一种气体同位素光谱仪自动进样器制造技术

一种气体同位素光谱仪自动进样器，包括：控制系统、气路系统、定位系统以及底板；其中，所述控制系统包括控制面板和单片机，所述控制面板与所述单片机通过排线相连接；所述定位系统包括样品盘、齿轮盘、电机、气缸、气缸臂、中轴杆、旁轴杆；所述气路系统包括三通进针阀、三通退针阀、空气稳压阀、二通真空阀、三通进气阀、三通选择阀、真空泵、采气泵、样气袋、二通充气阀、电子气压控制表、稀释缓冲袋、氮气调压阀。本发明专利技术可以与同位素光谱仪联用实现气体同位素样品的制备和全自动进样分析。

【技术实现步骤摘要】
一种气体同位素光谱仪自动进样器
本专利技术涉及气体检测
，更具体的说是涉及一种气体同位素光谱仪自动进样器。
技术介绍
同位素示踪技术是利用元素的同位素本身或用同位素置换该物质成分某元素来标记化合物，按不同目的，关于同位素可利用放射同位素或稳定同位素，都以同位素的辐射能或质量的差异为目标。一般由于稳定性同位素没有核辐射，同位素原子或分子的性质并不会影响物质的物理化学性质，不会影响动植物的生理生化过程，被广泛用于科学研究中的作用机理研究，可以研究物质的来源、去向。传统的稳定同位素的检测都是由同位素质谱仪来实现，其主要原理是利用不同同位素分子的质量数不同，在磁场中的偏转不同来区分。同位素质谱仪价格昂贵，体积庞大，稳定时间长，分析时间长。近年来稳定同位素的光谱分析仪有了较大的发展，最典型的以美国Piccaro公司的气体同位素光谱仪为代表，它的主要分析原理是采用了光腔衰荡技术，即通过在光腔中利用镜面反射增加检测光程，使用激光照射待测气体后关闭激光，记录不同的同位素导致断源激光在光腔中衰荡时间的不同来检测。相对于传统的质谱法有极大的优势，其精度比质谱更高，检测速度快了成百上千倍，仪器体积小，维护方便，是新一代的同位素检测仪器。但气体同位素光谱仪光腔体积较大，需要的进样量要比质谱仪大的多，达到了几十至几百毫升，而且同位素光谱仪需要在常压或微压下才能进样。气体同位素光谱仪进样量需求较大，样品一般使用样气袋来存贮，但样气袋由于其形体不固定，占用体积大，并不适合大批量的自动分析，而且气体同位素光谱仪进样压力范围较窄，直接使用顶空瓶进样会使得随着进样的进程导致内部压力过低而无法满足进样要求。因此，如何提供一种能实现同位素气体样品的自动制备及在常压下配合气体同位素光谱仪的自动进样分析是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种气体同位素光谱仪自动进样器，本专利技术采用控制系统、气路系统以及定位系统可以实现气体同位素样品的制备以及自动进样功能。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种气体同位素光谱仪自动进样器，包括控制系统、气路系统、定位系统以及底板；所述定位系统与所述控制系统电性连接；所述定位系统固定于所述底板上；其中，所述气路系统包括气缸、注射装置、气缸驱动装置、二通真空阀、三通进气阀、三通选择阀、真空泵、采气泵、样气袋、二通充气阀、电子气压控制表、稀释缓冲袋、氮气调压阀；所述三通进气阀通过所述二通真空阀与所述真空泵连通，所述三通进气阀通过所述采气泵与所述样气袋连通，所述三通进气阀与同位素光谱仪相连通，所述三通进气阀通过所述三通选择阀与注射装置连通；所述注射装置、所述电子气压控制表、所述稀释缓冲袋、所述二通充气阀通过四通接头相连通；所述二通充气阀与所述氮气调压阀相连通，所述二通充气阀与所述电子气压控制表电连接；所述气缸固定于所述定位系统上；并与气缸驱动装置连接；所述注射系统与所述气缸连接；所述二通真空阀、三通进气阀、三通选择阀、真空泵、采气泵、二通充气阀、电子气压控制表、氮气调压阀、气缸驱动装置分别与所述控制系统电性连接。优选地，所述气缸驱动装置包括：三通进针阀、三通退针阀和空气稳压阀；所述三通进针阀出气口、所述三通退针阀出气口分别与所述气缸连通；所述三通进针阀进气口、所述三通退针阀进气口通过三通接头分别与所述空气稳压阀出气口连通；所述空气稳压阀进气口与压缩空气连通；所述三通进针阀、三通退针阀和空气稳压阀分别与所述控制系统电性连接；所述气缸包括：缸筒、活塞、气缸轴；所述活塞将气缸分为上气室和下气室；所述上气室与所述三通进针阀出气口连通，所述下气室与所述三通退针阀出气口连通；所述气缸轴一端与所述活塞连接，另一端与所述注射系统连接。所述缸筒顶部安装有行程调节姆；所述注射系统包括：针座和双孔进样针，所述针座一端与所述气缸轴连通，另一端与所述双孔进样针连接，且所述针座内部与所述三通选择阀连通；所述双孔进样针与所述四通接头连通。其中，针座两端均为外螺纹，中间为六角棱柱，上部外螺纹连接气缸轴，气缸轴与活塞为一体结构，下部外螺纹连接内部带螺纹的双孔进样针。在针座内部连接针头外螺纹内部中心与六角棱柱的其中一个面中心有一个呈90度的气体通道孔，此气体通道位于针座内部的一端与双侧孔进样针中心的进气管采用密封圈连接，另一端的进气通道在棱柱面上。双侧孔进气针方头内部加工有螺纹，在针座下方与双侧孔进气针端面放置有一个橡胶垫圈，通过这个螺纹连接在针座上的同时将针座与针头进行密封，在双侧孔进气针内部有一根不锈钢毛细管，毛细管上端通过密封圈与针座密封，下端也有一个密封圈与针管内壁密封，将双侧孔针头的两个侧孔分隔开来，使得密封圈下部的侧孔与中间毛细管相通，双侧孔针头方头侧面有一个出气孔，而密封圈上部的侧孔与针头侧面的出气孔相通。所述侧孔是在针管侧壁上加工有一个长方形的小孔，防止针头刺破橡胶密封垫时产生碎沫堵塞针管。具体地说，三通进气阀、三通选择阀、三通进针阀、三通退针阀的类型均为常闭二位三通电磁阀，这种阀有三个接口，分别是进气口、出气口和排气口，排气口位于阀的顶部，在阀不通电的关闭状态下进气口由密封垫密封，气体不能通过，而出气口和排气口气路连通；在阀通电的状态下进气口与出气口相通，而排气口不通；二通真空阀、二通进气阀为常闭二位二通电磁阀，其只有进气口和出气口，阀不通电关闭时进气口与排气口不通气，阀通电打开时进气口与出气口连通。进一步地，二通真空阀的出气口与真空泵相连，进气口连接三通进气阀的排气口，三通选择阀的出气口与针座相连，三通选择阀的进气口与三通进气阀的出气口相连，三通选择阀的排气口与光谱仪相连，三通进气阀的进气口与采气泵相连；三通进针阀的出气口与方形气缸的上气室相连，其进气口与三通接头相连，排气口与大气相通；三通退针阀的出气口与方形气缸的下气室相连，其进气口与三通接头另一接口相连，排气口与大气相通；二通充气阀的出气口与四通接头相连，二通充气阀的进气口与氮气调压阀相连。优选地，所述定位系统包括：样品盘、齿轮盘、气缸臂、中轴装置、旁轴装置、滑臂、齿轮和动力装置；所述样品盘和所述齿轮盘均固定安装在所述中轴装置上，且所述样品盘位于所述齿轮盘的顶部；所述样品盘设有渐开线式排列的瓶位孔；所述齿轮盘盘面上设置有与所述瓶位孔相对应的滑槽；所述中轴装置和所述旁轴装置均垂直安装在所述底板上；所述滑臂与所述气缸臂一端均安装在所述旁轴装置上，且所述滑臂与所述气缸臂平行；所述滑臂上还固定设置有导向头，所述导向头在所述滑槽内滑动；所述气缸固定于所述气缸臂上；所述齿轮与所述动力装置连接，且所述齿轮与所述齿轮盘相适配。优选地，所述滑臂包括：上滑片和下滑片，所述上滑片和所述下滑片固定安装于所述旁轴装置上，所述上滑片和下滑片是焊有元器件的PCB电路板，所述导向头设置在所述上滑片上；所述上滑片和下滑片分别以导电线与控制系统电性连接；所述滑槽的起始位置和结束位置分别设置有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气体同位素光谱仪自动进样器，其特征在于，包括控制系统、气路系统、定位系统以及底板；所述定位系统与所述控制系统电性连接；所述定位系统固定于所述底板上；/n其中，所述气路系统包括气缸、注射装置、气缸驱动装置、二通真空阀、三通进气阀、三通选择阀、真空泵、采气泵、样气袋、二通充气阀、电子气压控制表、稀释缓冲袋、氮气调压阀；/n所述三通进气阀通过所述二通真空阀与所述真空泵连通，所述三通进气阀通过所述采气泵与所述样气袋连通，所述三通进气阀与同位素光谱仪相连通，所述三通进气阀通过所述三通选择阀与注射装置连通；所述注射装置、所述电子气压控制表、所述稀释缓冲袋、所述二通充气阀通过四通接头相连通；所述二通充气阀与所述氮气调压阀相连通，所述二通充气阀与所述电子气压控制表电连接；/n所述气缸固定于所述定位系统上；并与气缸驱动装置连接；/n所述注射系统与所述气缸连接；/n所述二通真空阀、三通进气阀、三通选择阀、真空泵、采气泵、二通充气阀、电子气压控制表、氮气调压阀、气缸驱动装置分别与所述控制系统电性连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种气体同位素光谱仪自动进样器，其特征在于，包括控制系统、气路系统、定位系统以及底板；所述定位系统与所述控制系统电性连接；所述定位系统固定于所述底板上；
其中，所述气路系统包括气缸、注射装置、气缸驱动装置、二通真空阀、三通进气阀、三通选择阀、真空泵、采气泵、样气袋、二通充气阀、电子气压控制表、稀释缓冲袋、氮气调压阀；
所述三通进气阀通过所述二通真空阀与所述真空泵连通，所述三通进气阀通过所述采气泵与所述样气袋连通，所述三通进气阀与同位素光谱仪相连通，所述三通进气阀通过所述三通选择阀与注射装置连通；所述注射装置、所述电子气压控制表、所述稀释缓冲袋、所述二通充气阀通过四通接头相连通；所述二通充气阀与所述氮气调压阀相连通，所述二通充气阀与所述电子气压控制表电连接；
所述气缸固定于所述定位系统上；并与气缸驱动装置连接；
所述注射系统与所述气缸连接；
所述二通真空阀、三通进气阀、三通选择阀、真空泵、采气泵、二通充气阀、电子气压控制表、氮气调压阀、气缸驱动装置分别与所述控制系统电性连接。


2.根据权利要求1所述的一种气体同位素光谱仪自动进样器，其特征在于，所述气缸驱动装置包括：三通进针阀、三通退针阀和空气稳压阀；所述三通进针阀出气口、所述三通退针阀出气口分别与所述气缸连通；所述三通进针阀进气口、所述三通退针阀进气口通过三通接头分别与所述空气稳压阀出气口连通；所述空气稳压阀进气口与压缩空气连通；所述三通进针阀、三通退针阀和空气稳压阀分别与所述控制系统电性连接；
所述气缸包括：缸筒、活塞、气缸轴；所述活塞将气缸分为上气室和下气室；
所述上气室与所述三通进针阀出气口连通，所述下气室与所述三通退针阀出气口连通；
所述气缸轴一端与所述活塞连接，另一端与所述注射系统连接；
所述缸筒顶部安装有行程调节姆；
所述注射系统包括：针座和双孔进样针，所述针座一端与所述气缸轴连通，另一端与所述双孔进样针连接，且所述针座内部与所述三通选择阀连通；所述双孔进样针与所述四通接头连通。


3.根据权利要求1所述的一种气体同位素光谱仪自动进样器，其特征在于，所述定位系统包括：样品盘、齿轮盘、气缸臂、中轴装置、旁轴装置、滑臂、齿轮和动力装置；
所述样品盘和所述齿轮盘均固定安装在所述中轴装置上，且所述样品盘位于所述齿轮盘的顶部；所述样品盘设有渐开线排列的瓶位孔；所述齿轮盘盘面上设置有与所述瓶位孔相对应的滑槽；
所述中轴装置和所述旁轴装置均垂直安装在所述底板上；
所述滑臂与所述气缸臂一端均安装在所述旁轴装置上，且所述滑臂与所述气缸臂平行；所述滑臂上还固定设置有导向头，所述导向头在所述滑槽内滑动；所述气缸固定于所述气缸臂上；
所述齿轮与所述动力装置连接，且所述齿轮与所述齿轮盘相适配。


4.根据权利要求3所述的一种气体同位素光谱仪自动进样器，其特征在于，所述滑臂包括：上滑片和下滑片，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：万运帆，李玉娥，高清竹，秦晓波，王斌，万际海，干珠扎布，胡国铮，刘国一，王红英，陈旋，任天婧，苗田田，
申请(专利权)人：中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所，万运帆，
类型：发明
国别省市：北京;11