一種具有往復式串聯(lián)柱塞泵的液相色譜儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種具有往復式串聯(lián)柱塞泵的液相色譜儀，還包括一個溶液組織器，一個多元比例閥，一個進樣器，以及一個控制系統(tǒng)，所述的多元比例閥包括多個閥門，每個閥門根據(jù)所述的控制系統(tǒng)的控制，依次吸收所述的溶液組織器輸出的溶液，所述的串聯(lián)柱塞泵吸收所述的多元比例閥輸出的溶液，并將它們的混合液注入到所述的進樣器中，所述的控制系統(tǒng)根據(jù)所述的串聯(lián)柱塞泵中凸輪的位移和所述的混合液的混合比例，控制所述的多個閥門的開關(guān)時序。本發(fā)明所述的液相色譜儀，不但可以準確控制流動相的混合比例，而且可以應用于不同結(jié)構(gòu)的凸輪，實用性更強。
【專利說明】一種具有往復式串聯(lián)柱塞泵的液相色譜儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及液相色譜儀領(lǐng)域，特別涉及具有往復式串聯(lián)柱塞泵的液相色譜儀。
【背景技術(shù)】
[0002]液相色譜儀通常由溶劑組織器、輸液泵、進樣器、色譜柱、檢測器、信息處理系統(tǒng)等組成，其中溶劑組織器中的溶液經(jīng)過脫氣后，作為流動相被輸液泵注入到液相色譜儀的系統(tǒng)中，樣品溶液經(jīng)過進樣器注入流動相，被流動相載入到色譜柱(固定相)內(nèi)，由于樣品溶液中的各組分與色譜柱具有不同的極性，樣品溶液在色譜柱中作相對運動時，經(jīng)過反復多次的吸附-解吸的分配過程，各組分在移動速度上產(chǎn)生較大的差別，最后被分離成單個組分依次從色譜柱內(nèi)析出，析出的成分經(jīng)過單色光的透射，檢測器檢測到光強度的變化，并把這些光信號轉(zhuǎn)換成電信號傳送到信息處理系統(tǒng)，信息處理系統(tǒng)分析這些數(shù)據(jù)，并最后以圖譜形式顯不出來。
[0003]液相色譜儀中的輸液泵一般用于將一種或者多種流動相按照一定的比例進行混合，然后輸送給進樣器，按照流動相的個數(shù)，輸液泵分為單泵，二元泵和四元泵等。
[0004]例如，對于四元泵，一般由一個四元比例閥和一個往復式串聯(lián)柱塞泵連接，四元比例閥的每個比例閥依次接收溶液組織器輸入的溶液，并將這些溶液按照一定的比例輸出，柱塞泵是由凸輪連接，連續(xù)吸取比例閥輸出的溶液的，這個工作過程決定了溶液(流動相)的混合比例。
[0005]但是在實際工作中，不僅由于凸輪的偏差會導致凸輪的速度不均勻，而且由于比例閥的開關(guān)延時導致一個閥門和另一個閥門切換的時候出現(xiàn)交界帶，這樣就會有一小段時間兩個閥門同時都打開。上面這些因素都會使混合溶液的比例不能準確的控制，從而影響檢測器檢測到的混合比例，最終導致信息處理系統(tǒng)的分析結(jié)果不夠準確，影響液相色譜儀的性能指標。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提出了一種可以控制流動相混合比例的液相色譜儀。
[0007]本發(fā)明提出了一種具有往復式串聯(lián)柱塞泵的液相色譜儀，還包括一個溶液組織器，一個多元比例閥，一個進樣器，以及一個控制系統(tǒng)，所述的多元比例閥包括多個閥門，每個閥門根據(jù)溶液的混合比例，依次吸收所述的溶液組織器輸出的溶液，所述的串聯(lián)柱塞泵吸收所述的多元比例閥輸出的溶液，并將它們的混合液注入到所述的進樣器中，所述的控制系統(tǒng)根據(jù)所述的串聯(lián)柱塞泵中凸輪的位移和所述的混合比例，控制所述的多個閥門的開關(guān)時序。
[0008]在本發(fā)明所述的液相色譜儀中，所述的控制系統(tǒng)還可以根據(jù)所述的串聯(lián)柱塞泵在其凸輪每單位位移的吸液量，設(shè)置所述的混合比例。
[0009]在本發(fā)明所述的液相色譜儀中，所述的控制系統(tǒng)還可以包括一個與所述的多元比例閥連接的驅(qū)動電路，所述的驅(qū)動電路用于輸出脈沖調(diào)制信號控制所述的多元比例閥的每個閥門的開和關(guān)。
[0010]在本發(fā)明所述的液相色譜儀中，所述的控制系統(tǒng)還可以通過改變所述的脈沖調(diào)制信號的占空比，來控制所述的多個閥門的開和關(guān)。
[0011]在本發(fā)明所述的液相色譜儀中，所述的多元比例閥的每個閥門的開啟和關(guān)閉的延遲時間還可以分別大于最大開啟延遲時間和最大關(guān)閉延遲時間。
[0012]在本發(fā)明所述的液相色譜儀中，所述的多元比例閥的每個閥門還可以為入口主動電磁閥。
[0013]在本發(fā)明所述的液相色譜儀中，所述的多元比例閥為四元比例閥。
[0014]本發(fā)明所述的液相色譜儀，不但可以準確控制流動相的混合比例，而且可以應用于不同結(jié)構(gòu)的凸輪，適應范圍更廣泛。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明中的液相色譜儀I的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2是本發(fā)明中輸液泵102的部分結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3是本發(fā)明中的四元比例閥201的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖介紹本發(fā)明的一較佳實施例。
[0019]參考圖1，液相色譜儀I包括溶液組織器101，輸液泵102，進樣器103，色譜柱105，檢測器106，信息處理系統(tǒng)107及控制系統(tǒng)104，其中溶劑組織器101中的溶液經(jīng)過脫氣后，作為流動相被輸液泵102注入到液相色譜儀I的液路中，控制系統(tǒng)104用于控制輸液泵102向液路中輸送液體，樣品溶液經(jīng)過進樣器103進入流動相，被流動相載入到色譜柱(固定相)105內(nèi)，由于樣品溶液中的各組分與色譜柱105具有不同的極性，樣品溶液在色譜柱105中作相對運動時，經(jīng)過反復多次的吸附-解吸的分配過程，各組分在移動速度上產(chǎn)生較大的差別，最后被分離成單個組分依次從色譜柱105內(nèi)析出，析出的成分經(jīng)過單色光的透射，檢測器106檢測到光強度的變化，并把這些光信號轉(zhuǎn)換成電信號傳送到信息處理系統(tǒng)107，信息處理系統(tǒng)107分析這些數(shù)據(jù)，并最后以圖譜形式顯示出來。
[0020]結(jié)合參考圖2和圖3，在本實施例中，輸液泵102由四元比例閥201和往復式串聯(lián)柱塞泵202連接構(gòu)成，四元比例閥201包括四個閥門，依次吸收溶液組織器101輸出的溶液。四元比例閥201工作時，四個閥門由控制系統(tǒng)104控制依次通電，第一個閥門通電時，其余三個閥門斷電，此時從溶液組織器101輸送的流動相進入比例閥的第一個入口 el ;第二個閥門通電時，其余三個閥門斷電，此時從溶液組織器101輸送的流動相進入比例閥的第二個入口 e2，依次類推。在一個周期內(nèi)，四個閥門依次被打開，各閥門里的流動相在輸液泵102的作用下依次通過四元比例閥201，分段從出口 e5進入輸液泵102前的管路。往復式串聯(lián)柱塞泵202是由凸輪連接的主泵頭和副泵頭構(gòu)成的，其中主泵頭與四元比例閥201連接，柱塞泵202工作一個周期分為兩個階段，一個階段是主泵頭吸液副泵頭排液，另一個階段是主泵頭排液副泵頭吸液，在第一個階段，主泵頭從四元比例閥201吸液，其他時間都為排液過程，四元比例閥201與柱塞泵202不導通。[0021]在使用液相色譜儀進行分析時，通常要設(shè)定多個流動相的混合比例，控制系統(tǒng)104根據(jù)該混合比例控制四元比例閥201每個閥門的開關(guān)時序，凸輪帶動泵頭連續(xù)吸收比例閥輸出的溶液，但是因為凸輪偏差和比例閥的開關(guān)延時等原因，導致凸輪的吸液速度不均勻，以及相鄰閥門開關(guān)時出現(xiàn)交界帶，這些都會使泵頭吸收的多個流動相的混合比例不確定。
[0022]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)出現(xiàn)的問題，提出了一種可以比較精確的控制流動相的混合比例的方法。該方法是通過分析凸輪在主泵頭吸液時的位移，得到凸輪步進電機每一步對應的吸液量，通過多點測試，得到凸輪步進電機每一步的吸液量與流動相混合比例的對應關(guān)系表，進而得到比例閥的開啟和關(guān)閉的時序，控制系統(tǒng)104根據(jù)該開關(guān)時序，控制四元比例閥201中四個閥門的開啟和關(guān)閉，從而精準控制多個流動相按照指定的混合比例混 [0023]上面所述的多點測試的測試方法是指，設(shè)置四元比例閥201任意兩個閥門通道的混合比例的和為100%，例如第一閥門通道的混合比例為0%，第二閥門通道的混合比例為100%，第一閥門通道比例遞增2%，第二閥門通道遞減2%，……直到第一閥門通道比例為100%，第二閥門比例為0%為止，在多個點進行測試，每個點測試持續(xù)一段時間，例如5到10分鐘，測試這個點下的吸光度，即可得到，凸輪步進電機每一步的吸液量與混合比例對應的實際比例關(guān)系表，104根據(jù)該比例關(guān)系表，實時設(shè)置混合比例，進而控制系統(tǒng)104根據(jù)設(shè)置的混合比例，控制四元比例閥201每個閥門的開啟和關(guān)閉。
[0024]并且，由于從控制系統(tǒng)104發(fā)出閥門開關(guān)控制信號到閥門實際動作存在一個延遲時間，所以在相鄰比例閥一開一關(guān)時會出現(xiàn)交界帶的問題，本發(fā)明通過設(shè)置比例閥開啟和關(guān)閉的延遲時間，使得 相鄰比例閥交接點完全錯開，即一個閥們通道徹底關(guān)閉后，再打開另一個閥門，使得每個閥門輸出的溶液比例完全可控，從而得到滿足要求的混合比例，具體的方法是，首先測試閥門開啟和關(guān)閉的最大和最小延遲時間，這里可以采用在閥門控制通路連接采樣電阻，測試采樣電阻兩端的電壓的方法，然后將閥門的開啟和關(guān)閉延遲時間設(shè)置為大于最大開啟延遲時間和最大關(guān)閉延遲時間，從而確保某一時刻只有一個閥門處于打開狀態(tài)，確?；旌媳壤_可控。
[0025]在本實施例中，控制系統(tǒng)104還包括一個與四元比例閥201連接的驅(qū)動電路，該驅(qū)動電路用于在控制系統(tǒng)104的控制下，輸出脈沖調(diào)制信號控制四元比例閥201的每個閥門的開和關(guān)。
[0026]并且控制系統(tǒng)104通過改變驅(qū)動電路輸出給每個閥門通道的脈沖調(diào)制信號的占空比，從而改變用于驅(qū)動閥門的電壓，閥門過壓啟動，恒壓保持，零電壓關(guān)閉，這樣可以大大減少開啟和關(guān)閉閥門的延遲時間。
[0027]作為另外的舉例說明，本發(fā)明的控制系統(tǒng)104可以由DSP、FPGA或CPLD等器件實現(xiàn)。
[0028]作為另外的舉例說明，本發(fā)明的四元比例閥201的閥門可以是入口主動電磁閥。
[0029]本發(fā)明提出了一種液相色譜儀中流動相混合比例控制方法，因為柱塞泵202的凸輪在吸液時不是均勻的吸液，不能以吸液時間來判斷吸液量，而要根據(jù)實際凸輪的位移來推算吸液量的多少，所以本發(fā)明通過找到凸輪的位移與吸液量之間的對應關(guān)系，從而找到凸輪的位移量與流動相混合比例的對應關(guān)系，最終得出四元比例閥201的控制時序。本發(fā)明的控制方法可以適應不同結(jié)構(gòu)的凸輪，適用性更強，應用跟靈活，而且還通過合理的設(shè)置比例閥的延遲時間，使得流動相的混合比例控制的更加精確。
[0030] 以上所述的僅為本發(fā)明的具體實施例，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有往復式串聯(lián)柱塞泵的液相色譜儀，還包括一個溶液組織器，一個多元比例閥，一個進樣器，以及一個控制系統(tǒng)， 所述的多元比例閥包括多個閥門，每個閥門根據(jù)所述的控制系統(tǒng)的控制，依次吸收所述的溶液組織器輸出的溶液， 所述的串聯(lián)柱塞泵吸收所述的多元比例閥輸出的溶液，并將它們的混合液注入到所述的進樣器中， 其特征在于， 所述的控制系統(tǒng)根據(jù)所述的串聯(lián)柱塞泵中凸輪的位移和所述的混合液的混合比例，控制所述的多個閥門的開關(guān)時序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液相色譜儀，其特征在于，所述的控制系統(tǒng)還根據(jù)所述的串聯(lián)柱塞泵在其凸輪每單位位移的吸液量，設(shè)置所述的混合比例。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液相色譜儀，其特征在于，所述的控制系統(tǒng)還包括一個與所述的多元比例閥連接的驅(qū)動電路，所述的驅(qū)動電路用于輸出脈沖調(diào)制信號控制所述的多元比例閥的每個閥門的開和關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液相色譜儀，其特征在于，所述的控制系統(tǒng)通過改變所述的脈沖調(diào)制信號的占空比，來控制所述的多個閥門的開和關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液相色譜儀，其特征在于，所述的控制系統(tǒng)控制，所述的多元比例閥的每個閥門的開啟和關(guān)閉的延遲時間分別大于最大開啟延遲時間和最大關(guān)閉延遲時間。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液相色譜儀，其特征在于，所述的控制系統(tǒng)控制，所述的多元比例閥中每個閥門的開啟和關(guān)閉的延遲時間分別大于最大開啟延遲時間和最大關(guān)閉延遲時間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液相色譜儀，其特征在于，所述的多元比例閥的每個閥門都為入口主動電磁閥。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液相色譜儀，其特征在于，所述的多元比例閥的每個閥門都為入口主動電磁閥。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液相色譜儀，其特征在于，所述的多元比例閥為四元比例閥。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的液相色譜儀，其特征在于，所述的多元比例閥為四元比例閥。
【文檔編號】G01N30/26GK103869029SQ201210550526
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月18日
【發(fā)明者】曾憲科, 王悅, 王鐵軍, 李維森 申請人:北京普源精電科技有限公司