一種氣體進樣系統的製作方法
2023-05-28 11:54:06 3
一種氣體進樣系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型屬於檢測分析儀器【技術領域】，尤其涉及一種氣體進樣系統。其包括儲樣管；採樣氣路，採樣氣路上設有與控制器連接的第二電磁閥和第三電磁閥，第二電磁閥的出氣端與儲樣管的進氣端連接，第三電磁閥的進氣端與儲樣管的出氣端連接；分析氣路，分析氣路上設有與控制器連接的第一電磁閥和第四電磁閥，第一電磁閥的出氣端與儲樣管的進氣端連接，第四電磁閥的進氣端與所述儲樣管的出氣端連接。該系統通過控制器時序控制各電磁閥的啟閉使儲樣管在採樣氣路和載氣氣路之間切換，實現自動進樣，以儲樣管切入分析氣路中的時間長度即進樣時間來控制進樣量及進樣量和進樣時間線性範圍寬，能微量進樣，易用於毛細管分析。適用範圍廣，成本較低，操控簡單。
【專利說明】一種氣體進樣系統
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於檢測分析儀器【技術領域】，尤其涉及一種用於氣體檢測儀器中的氣體進樣系統。
【背景技術】
[0002]氣體檢測儀器對於進樣系統的要求是耐高壓、耐腐蝕、密封性好、死體積小、重複性好。目前，氣體檢測儀進樣系統一般採用氣動、電動六通閥實現氣流通道控制。然而，氣動式驅動需要消耗大量的氣體，電動式驅動需要消耗大量的電能。對於具有有限氣體和電池容量的可攜式儀器設備來說，氣動式驅動和電動式驅動嚴重影響了可攜式儀器設備的續航能力，不利於提高可攜式儀器的整機性能。另外，六通閥加工精度要求高，製造成本較高，此外，因受到結構的限制，六通閥進樣很難做到微量體積樣品進樣。
[0003]因此，越來越多的分析儀器廠家研究採用電磁閥控制進樣，但其所採用的電磁閥雖可代替六通閥進樣，但功能單一，只能用於填充柱較大體積的、且進樣量為固定值的氣體進樣，在待測樣品濃度發生大幅度變化時需要人工調換定量管。
實用新型內容
[0004](一)要解決的技術問題
[0005]本實用新型的目的是提供一種結構簡單、製造成本低、耗能小、且進樣量可調，並能達到微量體積樣品進樣的氣體進樣系統。
[0006](二)技術方案
[0007]為解決上述技術問題，本實用新型提供一種氣體進樣系統，其包括
[0008]儲樣管；
[0009]採樣氣路，所述採樣氣路上設有第二電磁閥和第三電磁閥，所述第二電磁閥的出氣端與所述儲樣管的進氣端連接，所述第三電磁閥的進氣端與所述儲樣管的出氣端連接；
[0010]分析氣路，所述分析氣路上設有第一電磁閥和第四電磁閥，所述第一電磁閥的出氣端與所述儲樣管的進氣端連接，所述第四電磁閥的進氣端與所述儲樣管的出氣端連接；
[0011]控制器，所述第一電磁閥、所述第二電磁閥、所述第三電磁閥和所述第四電磁閥分別與所述控制器連接。
[0012]優選地，所述分析氣路還設有第五電磁閥，所述第五電磁閥的進氣端連接在所述分析氣路上位於所述第一電磁閥的進氣端的一側位置上，所述第五電磁閥的出氣端連接在所述分析氣路上位於所述第四電磁閥的出氣端的一側位置上。
[0013]優選地，所述第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥、第四電磁閥、第五電磁閥為兩位兩通電磁閥。
[0014]優選地，所述第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥、第四電磁閥為微型電磁閥。
[0015]優選地，所述第五電磁閥為微型電磁閥。
[0016]本實用新型還提供了一種氣體進樣系統，其包括[0017]儲樣管；
[0018]兩位三通電磁閥；
[0019]採樣氣路和分析氣路，所述採樣氣路和分析氣路共用所述兩位三通電磁閥，所述兩位三通電磁閥的第一進氣端與所述採樣氣路的進氣端連接，所述兩位三通電磁閥的第二進氣端與所述分析氣路的進氣端連接，所述兩位三通電磁閥的出氣端與所述儲樣管的進氣端連接；所述採樣氣路上還設有第三電磁閥，所述第三電磁閥的進氣端與所述儲樣管連接，所述分析氣路上還設有第四電磁閥，所述第四電磁閥的進氣端與所述儲樣管的出氣端連接；
[0020]控制器，所述控制器分別與所述兩位三通電磁閥、所述第三電磁閥和所述第四電磁閥連接。
[0021]優選地，所述分析氣路還設有第五電磁閥，所述第五電磁閥的進氣端連接在所述分析氣路上位於所述所述兩位三通電磁閥的進氣端的一側位置上，所述第五電磁閥的出氣端的出氣端連接在所述分析氣路上位於所述第四電磁閥的出氣端的一側位置上。
[0022]優選地，所述第三電磁閥、第四電磁閥、第五電磁閥為兩位兩通電磁閥。
[0023]優選地，所述兩位三通電磁閥、第三電磁閥、第四電磁閥為微型電磁閥。
[0024]優選地，所述第五電磁閥為微型電磁閥。
[0025](三)有益效果
[0026]上述技術方案所提供的氣體進樣系統，包括儲樣管、採樣氣路和分析氣路，其中，包括儲樣管、採樣氣路和分析氣路，採樣氣路和分析氣路均通過儲樣管，在儲樣管進氣端和出氣端的採樣氣路上設有與控制器連接的第二電磁閥和第三電磁閥，在儲樣管進氣端和出氣端的在分析氣路上設有與控制器連接的第一電磁閥和第四電磁閥。此外，第一電磁閥和第二電磁閥還可以被一個兩位三通電磁閥取代。該系統通過控制器時序控制各電磁閥的啟閉使儲樣管在採樣氣路和載氣氣路之間切換，實現自動進樣，以儲樣管切入分析氣路中的時間長度即進樣時間來控制進樣量及進樣量和進樣時間線性範圍寬，能微量進樣，易用於毛細管分析。適用範圍廣，成本較低，操控簡單。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]圖1是包含本實用新型的氣體進樣系統的一個優選實施例的氣體檢測儀器的示意圖；
[0028]圖2是圖1中的氣體進樣系統的結構圖；
[0029]圖3是圖1中的氣體進樣系統在取樣組態下的示意圖；
[0030]圖4是圖1中的氣體進樣系統在預壓縮組組態下的示意圖；
[0031]圖5是圖1中的氣體進樣系統在進樣組態下的示意圖；
[0032]圖6是本實用新型的氣體進樣系統的另一優選實施例在取樣組態下的示意圖；
[0033]圖7是圖6中的氣體進樣系統在預壓縮組態下的示意圖；
[0034]圖8是圖6中的氣體進樣系統在進樣組態下的示意圖。
[0035]其中:1-自動進樣系統；11_第一兩位兩通電磁閥；12_第二兩位兩通電磁閥；13-第二兩位兩通電磁閥；14_第四兩位兩通電磁閥；15_第五兩位兩通電磁閥；16_儲樣管；17_兩位三通電磁閥。【具體實施方式】
[0036]下面結合附圖和實施例，對本實用新型的【具體實施方式】作進一步描述。以下實施例用於說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的範圍。
[0037]實施例1
[0038]圖1所示為包含本實用新型的氣體進樣系統I的一個優選實施例的氣體檢測儀器。圖2具體示出了該氣體進樣系統I的結構示意圖。根據該實施例，該氣體進樣系統I包括儲樣管16、採樣氣路和分析氣路，在採樣氣路上設有第二電磁閥12和第三電磁閥13，第二電磁閥12的出氣端與儲樣管的進氣端連接16，第三電磁閥13的進氣端與儲樣管16的出氣端連接；在分析氣路上設有第一電磁閥11和第四電磁閥14，第一電磁閥11的出氣端與儲樣管16的進氣端連接，第四電磁閥14的進氣端與儲樣管16的出氣端連接；該氣體進樣系統還包括控制器(未不出)，該控制器分別與第一電磁閥11、第二電磁閥12、第三電磁閥13和第四電磁閥14連接。
[0039]在取樣階段，第一電磁閥11和第四電磁閥14處於關閉狀態，在控制器的控制下，開啟第二電磁閥12和第三電磁閥13，使儲樣管16切入到採樣氣路，此時電磁閥組處於取樣組態；而在進樣階段，關閉第二電磁閥12和第三電磁閥13，開啟第一電磁閥11和第四電磁閥14，使儲樣管16切入到分析氣路，此時電磁閥組處於進樣組態；此外，在取樣組態和進樣組態之間有一個預加壓暫態，此時開啟第一電磁閥11，並關閉第四電磁閥14，通入載氣加壓，使樣品濃縮到儲樣管16的出氣端，使系統處於預進樣狀態，保證進樣的純度，同時也可避免進樣時因壓差產生的柱前擾動。
[0040]優選地，該氣體進樣系統的分析氣路上還設有第五電磁閥15,第五電磁閥15的進氣端連接在分析氣路上位於第一電磁閥11的進氣端的一側位置上，第五電磁閥15的出氣端連接在分析氣路上位於第四電磁閥14的出氣端的一側位置上。在進樣之前，開啟第五電磁閥5，使載氣進入後續的分析單元，使系統隨時處於預分析狀態。
[0041]由於微型電磁閥體積小，重量輕，優選第一電磁閥11、第二電磁閥12、第三電磁閥13、第四電磁閥14和第五電磁閥15為微型電磁閥，以使能用於可攜式儀器。
[0042]由於兩位兩通電磁閥價格便宜，操作簡單，優選第一電磁閥11、第二電磁閥12、第三電磁閥13、第四電磁閥14和第五電磁閥15為兩位兩通電磁閥，以降低成本,便於操作。
[0043]使用時，將第二電磁閥12的進氣端與用於輸送樣品的樣品氣路管連接，將第一電磁閥11的進氣端與用於輸送載氣的載氣氣路管連接，將第四電磁閥14的出氣端與後續的分析單元連接。圖3至圖5示出該氣體進樣系統在一個工作循環中的三個階段下的通路情況。
[0044](I)取樣階段。如圖3所示，在控制器的控制下，首先開啟第二電磁閥12、第三電磁閥13和第五電磁閥15，樣品進入到達儲樣管16，儲存在儲樣管16內；載氣進入到後續的分析單元，使系統處於預分析狀態。
[0045](2)預加壓階段。如圖4所示，關閉第二電磁閥12和第三電磁閥13，開啟第一電磁閥11，通入載氣加壓，使樣品濃縮到儲樣管16的出氣端，使系統處於預進樣狀態。
[0046](3)進樣階段。系統已經處於最佳的分析狀態，如圖5所示，關閉第五電磁閥15、開啟第四電磁閥14，載氣進入儲樣管16，作為流動相攜帶儲存在儲樣管16中的樣品氣進入到後續的分析單元。
[0047]完成上述3個階段所需要的時序信號由控制器控制。當需要測量時，通過按鍵(未示出)進行觸發之後，控制器以時序控制各電磁閥的啟閉使得電磁閥組處於所需的不同組態，從而使儲樣管16在採樣氣路和分析氣路之間切換，實現自動進樣。本實用新型的氣體進樣系統，通過採用電磁閥組代替傳統使用的六通閥，降低了製造成本，能耗低。進一步地，該氣體進樣系統可通過控制儲樣管16切入分析氣路中的持續時間長度即進樣時間來控制進樣量及進樣量和進樣時間線性範圍寬，其中，進樣量等於分析氣路流速與進樣時間的乘積。因此，通過控制進樣時間可使進樣量在0.5微升至物理設置最大值(例如3毫升)之間無級調節，適用範圍廣，尤其能使用於毛細柱分析。
[0048]實施例2
[0049]與實施例1不同的是，閥組中的兩個電磁閥:第一電磁閥11和第二電磁閥12由一個兩位三通電磁閥17代替，即在儲樣管16的進氣端設置有一個兩位三通電磁閥17，採樣氣路和分析氣路共用該兩位三通電磁閥17。具體地，兩位三通電磁閥17的第一進氣端與採樣氣路的進氣端連接，兩位三通電磁閥17的第二進氣端與分析氣路的進氣端連接，兩位三通電磁閥17的出氣端與儲樣管16的進氣端連接。該兩位三通電磁閥17也與控制器連接。樣品氣經兩位三通電磁閥17的第一進氣端進入，到達儲樣管16，並儲存在儲樣管16中，載氣經兩位三通電磁閥17的第二進氣端進入，到達儲樣管16，然後進入後續的分析單元中。該兩位三通電磁閥17具有良好的密閉性，保證系統能夠在IOOpsi高壓下工作。
[0050]優選地，該氣體進樣系統的分析氣路還設有第五電磁閥15,第五電磁閥15的進氣端連接在分析氣路上位於兩位三通電磁閥17的進氣端的一側位置上，第五電磁閥15的出氣端連接在分析氣路上位於第四電磁閥14的出氣端的一側位置上。在進樣之前，開啟第五電磁閥15，使載氣進入後續的分析單元，使系統隨時處於預分析狀態。
[0051]為了用於可攜式儀器中，優選兩位三通電磁閥17為微型電磁閥。
[0052]為了降低成本，優選第三電磁閥13、第四電磁閥14和第五電磁閥15為兩位兩通電磁閥。
[0053]圖6至圖8示出該氣體進樣系統在一個工作循環中的三個階段下的通路情況。
[0054](I)取樣階段。如圖6所示，在控制器的控制下，首先使兩位三通電磁閥17切換到第一路開啟狀態，並開啟第三電磁閥13，樣品氣進入到達儲樣管16，儲存在儲樣管16內。載氣進入到後續的分析單元，使系統處於預分析狀態。
[0055](2)預加壓階段。如圖7所示，使兩位三通電磁閥17切換到第二路開啟狀態，關閉第三電磁閥13，通入載氣加壓，使樣品濃縮到儲樣管16的出氣端，使系統處於預進樣狀態。
[0056](3)進樣階段。系統已經處於最佳的分析狀態，如圖8所示，關閉第五電磁閥15、開啟第四電磁閥14，載氣進入到達儲樣管16，做為流動相攜帶儲存在儲樣管16中的樣品氣進入到後續的分析單元。
[0057]以上實施方式僅用於說明本實用新型，而並非對本實用新型的限制，有關【技術領域】的普通技術人員，在不脫離本實用新型的精神和範圍的情況下，還可以做出各種變化和變型。因此所有等同的技術方案也屬於本實用新型的保護範疇。
【權利要求】
1.一種氣體進樣系統，其特徵在於，包括 儲樣管； 採樣氣路，所述採樣氣路上設有第二電磁閥和第三電磁閥，所述第二電磁閥的出氣端與所述儲樣管的進氣端連接，所述第三電磁閥的進氣端與所述儲樣管的出氣端連接； 分析氣路，所述分析氣路上設有第一電磁閥和第四電磁閥，所述第一電磁閥的出氣端與所述儲樣管的進氣端連接，所述第四電磁閥的進氣端與所述儲樣管的出氣端連接； 控制器，所述第一電磁閥、所述第二電磁閥、所述第三電磁閥和所述第四電磁閥分別與所述控制器連接。
2.根據權利要求1所述的氣體進樣系統，其特徵在於，所述分析氣路還設有第五電磁閥，所述第五電磁閥的進氣端連接在所述分析氣路上位於所述第一電磁閥的進氣端的一側位置上，所述第五電磁閥的出氣端連接在所述分析氣路上位於所述第四電磁閥的出氣端的一側位置上。
3.根據權利要求2所述的氣體進樣系統，其特徵在於，所述第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥、第四電磁閥、第五電磁閥為兩位兩通電磁閥。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的氣體進樣系統,其特徵在於,所述第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥、第四電磁閥為微型電磁閥。
5.根據權利要求2或3所述的氣體進樣系統,其特徵在於，所述第五電磁閥為微型電磁閥。
6.一種氣體進樣系統，其特徵在於，包括 儲樣管； 兩位三通電磁閥； 採樣氣路和分析氣路，所述採樣氣路和分析氣路共用所述兩位三通電磁閥，所述兩位三通電磁閥的第一進氣端與所述採樣氣路的進氣端連接，所述兩位三通電磁閥的第二進氣端與所述分析氣路的進氣端連接，所述兩位三通電磁閥的出氣端與所述儲樣管的進氣端連接；所述採樣氣路上還設有第三電磁閥，所述第三電磁閥的進氣端與所述儲樣管連接，所述分析氣路上還設有第四電磁閥，所述第四電磁閥的進氣端與所述儲樣管的出氣端連接； 控制器，所述控制器分別與所述兩位三通電磁閥、所述第三電磁閥和所述第四電磁閥連接。
7.根據權利要求6所述的氣體進樣系統，其特徵在於，所述分析氣路還設有第五電磁閥，所述第五電磁閥的進氣端連接在所述分析氣路上位於所述兩位三通電磁閥的進氣端的一側位置上，所述第五電磁閥的出氣端連接在所述分析氣路上位於所述第四電磁閥的出氣端的一側位置上。
8.根據權利要求7所述的氣體進樣系統，其特徵在於，所述第三電磁閥、第四電磁閥、第五電磁閥為兩位兩通電磁閥。
9.根據權利要求6-8中任一項所述的氣體進樣系統，其特徵在於，所述兩位三通電磁閥、第三電磁閥、第四電磁閥為微型電磁閥。
10.根據權利要求7或8所述的氣體進樣系統，其特徵在於，所述第五電磁閥為微型電磁閥。
【文檔編號】G01N35/10GK203502429SQ201320650014
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年10月21日 優先權日:2013年10月21日
【發明者】李秀增, 周加才, 張智博, 謝志行, 朱文超 申請人:北京北分瑞利分析儀器(集團)有限責任公司