一种在线监测用的自动取样装置的制作方法

专利名称：一种在线监测用的自动取样装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种在线监测用的自动取样装置。尤其是用于在湿法化学工艺过程中在线监测用的一种自动取样装置。
目前，用于在线监测用的自动取样装置，尤其是用于湿法化学工艺过程中的在线监测取样装置主要有戽斗式取样装置、注塞泵式取样装置和蠕动泵式取样装置等数种。
戽斗式取样装置比较笨重，适用于较大量样品的取样，而不适合于微量在线监测分析之用。注塞泵式取样装置是利用注塞泵往复运动抽吸和压出溶液。这种的取样方式可实现连续进液。但是，在溶液中盐类浓度高时，容易在注塞泵的磨口处析出盐类，致使注塞泵的运动发生故障，蠕动泵式取样装置是利用电动机转动的多个行星式滚柱挤压富有弹性的塑胶管来驱动载流液体流动。这种取样方式广泛地用于流动注射分析中。但其存在的主要问题是泵管在长期使用时的磨损和长期夹紧时的老化变形。这些限制了这种取样方式在湿法化学工艺过程中于在线监测分析中的应用。
本实用新型的目的就在于发明一种在线监测用的自动取样装置，其装置中装有蠕动泵的泵管自动压紧机构，使得该装置在取样时能自动压紧泵管，而在平时不取样时又自动松开泵管，以保护泵管不致于因长期压紧而老化变形。
本实用新型的另一个目的是在本实用新型的在线监测用的自动取样装置中有与蠕动泵自动取样相配合的时序电路、电机与驱动电路以及自动压紧机构的驱动电路，而使该装置在湿法化学工艺过程中的在线监测中取样时自动压紧，不取样时自动松开。
本实用新型的一种在线监测用的自动取样装置，有一个壳体16，壳体16上有一电源总开关26，启动开关28和预先设定时序用的数字拨码开关27，在壳体16的顶面上装有二个蠕动泵1、2，在两个蠕动泵1、2之间装有泵管自动压紧机构7，在壳体16内装有时序电路17、电机驱动电路18，电机驱动电路19、单稳触发器20、单稳触发器21、电机驱动电路22；时序电路17的一个端子与电机驱动电路18和单稳触发器20相连，时序电路17的另一端子与电机驱动电路19相连，时序电路17的再一个端子和单稳触发器21相连，单稳触发器20和单稳触发器21分别与电路驱动电路22相连，时序电路17又一个端子接地，时序电路17的f端子与正电源相连，电阻R1的一端与正电源相连，电阻R1的另一端与启动开关23相连，启动开关23与光电耦合器24的输出端相并连，再接到时序电路17的e端子上，在蠕动泵1、2的其中的任何一个压块6上装有一个挡块14。
预先设定时序用的数字拨码开关27以2－6个为佳。
在壳体16上的电源总开关26、启动开关28均为本领域所属技术人员所共知的。壳体16的顶面上装有的蠕动泵1和蠕动泵2为一般常用结构也为本技术领域的技术人员所知，它们为一般常见的结构。蠕动泵是由边缘带有多个行星滚柱3的转轮4(即泵头)和压块6所组成并与驱动蠕动泵的电机5或驱动蠕动泵的电机25相连。
所说的一个泵管自动压紧机构7由两端装有压紧弹簧11和钢球12和螺帽13的转杆8所组成，转杆8的两端各有一深孔，深孔中装有弹簧11和钢球12，用中间带孔的螺帽13固定在转杆8的两端，钢球12突出于螺帽13的孔。通过转杆8与驱动泵管压紧机构的电机10相连。
本实用新型的一种在线监用的自动取样装置的电路部分包括时序电路17、电机驱动电路18、电机驱动电路19、电机驱动电路22以及单稳触发器20、单稳触发器21均为一般通用技术，为本领域所属普通技术人员所共知。电机驱动电路18和电机驱动电路19完全相同。时序电路17可以是数字电路，也可以是单片机组成的时序电路。在时序电路17的a、b、c、d端子，根据预先设定的程序依次输出四个时序方波信号，例如第a、c端子分别与电机驱动电路18、电机驱动电路19相连，驱动蠕动泵的电机5和驱动蠕动泵的电机25，使蠕动泵按预先设定的时序转动。
本实用新型的一种在线监测用的自动取样装置的电路部分时序电路17、电机驱动电路18、单稳触发器20、单稳触发器21、电机驱动电路22均是本领域所属的普通技术人员所均知的典型电路。
本实用新型的在线监测用的自动取样装置接通电源后处于准备状态，即所说的蠕动泵不转，泵管自动压紧机构7处于松开状态。触发启动开关28，则泵管自动压紧机构7受电机的驱动转到压紧状态，然后按预先设定的时序第一蠕动泵转动输液，第二蠕动泵转动输液，时序结束后，泵管自动压紧机构受电机驱动转回松开状态，完成一次完整的取样程序，再触发启动开关28则再重复上述程序。
本实用新型的在线监测用的自动取样装置的优点就在于1.本实用新型的在线监测用的自动取样装置在湿法化学工艺过程的在线监测的取样周期内自动压紧蠕动泵的泵管，取样周期结束后又自动松开，因此使泵管不致因长期压紧而老化变形，保护了泵管，延长了泵管的使用寿命。
2.本实用新型的在线监测用的自动取样装置的启动开关，可以用人工按压的方式触发启动，也可以由工艺过程电子计算控制中心发出的电信号触发启动，因此便于实现自动化控制。


图1在线监测用的自动取样装置的立体图图1中，1为蠕动泵，2为蠕动泵，7为泵管自动压紧机构，14为压块6上装有的一个挡块，16为壳体，26为总电源开关，27为预先设定时序用的数字拨码开关，28为启动开关。
图2在线监测用的自动取样装置的纵剖面图。
图2中，3为行星滚柱，4为转轮，5为电机，6为蠕动泵压块，7为泵管自动压紧机构，8为泵管自动压紧机构7的转杆，10为电机，11为泵管自动压紧机构7的深孔中弹簧，12为泵管自动压紧机构7的深孔中的钢球，13为泵管自动压紧机构7的中间带孔的螺帽，25为电机，30、31为销钉，32为电机10的轴杆。
图3在线监测用的自动取样装置的横剖面图图3中，3为行星滚柱，4为转轮，6为蠕动泵压块，7为泵管自动压紧机构，8为泵管自动压紧机构7的转杆，9为销钉，11为泵管自动压紧机构7的深孔中弹簧，12为泵管自动压紧机构7的深孔中的钢球，13为泵管自动压紧机构7的中间带孔的螺帽，14为压块6上装有的一个挡块，15为用于固定挡块的螺钉，29为轴，30为销钉，为泵管自动压紧机构压紧状态。
图4在线监测用的自动取样装置的俯视图3为行星滚柱，4为转轮，6为蠕动泵的压块，7为泵管自动压紧机构，8为泵管自动压紧机构7的转杆，14为压块6上装有的一个挡块，9为销钉，29为轴。为泵管自动压紧机构松开状态。
图5在线监测用的取样装置的电路方框图图6电机驱动电路18和电机驱动电路19的电路图。
图7电机驱动电路22的电路图。
图8单稳触发器20的电路图。
图9单稳触发器21的电路图。
图10时序电路17的电路图。
用下述实施例对本实用新型的一种在线监测用的自动取样装置作进一步的说明，将有助于对本实用新型及其优点的进一步理解，而不作为对本实用新型保护范围的限定，本实用新型的保护范围由权利要求来决定。
实施例见图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10。
本实用新型的一种在线监测用的自动取样装置，有一个壳体16，壳体16上有一电源总开关26，启动开关28和预先设定时序用的数字拨码开关27。在壳体16的顶面上装有二个蠕动泵1和蠕动泵2。在两个蠕动泵1、2之间装有泵管自动压紧机构7。所说的两个蠕动泵中任何其中的一个蠕泵为一般常见的结构，是由边缘带多个行星滚柱3的转轮4及压块6所组成。蠕动泵1与电机5相连，蠕动泵2与电机25相连，所说的泵管自动压紧机构7有一个转杆8由不锈钢制成，所说的转杆8中间有一个圆孔，用销钉9固定在驱动电机10的轴杆32上。所说的转杆8两端各钻有一深孔，每一个深孔中装有弹簧11和钢球12，再用中间带孔的螺帽13(由不锈钢制成)，固定在转杆8的两端，钢球12突出于螺帽13的中孔，有一定弹性，所说的螺帽13可以在转杆8的两端旋进旋出，以调节泵管压紧机构的松紧。一个挡块14由硬塑料制成，用螺钉15固定在任一蠕动泵的压块6上。
本实用新型的电路部分为在线监测用的取样装置的电路方框图，如图5所示。其中有电机驱动电路18、电机驱动电路19、电机驱动电路22、单稳触发器20、单稳触发器21、时序电路17、驱动开关23、光电耦合器24、电阻R1。它们的连接方式如上所述。
电机驱动电路18和电机驱动电路19的二个电路完全相同，如图6所示，由ND－30同步电机，TLC336A双向可控硅、MOC3041光电耦合器、3DG6三极管、电容C1、1.8μF／400V的电容C2、1.5KΩ的电阻R18、10KΩ的电阻R2、0.1KΩ的电阻R3、电阻R4、500KΩ的电阻R5所组成。ND－30同步电机与220V的交流电源、电阻R5、电容C1、电容C2、TLC336A双向可控硅相连；电容C1与电阻R4相连，电阻R4的另一端与TLC336A双向可控硅及MOC3041光电耦合器、电阻R5、电容C2相连；MOC3041光电耦合器又与电阻R3相连、电阻R3的另一端与TLC336A双向可控硅相连；MOC3041光电耦合器与电阻R18相连，电阻R18另一端与正电源(＋12V)相连，MOC3041光电耦合器与3DG6三极管集电极相连，其发射极接地，其基极与电阻R2相连，电阻R2另一端与端子a或c相连。
电机驱动电路22的电路如图7所示，由一个ND－30同步电机、二个TLC336A的双向可控硅、二个MOC3041光电耦合器、二个3DG6三极管、10KΩ的电阻R6、1.5KΩ电阻R7、0.1KΩ的电阻R8、电阻R9、500KΩ的电阻R10、0.1KΩ的R11、电阻R12、500KΩ的电阻R13、10KΩ的电阻14、1.5KΩ的电阻R15、电容C3、电容C4、1.8μF／400V的电容C5、1.8μF／400V的电容C6所组成。ND－30同步电机分别与220V的交流电源、电阻R13、电容C4、电容C5、电阻R10、电容C3、一个TLC336A的双向可控硅、另一个TLC336A的双向可控硅相连；电阻R13与电阻R12和电容C6、一个TLC336A双向可控硅、一个MOC3041光电耦合器相连，电阻R12与电容C4相连，电容C6与一个TLC336A双向可控硅、一个MOC3041光电耦合器相连；电阻R11的二端分别与一个TLC336A双向可控硅和一个MOC3041光电耦合器相连；电容C3与电阻R9相连，电阻R9的另一端与电容C5、电阻R10、另一个TLC336A双向可控硅、另一个MOC3041光电耦合器相连。一个MOC3041光电耦合器与电阻15相连。电阻R15另一端与一个端子相接。这一个MOC3041光电耦合器与一个3DG6三极管的集电集相连，其发射极接地，其基极与电阻R14相连，电阻R14的另一端与i端子相连。通过电阻R8将另一个TLC336A双向可控硅和另一个MOC3041光电耦合器相连，另一个光电耦合器与电阻R7相连，电阻R7的另一端与一个端子相连，另一个MOC3041光电耦合器与另一个3DG6三极管的集电极相连，其发射极接地，其基极与电阻R6相连，电阻R6的另一端与h端子相连。
单稳触发器20的电路如图8所示，由一个CD4081(3／4)二输入端四与门、220μF／16V的电容器C7、4.3KΩ的电阻R16及一个4069(6／6)的六反向器所组成。CD4081(3／4)二输入端四与门与端子h连接，它又与端子a、4069(6／6)六反向器的一端相连，CD4081(3／4)二输入端四与门又与电容C7、电阻R16相连，电容C7接地，电阻16的另一端与4069(6／6)六反向器相连，4069(6／6)六反向器又与端子a和CD4081(3／4)二输入端四与门相连。
单稳触发器21的电路如图9所示，由一个CD4081(4／4)二输入端四与门、220μF／16V的电容C8、4.3KΩ的电阻R17和一个4069(4／6)的六反向器及一个4069(5／6)六反向器所组成。CD4081(4／4)二输入端四与门与端子i连接，它又与电阻R17、电容C8相连，电容C8接地，电阻R17的另一端与4069(4／6)六反向器的一端相连，4069(4／6)六反向器的另一端与4069(5／6)六反向器的一端相连，4069(5／6)六反向器的另一端与d端子相连，CD4081(4／4)二输入端四与门又接于4069(5／6)六反向器和4069(4／6)六反向器的连接线的中间。
时序电路17的电路图如图10所示，由一个CD4017脉冲分配器、四个40106(1／6)，40106(2／6)，40106(5／6)，40106(6／6)，斯密特触发器、四个［CD4066(1／4)，CD4066(2／4)，CD4066(3／4)，CD4066(4／4)］双向模拟数字开关、五个(BK1、BK2、BK3、BK4、BK5)数字拨码开关、二个CD4518计数器、21个二极管、51KΩ电阻R19、51KΩ电阻R20、220KΩ电阻R21、100nF的电容C9，100nF的电容C10所组成。CD4017脉冲分配器的1、2、3、4脚分别对应地与d、c、b、a端子相连，其脉冲分配器的16、14脚与正电源(＋12V)的f端子相连，其15脚与电阻R19及端子e相连，电阻R19的另一端接地，CD4017脉冲分配器又与二极管相连，二极管与一个CD4518的计数器的7、15脚相连接，二极管又与电容C9相连，电容C9与40106(5／6)斯密特触发器的10脚和CD4017脉冲分配器的13脚相连，40106(5／6)斯密特触发器与40106(6／6)斯密特触发器相接，40106(6／6)斯密特触发器分别与四个［CD4066(1／4)，CD4066(2／4)，CD4066(3／4)，CD4066(4／4)］双向模拟数字开关及电阻R20相连，电阻R20的另一端与正电源(＋12V)相连，CD4066(4／4)的双向模拟数字开关与CD4017的脉冲分配器的端子d相连，CD4066(3／4)的双向模拟数字开关与CD4017的脉冲分配器的端子c相连，CD4066(2／4)的双向模拟数字开关与CD4017的脉冲分配器的端子b相连，CD4066(1／4)的双向模拟数字开关与CD4017的脉冲分配器的端子a相连，四个［CD4066(1／4)，CD4066(2／4)，CD4066(3／4)，CD4066(4／4)］双向模拟数字开关又分别与四个(BK2、BK3、BK4、BK5)数字拨码开关相连，CD4066(1／4)的双向模拟数字开关与BK1数字拨码开关相连，五个(BK1、BK2、BK3、BK4、BK5)数字拨码开关分别通过四个二极管相互连接，再与一个CD4518计数器相连，该CD4518计数器的6、10脚相连，它的1、8脚接地，该CD4518计算器与另一个CD4518计算器相连。另一个CD4518计数器的6、10脚相连，其7、8、9、15脚接地，这另一个CD4518计数器的1脚与40106(2／6)斯密特触发器、电容C10相连，这另一个CD4518计数器2，18脚相接并与正电源(＋12V)相接。40106(1／6)斯密特触发器与40106(2／6)斯密特触发器和电容C10相连，40106(1／6)六斯密特触发器与电阻R21相连，电阻R21的另一端与15V的交流电源相连接。
在时序电路17的a、b、c、d、端根据预先设定的程序依次输出四个时序方波信号，第a、c端分别与电机驱动电路18、19相连，驱动蠕动泵的电机5、电机25，使蠕动泵按予先设定的时序转动，所说的时序电路17的a端还与单稳触发器20相连，其d端与单稳触发器21相连，再与电机驱动电机22相连接，由所说的时序电路7的a端输出的方波信号前沿触发单稳触发器20，通过电机驱动电路22使泵管自动压紧机构7的电机10顺时针旋转，使泵管压紧，所说的时序电路17的d端输出方波信号的后沿触发单稳触发器21，通过电机驱动电路22，使泵管自动压紧机构7的电机10逆时针旋转，使泵管松开。所说的时序电路的f端与正电源(12V)连接，g端接地，电阻R1的一端与正电源(＋12V)相连接，电阻R1的另一端连接启动电路23，所说的启动电路23与光电耦合器24的输出端并联，再接到所说的时序电路17的e端。所说的时序电路可以通过启动电路23手动触发，也可以通过光电耦合器24受外来信号触发。
权利要求1.一种在线监测用的自动取样装置，有一个壳体(16)，壳体上有一个电源总开关(26)，启动开关(28)及预先设定时序用的数字拨码开关(27)，在壳体(16)的顶面上装有二个蠕动泵(1)、(2)，在壳体(16)内装有时序电路(17)，电机驱动电路(18)，电机驱动电路(19)、单稳触发器(20)、单稳触发器(21)、电机驱动电路(22)，其特征是1)在两个蠕动泵(1)、(2)之间装有泵管自动压紧机构(7)，2)时序电路(17)的一个端子与电机驱动电路(18)和单稳触发器(20)相连，时序电路(17)的另一端子与电机驱动电路(19)相连，时序电路17的再一个端子和单稳触发器(21)相连，单稳触发器(20)和单稳触发器(21)分别与电路驱动电路(22)相连，时序电路(17)又一个端子接地，时序电路(17)的f端子与正电源相连，电阻R1的一端与正电源相连，电阻R1的另一端与启动开关(23)相连，启动开关(23)与光电耦合器(24)的输出端相并连，再接到时序电路(17)的e端子上，3)在蠕动泵(1)、(2)的其中的任何一个压块(6)上装有一个挡块(14)。
2.根据权利要求1的在线监测用的自动取样装置，其特征是，预先设定时序用的数字拨码开关(27)为2－6个。
3.根据权利要求1的在线监测用的自动取样装置，其特征是，泵管自动压紧机构(7)由两端装有压紧弹簧(11)和钢球(12)和螺帽(13)的转杆(8)所组成，转杆(8)的两端各有一深孔，深孔中装有弹簧(11)和钢球(12)，用中间带孔的螺帽(13)固定在转杆(8)的两端，钢球(12)突出于螺帽(13)的孔。
专利摘要本实用新型涉及一种在线监测用的自动取样装置，是由壳体(16)和壳体上的电源总开关(26)、启动开关(28)及预先设定时序用的数字拨码开关(27)所组成。在壳体(16)的顶面上装有二个蠕动泵(1)、(2)，在蠕动泵(1)、(2)之间装有自动压紧机构(7)，在壳体(16)内装有相关的电路，在蠕动泵(1)、(2)的其中的任何一个压块(6)上装有一个挡块(14)。本取样装置在取样周期内可自动压紧，自动松开，保护了泵管，延长了泵管的使用寿命，便于实现自动化控制。
文档编号G01N1/14GK2182403SQ9420028
公开日1994年11月9日 申请日期1994年1月10日 优先权日1994年1月10日
发明者高英奇, 郑永章, 伍星 申请人:北京有色金属研究总院