指令至指令终端，指令终端接收指令并报警浓缩完成。

21、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

22、1、本发明提供的一种自动测定氮气流量补偿系数的装置，采用的主控制器通过串口通信的方式与指令终端互联互通，通过串口通信的方式能够更加简单地能够实现远距离通信，方便设备的远程调试。

23、2、本发明提供的一种自动测定氮气流量补偿系数的装置，采用的试剂瓶的数量不少于2，试剂瓶均匀设置在转盘周边，并且每个试剂瓶均配置有相应的氮吹通道，进而使该装置能够实现同时对不同批次的试样进行浓缩。

24、3、本发明提供的一种自动测定氮气流量补偿系数的装置，采用的试剂瓶下方设置有加热装置，加热装置通过水浴加热的方式对试剂瓶内试剂进行加热，加热装置通过电源线与主控制器电通信连接，使用加热装置能够加快试样的浓缩的速度，提高浓缩效率，采用水浴加热的方式能够更加均匀得对试样进行加热。

25、4、本发明提供的一种自动测定氮气流量补偿系数的装置，采用的水浴加热装置内设置有温度传感器，温度传感器通过电源线与主控制器电通信连接，温度传感器能够实时监测加热装置水浴加热的温度，为后续对水浴加热温度的调节提供了便利。

26、5、本发明提供的一种自动测定氮气流量补偿系数的控制方法，步骤s83中，当实际浓缩时间等于标准浓缩时间时主控制器发送指令至指令终端，指令终端接收指令并报警浓缩完成，能够起到提醒操作人员的作用，以防止耽误实验进度。