專利名稱：色譜柱箱以及氣相色譜儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種分析測(cè)試設(shè)備領(lǐng)域的色譜柱箱以及色譜儀，特別是涉及一種 小型化的氣相色譜儀柱箱以及使用該柱箱的氣相色譜儀。
背景技術(shù)：
氣相色譜儀應(yīng)用在化工、環(huán)保等眾多領(lǐng)域，但由于體積龐大，一般放在實(shí)驗(yàn)室使 用。氣相色譜儀的柱箱占整個(gè)氣相色譜儀的60%以上，要想使氣相色譜儀微型化、便攜式， 就必須要使色譜柱箱微型化。在現(xiàn)有技術(shù)中曾提出一種環(huán)狀色譜柱箱，該色譜柱箱靠金屬熱傳導(dǎo)傳熱，傳熱速 度慢于熱對(duì)流，金屬傳熱不如氣體對(duì)流傳熱均勻。同時(shí)，該色譜柱箱采用控制金屬均熱塊的 溫度來(lái)控制柱箱內(nèi)溫度，由于金屬均熱塊的熱慣性大，控溫難度大，且不容易實(shí)現(xiàn)快速升溫 和快速降溫。還有一種微型色譜柱箱，該柱箱為方形，主要是將加熱膜、色譜柱、熱敏電阻安裝 在一個(gè)骨架上，骨架材料為鋁鎂合金，其溫度傳遞方式主要靠骨架的熱傳導(dǎo)，并有2個(gè)風(fēng) 扇，用于降溫時(shí)加速下降。但是該色譜柱箱的氣流場(chǎng)并不對(duì)稱均勻，進(jìn)入柱箱的冷空氣不能 充分通過(guò)骨架的色譜柱，而且骨架存儲(chǔ)較多熱能，其降溫效果受到影響。由此可見(jiàn)，上述現(xiàn)有的色譜柱箱以及色譜儀在結(jié)構(gòu)與使用上，顯然仍存在有不便 與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。本設(shè)計(jì)人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造多年豐富的實(shí)務(wù)經(jīng) 驗(yàn)及專業(yè)知識(shí)，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新型結(jié)構(gòu)的色譜柱箱以及色譜儀，能夠改 進(jìn)一般現(xiàn)有的色譜柱箱以及色譜儀，使其更具有實(shí)用性。經(jīng)過(guò)不斷的研究、設(shè)計(jì)，并經(jīng)反復(fù) 試作樣品及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實(shí)用價(jià)值的本實(shí)用新型。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的主要目的在于，克服現(xiàn)有的色譜柱箱存在的缺陷，而提供一種新型 結(jié)構(gòu)的色譜柱箱，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是使其采用環(huán)形箱體，減小色譜柱箱的體積，且具有 良好的溫度調(diào)節(jié)功能，從而更加經(jīng)濟(jì)實(shí)用。本實(shí)用新型的另一目的在于，提供一種氣相色譜儀，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是減小 色譜儀體積，從而更加適于實(shí)用。本實(shí)用新型的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題是采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本實(shí)用 新型提出的一種色譜柱箱，其包括環(huán)形箱體；兩個(gè)通氣道，分別設(shè)置在所述環(huán)形箱體的兩 側(cè)，并與所述環(huán)形箱體內(nèi)部連通；風(fēng)扇，設(shè)置在所述環(huán)形箱體內(nèi)部；溫度測(cè)量裝置，設(shè)置在 所述環(huán)形箱體內(nèi)部；以及加熱裝置，設(shè)置在所述環(huán)形箱體內(nèi)部。優(yōu)選的，所述色譜柱箱，其環(huán) 形箱體的斷面形狀為矩形、圓形、多邊形或者橢圓形。優(yōu)選的，所述的色譜柱箱還包括容置 盒，與環(huán)形箱體連通；所述風(fēng)扇包括扇葉和風(fēng)扇電機(jī)，較佳的，所述風(fēng)扇電機(jī)設(shè)置在容置盒 內(nèi)。氣相色譜柱設(shè)置于所述的環(huán)形箱體內(nèi)。色譜柱受風(fēng)扇推動(dòng)的高速旋轉(zhuǎn)的溫度均勻的空 氣加熱。[0009]本實(shí)用新型的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還采用以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本實(shí)用 新型提出的一種氣相色譜儀，其包括上述的色譜柱箱。優(yōu)選的，在所述的兩個(gè)通氣道的開(kāi)口 處分別設(shè)有氣道門。其還包括殼體，所述的色譜柱箱設(shè)置在該殼體內(nèi)，所述色譜柱箱和所述 殼體之間的空間填充隔熱保溫材料；所述的兩個(gè)通氣道的開(kāi)口位于所述殼體外。還包括步 進(jìn)電機(jī)連接所述的氣道門，并控制所述氣道門的打開(kāi)和關(guān)閉。還包括主控制器；溫度控制 模塊，連接于主控制器和加熱裝置；風(fēng)扇控制模塊，連接于主控制器和風(fēng)扇；以及氣道門控 制模塊，連接于主控制器和所述的步進(jìn)電機(jī)；所述的溫度測(cè)量裝置與主控制器連接。由以上技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型色譜柱箱以及色譜儀至少具有下列優(yōu)點(diǎn)本實(shí) 用新型的環(huán)形色譜柱箱的溫度控制范圍廣，可達(dá)420°c，溫控精度高，可到士0. 05°C，可實(shí) 現(xiàn)9階程序升溫。升溫速度快，大于50°C /分鐘，降溫速度快，250°C到室溫以上5°C需要4 分鐘。和目前較先進(jìn)的通用氣相色譜儀柱箱指標(biāo)相當(dāng)，但是其體積是現(xiàn)在柱箱體積的10% 左右。節(jié)省電功率80%以上，上述各項(xiàng)指標(biāo)經(jīng)過(guò)進(jìn)一步優(yōu)化有望大幅提高。本實(shí)用新型的色譜柱箱不僅小型化，還大大降低了柱箱的成本，柱箱和色譜柱實(shí) 現(xiàn)一體化，使色譜柱箱成為耗材，用戶需要什么色譜柱，可以要求生產(chǎn)廠家直接做到柱箱 中，便于使用。本實(shí)用新型對(duì)于氣相色譜儀的小型化、便攜化和制作工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)在線式氣相色譜儀 具有廣泛的用途與應(yīng)用前景，具有顯著的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。上述說(shuō)明僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技 術(shù)手段，并可依照說(shuō)明書的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例并配合附圖詳 細(xì)說(shuō)明如后。

圖1是本實(shí)用新型一實(shí)施例色譜柱箱的立體示意圖。圖2是本實(shí)用新型一實(shí)施例色譜柱箱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實(shí)用新型另一實(shí)施例色譜柱箱的立體示意圖。圖4是本實(shí)用新型又一實(shí)施例色譜柱箱的立體示意圖。圖5是本實(shí)用新型一實(shí)施例氣相色譜儀結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為更進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型為達(dá)成預(yù)定實(shí)用新型目的所采取的技術(shù)手段及功效，
以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本實(shí)用新型提出的色譜柱箱以及色譜儀其具體實(shí)施方 式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。如圖1和圖2所示，圖1是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例提出的色譜柱箱的立體示意 圖，圖2是該色譜柱箱體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。該色譜柱箱包括環(huán)形箱體11、第一通氣道12、 第二通氣道13、以及設(shè)置在環(huán)形箱體11內(nèi)部的加熱裝置14、風(fēng)扇17和溫度測(cè)量裝置18。 所述第一通氣道12和第二通氣道13分別設(shè)置在環(huán)形箱體11的兩側(cè)，用于向環(huán)形箱體11 內(nèi)部輸入空氣或者吹出空氣。較佳的，這兩個(gè)通氣道是沿環(huán)形箱體的切線方向設(shè)置，如此將 有利于降低空氣進(jìn)出環(huán)形箱體11的阻力，從而可以更迅速地調(diào)節(jié)環(huán)形箱體內(nèi)的溫度。所述 的環(huán)形箱體11以及兩個(gè)通氣道采用鏡面不銹鋼材料采用模具沖壓形成半個(gè)環(huán)形箱體，兩個(gè)半環(huán)形箱體對(duì)接構(gòu)成該色譜柱箱體。如圖2所示，所述的加熱裝置14設(shè)置在環(huán)形箱體11 內(nèi)，具體設(shè)置方式為，在環(huán)形箱體11內(nèi)壁設(shè)有多個(gè)瓷環(huán)15。所述的加熱裝置優(yōu)選為電熱絲， 將加熱裝置支撐在多個(gè)瓷環(huán)上并與瓷環(huán)15固定連接。所述加熱裝置14的形狀為環(huán)形或者 弧形。加熱裝置14為電熱設(shè)備，其供電接口可直接在環(huán)形箱體11上開(kāi)孔，供電線路通過(guò)上 述開(kāi)孔連接加熱裝置。在所述開(kāi)孔處用隔熱、絕緣材料包裹，保證不漏電，不傳熱，開(kāi)孔用隔 熱、絕緣材料密封，確保環(huán)形箱體內(nèi)的氣體不外漏。在環(huán)形箱體11內(nèi)還設(shè)有色譜柱支撐架 16，用于支撐色譜柱100。在所述環(huán)形箱體11內(nèi)還設(shè)有至少兩個(gè)色譜柱接頭101，用于連接 氣化爐或者檢測(cè)器。所述的風(fēng)扇17安裝在環(huán)形箱體11內(nèi)，風(fēng)扇葉片在環(huán)形箱體的軸線上， 并沿切線方向吹風(fēng)，這樣可以使內(nèi)部形成高速旋轉(zhuǎn)風(fēng)場(chǎng)，使內(nèi)部溫度均勻，并且用熱空氣對(duì) 色譜柱加熱，色譜柱受熱也均勻。所述風(fēng)扇17可以為風(fēng)扇電機(jī)和風(fēng)扇葉一體化結(jié)構(gòu)，也可 以采用風(fēng)扇電機(jī)和風(fēng)扇葉分離式結(jié)構(gòu)。如圖3所示，當(dāng)風(fēng)扇采用風(fēng)扇電機(jī)和風(fēng)扇葉為分離 式結(jié)構(gòu)時(shí)，增加一個(gè)容置盒170，與環(huán)形箱體11連通，所述風(fēng)扇電機(jī)設(shè)置在容置盒內(nèi)。風(fēng)扇 電機(jī)為交流電機(jī)或直流電機(jī)。所述的溫度測(cè)量裝置18，設(shè)置在環(huán)形箱體11內(nèi)靠近風(fēng)扇葉的前方，較佳為PT100。 該溫度測(cè)量裝置18設(shè)置在環(huán)形箱體11的軸線上，其兩根引線從環(huán)形箱體壁上通過(guò)開(kāi)孔引 出，開(kāi)孔處溫度測(cè)量裝置的引線用隔熱、絕緣材料包裹，保證不漏電，不傳熱，該開(kāi)孔用隔 熱、絕緣材料密封，確保環(huán)形箱體內(nèi)的氣體不外漏。環(huán)形箱體11的軸線園直徑，受色譜柱的彎曲度決定(尤其是采用玻璃毛細(xì)色譜柱 時(shí)，不能彎曲成過(guò)小的圓，否則毛細(xì)色譜柱會(huì)折斷)，一般要60-200毫米，環(huán)形箱體的圓環(huán) 半徑受纏繞在環(huán)形箱體內(nèi)的一束毛細(xì)色譜柱的總粗度和風(fēng)扇葉片的半徑?jīng)Q定，風(fēng)扇在轉(zhuǎn)動(dòng) 中不能碰到色譜柱，所以環(huán)形箱體的圓環(huán)半徑是色譜柱束總粗度加風(fēng)扇葉片的半徑加5毫 米，一般要20-50毫米。本實(shí)用新型的色譜柱箱的斷面形狀可以為圓形、橢圓形或者多邊形。所述的多邊 形較佳的為梯形、三角形或矩形。如圖4所示，采用矩形結(jié)構(gòu)可以在制造該色譜柱箱時(shí)，只 需沖壓一個(gè)槽狀環(huán)形箱體，另一個(gè)制成U型平板形狀，然后將兩部分對(duì)接即可構(gòu)成本實(shí)用 新型的環(huán)形色譜柱箱，如此可以降低該色譜柱箱的制造難度，降低制造成本。以上實(shí)施例提供的色譜柱箱，由于采用與色譜柱形狀相同的環(huán)形結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)有的 方形柱箱相比，可以降低色譜柱箱內(nèi)的空間，從而可以快速的升溫和降溫，提高了色譜儀的 溫度變化速率。同時(shí)，上述的色譜柱箱減少了體積，其體積僅為現(xiàn)有色譜儀柱箱的10%左 右，可以制造小型化和便攜式色譜儀，方便了在線檢測(cè)和野外檢測(cè)工作。將色譜柱安裝固定 在上述色譜柱箱后，柱箱和色譜柱實(shí)現(xiàn)一體化，使色譜柱箱模塊化，使色譜柱箱成為耗材， 用戶需要什么色譜柱，可以要求生產(chǎn)廠家直接做到柱箱中，從而更加方便實(shí)用。本實(shí)用新型的另一實(shí)施例提出一種氣相色譜儀，如圖5所示，其包括上述實(shí)施例 所述的色譜柱箱，還包括殼體19、兩個(gè)氣道門、主控制器10、溫度控制模塊20、風(fēng)扇控制模 塊30和氣道門控制模塊40。所述色譜柱箱的兩個(gè)通氣道的開(kāi)口處分別設(shè)有氣道門42和 氣道門43。所述氣道門42和氣道門43受同一個(gè)步進(jìn)電機(jī)41控制，用于打開(kāi)和關(guān)閉通氣 道12和通氣道13。當(dāng)氣道門42和氣道門43關(guān)閉時(shí)環(huán)形箱體11內(nèi)的氣流，由于風(fēng)扇葉片 的轉(zhuǎn)動(dòng)，氣流在環(huán)內(nèi)旋轉(zhuǎn)，熱量不會(huì)散失。當(dāng)氣道門42和氣道門43打開(kāi)時(shí)，由于風(fēng)扇葉片 的推動(dòng)，熱空氣從一個(gè)通氣道排出，由于風(fēng)扇葉片的吸引，冷空氣從另一個(gè)通氣道進(jìn)入，環(huán)形箱體內(nèi)的溫度會(huì)快速降低。通過(guò)控制步進(jìn)電機(jī)41的運(yùn)轉(zhuǎn)可以控制氣道門42和氣道門43 的開(kāi)度，從而可以控制環(huán)形箱體的降溫速度。所述色譜柱箱設(shè)置在一殼體19內(nèi)，色譜柱箱 和殼體19之間的空間填充絕熱材料，絕熱材料可以是陶瓷纖維棉，從而保證環(huán)形箱體處于 良好的保溫環(huán)境。上述步進(jìn)電機(jī)41、氣道門42和氣道門43可以設(shè)置在殼體19外。所述溫 度控制模塊20連接于主控制器10和加熱裝置14，用于接收主控制器10發(fā)出的加熱指令， 啟動(dòng)或停止加熱裝置進(jìn)行加熱或者停止加熱。所述風(fēng)扇控制模塊30連接于主控制器10和 風(fēng)扇17，用于接收主控制器發(fā)出的風(fēng)扇指令，啟動(dòng)或停止風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)以及風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)的速率。氣 道門控制模塊40連接主控制器10和所述步進(jìn)電機(jī)，用于接收主控制器發(fā)出的控制指令，打 開(kāi)或者關(guān)閉兩個(gè)氣道門以及氣道門打開(kāi)的角度。所述的溫度測(cè)量裝置與主控制器連接，用 于向主控制器發(fā)送色譜柱箱內(nèi)的溫度值。本實(shí)用新型的氣相色譜儀所需的其他必備零件采 用現(xiàn)有技術(shù)即可，在此不再贅述。本實(shí)用新型的氣相色譜儀的溫度控制范圍廣，可達(dá)420°C， 溫控精度高，可到士0.05°C，可實(shí)現(xiàn)9階程序升溫。升溫速度快，大于50°C /分鐘，降溫速 度快，250°C到室溫以上5°C需要4分鐘。和目前較先進(jìn)的通用氣相色譜儀指標(biāo)相當(dāng)，但是 其體積小于現(xiàn)有氣相色譜儀體積的10%，節(jié)省電功率80%以上。本實(shí)用新型的色譜儀對(duì)于 氣相色譜儀的小型化、便攜化和制作工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)在線式氣相色譜儀具有廣泛的用途與應(yīng)用前 景，具有顯著的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。 以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上 的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述 揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本實(shí)用新型 技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變 化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求一種色譜柱箱，其特征在于其包括環(huán)形箱體；兩個(gè)通氣道，分別設(shè)置在所述環(huán)形箱體的兩側(cè)，并與所述環(huán)形箱體內(nèi)部連通；風(fēng)扇，設(shè)置在所述環(huán)形箱體內(nèi)部；溫度測(cè)量裝置，設(shè)置在所述環(huán)形箱體內(nèi)部；以及加熱裝置，設(shè)置在所述環(huán)形箱體內(nèi)部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的色譜柱箱，其特征在于所述環(huán)形箱體的斷面形狀為多邊形、 圓形或者橢圓形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的色譜柱箱，其特征在于還包括容置盒，與環(huán)形箱體連通；所述 風(fēng)扇包括扇葉和風(fēng)扇電機(jī)，所述風(fēng)扇電機(jī)設(shè)置在容置盒內(nèi)或者容置盒外。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的色譜柱箱，其特征在于還包括氣相色譜柱設(shè)置于所述的環(huán)形 箱體內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的色譜柱箱，其特征在于所述的多邊形為三角形、矩形或者梯形。
6.一種氣相色譜儀，其特征在于其包括上述任一權(quán)利要求所述的色譜柱箱。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氣相色譜儀，其特征在于所述的兩個(gè)通氣道的開(kāi)口處分別設(shè)有氣道門。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的氣相色譜儀，其特征在于還包括殼體，所述的色譜柱箱設(shè)置 在該殼體內(nèi)，所述色譜柱箱和所述殼體之間的空間填充隔熱保溫材料；所述的兩個(gè)通氣道 的開(kāi)口位于所述殼體外。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的氣相色譜儀，其特征在于還包括步進(jìn)電機(jī)連接所述的氣道 門，并控制所述氣道門的打開(kāi)和關(guān)閉。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的氣相色譜儀，其特征在于還包括 主控制器；溫度控制模塊，連接于主控制器和加熱裝置； 風(fēng)扇控制模塊，連接于主控制器和風(fēng)扇；以及氣道門控制模塊，連接于主控制器和所述的步進(jìn)電機(jī)；所述的溫度測(cè)量裝置與主控制 器連接。
專利摘要本實(shí)用新型是關(guān)于一種色譜柱箱以及氣相色譜儀。該色譜柱箱包括環(huán)形箱體；兩個(gè)通氣道，分別設(shè)置在所述環(huán)形箱體的兩側(cè)，并與所述環(huán)形箱體內(nèi)部連通；風(fēng)扇，設(shè)置在所述環(huán)形箱體內(nèi)部；溫度測(cè)量裝置，設(shè)置在所述環(huán)形箱體內(nèi)部；以及加熱裝置，設(shè)置在所述環(huán)形箱體內(nèi)部。優(yōu)選的，所述色譜柱箱，其環(huán)形箱體的斷面形狀為矩形、圓形或者橢圓形。優(yōu)選的，所述的色譜柱箱還包括容置盒，與環(huán)形箱體連通；所述風(fēng)扇包括扇葉和風(fēng)扇電機(jī)，所述風(fēng)扇電機(jī)可設(shè)置在容置盒內(nèi)亦可設(shè)置在容置盒外。氣相色譜柱設(shè)置于所述的環(huán)形箱體內(nèi)。本實(shí)用新型的色譜柱箱不僅小型化，還大大降低了柱箱的成本，柱箱和色譜柱實(shí)現(xiàn)一體化。
文檔編號(hào)G01N30/60GK201622267SQ20102010325
公開(kāi)日2010年11月3日 申請(qǐng)日期2010年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月28日
發(fā)明者劉渝, 張?zhí)忑? 靳斌 申請(qǐng)人:靳斌