一种用于燃烧法TOC检测的精密定量阀及其使用方法技术

本发明专利技术涉及一种用于燃烧法TOC检测仪的精密定量阀，用于定量微量液体时，体积相对误差控制在

【技术实现步骤摘要】
一种用于燃烧法TOC检测的精密定量阀及其使用方法


[0001]本专利技术涉及一种用于水质检测中最小40ul体积定量的装置，具体的说是一种用于TOC检测的精密定量阀，属于在线仪表监测


技术介绍

[0002]随着社会的发展，环保日益重要；其中用于评价有机污染且分析过程中不使用致癌致突变药剂的总有机碳指标越来越引起重视。
[0003]TOC是以碳的含量表示水中有机物污染的指标，即总有机碳；燃烧法TOC检测的主要原理是将少量水样（一般不超过50ul）注入燃烧管燃烧，通过高温燃烧将有机物中碳原子燃烧为二氧化碳；通过检测二氧化碳的量换算成总有机碳；为获得检测数据优良的重复性，要求每次注入的液体量误差不能超过
±
2ul。因此，精密定量定量装置是燃烧法TOC检测仪的关键部件。目前燃烧法TOC检测仪水样定量主要采用两种形式，一是多通阀与步进电机推动的微量注射泵组合，其结构复杂且对加工精度要求极高，一般加工厂商难以企及；另一种是采用蠕动泵和光学定位组合的机构，这种机构定量准确性不高，难以获得精确的检测数据。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于：采用一种结构简单且零配件相对容易加工的方式，通过切换阀芯，使得在充满密闭阀芯通孔中的水样能够注入燃烧管，保证每次TOC检测样品的体积一致。
[0005]为了达到以上目的，本专利技术提供的一种用于TOC检测的精密定量阀，由阀体部件、推拉驱动部件及震动器组成；所述阀体部件包括外阀体及安装于阀体中的阀芯，所述阀芯中部在推拉部件的驱动下在阀体内部做平移运动，使阀体部件具有两个位置，分别是通孔蓄样位及进液工作位；所述阀芯由依次连接的阀芯上部、阀芯中部及阀芯下部组成，所述阀芯上部对称设有进液管及进气管，所述阀芯中部开有蓄样通孔，所述阀芯下部分别设有出液管及出气管；当处于通孔蓄样位时，所述蓄样通孔与进液管及出液管连接形成液体通路，当处于进液工作位时，所述蓄样通孔与进气管及出气管连接形成气体通路。
[0006]进一步的，所述阀体由用于压装阀芯的阀体压壳及其下方的阀体底座组成，所述阀体压壳的上表面左右两侧分别开有与进液管及进气管的位置相匹配的进液口及进气口，所述阀体底座的底部与之相对应的开设有与出液管及出气管的位置相对应的出液口及出气口。
[0007]进一步的，所述进液口、进气口、出液口及出气口的直径与进液管、进气管、出液管及出气管的管径相同，内径介于1
‑
3mm之间。
[0008]所述蓄样通孔的直径小于进液管、进气管、出液管及出气管的管径，其容积为一滴饱满水滴体积的整数倍，为40~50ul。在一般情况下，由于表面张力作用，体积介于40~50ul的水更容易形成饱满水滴。因此本专利技术中所采用的蓄样通孔容积能够更好的保证实验的精
准度，若蓄样通孔中蓄积的水量小于或大于该数值，均会造成随机误差的增大，从而影响检测的精确度。
[0009]进一步的，所述阀芯上部的进液管、进气管与阀芯下部的出液管、出气管分别对应，并处于同一轴线上。这样可以保证在操作过程中各管路的垂直度，由此保最终结果的精确度。
[0010]进一步的，所述阀体压壳为中空结构，其内嵌入阀芯，并通过阀体底座将阀芯固定于阀体压壳内；且阀体压壳的上表面开有矩形孔，以便于阀芯上部的进液口及进气口连接外接管路；沿所述阀体压壳及阀体底座的侧边还垂直固定有起限位固定防尘作用的阀体封板。
[0011]进一步的，所述推拉部件包括气缸组件、连接架、滑动片及活塞杆；所述气缸组件安装于阀体部件的一侧，通过设置于气缸组件底部的连接架与阀体底座固定连接，所述气缸组件的输出端固定连接有活塞杆，所述活塞杆的端部通过紧固件与滑动片互联，所述滑动片沿水平方向设置于阀芯中部。
[0012]进一步的，所述滑动片的中间开成腰形槽，所述开槽内嵌入有阀芯中部，通过腰形槽对阀芯上部和阀芯下部在平面四方限位。
[0013]进一步的，将蓄样通孔中液滴推入燃烧管的瞬时流量不能超过10ml/min，如流速过快，将使得液体无法依靠自身表面张力形成饱满液滴，更易破碎成更小的液滴，而细小液体更容易附着在出气管壁上，造成随机误差的增加。
[0014]进一步的，所述震动器的座体通过紧固件安装于气缸上，液体注入燃烧管时注入管末梢极有可能产生微量的挂壁现象，通过震动器可以将挂壁液体震入燃烧管，进一步提高注入的精度。震动器具有如下作用：一是在通孔蓄样位向进液工作位转换前，通过震动将蓄样通孔中的微小气泡震离蓄样通孔；二是在进液工作位时，如果载气推送蓄样通孔中液体进入燃烧管后出气管残留了少部分液体挂壁，震动器通过震动将挂壁的液体震入燃烧管。
[0015]一种用于TOC检测的精密定量阀的使用方法，包括如下步骤，步骤1，控制气缸进行运动，通过气缸组件内的活塞杆带动阀体内部的阀芯中部在阀体内部做平移往复运动，当活塞杆处于回缩常态位时，所述阀体为通孔蓄样位，当气缸驱动活塞杆伸展时，所述阀体为进液工作位，所述阀芯中部的移动速度大于0.1米/秒；步骤2，当活塞杆处于回缩常态位时，气缸活塞杆通过与其连接的滑动块带动阀芯中部移动，使处于阀芯中部的蓄样通孔与阀芯上、下部的进液管及出液管连通并形成通孔蓄样位，进液泵将液体通过进液管、蓄样通孔、出液管将样品流入废弃样品桶，通过阀芯中部的蓄样通孔定量即将送入燃烧管的待测液体的体积；步骤3，切换至进液工作位前，保持活塞杆处于回缩状态，停止进液泵工作，打开震动器振动0.5秒以上，将阀体中的蓄样通孔中气泡通过震动予以排除；步骤4，当气缸驱动活塞杆伸展时，通过滑动片带动阀芯中部进行正向运动，使蓄样通孔与进气管及出气管连通并形成进液工作位，进气管内通入载气，载气的流量小于10ml/mim，通过载气缓慢将饱满液体推送到燃烧管中；步骤5，95%的液体进入燃烧管后，震动器再次启动0.5秒以上，将有可能挂壁的液体震入燃烧管。
[0016]与现有技术相比，本专利技术具备以下有益效果：1.利用液体自生表面张力、控制载气流量、震动等手段，通过简单机械结构实现微小体积液体的高精度定量；2.降低了微小体积液体定量设备的加工难度。
附图说明
[0017]下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。
[0018]图1为专利技术的结构示意图。
[0019]图2为专利技术的工作原理图，（a）为本专利技术的通孔蓄样位示意图，（b）为本专利技术的进液工作位示意图。
[0020]附图说明：1
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气缸组件、2
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连接架、3
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阀体底座、4
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出液管，5
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出气管、6
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滑动片，7
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阀体封板、8
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阀芯上部、9
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进气管、10
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进液管、11
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阀芯下部、12
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阀芯中部、13
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压缩弹簧、14
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阀体压壳、15
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活塞杆、16
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于燃烧法TOC检测的精密定量阀，其特征在于：包括阀体部件、推拉驱动部件及震动器；所述阀体部件包括外阀体及安装于阀体中的阀芯，所述阀芯中部在推拉部件的驱动下在阀体内部做平移运动，使得阀体部件处于通孔蓄样工作位及进液工作位；所述阀芯包括依次连接的阀芯上部、阀芯中部及阀芯下部，所述阀芯上部对称设有进液管及进气管，所述阀芯中部开有蓄样通孔，所述阀芯下部分别设有出液管及出气管；当处于通孔蓄样工作位时，所述蓄样通孔与进液管及出液管连接形成液体通路；当处于进液工作位时，所述蓄样通孔与进气管及出气管连接形成气体通路。2.根据权利要求1所述的用于燃烧法TOC检测的精密定量阀，其特征在于：所述阀体由用于压装阀芯的阀体压壳及其下方的阀体底座组成，所述阀体压壳的上表面左右两侧分别开有与进液管及进气管的位置相匹配的进液口及进气口，所述阀体底座的底部与之相对应的开设有与出液管及出气管的位置相对应的出液口及出气口。3.根据权利要求2所述的用于燃烧法TOC检测的精密定量阀，其特征在于：所述进液口、进气口、出液口及出气口的直径与进液管、进气管、出液管及出气管的管径相同，内径介于1
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3mm之间；所述蓄样通孔的直径小于进液管、进气管、出液管及出气管的管径，其容积为一滴饱满水滴体积的整数倍，为40~50ul。4.根据权利要求3所述的用于燃烧法TOC检测的精密定量阀，其特征在于：所述阀芯上部的进液管、进气管与阀芯下部的出液管、出气管分别对应，并处于同一轴线上。5.根据权利要求3所述的用于燃烧法TOC检测的精密定量阀，其特征在于：所述阀体压壳为中空结构，其内嵌入阀芯，并通过阀体底座将阀芯固定于阀体压壳内；且阀体压壳的上表面开有矩形孔，以便于阀芯上部的进液口及进气口连接外接管路；沿所述阀体压壳及阀体底座的侧边还垂直固定有起限位固定防尘作用的阀体封板。6.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛军，井涛，陆从广，席庆瑜，
申请(专利权)人：南京长距科技有限公司，
类型：发明
国别省市：