一种高精度色谱数据采集器的制作方法

1.本发明涉及气相色谱仪技术领域，具体为一种高精度色谱数据采集器。


背景技术：

2.气相色谱仪是利用色谱分离技术和检测技术，对多组分的复杂混合物进行定性和定量分析的仪器，通常可用于分析土壤中热稳定且沸点不超过500℃的有机物，如挥发性有机物、有机氯、有机磷、多环芳烃、酞酸酯等，气相色谱仪的种类繁多，功能各异，但其基本结构相似，气相色谱仪是以气体作为流动相，当样品由微量注射器“注射”进入进样器后，被载气携带进入填充柱或毛细管色谱柱。由于样品中各组分在色谱柱中的流动相和固定相间分配或吸附系数的差异，在载气的冲洗下，各组分在两相间作反复多次分配使各组分在柱中得到分离，然后用接在柱后的检测器根据组分的物理化学特性将各组分按顺序检测出来，检测器对每个组分所给出的信号，在记录仪上表现为一个个的峰，称为色谱峰。
3.色谱峰上的极大值是定性分析的依据，而色谱峰所包罗的面积则取决于对应组分的含量，故峰面积是定量分析的依据，一个混合物样品注入后，由记录仪记录得到的曲线，称为色谱图，分析色谱图就可以得到定性分析和定量分析结果，为了便于对检测数据的观察，需要通过专用的数据采集器，将检测到的信号进行放大，传统气相色谱仪fid放大板输出的电压信号非常微小，需要一个放大电路，又因为他是模拟电压，后面需要单片机处理的时候需要转化为数字电压，常见的芯片多为d7710，大概价位150元1pcs，制造成本以及工作时的功耗均较高，而且检测精度仍然存在提升的可能性，为此，我们设计了一种高精度色谱数据采集器来解决上述问题。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种高精度色谱数据采集器，解决了上述背景技术中提出的问题。
5.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种高精度色谱数据采集器，包括外壳和线路板，所述外壳位于线路板的外部，且外壳的外部活动套接有固定板，所述固定板与外壳之间螺纹连接有均匀分布的螺钉，所述线路板的上方设置有vga接口、电源接口、网线接口、一号usb接口、二号usb接口，所述外壳的左端开设有与一号usb接口、二号usb接口相匹配的贯通开口，所述固定板的外部开设有与vga接口、电源接口、网线接口相匹配的贯通开口。
6.进一步的，所述线路板的中部设置有数模转换芯片，且线路板的上方设置有位于数模转换芯片两侧的隔离模块。
7.进一步的，所述线路板的上方固定安装有指示灯，所述指示灯的顶端延伸至电源接口的上方，所述固定板的外部开设有与指示灯相匹配的贯通圆孔。
8.进一步的，所述vga接口的两侧设置有螺栓套管，所述螺栓套管的一端延伸至线路板的外部，所述固定板的外部开设有与螺栓套管相匹配的贯通圆孔。
9.进一步的，所述线路板的上方设置有单片机模块和放大器模块，所述单片机模块和放大器模块均与数模转换芯片之间相互关联。
10.进一步的，所述线路板的顶部固定安装有位于一号usb接口、二号usb接口右侧的转接芯片，所述转接芯片与一号usb接口、二号usb接口之间电性连接。
11.进一步的，所述单片机模块、转接芯片、隔离模块、放大器模块、数模转换芯片、vga接口、网线接口、指示灯、一号usb接口、二号usb接口之间均设置有连接通路。
12.进一步的，所述外壳和固定板均采用铝合金制成，且外壳和固定板的外部均涂抹有防静电漆。
13.本发明提供了一种高精度色谱数据采集器，具备以下有益效果：
14.1、该高精度色谱数据采集器，通过放大器模块和数模转换芯片的配合使用，使得该高精度色谱数据采集器能够通过放大器模块和数模转换芯片对接收的数据进行转换和放大，并通过数模转换芯片进行数模转化，数模转换芯片采用cs1237adc芯片，它是一款高精度、低功耗sigma-delta模数转换芯片，内置一路sigma-deltaadc，一路差分输入通道和一路温度传感器，配合放大器模块实现pga放大，且放大倍数可选：1、2、64、128，在pga＝128时，有效分辨率可达20位(工作在5v)，且cs1237adc一片才1.5元左右，与同性能芯片相比，性价比极高。
15.2、该高精度色谱数据采集器，通过隔离模块和单片机模块的配合使用，使得该高精度色谱数据采集器的隔离模块采用了is1540低功耗双向隔离芯片进行了信号隔离，is1540与光电耦合器相比，这项隔离技术在功能、性能、尺寸、功耗方面具有一定优势，这些器件可阻断高电压、隔离接地并防止噪声电流进入本地接地端，以至于干扰或损坏敏感电路，保证了该高精度色谱数据采集器的工作精度。
16.3、该高精度色谱数据采集器，通过一号usb接口和二号usb接口以及转接芯片的配合使用，使得该高精度色谱数据采集器在通信方面增加了转接芯片，转接芯片采用ch340t芯片，ch340t是一个usb总线的转接芯片，可以实现usb转串口、usb转irda红外或者usb转打印口，在计算机端的windows操作系统下，ch340t的驱动程序能够仿真标准串口，可以进行串口操作，与绝大部分原串口应用程序完全兼容,通常不需要作任何修改，ch340t可以用于升级原串口外围设备，或者通过usb总线为计算机增加额外串口，以解决现有大多数计算机没有串口的问题。
附图说明
17.图1为本发明结构示意图；
18.图2为本发明外部的结构示意图；
19.图3为本发明线路板右端的结构示意图；
20.图4为本发明线路板左端的结构示意图；
21.图5为本发明线路板上方的结构示意图；
22.图6为本发明的原理示意图。
23.图中：1、外壳；2、线路板；3、vga接口；4、螺栓套管；5、电源接口；6、指示灯；7、网线接口；8、单片机模块；9、螺钉；10、固定板；11、一号usb接口；12、二号usb接口；13、转接芯片；14、隔离模块；15、放大器模块；16、数模转换芯片。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
25.请参阅图1至图6，本发明提供一种技术方案：一种高精度色谱数据采集器，包括外壳1和线路板2，外壳1位于线路板2的外部，且外壳1的外部活动套接有固定板10，外壳1和固定板10均采用铝合金制成，外壳1和固定板10起到对线路板2及其上方结构的保护作用，需要具有较高的结构强度，同时为了保证装置整体的轻便，因此外壳1和固定板10均采用铝合金制成，且外壳1和固定板10的外部均涂抹有防静电漆，外壳1和固定板10的外部均涂抹的防静电漆能够减少静电对线路板2上方结构件的影响，避免因静电而影响电气元件的使用寿命，线路板2的中部设置有数模转换芯片16，数模转换芯片16能够进行数模转化，具体采用cs1237adc芯片，cs1237adc芯片内置一路sigma-deltaadc、一路差分输入通道和一路温度传感器，能够配合放大器模块15实现pga放大，且线路板2的上方设置有位于数模转换芯片16两侧的隔离模块14，放大倍数可选：1、2、64、128，当pga＝128时，有效分辨率可达20位，以ad7710为对比，ad7710的大概价位150元1pcs，而cs1237一片才1.5元左右，性价比极高，隔离模块14具体为is1540低功耗双向隔离芯片，能够进行信号隔离，阻断高电压、隔离接地并防止噪声电流进入本地接地端，以至于干扰或损坏敏感电路，保证高色谱数据采集器工作时精度，固定板10与外壳1之间螺纹连接有均匀分布的螺钉9。
26.请参阅图3至图6，线路板2的上方设置有vga接口3、电源接口5、网线接口7、一号usb接口11、二号usb接口12，线路板2的上方固定安装有指示灯6，线路板2上方的指示灯6能够与电源接口5相关联，电源接口5接通电源时，指示灯6便能够闪烁，以此向工作人员反应自身处于工作状态，指示灯6的顶端延伸至电源接口5的上方，固定板10的外部开设有与指示灯6相匹配的贯通圆孔，为了便于对指示灯6的观察，所以在固定板10的外部开设了贯通圆孔，方便指示灯6从外壳1和固定板10的内侧伸出，外壳1的左端开设有与一号usb接口11、二号usb接口12相匹配的贯通开口，固定板10的外部开设有与vga接口3、电源接口5、网线接口7相匹配的贯通开口，vga接口3的两侧设置有螺栓套管4，vga接口3主要由于辅助装置整体与显示设备连接，螺栓套管4的一端延伸至线路板2的外部，固定板10的外部开设有与螺栓套管4相匹配的贯通圆孔，与显示设备连接时需要用到连接端头和连接线，为了防止连接端头的脱落，所以设置了螺栓套管4，通过螺栓套管4与连接端头外部螺栓的配合使用保证连接的稳定性，线路板2的上方设置有单片机模块8和放大器模块15，单片机模块8和放大器模块15能够配合数模转换芯片16进行指令的输送以及信号的处理，单片机模块8和放大器模块15均与数模转换芯片16之间相互关联，从而保证色谱数据采集器的正常工作，实现pga放大，所以单片机模块8和放大器模块15均与需要与数模转换芯片16相互关联。
27.请参阅图4至图5，线路板2的顶部固定安装有位于一号usb接口11、二号usb接口12右侧的转接芯片13，一号usb接口11和二号usb接口12能够通过usb连接线与智能设备相连接，并进行数据的输入输出，转接芯片13与一号usb接口11、二号usb接口12之间电性连接，转接芯片13具体采用ch340t芯片，可以实现usb转串口、usb转irda红外或者usb转打印口，在计算机端的windows操作系统下，而且ch340t的驱动程序能够仿真标准串口，可以进行串口操作，与绝大部分原串口应用程序完全兼容,通常不需要作任何修改，同时ch340t还可以用于升级原串口外围设备，或者通过usb总线为计算机增加额外串口，单片机模块8、转接芯
片13、隔离模块14、放大器模块15、数模转换芯片16、vga接口3、网线接口7、指示灯6、一号usb接口11、二号usb接口12之间均设置有连接通路，连接通路能够保证线路板2上方各个结构件之间数据的流通以及电能的供给，从而使得线路板2及其上方的结构能够形成一整个工作系统，实现工作目标。
28.综上，该高精度色谱数据采集器，使用时，将线路板2及其上方的电气元件置入外壳1的内部，通过固定板10将外壳1的右端封堵，并通过螺钉9对固定板10进行固定，此时vga接口3、螺栓套管4、电源接口5、指示灯6、网线接口7、一号usb接口11、二号usb接口12位于外壳1和固定板10的外侧，通过电源接口5与外界电源接通，指示灯6点亮，网线接口7与网线进行连接，vga接口3与显示设备连接，并通过螺栓套管4将接线端头固定，一号usb接口11、二号usb接口12与电子设备相连，装置正常进行工作，线路板2通过放大器模块15和数模转换芯片16对接收的数据进行转换和放大，并通过数模转换芯片16进行数模转化，数模转换芯片16采用cs1237adc芯片，cs1237adc芯片内置一路sigma-deltaadc、一路差分输入通道和一路温度传感器，配合放大器模块15实现pga放大，放大倍数可选：1、2、64、128，当pga＝128时，有效分辨率可达20位，高精度、低功耗，性价比极高，隔离模块14采用了is1540低功耗双向隔离芯片进行信号隔离，阻断高电压、隔离接地并防止噪声电流进入本地接地端，以至于干扰或损坏敏感电路，保证高色谱数据采集器工作时精度，减少所受到的干扰，线路板2的外部在通信方面增加了转接芯片13，转接芯片13采用ch340t芯片，实现usb转串口、usb转irda红外或者usb转打印口，在计算机端的windows操作系统下，ch340t的驱动程序能够仿真标准串口，可以进行串口操作，与绝大部分原串口应用程序完全兼容,通常不需要作任何修改，ch340t可以用于升级原串口外围设备，或者通过usb总线为计算机增加额外串口，完成整个高精度色谱数据采集器的装配和接线以及工作过程，即可。
29.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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发明中的具体含义。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
30.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。