氣相色譜儀實驗教學模型的製作方法

2023-10-17 06:26:39

本實用新型涉及一種氣相色譜儀實驗教學模型，屬於教學器具領域。

背景技術：

氣相色譜儀是分析具有揮發性、熱穩定性、沸點不超過400℃的有機化合物的儀器，該項技術是一種應用極為廣泛的分離、分心複雜混合物的方法，在石油化工、環境科學、醫藥衛生、商品檢驗、藥物分析等領域發揮著極為重要的作用。由於儀器設備的昂貴，一般大型企業才會配備，用於高校教學很少。在普通教學中，不正當操作極易造成儀器損壞，許多學生得不到動手的機會，無法深刻理解其中結構和工作原理，更難掌握具體的使用方法和操作，這對學習和理解儀器的工作原理帶來極大的困難。

技術實現要素：

本實用新型目的在於提供一種氣相色譜儀實驗教學模型，該實驗教學模型能夠實現全程模擬的仿真操作，幫助同學們理解儀器工作原理，掌握儀器的操作。

為實現上述目的，本實用新型一種氣相色譜儀實驗教學模型，包括氣路系統、採集控制系統和計算機；

所述氣路系統包括載氣瓶、減壓閥、乾燥管、交換室、螺旋玻璃管、檢測器、集氣瓶和進樣針，所述載氣瓶、減壓閥、乾燥管、交換室、螺旋玻璃管、檢測器和集氣瓶通過管路依次串聯；所述進樣針通過管路與交換室相連；

所述採集控制系統包括進樣控制單元、加熱單元、信息採集單元和通信單元和單片機；

單片機通過進樣控制單元控制減壓閥調節氣流速度；

所述加熱單元包括加熱部件和加熱開關，所述加熱部件置於交換室內；加熱開關受單片機控制；

所述信息採集單元包括流速計、溫度傳感器和二氧化碳傳感器，所述流速計串接在氣路系統中，所述溫度傳感器置於交換室內，所述二氧化碳傳感器置於檢測器內；單片機通過採樣電路採集流速計、溫度傳感器和二氧化碳傳感器的信息；

所述通信單元用於單片機和計算機之間的數據通信。

本實用新型的工作過程是這樣的：載氣瓶中的二氧化碳氣體通過管路經減壓閥進入乾燥管進行乾燥，再進入交換室；採集控制系統通過溫度傳感器採集交換室內溫度，當溫度低於設定溫度時，單片機控制加熱開關接通，加熱部件開始加熱；當溫度達到目標溫度時，單片機控制進樣針將待測樣氣體通過管路注入交換室，兩種氣體在交換室充分混合、加熱，然後進入螺旋玻璃管過濾吸收，再進入檢測器檢測；單片機通過流速計和二氧化碳傳感器採集氣體流速和二氧化碳濃度，並通過通信單元將採集的信息發送給計算機；單片機還可以通過進樣控制單元控制減壓閥和進樣針調節二氧化碳和待測樣的進氣速度；計算機接收到單片機發來的接收有氣體通過的信號後，會讀取根據設定好的樣品名稱，讀取資料庫相應的數據，查看相應的實驗報告，動態波峰圖等結果；廢氣經管路排入集氣瓶。

本實用新型在現有計算機仿真系統的配合下，完成全程模擬的仿真操作，檢測效果明顯，在對幫助學生進一步理解儀器工作原理，掌握儀器的操作，提高學生動手能力和教學質量上有切實幫助。本發明簡潔、方便、經濟，不需要價格昂貴的專用儀器，選用易存儲，價格低，安全性高，易檢測的二氧化碳作為流動相，樣品可用任何氣體。

附圖說明

圖1是本實用新型氣路系統結構示意圖；

圖2是本實用新型採集控制系統原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖，對本實用新型進一步描述。

一種氣相色譜儀實驗教學模型，包括氣路系統、採集控制系統和計算機；

所述氣路系統包括載氣瓶11、減壓閥12、乾燥管13、交換室14、螺旋玻璃管15、檢測器16、集氣瓶17和進樣針18，所述載氣瓶11、減壓閥12、乾燥管13、交換室14、螺旋玻璃管15、檢測器16和集氣瓶17通過管路19依次串聯；所述進樣針18通過管路19與交換室14相連；

所述採集控制系統包括進樣控制單元21、加熱單元22、信息採集單元23和通信單元24和單片機25；

單片機25通過進樣控制單元21控制減壓閥12調節氣流速度；

所述加熱單元22包括加熱部件221和加熱開關222，所述加熱部件221置於交換室14內；加熱開關222受單片機25控制；

所述信息採集單元23包括流速計231、溫度傳感器232和二氧化碳傳感器233，所述流速計231串接在氣路系統中，所述溫度傳感器232置於交換室14內，所述二氧化碳傳感器233置於檢測器16內；單片機25通過採樣電路234採集流速計231、溫度傳感器232和二氧化碳傳感器233的信息；

所述通信單元24用於單片機25和計算機之間的數據通信。

進一步，本實用新型還包括指示燈26，所述指示燈26受單片機25控制，用於顯示工作狀態。

優選的，所述加熱開關222為繼電器開關，具有價格低、穩定性好的特點。