试样冷却装置和方法制造方法及图纸

一种试样冷却器具有一个包括一个具有热传导性的料块的恒温室，装有试样的容器被放置在这个料块上。一个控制装置启动一个空气冷却型的冷却机构来冷却恒温室中的空气。然后，当恒温室内温度或湿度被检测达到某一特定水平时，当在恒温室中检测到水凝结时，或当一个事先确定的时间达到时，这个控制装置启动另一个直冷型的冷却机构以冷却导热料块时，可以在不会发生水凝结的低湿度条件下，快速而直接地冷却试样。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及试样冷却器。它用于在对试样进行自动分析以前，对液体试样进行冷却并使它们保持冷却状态。对液体试样进行分析的仪器可以是诸如一台液体层析仪。本专利技术还涉及冷却该种液体试样并使它们保持冷却状态的方法。一台液体层析仪进行一次自动分析的过程如下将事先封装好少量试样的若干容器装于一个支架上；将此支架与一个自动采样注射器相联；然后根据特定的程序，使自动采样注射器有序地从支架上的这些容器吸取试样，再将它们注射到液体层析仪中。在大多数情况下，这些支架上待分析的试样是处于室温的条件下，但是，也存在一些情况，某些试样必须被保存在较低的温度下，以便防止试样的分解或变质。在此种情况下，就需要用一个试样冷却器来保持试样处于冷却的条件下。常规的试样冷却器是直冷型的或者是空气冷却型的。直冷型的试样冷却器是利用一个由高导热性金属材料制成的支架，再把一个诸如帕尔帖(Peltier)元件的冷却器与该支架的底部相联，从而通过固体材料的热传导来控制试样的温度。对于空气冷却型的试样冷却器，包括支架在内的自动采样注射器的主要部件被置于一个封闭的绝热箱体内，而箱体内的空气是被冷却的，因此，试样的温度可以通过空气来控制。下文将对这两种常规的采样冷却器进行更为详细的解释图2表示一种常规的直冷型采样冷却器。使用者首先将液体试样4装入容器2(通常是小玻璃瓶)。然后，用隔膜3将每一个容器的开口密封(严格地说，数字3代表一个盖和一个隔膜，但这里简称其为“隔膜”)。这些容器2被装在一个支架1上，该支架1是从自动采样注射器7取出的。支架1由铝制成，其上制有100个孔5，这些孔5用于盛放装有试样的容器2。通过支架1的底部和这些孔5的内表面，热量被传出这些容器2。将装有试样的容器2置于支架1上之后，再将支架1置于试样注射器7内的一个金属块23的上部。金属块23的下表面与帕尔帖元件21相联接，从而获得冷却，它的上表面与支架1的底部紧密地接触，从而获得它们之间的高效传热。到此为止，并未谈到支架1本身与容器2之间有高效传热。数字25代表一个温度控制电路。它的功能是对一个目标温度和一个信号进行比较，这个目标温度由一个目标温度设定机构26确定，而这个信号由一个埋在金属块3中的温度传感器24获得。温度控制电路25可以检测金属块23中的温度，并对帕尔帖元件21中的电流进行控制，从而使金属块23的温度和目标温度的差别趋于零，同时液体试样4的温度就将被保持在目标温度的水平。散热片22装于帕尔帖元件21的背面(散热表面)，该表面置于一个空气通道27的内侧，因此由金属块3穿出的热量可以散出，并由这些散热片22和风扇28驱动的空气流带走。这样，支架1、容器2和液体试样4被保持在一个特定的低温水平。支架1由一个热绝缘罩6所覆盖，以便保持在一个适当的低温水平。包围隔膜3的容器2的头部被暴露于罩6外，因此，试样可用采样针13抽取出。根据程序，采样针13可自由地向前、向后、向左、向右、向上、向下移动，这由适当的机构完成(图中未示出)。采样针13可刺穿容器2的隔膜3而抽取液体试样4。它可以将抽取的液体试样4输送到液体层析仪的进口12处。它可以将输送的液体试样4注入到层析仪中从而完成一次分析。由于液体层析仪的每一次分析需耗费几十分钟，所以支架1上的某些液体试样4在得到分析以前可能会等待几十个小时。由于液体试样4被保持在一个适当的低温水平，可避免液体试样的分解和变质。图3表示一个常规的空气冷却型采样冷却器。图3中的某些部件采用了与图2相同的数字。自动采样注射器7的一个主要部分包含有支架1和置于其上的试样容器2，这个部分被置于一个热绝缘壁11的内部，从而形成一个恒温室10。有一个门置于热绝缘壁11的某处，通过这个门，支架1可以移进和移出恒温室10(但图3中并未示出这个门)。与直冷型的支架不同，空气冷却型的支架1是由多孔金属薄板制成。对空气冷却型，空气是作为热运输介质，因而多孔金属薄板的支架1容许空气循环，还使其热容量下降。这样，环绕支架1上容器2的空间与恒温室10内的空间处于热平衡状态。帕尔帖元件31再次被用做制冷器件。由于这个器件是用于冷却恒温室内的空气，这里使用了一个金属块33，帕尔帖元件31的热吸收表面与其相联，其朝向恒温室10内侧的一面装有散热片，这样可以改进内部空气的热交换效率。类似图2中所描述的，用一个温度控制电路35来比较目标温度和信号。目标温度由目标温度设定装置36来设定。信号由埋装于金属块33的内部的温度传感器34接收，通过它来检测温度，并且温度控制电路35可以控制帕尔帖元件31的电流，这如同对图2的描述。散热片32与帕尔帖元件31的散热表面相联，而该表面与一个空气通道27相联。通过这些散热片以及风扇38驱动的空气流，从金属块33传出的热量可以散发出去。通过自然对流的方式，低温空气在恒温室10内可以循环起来。也可以用一个风扇来形成空气的强制对流。由于空气中的水蒸汽会在冷却的金属块33表面上凝结，需要用导流斗14和导流管15通到恒温室10的外部，从而排掉凝结水。随着温度的下降，恒温室10内的空气可以这样被降低湿度，使得绝对湿度较低。因此，支架1上的试样容器2被冷却了的和降低了湿度的空气所包围，它们被保持在适当的低温水平。在这两种采样冷却器中，直冷型的具有较高的散热效率，而且冷却速度快，但在冷却过程中，大气中的水分会凝结出来。在采样时，凝结的水会粘在取样针13的针尖上，从而混入到试样中，降低试样的分析精度。还有，当对试样容器2和支架1进行操作时，它们也可能被凝结水污染。对于空气冷却型，由于冷却空气被降低了湿度，不存在试样容器2和支架1上的凝结水问题。由于整个恒温室10的热容量较大，而作为冷却介质的空气的热容量较小，冷却的速度比较低。通过增加冷却器的功率，加装内部风扇以产生恒温室内的强制对流，都会加快冷却速度，但能量的消耗大于冷却速度的增加，因此，在经济上是不可行的。根据上文所描述的情况，本专利技术的一个目的是提供一种有所改进的采样冷却器，它具有上述两种冷却方式的优点，同时又避免了它们的缺点。本专利技术的另一目的是提供一种采样冷却器，它在经济上是可行的。本专利技术的再一目的是提供一种液体采样冷却方法，它具有上述两种冷却类型的优点，同时又不显著地增加所需费用。作为本专利技术一个实施例的采样冷却器，它将完成上述的以及其它的目的。其特征在于，它包括两种冷却机构以及一个恒温室，试样容器被置于该恒温室中。冷却机构之一(“第一种冷却机构”是用于冷却恒温室内的空气，而另一种为“第二种冷却机构”)是用于直接冷却一个导热块，试样容器就置于这个导热块上。这样，液体试样的温度可以得到控制。由一个冷却器控制装置来对两种冷却机构的操作进行控制。使得第一种冷却机构首先被启动，经过一定的延迟后，第二种冷却机构才启动，其延迟的程度取决于一个特定条件的发生，诸如当恒温室内的温度和湿度达到某一特定的水平；或当恒温室内的水凝结被检测到；或当第一种冷却机构启动后的预定时间被达到。作为更简明扼要的说明具有直冷型冷却机构的一个支架被置于一个恒温室内，这个恒温室装有空气冷却型的冷却机构。这样，试样可以在降低了湿度的条件下被冷却，且试样被快速冷却而又不发生水凝结。附图是本说明书的一部分，并与说明书一起说明了本专利技术的实施例及本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种试样冷却器，其特征在于，它包括： 一个包含有试样容器的恒温室； 一个第一种冷却机构，它是用于冷却所述恒温室内空气的； 除了所述的第一种冷却机构外的一个第二种冷却机构，它是通过导热部件控制所述容器温度的；以及 一个控制所述第二种冷却机构工作的控制装置，它是以所述恒温室内的气体条件数据为控制基础的。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：北冈光夫，
申请(专利权)人：株式会社岛津制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]