一种用于气相色谱分析的自动进样器制造技术

本发明专利技术公开了一种用于气相色谱分析的自动进样器，涉及实验辅助设备技术领域，包括进样箱，进样箱上设置有人机交互模块和控制模块，进样箱内底部设置有X轴移动组件，X轴移动组件上设置有样品盘，样品盘正上方设置有取样装置，取样装置连接有设置在进样箱内部的Y轴移动组件，取样装置包括Z轴移动组件、抓取组件、取样针头和输送流路，输送流路连接有抽取组件，抽取组件包括取样流路、进样流路、定量流路和阀组；X轴移动组件、Y轴移动组件和Z轴移动组件上均设置有光电编码器；抓取组件与Z轴移动组件之间设置有弹性组件。本发明专利技术具有实现自动可靠进样、高准确度和高稳定性的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种用于气相色谱分析的自动进样器
本专利技术涉及实验辅助设备
，具体涉及一种用于气相色谱分析的自动进样器。
技术介绍
气相色谱分析(gaschromatographicanalysis，以下简称GC)，在发射药安定性试验GC过程中，气体样品抽取、进样环节中使用医用针筒和人工手动进样方式，会导致试验的结果存在较大波动，较差的试验重复性严重影响结果分析的客观性目前如何将繁琐易出错、误差高的手动进样变为超高精确度的自动进样，是本领域技术人员的研究方向。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种用于气相色谱分析的自动进样器。一种用于气相色谱分析的自动进样器，包括进样箱，所述进样箱上设置有人机交互模块和控制模块，所述进样箱内底部设置有X轴移动组件，所述X轴移动组件上设置有用于放置多个待抽取样品瓶的样品盘，所述样品盘正上方设置有取样装置，所述取样装置连接有设置在所述进样箱内部的Y轴移动组件，所述取样装置包括Z轴移动组件、抓取组件、取样针头和输送流路，所述输送流路连接有抽取组件，所述抽取组件包括取样流路、进样流路、定量流路和阀组；其中，所述控制模块用于控制所述X轴移动组件带动所述样品盘沿X轴方向移动预设位移量，还用于控制所述Y轴移动组件带动所述取样装置沿Y轴方向移动预设位移量，还用于控制所述Z轴移动组件带动所述抓取组件沿Z轴方向移动预设位移量；所述X轴移动组件、所述Y轴移动组件和所述Z轴移动组件上均设置有光电编码器，所述光电编码器用于检测所述X轴移动组件、所述Y轴移动组件和所述Z轴移动组件的实时位移量，所述控制模块还用于对比和记录实时位移量和预设位移量；所述取样流路用于抽取待抽取样品瓶中气体至所述定量流路，所述进样流路用于吹送所述定量流路中的气体至分析仪，所述控制模块还用于控制所述阀组接通所述取样流路和所述定量流路，还用于控制所述阀组接通所述进样流路和所述定量流路；所述抓取组件与所述Z轴移动组件之间设置有弹性组件，所述弹性组件用于在取样针头扎入待抽取样品瓶前，控制所述抓取组件抓取待抽取样品瓶，还用于在取样针头抽出待抽取样品瓶过程中，控制所述抓取组件持续抓取待抽取样品瓶。X轴方向、Y轴方向和Z轴方向在空间内两两相互垂直；整个自动进样器中，控制模块采用MCU单片机+PCL6000系列最高功能脉冲控制芯片的搭配组合，人机交互模块采用基于ARMCortex-A8内核的AM335X微处理器驱动5寸触摸屏，可以通过触摸屏查看数据和设备信息，还可以调整设备参数，控制设备运行。在自动进样时，先通过人机交互模块获得预设位移信号，控制模块使用直线插补原则将预设位移信号转化为预设控制信号，并控制所述X轴移动组件和所述Y轴移动组件移动预设位移量，当Z轴移动组件、抓取组件和取样针头运动到待抽取样品瓶正上方时，控制模块控制Z轴移动组件运动，使得抓取组件抓取待抽取样品瓶，由于抓取组件先接触待抽取样品瓶，通过弹性组件的作用，在取样针头插入待抽取样品瓶内部之前，能保证待抽取样品瓶的稳定性足够，从而提高取样可靠性，取样针头插入待抽取样品瓶内部后，控制模块启动后，控制所述阀组接通所述取样流路和所述定量流路，通过取样流路抽取待抽取样品瓶中气体至定量流路中，然后控制所述阀组断开所述取样流路和所述定量流路，并接通所述进样流路和定量流路，通过进样流路将定量流路中气体吹送至分析仪内，从而完成单次自动进样，完成自动进样后，控制模块控制Z轴移动组件运动，使得取样针头逐渐抽出待抽取样品瓶内部，在抽出过程中，由于弹性组件的作用，同样能够保证待抽取样品瓶的稳定性足够，防止由于取样针头和待抽取样品瓶顶部存在摩擦力而将待抽取样品瓶带起，直至取样针头全部抽出待抽取样品瓶，此时弹性组件和抓取组件跟随Z轴移动组件运动，再控制所述X轴移动组件和所述Y轴移动组件移动至下一个待抽取样品瓶正上方，或者复位。优选地，Z轴移动组件包括安装角板、滑动轨道、上滑动组件、第一驱动电机和第一螺纹杆，所述安装角板设置在所述Y轴移动组件上，所述滑动轨道沿Z轴方向设置在所述安装角板上，所述上滑动组件卡设在所述滑动轨道上，所述第一驱动电机连接所述第一螺纹杆，所述第一螺纹杆穿通并锁合在所述上滑动组件上；所述抓取组件包括下滑动组件和抓取头，所述下滑动组件卡设在所述滑动轨道上，所述抓取头用于抵住待抽取样品瓶并限位其顶部；所述取样针头设置在所述上滑动组件上，所述取样针头延伸并穿进所述抓取头，所述下滑动组件和所述上滑动组件之间设置所述弹性组件。Z轴移动组件、抓取组件和取样针头位于待抽取样品瓶上方后，第一驱动电机正转，使得第一螺纹杆转动，第一螺纹杆带动上滑动组件沿滑动轨道向下移动，在弹性组件的作用下，使得下滑动组件被推动并沿滑动轨道朝下移动，直至抓取头抵住并抓取待抽取样品瓶顶部，继续在上滑动组件的持续下移后，取样针头会扎入待抽取样品瓶内，并进行抽取；抽取完成后，第一驱动电机反转，第一螺纹杆反转后带动上滑动组件沿滑动轨道向上运动，在一定时间段内，由于弹性组件的弹力作用，下滑动组件不会移动，抓取头始终抵住待抽取样品瓶，并让取样针头抽出待抽取样品瓶，然后在上滑动组件沿滑动轨道向上运动一定距离后，上滑动组件通过弹性组件带动下滑动组件向上运动，从而让抓取头脱离待抽取样品瓶。优选地，弹性组件包括：设置在所述下滑动组件上并且延伸进所述上滑动组件内的导向杆；和套设在所述导向杆上的压缩弹簧；其中，所述压缩弹簧位于所述下滑动组件顶面至所述上滑动组件底面之间，所述上滑动组件能够沿所述导向杆朝所述下滑动组件移动。上滑动组件沿所述导向杆朝所述下滑动组件移动后，压缩弹簧被压缩，弹力增大，反之弹力减小。优选地，X轴移动组件包括：设置在所述进样箱内部底面的第二驱动电机；连接所述第二驱动电机并且沿所述X轴方向延伸的第二螺纹杆；锁合在所述第二螺纹杆上的内螺纹块；沿X轴方向延伸的第一限位杆；套设在所述限位杆上的第一移动块；以及固定在所述内螺纹块和第一移动块上的限位承板；其中，所述样品盘卡设在所述限位承板上。同样的，第二驱动电机驱动第二螺纹杆正转和反转，从而使得内螺纹块沿第二螺纹杆方向移动，进而带动限位承板沿X轴方向移动。优选地，Y轴移动组件包括：设置在所述进样箱内部的第三驱动电机；连接所述第二驱动电机并且沿所述Y轴方向延伸的同步带；啮合在所述齿带上的啮合块；沿Y轴方向延伸的第二限位杆；以及套设在所述限位杆上的第二移动块；其中，所述第二限位杆和第二移动块上固定所述安装角板。同样的，第三驱动电机带动齿带运动，齿带带动与其啮合的啮合块运动，由于齿带沿Y轴方向延伸，进一步地，进而带动安装角板沿Y轴方向移动。优选地，阀组包括三通电磁阀、第一六通电磁阀和第二六通电磁阀，所述第一六通电磁阀和第二六通电磁阀用于接通或断开所述取样流路和所述定量流路、所述进样流路和所述定量流路。优选地，定量流路包括第一定量环和第二定量环；所述取样流路一端接通所述输送流路并且另一端连接有吹气装置，所述取样流路上设置所述三通电磁阀，所述三通电磁阀连接有真空泵；所述第一六通电磁阀用于接通或断开所述取样流路和第一定量环，所述第二六通电磁阀用于接通或断开所述取样流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于气相色谱分析的自动进样器，其特征在于，包括进样箱，所述进样箱上设置有人机交互模块和控制模块，所述进样箱内底部设置有X轴移动组件，所述X轴移动组件上设置有用于放置多个待抽取样品瓶的样品盘，所述样品盘正上方设置有取样装置，所述取样装置连接有设置在所述进样箱内部的Y轴移动组件，所述取样装置包括Z轴移动组件、取样针头和输送流路，所述输送流路连接有抽取组件，所述抽取组件包括取样流路、进样流路、定量流路和阀组；其中，/n所述控制模块用于控制所述X轴移动组件带动所述样品盘沿X轴方向移动预设位移量，还用于控制所述Y轴移动组件带动所述取样装置沿Y轴方向移动预设位移量，还用于控制所述Z轴移动组件带动所述抓取组件沿Z轴方向移动预设位移量；/n所述X轴移动组件、所述Y轴移动组件和所述Z轴移动组件上均设置有光电编码器，所述光电编码器用于检测所述X轴移动组件、所述Y轴移动组件和所述Z轴移动组件的实时位移量，所述控制模块还用于对比和记录实时位移量和预设位移量；/n所述取样流路用于抽取待抽取样品瓶中气体至所述定量流路，所述进样流路用于吹送所述定量流路中的气体至分析仪，所述控制模块还用于控制所述阀组接通所述取样流路和所述定量流路，还用于控制所述阀组接通所述进样流路和所述定量流路；/n所述抓取组件与所述Z轴移动组件之间设置有弹性组件，所述弹性组件用于在取样针头扎入待抽取样品瓶前，控制所述抓取组件抓取待抽取样品瓶，还用于在取样针头抽出待抽取样品瓶过程中，控制所述抓取组件持续抓取待抽取样品瓶。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于气相色谱分析的自动进样器，其特征在于，包括进样箱，所述进样箱上设置有人机交互模块和控制模块，所述进样箱内底部设置有X轴移动组件，所述X轴移动组件上设置有用于放置多个待抽取样品瓶的样品盘，所述样品盘正上方设置有取样装置，所述取样装置连接有设置在所述进样箱内部的Y轴移动组件，所述取样装置包括Z轴移动组件、取样针头和输送流路，所述输送流路连接有抽取组件，所述抽取组件包括取样流路、进样流路、定量流路和阀组；其中，
所述控制模块用于控制所述X轴移动组件带动所述样品盘沿X轴方向移动预设位移量，还用于控制所述Y轴移动组件带动所述取样装置沿Y轴方向移动预设位移量，还用于控制所述Z轴移动组件带动所述抓取组件沿Z轴方向移动预设位移量；
所述X轴移动组件、所述Y轴移动组件和所述Z轴移动组件上均设置有光电编码器，所述光电编码器用于检测所述X轴移动组件、所述Y轴移动组件和所述Z轴移动组件的实时位移量，所述控制模块还用于对比和记录实时位移量和预设位移量；
所述取样流路用于抽取待抽取样品瓶中气体至所述定量流路，所述进样流路用于吹送所述定量流路中的气体至分析仪，所述控制模块还用于控制所述阀组接通所述取样流路和所述定量流路，还用于控制所述阀组接通所述进样流路和所述定量流路；
所述抓取组件与所述Z轴移动组件之间设置有弹性组件，所述弹性组件用于在取样针头扎入待抽取样品瓶前，控制所述抓取组件抓取待抽取样品瓶，还用于在取样针头抽出待抽取样品瓶过程中，控制所述抓取组件持续抓取待抽取样品瓶。


2.根据权利要求1所述的用于气相色谱分析的自动进样器，其特征在于，所述Z轴移动组件包括安装角板、滑动轨道、上滑动组件、第一驱动电机和第一螺纹杆，所述安装角板设置在所述Y轴移动组件上，所述滑动轨道沿Z轴方向设置在所述安装角板上，所述上滑动组件卡设在所述滑动轨道上，所述第一驱动电机连接所述第一螺纹杆，所述第一螺纹杆穿通并锁合在所述上滑动组件上；
所述抓取组件包括下滑动组件和抓取头，所述下滑动组件卡设在所述滑动轨道上，所述抓取头用于抵住待抽取样品瓶并限位其顶部；
所述取样针头设置在所述上滑动组件上，所述取样针头延伸并穿进所述抓取头，所述下滑动组件和所述上滑动组件之间设置所述弹性组件。


3.根据权利要求2所述的用于气相色谱分析的自动进样器，其特征在于，所述弹性组件包括：
设置在所述下滑动组件上并且延伸进所述上滑动组件内的导向杆；和
套设在所述导向杆上的压缩弹簧；其中，
所述压缩弹簧位于所述下滑动组件顶面至所述上滑动组件底...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鹍，徐维江，阎齐方，冯昌林，马鹏杰，吴峰岩，赵秀凤，马山，郭星香，
申请(专利权)人：中国人民解放军九一三一五部队，
类型：发明
国别省市：辽宁;21