專利名稱：測試杯轉(zhuǎn)盤裝置及全自動微量元素分析儀的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電化學分析儀，特別是涉及一種測試杯轉(zhuǎn)盤裝置及全自動微量元素分析儀。
背景技術：
我國是使用微量元素歷史最悠久的古國，中醫(yī)中藥使用石頭、泥沙、貝殼和金屬治病早已有之，微量元素鋅、鐵、銅、錳、鉻，分別是中醫(yī)的金、木、水、火、土五行學說的物質(zhì)基礎；隨著工業(yè)的快速發(fā)展，環(huán)境污染使原本在自然條件下不能被人類接觸并吸收的有害微量元素變得大量被人類吸收，從而危害人類健康，因此檢測水、食品、環(huán)境、土壤以及生物材料等樣品中的微量元素極其重要，為此國家制定了相關標準，用于控制有害微量元素超標，同時預防有益微量元素降低。
正是因為有微量元素檢測的需求，才促使了電化學分析法的快速發(fā)展，電化學分析法是根據(jù)電位和溶出原理來檢測樣品中微量元素含量的，它有靈敏度高、受有機物干擾少、檢測快速、操作簡便等特點，自80年代以來發(fā)展很快，它可應用于藥品、食品、環(huán)境、醫(yī)學臨床等諸多領域，特別是在醫(yī)學臨床中應用相當廣泛。雖然電化學分析法創(chuàng)始較早，但電化學分析儀器發(fā)展較為緩慢，最初手工操作較多，可以檢測的元素較少，且步驟繁瑣，勞動強度大，準確率欠佳，后來逐步發(fā)展到半自動微量元素分析儀，但因不能實現(xiàn)自動加樣、自動清洗測試杯，雖然減輕了一定的勞動強度，但還沒有完全脫離人工，使用起來仍然很不方便，致使其不能廣泛被使用者接受。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種設計新穎、結(jié)構簡單、測量精度高、并且能夠?qū)崿F(xiàn)全自動控制的測試杯轉(zhuǎn)盤裝置及全自動微量元素分析儀。
本發(fā)明的技術方案一種測試杯轉(zhuǎn)盤裝置，含有測試杯、轉(zhuǎn)盤、傳動機構、動力機構和機架，所述轉(zhuǎn)盤通過轉(zhuǎn)軸和支架安裝在機架上，并且所述轉(zhuǎn)盤通過傳動機構與安裝在機架上的轉(zhuǎn)盤電機聯(lián)接，所述轉(zhuǎn)軸水平設置，使所述轉(zhuǎn)盤在垂直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，所述轉(zhuǎn)盤上沿圓周方向均布安裝一定數(shù)量的固定套，每一個固定套中安裝一個測試杯，二者為轉(zhuǎn)動配合，并且所述測試杯下部套裝固定一個齒輪，該齒輪和測試杯轉(zhuǎn)動電機的齒輪聯(lián)接，或者，該齒輪通過齒輪傳動機構與轉(zhuǎn)盤電機聯(lián)接。
所述機架上安裝有清洗機構和風干機構，所述清洗機構為清洗水泵，對轉(zhuǎn)到最下方的測試杯進行沖洗；所述風干機構為風機，對轉(zhuǎn)到側(cè)后且經(jīng)過清洗的測試杯進行風干。
所述測試杯和固定套之間安裝有軸承；所述轉(zhuǎn)盤的截面形狀為匚型，所述固定套貫穿并固定在所述轉(zhuǎn)盤的圓周體壁上，所述轉(zhuǎn)盤的端壁上設置有齒輪，該齒輪和轉(zhuǎn)盤電機的齒輪聯(lián)接；所述測試杯的數(shù)量為六個，或六個以上；所述轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動定位通過碼盤和光耦來控制。
一種含有上述測試杯轉(zhuǎn)盤裝置的全自動微量元素分析儀，還含有電極裝置、樣品盤和自動加樣裝置、底液或活化液加液裝置、清洗裝置、計算機控制裝置，所述測試杯轉(zhuǎn)盤裝置的轉(zhuǎn)盤通過轉(zhuǎn)軸和支架安裝在機架中間的隔板上，所述電極裝置含有電極和電極支架，其中，電極支架安裝在機架中間隔板上，并且所述電極支架通過傳動機構和電極支架轉(zhuǎn)動及升降機構聯(lián)接，電極支架上端的電極架上安裝有電極，所述電極包括工作電極、參比電極、對電極，電極支架通過升降、轉(zhuǎn)動使電極測試樣品和電極清洗；所述樣品盤和自動加樣裝置含有樣品盤、樣品盤支座、樣品盤轉(zhuǎn)動電機、取樣針、取樣針支架，其中，樣品盤支座安裝在轉(zhuǎn)盤一側(cè)的機架中間隔板上，所述樣品盤支座的轉(zhuǎn)動由樣品盤轉(zhuǎn)動電機控制，取樣針支架安裝在機架中間隔板上，并且所述取樣針支架通過傳動機構和取樣針支架轉(zhuǎn)動及升降機構聯(lián)接，所述取樣針與蠕動吸樣泵連接，取樣針支架通過升降、轉(zhuǎn)動使取樣針將樣品盤中的測試樣品加到轉(zhuǎn)盤上固定的測試杯中；所述底液或活化液加液裝置含有圓轉(zhuǎn)盤、蠕動泵和試劑瓶，其中，所述圓轉(zhuǎn)盤通過轉(zhuǎn)軸安裝在機架中間的隔板上，并且與圓轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動電機聯(lián)接，所述圓轉(zhuǎn)盤上安裝有一定數(shù)量的加液頭，該加液頭通過安裝在機架下部體壁上的蠕動泵與放置在機架底部的試劑瓶連通，所述圓轉(zhuǎn)盤通過轉(zhuǎn)動將不同的底液或活化液加入到測試杯中，使底液與測試樣品混合；所述清洗裝置含有一定數(shù)量的清洗泵和清洗池，其中，所述清洗池安裝在機架中間隔板上，分別對取樣針、電極進行清洗；所述測試杯轉(zhuǎn)盤裝置、電極裝置、樣品盤和自動加樣裝置、底液或活化液加液裝置、清洗裝置均通過計算機控制裝置控制。
所述電極支架含有底座、升降支撐桿、頂架，其中底座安裝在機架中間隔板上，并且所述底座通過齒輪傳動與電極支架轉(zhuǎn)動電機聯(lián)接，實現(xiàn)轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)動角度通過碼盤和光耦控制，所述升降支撐桿下端通過絲杠和絲母與底座連接，上端與頂架連接，電極固定在頂架上，電極支架升降電機與絲杠聯(lián)接，使升降支撐桿實現(xiàn)升降；所述參比電極為甘汞電極，所述工作電極為玻碳電極，所述對電極為鉑電極；所述取樣針支架含有底座、升降支撐桿、頂架，其中底座安裝在機架中間隔板上，并且所述底座通過齒輪傳動與取樣針支架轉(zhuǎn)動電機聯(lián)接，實現(xiàn)轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)動角度通過碼盤和光耦控制，所述升降支撐桿下端通過絲杠和絲母與底座連接，上端與頂架連接，取樣針固定在頂架上，取樣針升降電機與絲杠聯(lián)接，使升降支撐桿實現(xiàn)升降；所述機架上安裝有溫度控制器，所述溫度控制器和電源聯(lián)接。
所述計算機控制裝置含有計算機、串口電平轉(zhuǎn)換電路、電機控制電路、電化學信號采樣電路、電源轉(zhuǎn)換電路，所述計算機為主控制器，它的一個RS232串口信號通過串口電平轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成TTL電平信號，該TTL電平信號與一定個數(shù)的電機控制電路連接，各電機控制電路再分別與工作電機或工作蠕動泵連接，所述計算機還有一個RS232串口信號通過另一個串口電平轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成TTL電平信號，該TTL電平信號與所述電化學信號采樣電路連接，所述電化學信號采樣電路再與所述測試杯轉(zhuǎn)動電機和所述電極連接，所述電源轉(zhuǎn)換電路給各控制電路和各電機提供電源。
所述串口電平轉(zhuǎn)換電路采用光電耦合器對TTL電平信號和RS232串口信號進行轉(zhuǎn)換、隔離；所述電機控制電路采用微處理器來接收所述碼盤的定位信號、輸出電機控制信號并通過所述微處理器的串口與所述計算機通訊，所述電機控制電路采用達林頓管驅(qū)動器對所述微處理器輸出的電機控制信號進行驅(qū)動，所述碼盤的定位信號通過由發(fā)射二極管和接收管組成的所述光耦獲得，所述光耦的發(fā)射二極管通過分壓電阻與電源相連，所述接收管的輸出端與所述微處理器的輸入/輸出口相連，實現(xiàn)所述轉(zhuǎn)盤、所述樣品盤、所述取樣針支架、所述電極支架、所述圓轉(zhuǎn)盤的定位，所述電機控制信號含有正轉(zhuǎn)信號、反轉(zhuǎn)信號、定位信號或定量信號；所述電化學信號采樣電路含有運算放大器和帶有模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換的微處理器，所述帶有模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換的微處理器通過其串口與所述計算機進行通訊，并將所述計算機傳送來的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號輸出，該模擬信號經(jīng)所述運算放大器放大后與所述對電極連接，所述參比電極的輸出信號經(jīng)所述運算放大器放大后，再經(jīng)所述帶有模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換的微處理器采樣、處理，然后再通過所述帶有模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換的微處理器的串口發(fā)送到所述計算機，所述帶有模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換的微處理器通過其輸入/輸出口控制所述測試杯轉(zhuǎn)動電機的轉(zhuǎn)動，所述工作電極與地連接；所述電源轉(zhuǎn)換電路采用電壓變換器進行電壓轉(zhuǎn)換。
所述工作電機包括所述樣品盤轉(zhuǎn)動電機、所述轉(zhuǎn)盤電機、所述取樣針支架轉(zhuǎn)動電機、取樣針支架升降電機、電極支架升降電機、所述電極支架轉(zhuǎn)動電機、所述圓轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動電機和所述風機，所述工作蠕動泵包括活化液蠕動泵、所述清洗水泵、底液蠕動泵、電極清洗泵、取樣針清洗泵和所述蠕動吸樣泵，所述光電耦合器的型號為6N137或4N35或4N36或H11A817，所述微處理器的型號為AT89C2051或AT89C52或MC68HC08或STC12C2052，所述達林頓管驅(qū)動器的型號為ULN2803A或ULN2003或ULN2004或M54562P或M54563，所述帶有模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換的微處理器的型號為C8051F020或C8051F021或C8051F022或C8051F023，所述運算放大器的型號為OP07或LMX321或741，所述電壓變換器的型號為LM7812CT、MC34063、MC78L05CT。
一種測試杯轉(zhuǎn)盤裝置，含有測試杯、轉(zhuǎn)盤、傳動機構、動力機構和機架，所述轉(zhuǎn)盤通過轉(zhuǎn)軸和支架安裝在機架上，并且所述轉(zhuǎn)盤通過傳動機構與安裝在機架上的轉(zhuǎn)盤電機聯(lián)接，所述轉(zhuǎn)軸水平設置，使所述轉(zhuǎn)盤在垂直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，所述轉(zhuǎn)盤上沿圓周方向均布安裝一定數(shù)量的測試杯。
所述測試杯套裝在固定套中，并且，所述測試杯和所述固定套之間設置有彈性卡套或彈性圈，使二者通過軟連接相互固定，所述固定套的外表面與所述轉(zhuǎn)盤固定連接。
所述機架上安裝有清洗機構和風干機構，所述清洗機構為清洗水泵，對轉(zhuǎn)到最下方的測試杯進行沖洗；所述風干機構為風機，對轉(zhuǎn)到側(cè)后且經(jīng)過清洗的測試杯進行風干。
所述轉(zhuǎn)盤的截面形狀為匚型，所述測試杯貫穿并固定在所述轉(zhuǎn)盤的圓周體壁上，所述轉(zhuǎn)盤的端壁上設置有齒輪，該齒輪和轉(zhuǎn)盤電機的齒輪聯(lián)接；所述測試杯的數(shù)量為六個，或六個以上；所述轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動定位通過碼盤和光耦控制。
一種含有上述測試杯轉(zhuǎn)盤裝置的全自動微量元素分析儀，還含有電極裝置、樣品盤和自動加樣裝置、底液或活化液加液裝置、清洗裝置、計算機控制裝置，所述測試杯轉(zhuǎn)盤裝置的轉(zhuǎn)盤通過轉(zhuǎn)軸和支架安裝在機架中間的隔板上，所述電極裝置含有電極和電極支架，其中，電極支架安裝在機架中間隔板上，并且所述電極支架通過傳動機構和電極支架轉(zhuǎn)動及升降機構聯(lián)接，電極支架上端的電極架上安裝有電極，所述電極包括工作電極、參比電極、對電極，電極支架通過升降、轉(zhuǎn)動使電極測試樣品和電極清洗，并且所述工作電極通過傳動機構和工作電極轉(zhuǎn)動電機聯(lián)接，能夠轉(zhuǎn)動；所述樣品盤和自動加樣裝置含有樣品盤、樣品盤支座、樣品盤轉(zhuǎn)動電機、取樣針、取樣針支架，其中，樣品盤支座安裝在轉(zhuǎn)盤一側(cè)的機架中間隔板上，所述樣品盤支座的轉(zhuǎn)動由樣品盤轉(zhuǎn)動電機控制，取樣針支架安裝在機架中間隔板上，并且所述取樣針支架通過傳動機構和取樣針支架轉(zhuǎn)動及升降機構聯(lián)接，所述取樣針與蠕動吸樣泵連接，取樣針支架通過升降、轉(zhuǎn)動使取樣針將樣品盤中的測試樣品加到轉(zhuǎn)盤上固定的測試杯中；所述底液或活化液加液裝置含有圓轉(zhuǎn)盤、蠕動泵和試劑瓶，其中，所述圓轉(zhuǎn)盤通過轉(zhuǎn)軸安裝在機架中間的隔板上，并且與圓轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動電機聯(lián)接，所述圓轉(zhuǎn)盤上安裝有一定數(shù)量的加液頭，該加液頭通過安裝在機架下部體壁上的蠕動泵與放置在機架底部的試劑瓶連通，所述圓轉(zhuǎn)盤通過轉(zhuǎn)動將不同的底液或活化液加入到測試杯中，使底液與測試樣品混合；所述清洗裝置含有一定數(shù)量的清洗泵和清洗池，其中，所述清洗池安裝在機架中間隔板上，分別對取樣針、電極進行清洗；所述測試杯轉(zhuǎn)盤裝置、電極裝置、樣品盤和自動加樣裝置、底液或活化液加液裝置、清洗裝置均通過計算機控制裝置控制。
所述電極支架含有底座、升降支撐桿、頂架，其中底座安裝在機架中間隔板上，并且所述底座通過齒輪傳動與電極支架轉(zhuǎn)動電機聯(lián)接，實現(xiàn)轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)動角度通過碼盤和光耦控制，所述升降支撐桿下端通過絲杠和絲母與底座連接，上端與頂架連接，所述頂架上安裝有工作電極轉(zhuǎn)動電機和傳動機構，所述工作電極安裝在所述傳動機構上，能夠轉(zhuǎn)動，并且所述頂架上還安裝有參比電極和對電極，電極支架升降電機與絲杠聯(lián)接，使升降支撐桿實現(xiàn)升降；所述參比電極為甘汞電極，所述工作電極為玻碳電極，所述對電極為鉑電極；所述取樣針支架含有底座、升降支撐桿、頂架，其中底座安裝在機架中間隔板上，并且所述底座通過齒輪傳動與取樣針轉(zhuǎn)動電機聯(lián)接，實現(xiàn)轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)動角度通過碼盤和光耦由電路控制機構控制，所述升降支撐桿下端通過絲杠和絲母與底座連接，上端與頂架連接，取樣針固定在頂架上，取樣針升降電機與絲杠聯(lián)接，使升降支撐桿實現(xiàn)升降；所述機架上安裝有溫度控制器，所述溫度控制器和電源聯(lián)接。
所述計算機控制裝置含有計算機、串口電平轉(zhuǎn)換電路、電機控制電路、電化學信號采樣電路、電源轉(zhuǎn)換電路，所述計算機為主控制器，它的一個RS232串口信號通過串口電平轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成TTL電平信號，該TTL電平信號與一定個數(shù)的電機控制電路連接，各電機控制電路再分別與工作電機或工作蠕動泵連接，所述計算機還有一個RS232串口信號通過另一個串口電平轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成TTL電平信號，該TTL電平信號與所述電化學信號采樣電路連接，所述電化學信號采樣電路再與所述工作電極轉(zhuǎn)動電機和所述電極連接，所述電源轉(zhuǎn)換電路給各控制電路和各電機提供電源。
所述串口電平轉(zhuǎn)換電路采用光電耦合器對TTL電平信號和RS232串口信號進行轉(zhuǎn)換、隔離；所述電機控制電路采用微處理器來接收所述碼盤的定位信號、輸出電機控制信號并通過所述微處理器的串口與所述計算機通訊，所述電機控制電路采用達林頓管驅(qū)動器對所述微處理器輸出的電機控制信號進行驅(qū)動，所述碼盤的定位信號通過由發(fā)射二極管和接收管組成的所述光耦獲得，所述光耦的發(fā)射二極管通過分壓電阻與電源相連，所述接收管的輸出端與所述微處理器的輸入/輸出口相連，實現(xiàn)所述轉(zhuǎn)盤、所述樣品盤、所述取樣針支架、所述電極支架、所述圓轉(zhuǎn)盤的定位，所述電機控制信號含有正轉(zhuǎn)信號、反轉(zhuǎn)信號、定位信號或定量信號；所述電化學信號采樣電路含有運算放大器和帶有模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換的微處理器，所述帶有模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換的微處理器通過其串口與所述計算機進行通訊，并將所述計算機傳送來的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號輸出，該模擬信號經(jīng)所述運算放大器放大后與所述對電極連接，所述參比電極的輸出信號經(jīng)所述運算放大器放大后，再經(jīng)所述帶有模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換的微處理器采樣、處理，然后再通過所述帶有模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換的微處理器的串口發(fā)送到所述計算機，所述帶有模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換的微處理器通過其輸入/輸出口控制所述工作電極轉(zhuǎn)動電機的轉(zhuǎn)動，所述工作電極與地連接；所述電源轉(zhuǎn)換電路采用電壓變換器進行電壓轉(zhuǎn)換。
所述工作電機包括所述樣品盤轉(zhuǎn)動電機、所述轉(zhuǎn)盤電機、所述取樣針支架轉(zhuǎn)動電機、取樣針支架升降電機、電極支架升降電機、所述電極支架轉(zhuǎn)動電機、所述圓轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動電機和所述風機，所述工作蠕動泵包括活化液蠕動泵、所述清洗水泵、底液蠕動泵、電極清洗泵、取樣針清洗泵和所述蠕動吸樣泵，所述光電耦合器的型號為6N137或4N35或4N36或H11A817，所述微處理器的型號為AT89C2051或AT89C52或MC68HC08或STC12C2052，所述達林頓管驅(qū)動器的型號為ULN2803A或ULN2003或ULN2004或M54562P或M54563，所述帶有模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換的微處理器的型號為C8051F020或C8051F021或C8051F022或C8051F023，所述運算放大器的型號為OP07或LMX321或741，所述電壓變換器的型號為LM7812CT、MC34063、MC78L05CT。
本發(fā)明的有益效果1.本發(fā)明的測試杯轉(zhuǎn)盤裝置設計新穎、結(jié)構簡單、能夠?qū)崿F(xiàn)自動化操作，其轉(zhuǎn)盤通過轉(zhuǎn)軸和支架安裝在機架上，轉(zhuǎn)軸水平設置，使轉(zhuǎn)盤在垂直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，這樣可以使測試杯中的測試液自動傾倒，便于進行自動清洗和風干，同時還能夠循環(huán)加液，實現(xiàn)連續(xù)、自動工作，大大減少人工操作程序，降低勞動強度。
2.本發(fā)明測量精度高，其樣品取量、底液取量均由蠕動泵控制，每次吸取的數(shù)量均勻且精確，大大提高測量精度，另外測試杯中的樣品和底液經(jīng)過轉(zhuǎn)動、攪拌，提高混合程度，也能大大提高測量精度；每一測試過程后，電極、取樣針、測試杯分別經(jīng)過清洗，大大減少殘留物對測量精度的影響。
3.本發(fā)明的全自動微量元素分析儀集機械、電子于一體，具有自動加樣、自動加底液、自動測量、自動記錄、自動清洗測試杯、自動干燥測試杯等功能，使檢測過程全部自動化，操作者只需將被檢測樣品的信息輸入到計算機中，即可離開，讓分析儀自動檢測，檢測完畢，數(shù)據(jù)自動保存在計算機中，然后操作者可根據(jù)需要將數(shù)據(jù)打印出來，省去了操作者繁重的工作過程。
4.本發(fā)明的全自動微量元素分析儀在測試樣品的過程中同時進行清洗、干燥測試杯等工作，使測試過程中的多項步驟同時進行，加快了測試速度，大大提高了操作者的工作效率。
5.本發(fā)明的全自動微量元素分析儀采用全封閉式結(jié)構，測試用電極、測試杯、連接線均在金屬殼體中，因此，其防電磁干擾能力強。
6.本發(fā)明的全自動微量元素分析儀內(nèi)部安裝有一個恒溫控制器，能使分析儀內(nèi)部的溫度保持恒定，控制誤差在±2℃之內(nèi)；由于電化學測量信號對溫度特別敏感，通常溫度每變化10℃，其測量信號將變化1個數(shù)量級，溫度是影響電化學測量信號重現(xiàn)性、穩(wěn)定性和準確性的主要因素，因此本發(fā)明很好地消除了計算機溫度變化對測定結(jié)果的影響。
7.本發(fā)明的全自動微量元素分析儀使用計算機作為主控制器，使得操作界面豐富、操作過程簡單，使用起來更加方便。


圖1為全自動微量元素分析儀的結(jié)構示意圖之一；圖2為圖1所示全自動微量元素分析儀的俯視圖；圖3為圖1所示測試杯轉(zhuǎn)盤裝置的局部結(jié)構放大圖；圖4為圖1所示電極裝置的結(jié)構原理圖；圖5為圖1所示測試杯轉(zhuǎn)盤裝置的結(jié)構原理圖；圖6為圖1所示樣品盤和自動加樣控制裝置的結(jié)構原理圖；圖7為圖1所示底液或活化液加液裝置的結(jié)構原理圖；圖8為全自動微量元素分析儀的結(jié)構示意圖之二；圖9為圖8所示全自動微量元素分析儀的俯視圖；圖10為圖8所示測試杯轉(zhuǎn)盤裝置的局部結(jié)構放大圖；圖11為圖8所示電極裝置的結(jié)構原理圖；圖12為全自動微量元素分析儀的計算機控制系統(tǒng)工作原理方框示意圖之一；圖13為全自動微量元素分析儀的計算機控制系統(tǒng)工作原理方框示意圖之二；圖14為全自動微量元素分析儀電機控制電路示意圖；圖15為全自動微量元素分析儀電化學信號采樣電路示意圖；圖16為全自動微量元素分析儀串口電平轉(zhuǎn)換電路示意圖；圖17為全自動微量元素分析儀電源轉(zhuǎn)換電路示意圖；圖18為全自動微量元素分析儀的計算機控制系統(tǒng)工作流程圖。
具體實施例方式實施例一參見圖1～圖7、圖12、圖14～圖18，圖中，測試杯轉(zhuǎn)盤裝置的轉(zhuǎn)盤12通過轉(zhuǎn)軸19和支架14安裝在機架2中部的隔板上，轉(zhuǎn)軸19水平設置，使轉(zhuǎn)盤12在垂直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)盤12的截面形狀為匚型，貫穿轉(zhuǎn)盤12的圓周體壁且沿圓周方向均布安裝八個固定套20(也可以是其它數(shù)量，其四周體壁也可以為棱柱型，根據(jù)需要確定)，轉(zhuǎn)盤12的端壁上設置有齒輪，該齒輪和轉(zhuǎn)盤電機15的齒輪聯(lián)接，每一個固定套20中安裝一個測試杯13，測試杯13和固定套20之間安裝有軸承，便于轉(zhuǎn)動，并且測試杯13下部套裝固定一個齒輪18，該齒輪18和測試杯轉(zhuǎn)動電機11的齒輪聯(lián)接(也可以采用該齒輪通過齒輪傳動機構與轉(zhuǎn)盤電機聯(lián)接的傳動方式)，擋板17能夠改變測試杯13中測試液體的流向，避免流入下一個測試杯13中，轉(zhuǎn)盤12上安裝有碼盤(圖中未畫出)，該碼盤和機架2中間隔板上安裝的一個光耦相匹配，光耦與計算機控制裝置的電路聯(lián)接，以便控制轉(zhuǎn)盤12的轉(zhuǎn)動角度及位置。機架2上安裝有清洗機構和風干機構，清洗機構可以采用清洗水泵108，對轉(zhuǎn)到最下方C位置的測試杯13進行沖洗；風干機構為風機109，對轉(zhuǎn)到側(cè)后D位置且經(jīng)過清洗的測試杯13進行風干；清洗機構和風干機構由計算機控制裝置控制。
樣品盤和自動加樣裝置含有樣品盤6、樣品盤支座5、樣品盤轉(zhuǎn)動電機4、取樣針7、取樣針支架8，其中，樣品盤支座5安裝在轉(zhuǎn)盤12一側(cè)的機架2中間隔板上，樣品盤支座5的轉(zhuǎn)動由樣品盤轉(zhuǎn)動電機4控制，樣品盤支座5的下端安裝有碼盤3，該碼盤3和機架2中間隔板上安裝的一個光耦相匹配，光耦與計算機控制裝置的電路聯(lián)接，以便控制樣品盤支座5的轉(zhuǎn)動角度。樣品盤6放置在樣品盤支座5上，樣品盤6上能夠放置100個樣品杯，取樣針支架8含有底座115、升降支撐桿、頂架，其中底座115安裝在機架2中間隔板上，并且底座115通過齒輪傳動與取樣針轉(zhuǎn)動電機116聯(lián)接，實現(xiàn)轉(zhuǎn)動，底座115下端安裝一個碼盤，該碼盤和機架2中間隔板上安裝的一個光耦相匹配，光耦與計算機控制裝置的電路聯(lián)接，以便控制取樣針7的轉(zhuǎn)動角度。升降支撐桿下端通過絲杠和絲母與底座115連接，上端與頂架連接，取樣針固定在頂架上，取樣針升降電機與絲杠聯(lián)接，使升降支撐桿實現(xiàn)升降，取樣針7與蠕動吸樣泵聯(lián)接，取樣針支架8通過升降、轉(zhuǎn)動使取樣針7將樣品盤6中的測試樣品加到轉(zhuǎn)盤12上固定的測試杯13中，111為清洗池，加樣后的取樣針7插入清洗池111中，通過取樣針清洗泵208打進的蒸餾水進行清洗。
底液或活化液加液裝置含有圓轉(zhuǎn)盤118、蠕動泵121和試劑瓶120，其中，圓轉(zhuǎn)盤118通過轉(zhuǎn)軸安裝在機架2中間的隔板上，并且與圓轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動電機119聯(lián)接，圓轉(zhuǎn)盤118上安裝有一定數(shù)量的加液頭117(也可以采用一個加液頭和多個支管的結(jié)構形式)，該加液頭117通過安裝在機架2下部體壁上的蠕動泵121與放置在機架2底部的試劑瓶120連通(二者一一對應)，圓轉(zhuǎn)盤118通過轉(zhuǎn)動將不同的底液或活化液加入到測試杯13中，使底液或活化液與測試樣品混合。在圖示A位置加底液或活化液、以及樣品液。工作時，先在測試杯13中加入活化液，對電極進行活化，然后再加入底液和樣品，進行樣品測試。
電極裝置的電極支架9含有底座106、升降支撐桿、頂架10，其中底座106安裝在機架2中間隔板上，并且底座106通過齒輪傳動與電極支架轉(zhuǎn)動電機107聯(lián)接，實現(xiàn)轉(zhuǎn)動，底座106下端安裝一個碼盤，該碼盤和機架2中間隔板上安裝的一個光耦相匹配，光耦與計算機控制裝置的電路聯(lián)接，以便控制電極支架9的轉(zhuǎn)動角度。升降支撐桿下端通過絲杠和絲母與底座106連接，上端與頂架10連接，頂架10上安裝有工作電極104、參比電極103、對電極105，其中，參比電極103為甘汞電極，工作電極104為玻碳電極，對電極105為鉑電極；電極支架升降電機與絲杠聯(lián)接，使升降支撐桿實現(xiàn)升降，電極支架9通過升降、轉(zhuǎn)動使電極測試樣品和電極清洗。在圖示B位置進行測量。清洗裝置含有一定數(shù)量的清洗泵和清洗池111，其中，清洗池111安裝在機架2中間隔板上，分別對取樣針7、電極進行清洗；測試杯轉(zhuǎn)盤裝置、電極裝置、樣品盤和自動加樣裝置、底液或活化液加液裝置、清洗裝置均通過計算機控制裝置控制。
計算機控制裝置含有計算機、串口電平轉(zhuǎn)換電路、電機控制電路、電化學信號采樣電路、電源轉(zhuǎn)換電路，計算機為主控制器，它的一個RS232串口信號通過一個串口電平轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成TTL電平信號，該TTL電平信號與一定個數(shù)的電機控制電路連接，各電機控制電路再分別與樣品盤轉(zhuǎn)動電機4、轉(zhuǎn)盤電機15、取樣針支架轉(zhuǎn)動電機116、取樣針支架升降電機、電極支架升降電機、電極支架轉(zhuǎn)動電機107、圓轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動電機119、活化液蠕動泵、清洗水泵108、底液蠕動泵、電極清洗泵、取樣針清洗泵208、蠕動吸樣泵和風機109連接，實現(xiàn)各種轉(zhuǎn)動和升降，計算機還有一個RS232串口信號通過另一個串口電平轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成TTL電平信號，該TTL電平信號與電化學信號采樣電路連接，電化學信號采樣電路再與工作電極104、參比電極103、對電極105和測試杯轉(zhuǎn)動電機11連接，電源轉(zhuǎn)換電路給各控制電路和各電機提供電源。
串口電平轉(zhuǎn)換電路采用光電耦合器U62和U63對TTL電平信號和RS232串口信號進行轉(zhuǎn)換、隔離；電機控制電路采用微處理器U23來接收碼盤的定位信號、輸出電機控制信號，并通過微處理器U23的串口與計算機通訊，電機控制電路采用達林頓管驅(qū)動器U21和U22對微處理器U23輸出的電機控制信號進行驅(qū)動，碼盤的定位信號通過由發(fā)射二極管D21和接收管Q21組成的光耦獲得，光耦的發(fā)射二極管D21通過分壓電阻R22與電源相連，接收管Q21的輸出端與微處理器U23的第6腳相連，實現(xiàn)轉(zhuǎn)盤12、樣品盤6、取樣針支架8、電極支架9、圓轉(zhuǎn)盤118的定位，電機控制電路輸出的電機控制信號含有正轉(zhuǎn)信號S 1、反轉(zhuǎn)信號S2、定位信號S3或定量信號S4；電化學信號采樣電路含有運算放大器U44、U45和帶有模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換的微處理器U41，帶有模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換的微處理器U41通過其串口與計算機進行通訊，并將計算機傳送來的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號輸出，該模擬信號經(jīng)運算放大器U45放大后與對電極105連接，參比電極103的輸出信號經(jīng)運算放大器U44放大后，再經(jīng)帶有模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換的微處理器U41采樣、處理，然后再通過帶有模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換的微處理器U41的串口發(fā)送到計算機，帶有模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換的微處理器U41通過其輸入/輸出口控制測試杯轉(zhuǎn)動電機11的轉(zhuǎn)動，工作電極104與地連接；電源轉(zhuǎn)換電路采用電壓變換器U2、U4和U7進行電壓轉(zhuǎn)換。
光電耦合器U62和U63的型號為6N137，微處理器U23的型號為AT89C2051，達林頓管驅(qū)動器U22的型號為M54562P，達林頓管驅(qū)動器U21的型號為ULN2803A，帶有模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換的微處理器U41的型號為C8051F020，運算放大器U45和U46的型號為OP07，電壓變換器U4、U2和U7的型號為LM7812CT、MC34063、和MC78L05CT。
機架2上安裝有溫度控制器(圖中未畫出)，溫度控制器和電源聯(lián)接，保持分析儀的溫度恒定。
計算機的控制過程如下a.對各控制電路發(fā)出初始化指令，使各部分機構和部件處于準備狀態(tài)。
b.控制電極支架升降電機、電極支架轉(zhuǎn)動電機107和活化液蠕動泵，再控制電化學信號采樣電路，對電極進行活化。
c.控制轉(zhuǎn)盤電機15使轉(zhuǎn)盤12轉(zhuǎn)動一步。
d.控制蠕動吸樣泵、取樣針轉(zhuǎn)動電機116和取樣針升降電機將被測液吸入測試杯13中，控制底液蠕動泵將底液吸入測試杯13中。
e.控制轉(zhuǎn)盤電機15使轉(zhuǎn)盤12轉(zhuǎn)動一步。
f.控制電極支架升降電機或轉(zhuǎn)動電機107將工作電極104、參比電極103、對電極105插入測試杯13中，再控制電化學信號采樣電路對被測液體進行攪拌并測試。
g.控制清洗水泵108對測試杯13進行清洗，控制風機109對測試杯13進行干燥。
h.查詢電化學信號采樣電路是否已測試完畢，如測試完畢，將測得的結(jié)果讀入計算機中并保存，這樣就完成了一個樣品的測試。
i.控制取樣針清洗泵208、取樣針轉(zhuǎn)動電機116和取樣針升降電機來清洗取樣針7，控制電極清洗泵、電極支架轉(zhuǎn)動電機107和電極支架升降電機來清洗電極。
j.判斷是否所有的樣品已測試完，如沒有，轉(zhuǎn)入步驟c繼續(xù)進行下一個樣品的測試，如所有的樣品已測試完，即結(jié)束測試。
實施例二參見圖8～圖11、圖13，本實施例和實施例一基本相同，相同之處不重述，不同之處在于轉(zhuǎn)盤12上沿圓周方向均布安裝八個測試杯13，沒有固定套20，并且工作電極104通過傳動機構102和工作電極轉(zhuǎn)動電機101聯(lián)接，能夠轉(zhuǎn)動，這樣工作電極104起攪拌作用，使測試杯13中的樣品液、底液或活化液混合并攪勻，以這種方式代替實施例一中的測試杯13轉(zhuǎn)動、工作電極104不轉(zhuǎn)動的攪拌方式。
實施例三本實施例和實施例二基本相同，相同之處不重述，不同之處在于每一測試杯均套裝在一個固定套中，并且，測試杯和固定套之間設置有彈性卡套或彈性圈，使二者通過軟連接相互固定，固定套的外表面與所述轉(zhuǎn)盤固定連接。該彈性卡套或彈性圈的外緣卡固在固定套內(nèi)壁上設置的凹槽中，或者該彈性卡套或彈性圈夾固在測試杯和固定套之間，其固定方式根據(jù)實際需要確定。
改變轉(zhuǎn)盤的結(jié)構形式、改變測試杯和轉(zhuǎn)盤的連接方式、改變各轉(zhuǎn)動部件的轉(zhuǎn)動角度的控制方式、以及改變測試杯或工作電極的轉(zhuǎn)動方式等等能夠組成多個實施例，均屬于本發(fā)明的常見變化范圍，在此不一一詳述。
權利要求
1.一種測試杯轉(zhuǎn)盤裝置，含有測試杯、轉(zhuǎn)盤、傳動機構、動力機構和機架，其特征是所述轉(zhuǎn)盤通過轉(zhuǎn)軸和支架安裝在機架上，并且所述轉(zhuǎn)盤通過傳動機構與安裝在機架上的轉(zhuǎn)盤電機聯(lián)接，所述轉(zhuǎn)軸水平設置，使所述轉(zhuǎn)盤在垂直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，所述轉(zhuǎn)盤上沿圓周方向均布安裝一定數(shù)量的固定套，每一個固定套中安裝一個測試杯，二者為轉(zhuǎn)動配合，并且所述測試杯下部套裝固定一個齒輪，該齒輪和測試杯轉(zhuǎn)動電機的齒輪聯(lián)接，或者，該齒輪通過齒輪傳動機構與轉(zhuǎn)盤電機聯(lián)接。
2.根據(jù)權利要求1所述的測試杯轉(zhuǎn)盤裝置，其特征是所述機架上安裝有清洗機構和風干機構，所述清洗機構為清洗水泵，對轉(zhuǎn)到最下方的測試杯進行沖洗；所述風干機構為風機，對轉(zhuǎn)到側(cè)后且經(jīng)過清洗的測試杯進行風干。
3.根據(jù)權利要求1所述的測試杯轉(zhuǎn)盤裝置，其特征是所述測試杯和固定套之間安裝有軸承；所述轉(zhuǎn)盤的截面形狀為匚型，所述固定套貫穿并固定在所述轉(zhuǎn)盤的圓周體壁上，所述轉(zhuǎn)盤的端壁上設置有齒輪，該齒輪和轉(zhuǎn)盤電機的齒輪聯(lián)接；所述測試杯的數(shù)量為六個，或六個以上；所述轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動定位通過碼盤和光耦來控制。
4.一種含有權利要求1所述測試杯轉(zhuǎn)盤裝置的全自動微量元素分析儀，還含有電極裝置、樣品盤和自動加樣裝置、底液或活化液加液裝置、清洗裝置、計算機控制裝置，其特征是所述測試杯轉(zhuǎn)盤裝置的轉(zhuǎn)盤通過轉(zhuǎn)軸和支架安裝在機架中間的隔板上，所述電極裝置含有電極和電極支架，其中，電極支架安裝在機架中間隔板上，并且所述電極支架通過傳動機構和電極支架轉(zhuǎn)動及升降機構聯(lián)接，電極支架上端的電極架上安裝有電極，所述電極包括工作電極、參比電極、對電極，電極支架通過升降、轉(zhuǎn)動使電極測試樣品和電極清洗；所述樣品盤和自動加樣裝置含有樣品盤、樣品盤支座、樣品盤轉(zhuǎn)動電機、取樣針、取樣針支架，其中，樣品盤支座安裝在轉(zhuǎn)盤一側(cè)的機架中間隔板上，所述樣品盤支座的轉(zhuǎn)動由樣品盤轉(zhuǎn)動電機控制，取樣針支架安裝在機架中間隔板上，并且所述取樣針支架通過傳動機構和取樣針支架轉(zhuǎn)動及升降機構聯(lián)接，所述取樣針與蠕動吸樣泵連接，取樣針支架通過升降、轉(zhuǎn)動使取樣針將樣品盤中的測試樣品加到轉(zhuǎn)盤上固定的測試杯中；所述底液或活化液加液裝置含有圓轉(zhuǎn)盤、蠕動泵和試劑瓶，其中，所述圓轉(zhuǎn)盤通過轉(zhuǎn)軸安裝在機架中間的隔板上，并且與圓轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動電機聯(lián)接，所述圓轉(zhuǎn)盤上安裝有一定數(shù)量的加液頭，該加液頭通過安裝在機架下部體壁上的蠕動泵與放置在機架底部的試劑瓶連通，所述圓轉(zhuǎn)盤通過轉(zhuǎn)動將不同的底液或活化液加入到測試杯中，使底液與測試樣品混合；所述清洗裝置含有一定數(shù)量的清洗泵和清洗池，其中，所述清洗池安裝在機架中間隔板上，分別對取樣針、電極進行清洗；所述測試杯轉(zhuǎn)盤裝置、電極裝置、樣品盤和自動加樣裝置、底液或活化液加液裝置、清洗裝置均通過計算機控制裝置控制。
5.根據(jù)權利要求4所述的全自動微量元素分析儀，其特征是所述電極支架含有底座、升降支撐桿、頂架，其中底座安裝在機架中間隔板上，并且所述底座通過齒輪傳動與電極支架轉(zhuǎn)動電機聯(lián)接，實現(xiàn)轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)動角度通過碼盤和光耦控制，所述升降支撐桿下端通過絲杠和絲母與底座連接，上端與頂架連接，電極固定在頂架上，電極支架升降電機與絲杠聯(lián)接，使升降支撐桿實現(xiàn)升降；所述參比電極為甘汞電極，所述工作電極為玻碳電極，所述對電極為鉑電極；所述取樣針支架含有底座、升降支撐桿、頂架，其中底座安裝在機架中間隔板上，并且所述底座通過齒輪傳動與取樣針支架轉(zhuǎn)動電機聯(lián)接，實現(xiàn)轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)動角度通過碼盤和光耦控制，所述升降支撐桿下端通過絲杠和絲母與底座連接，上端與頂架連接，取樣針固定在頂架上，取樣針升降電機與絲杠聯(lián)接，使升降支撐桿實現(xiàn)升降；所述機架上安裝有溫度控制器，所述溫度控制器和電源聯(lián)接。
6.根據(jù)權利要求4或5所述的全自動微量元素分析儀，其特征是所述計算機控制裝置含有計算機、串口電平轉(zhuǎn)換電路、電機控制電路、電化學信號采樣電路、電源轉(zhuǎn)換電路，所述計算機為主控制器，它的一個RS232串口信號通過串口電平轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成TTL電平信號，該TTL電平信號與一定個數(shù)的電機控制電路連接，各電機控制電路再分別與工作電機或工作蠕動泵連接，所述計算機還有一個RS232串口信號通過另一個串口電平轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成TTL電平信號，該TTL電平信號與所述電化學信號采樣電路連接，所述電化學信號采樣電路再與所述測試杯轉(zhuǎn)動電機和所述電極連接，所述電源轉(zhuǎn)換電路給各控制電路和各電機提供電源。
7.根據(jù)權利要求6所述的全自動微量元素分析儀，其特征是所述串口電平轉(zhuǎn)換電路采用光電耦合器對TTL電平信號和RS232串口信號進行轉(zhuǎn)換、隔離；所述電機控制電路采用微處理器來接收所述碼盤的定位信號、輸出電機控制信號并通過所述微處理器的串口與所述計算機通訊，所述電機控制電路采用達林頓管驅(qū)動器對所述微處理器輸出的電機控制信號進行驅(qū)動，所述碼盤的定位信號通過由發(fā)射二極管和接收管組成的所述光耦獲得，所述光耦的發(fā)射二極管通過分壓電阻與電源相連，所述接收管的輸出端與所述微處理器的輸入/輸出口相連，實現(xiàn)所述轉(zhuǎn)盤、所述樣品盤、所述取樣針支架、所述電極支架、所述圓轉(zhuǎn)盤的定位，所述電機控制信號含有正轉(zhuǎn)信號、反轉(zhuǎn)信號、定位信號或定量信號；所述電化學信號采樣電路含有運算放大器和帶有模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換的微處理器，所述帶有模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換的微處理器通過其串口與所述計算機進行通訊，并將所述計算機傳送來的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號輸出，該模擬信號經(jīng)所述運算放大器放大后與所述對電極連接，所述參比電極的輸出信號經(jīng)所述運算放大器放大后，再經(jīng)所述帶有模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換的微處理器采樣、處理，然后再通過所述帶有模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換的微處理器的串口發(fā)送到所述計算機，所述帶有模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換的微處理器通過其輸入/輸出口控制所述測試杯轉(zhuǎn)動電機的轉(zhuǎn)動，所述工作電極與地連接；所述電源轉(zhuǎn)換電路采用電壓變換器進行電壓轉(zhuǎn)換。
8.根據(jù)權利要求7所述的全自動微量元素分析儀，其特征是所述工作電機包括所述樣品盤轉(zhuǎn)動電機、所述轉(zhuǎn)盤電機、所述取樣針支架轉(zhuǎn)動電機、取樣針支架升降電機、電極支架升降電機、所述電極支架轉(zhuǎn)動電機、所述圓轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動電機和所述風機，所述工作蠕動泵包括活化液蠕動泵、所述清洗水泵、底液蠕動泵、電極清洗泵、取樣針清洗泵和所述蠕動吸樣泵，所述光電耦合器的型號為6N137或4N35或4N36或H11A817，所述微處理器的型號為AT89C2051或AT89C52或MC68HC08或STC12C2052，所述達林頓管驅(qū)動器的型號為ULN2803A或ULN2003或ULN2004或M54562P或M54563，所述帶有模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換的微處理器的型號為C8051F020或C8051F021或C8051F022或C8051F023，所述運算放大器的型號為OP07或LMX321或741，所述電壓變換器的型號為LM7812CT、MC34063、MC78L05CT。
9.一種測試杯轉(zhuǎn)盤裝置，含有測試杯、轉(zhuǎn)盤、傳動機構、動力機構和機架，其特征是所述轉(zhuǎn)盤通過轉(zhuǎn)軸和支架安裝在機架上，并且所述轉(zhuǎn)盤通過傳動機構與安裝在機架上的轉(zhuǎn)盤電機聯(lián)接，所述轉(zhuǎn)軸水平設置，使所述轉(zhuǎn)盤在垂直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，所述轉(zhuǎn)盤上沿圓周方向均布安裝一定數(shù)量的測試杯。
10.根據(jù)權利要求9所述的測試杯轉(zhuǎn)盤裝置，其特征是所述測試杯套裝在固定套中，并且，所述測試杯和所述固定套之間設置有彈性卡套或彈性圈，使二者通過軟連接相互固定，所述固定套的外表面與所述轉(zhuǎn)盤固定連接。
11.根據(jù)權利要求9或10所述的測試杯轉(zhuǎn)盤裝置，其特征是所述機架上安裝有清洗機構和風干機構，所述清洗機構為清洗水泵，對轉(zhuǎn)到最下方的測試杯進行沖洗；所述風干機構為風機，對轉(zhuǎn)到側(cè)后且經(jīng)過清洗的測試杯進行風干。
12.根據(jù)權利要求9或10所述的測試杯轉(zhuǎn)盤裝置，其特征是所述轉(zhuǎn)盤的截面形狀為匚型，所述測試杯貫穿并固定在所述轉(zhuǎn)盤的圓周體壁上，所述轉(zhuǎn)盤的端壁上設置有齒輪，該齒輪和轉(zhuǎn)盤電機的齒輪聯(lián)接；所述測試杯的數(shù)量為六個，或六個以上；所述轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動定位通過碼盤和光耦控制。
13.一種含有權利要求9所述測試杯轉(zhuǎn)盤裝置的全自動微量元素分析儀，還含有電極裝置、樣品盤和自動加樣裝置、底液或活化液加液裝置、清洗裝置、計算機控制裝置，其特征是所述測試杯轉(zhuǎn)盤裝置的轉(zhuǎn)盤通過轉(zhuǎn)軸和支架安裝在機架中間的隔板上，所述電極裝置含有電極和電極支架，其中，電極支架安裝在機架中間隔板上，并且所述電極支架通過傳動機構和電極支架轉(zhuǎn)動及升降機構聯(lián)接，電極支架上端的電極架上安裝有電極，所述電極包括工作電極、參比電極、對電極，電極支架通過升降、轉(zhuǎn)動使電極測試樣品和電極清洗，并且所述工作電極通過傳動機構和工作電極轉(zhuǎn)動電機聯(lián)接，能夠轉(zhuǎn)動；所述樣品盤和自動加樣裝置含有樣品盤、樣品盤支座、樣品盤轉(zhuǎn)動電機、取樣針、取樣針支架，其中，樣品盤支座安裝在轉(zhuǎn)盤一側(cè)的機架中間隔板上，所述樣品盤支座的轉(zhuǎn)動由樣品盤轉(zhuǎn)動電機控制，取樣針支架安裝在機架中間隔板上，并且所述取樣針支架通過傳動機構和取樣針支架轉(zhuǎn)動及升降機構聯(lián)接，所述取樣針與蠕動吸樣泵連接，取樣針支架通過升降、轉(zhuǎn)動使取樣針將樣品盤中的測試樣品加到轉(zhuǎn)盤上固定的測試杯中；所述底液或活化液加液裝置含有圓轉(zhuǎn)盤、蠕動泵和試劑瓶，其中，所述圓轉(zhuǎn)盤通過轉(zhuǎn)軸安裝在機架中間的隔板上，并且與圓轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動電機聯(lián)接，所述圓轉(zhuǎn)盤上安裝有一定數(shù)量的加液頭，該加液頭通過安裝在機架下部體壁上的蠕動泵與放置在機架底部的試劑瓶連通，所述圓轉(zhuǎn)盤通過轉(zhuǎn)動將不同的底液或活化液加入到測試杯中，使底液與測試樣品混合；所述清洗裝置含有一定數(shù)量的清洗泵和清洗池，其中，所述清洗池安裝在機架中間隔板上，分別對取樣針、電極進行清洗；所述測試杯轉(zhuǎn)盤裝置、電極裝置、樣品盤和自動加樣裝置、底液或活化液加液裝置、清洗裝置均通過計算機控制裝置控制。
14.根據(jù)權利要求13所述的全自動微量元素分析儀，其特征是所述電極支架含有底座、升降支撐桿、頂架，其中底座安裝在機架中間隔板上，并且所述底座通過齒輪傳動與電極支架轉(zhuǎn)動電機聯(lián)接，實現(xiàn)轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)動角度通過碼盤和光耦控制，所述升降支撐桿下端通過絲杠和絲母與底座連接，上端與頂架連接，所述頂架上安裝有工作電極轉(zhuǎn)動電機和傳動機構，所述工作電極安裝在所述傳動機構上，能夠轉(zhuǎn)動，并且所述頂架上還安裝有參比電極和對電極，電極支架升降電機與絲杠聯(lián)接，使升降支撐桿實現(xiàn)升降；所述參比電極為甘汞電極，所述工作電極為玻碳電極，所述對電極為鉑電極；所述取樣針支架含有底座、升降支撐桿、頂架，其中底座安裝在機架中間隔板上，并且所述底座通過齒輪傳動與取樣針轉(zhuǎn)動電機聯(lián)接，實現(xiàn)轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)動角度通過碼盤和光耦由電路控制機構控制，所述升降支撐桿下端通過絲杠和絲母與底座連接，上端與頂架連接，取樣針固定在頂架上，取樣針升降電機與絲杠聯(lián)接，使升降支撐桿實現(xiàn)升降；所述機架上安裝有溫度控制器，所述溫度控制器和電源聯(lián)接。
15.根據(jù)權利要求13或14所述的全自動微量元素分析儀，其特征是所述計算機控制裝置含有計算機、串口電平轉(zhuǎn)換電路、電機控制電路、電化學信號采樣電路、電源轉(zhuǎn)換電路，所述計算機為主控制器，它的一個RS232串口信號通過串口電平轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成TTL電平信號，該TTL電平信號與一定個數(shù)的電機控制電路連接，各電機控制電路再分別與工作電機或工作蠕動泵連接，所述計算機還有一個RS232串口信號通過另一個串口電平轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成TFL電平信號，該TTL電平信號與所述電化學信號采樣電路連接，所述電化學信號采樣電路再與所述工作電極轉(zhuǎn)動電機和所述電極連接，所述電源轉(zhuǎn)換電路給各控制電路和各電機提供電源。
16.根據(jù)權利要求15所述的全自動微量元素分析儀，其特征是所述串口電平轉(zhuǎn)換電路采用光電耦合器對TTL電平信號和RS232串口信號進行轉(zhuǎn)換、隔離；所述電機控制電路采用微處理器來接收所述碼盤的定位信號、輸出電機控制信號并通過所述微處理器的串口與所述計算機通訊，所述電機控制電路采用達林頓管驅(qū)動器對所述微處理器輸出的電機控制信號進行驅(qū)動，所述碼盤的定位信號通過由發(fā)射二極管和接收管組成的所述光耦獲得，所述光耦的發(fā)射二極管通過分壓電阻與電源相連，所述接收管的輸出端與所述微處理器的輸入/輸出口相連，實現(xiàn)所述轉(zhuǎn)盤、所述樣品盤、所述取樣針支架、所述電極支架、所述圓轉(zhuǎn)盤的定位，所述電機控制信號含有正轉(zhuǎn)信號、反轉(zhuǎn)信號、定位信號或定量信號；所述電化學信號采樣電路含有運算放大器和帶有模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換的微處理器，所述帶有模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換的微處理器通過其串口與所述計算機進行通訊，并將所述計算機傳送來的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號輸出，該模擬信號經(jīng)所述運算放大器放大后與所述對電極連接，所述參比電極的輸出信號經(jīng)所述運算放大器放大后，再經(jīng)所述帶有模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換的微處理器采樣、處理，然后再通過所述帶有模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換的微處理器的串口發(fā)送到所述計算機，所述帶有模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換的微處理器通過其輸入/輸出口控制所述工作電極轉(zhuǎn)動電機的轉(zhuǎn)動，所述工作電極與地連接；所述電源轉(zhuǎn)換電路采用電壓變換器進行電壓轉(zhuǎn)換。
17.根據(jù)權利要求16所述的全自動微量元素分析儀，其特征是所述工作電機包括所述樣品盤轉(zhuǎn)動電機、所述轉(zhuǎn)盤電機、所述取樣針支架轉(zhuǎn)動電機、取樣針支架升降電機、電極支架升降電機、所述電極支架轉(zhuǎn)動電機、所述圓轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動電機和所述風機，所述工作蠕動泵包括活化液蠕動泵、所述清洗水泵、底液蠕動泵、電極清洗泵、取樣針清洗泵和所述蠕動吸樣泵，所述光電耦合器的型號為6N137或4N35或4N36或H11A817，所述微處理器的型號為AT89C2051或AT89C52或MC68HC08或STC12C2052，所述達林頓管驅(qū)動器的型號為ULN2803A或ULN2003或ULN2004或M54562P或M54563，所述帶有模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換的微處理器的型號為C8051F020或C8051F021或C8051F022或C8051F023，所述運算放大器的型號為OP07或LMX321或741，所述電壓變換器的型號為LM7812CT、MC34063、MC78L05CT。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種測試杯轉(zhuǎn)盤裝置及全自動微量元素分析儀，測試杯轉(zhuǎn)盤裝置的轉(zhuǎn)盤安裝在機架上并通過傳動機構與轉(zhuǎn)盤電機聯(lián)接，轉(zhuǎn)盤在垂直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，其圓周體壁均布安裝一定數(shù)量的固定套，每一個固定套中安裝一個測試杯，二者為轉(zhuǎn)動配合，并且測試杯下部套裝固定一個齒輪，該齒輪和測試杯轉(zhuǎn)動電機的齒輪聯(lián)接。全自動微量元素分析儀含有測試杯轉(zhuǎn)盤裝置、電極裝置、樣品盤和自動加樣裝置、底液或活化液加液裝置、清洗裝置、計算機控制裝置。本發(fā)明集機械、電子于一體，具有自動加樣、自動加活化液、自動測量、自動記錄、自動清洗測試杯、自動干燥測試杯等功能，使檢測過程全部自動化，并且設計新穎、測量精度高、經(jīng)濟效益好。
文檔編號G01N27/26GK101029898SQ20061012848
公開日2007年9月5日 申請日期2006年12月28日 優(yōu)先權日2006年12月28日
發(fā)明者秦文華, 羅曉芳, 李剛, 李長煊, 秦剛?cè)A, 羅涵 申請人:鄭州華芳科貿(mào)有限公司