專利名稱：多功能流動(dòng)注射儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及分析儀器范疇中的流動(dòng)注射儀，特別涉及一種單泵、單閥就能完成采樣，合并帶，在線分離、富集、稀釋，停流和氣泡間隔等相關(guān)的流動(dòng)注射分析作業(yè)的多功能流動(dòng)注射儀。
流動(dòng)注射分析(FIA，F(xiàn)low Injection Analysis)是一種新興的分析方法，其基本原理是通過旋轉(zhuǎn)采樣閥，將一定體積的樣品溶液，以“樣品塞”形式“注射”到連續(xù)流動(dòng)的載流中，在嚴(yán)格控制分散的條件下，使樣品同試劑混合反應(yīng)，最后經(jīng)流通池測(cè)定，無論混合是否均勻反應(yīng)是否完全，都能實(shí)現(xiàn)高精度的測(cè)定，用該原理制造的儀器稱為流動(dòng)注射分析儀(Flow Injection Analyser)。
流動(dòng)注射分析儀，可以直接與原子光譜分析儀、分光光度計(jì)、熒光分析儀和電化學(xué)分析儀等聯(lián)用，在不改變?cè)治鰞x器的前處理過程、工作條件和保持原有分析精度的前提下，可簡(jiǎn)化操作，節(jié)省試樣和提高檢測(cè)速度，它的優(yōu)點(diǎn)正日益被檢測(cè)專業(yè)工作者所賞識(shí)。
流動(dòng)注射分析儀的主要部件是泵和閥，蠕動(dòng)泵用于輸送液體，采樣閥的作用有采樣，富集，合并帶和稀釋等。
市售的商品流動(dòng)注射分析儀，由于結(jié)構(gòu)原因存在若干不足1.蠕動(dòng)泵是依靠其滾輪連續(xù)擠壓泵管而輸送液體的，通常滾輪系金屬硬輪，頻繁的擠壓易使泵管磨損而影響其使用效果。
2.采樣閥雖然也是多通道結(jié)構(gòu)，但各組通道在圓面上的徑向位置相同，且閥的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角度通常為60°，轉(zhuǎn)予上使用兩個(gè)通道時(shí)，定子上必須使用四個(gè)通道，或定子上使用兩個(gè)通道時(shí)，轉(zhuǎn)子上必須使用四個(gè)通道，才能完成一次采樣過程，因而功能較少。
為彌補(bǔ)這一缺陷，通常的流動(dòng)注射分析儀，多采用雙泵雙閥，甚至三泵三閥，方能完成上述諸多功能，因而，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，控制機(jī)構(gòu)也較復(fù)雜，售價(jià)較高。
本實(shí)用新型的發(fā)明目的，就是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)合理、簡(jiǎn)化而功能齊全的多功能流動(dòng)注射分析儀。
本實(shí)用新型的發(fā)明構(gòu)思是用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的研制一種主要由機(jī)殼、控制部分、蠕動(dòng)泵部分、采樣閥部分和氫化物發(fā)生部分組成的多功能流動(dòng)注射儀，控制部分的顯示器和指令輸入部件，蠕動(dòng)泵部分的滾輪、夾塊和泵管，采樣閥部分的定子、轉(zhuǎn)子和采樣管，氫化物發(fā)生部分的流量計(jì)都露置在機(jī)殼外，蠕動(dòng)泵和采樣閥的驅(qū)動(dòng)電機(jī)、線路板、氫化物發(fā)生機(jī)構(gòu)都包罩在機(jī)殼內(nèi)，連接泵管與定量環(huán)，接通電源，輸入指令，恒速微電機(jī)驅(qū)動(dòng)蠕動(dòng)泵，擠壓泵管，另一個(gè)恒速微電機(jī)同步驅(qū)動(dòng)采樣閥的轉(zhuǎn)予，按設(shè)定值動(dòng)作，完成采樣，合并帶，在線分離、富集、稀釋，停流和氣泡間隔等相關(guān)的流動(dòng)注射分析作業(yè)，其特征在于a.整機(jī)只配置一臺(tái)蠕動(dòng)泵和一臺(tái)采樣閥，b.蠕動(dòng)泵是滾輪有軟質(zhì)材料外套輪的低磨損蠕動(dòng)泵，c.采樣閥的定子和轉(zhuǎn)子都是多通道、多組合、互為對(duì)稱結(jié)構(gòu)的多功能閥，d.配置有氫化物發(fā)生機(jī)構(gòu)。
上述的多功能流動(dòng)注射儀，其特征是所述的蠕動(dòng)泵是滾輪有軟質(zhì)材料外套輪的低磨損蠕動(dòng)泵，是指蠕動(dòng)泵的電機(jī)驅(qū)動(dòng)輪上連接有多個(gè)金屬滾輪，與泵管接觸的金屬滾輪外緣鑲嵌有軟質(zhì)材料的外套輪。
上述的多功能流動(dòng)注射儀，其特征是所述的采樣閥的定子和轉(zhuǎn)子都是多通道、多組合、互為對(duì)稱結(jié)構(gòu)的多功能閥，是指采樣閥的定子和轉(zhuǎn)子都是12通道、16通道或20通道，各條通道中，每相鄰的兩條為一對(duì)，相對(duì)應(yīng)的兩對(duì)為一個(gè)組合，每個(gè)采樣閥共分成3個(gè)組合、4個(gè)組合或5個(gè)組合，每一組合內(nèi)，兩對(duì)通道在圓面上互相對(duì)稱，以軸為圓心，轉(zhuǎn)子繞圓心旋轉(zhuǎn)180°時(shí)，各通道均與其相對(duì)應(yīng)的通道位置重合，定子的中心有一個(gè)防泄漏臺(tái)階。
上述的多功能流動(dòng)注射儀，其特征是所述的各組通道在圓面上的徑向位置不同。
上述的多功能流動(dòng)注射儀，其特征是所述的配置有氫化物發(fā)生機(jī)構(gòu)，是指本儀器內(nèi)配置有可完成氫化物發(fā)生工作的氣體控制單元和氣液混合及分離機(jī)構(gòu)。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案，比現(xiàn)有技術(shù)的流動(dòng)注射分析儀，具有明顯的優(yōu)點(diǎn)1.蠕動(dòng)泵與泵管接觸的金屬滾輪外緣，鑲嵌有軟質(zhì)材料的外套輪，泵管的磨損大大降低，能保證流量恒定和檢測(cè)結(jié)果的精度。
2.采樣閥的定子和轉(zhuǎn)子都是多通道、多組合、互為對(duì)稱結(jié)構(gòu)的多功能閥。定子和轉(zhuǎn)子通道分布形式相同，但兩者互相對(duì)稱，組合后各通道恰互相連通。
每一組合內(nèi)，兩對(duì)通道在圓面上互相對(duì)稱，以軸為圓心，轉(zhuǎn)子繞圓心旋轉(zhuǎn)180°時(shí)，各通道均與其相對(duì)應(yīng)的通道位置重合。
因而，采樣閥的轉(zhuǎn)子每次切換時(shí)，都是旋轉(zhuǎn)180°即可?？梢酝瑫r(shí)安裝兩個(gè)采樣環(huán)或微型富集柱，二者交替采樣，一個(gè)周期可以完成兩次采樣過程，工作效率高。
各組通道在圓面上的徑向位置不同，保證切換時(shí)彼此不會(huì)串流。
單泵、單閥即可進(jìn)行各種流動(dòng)注射分析操作，控制機(jī)構(gòu)只需控制閥的停/轉(zhuǎn)，所用控制機(jī)構(gòu)可以簡(jiǎn)化，不必停泵也可實(shí)現(xiàn)停流操作。
3.閥的控制機(jī)構(gòu)，多功能采樣閥轉(zhuǎn)子由恒速電機(jī)帶動(dòng)，每隔一定時(shí)間旋轉(zhuǎn)180°，每旋轉(zhuǎn)兩次即回到原來位置，亦即完成一個(gè)周期。一個(gè)周期包括兩段停止時(shí)間和兩段旋轉(zhuǎn)時(shí)間，旋轉(zhuǎn)時(shí)間相同，停止時(shí)間可以相同或不同，在設(shè)計(jì)的范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)和設(shè)定。
例如，使用循環(huán)型數(shù)字電路時(shí)間程序控制器，每個(gè)周期分為四步，兩步控制旋轉(zhuǎn)時(shí)間，兩步控制停止時(shí)間，各時(shí)間均可用旋紐或鍵盤方便地設(shè)定和調(diào)節(jié)。
4.氫化物發(fā)生機(jī)構(gòu)，本實(shí)用新型內(nèi)配有氣體控制單元，和氣液混合及分離機(jī)構(gòu)，可完成氫化物發(fā)生工作，而不需要另置此附件。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案，是現(xiàn)有流動(dòng)注射分析儀的重大改進(jìn)，是結(jié)構(gòu)上的更新?lián)Q代產(chǎn)品。
實(shí)踐證明，本實(shí)用新型圓滿地達(dá)到預(yù)期的發(fā)明目的。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步闡述

圖1是流動(dòng)注射分析儀的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是流動(dòng)注射分析儀的蠕動(dòng)泵滾輪結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是流動(dòng)注射分析儀的采樣閥結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是流動(dòng)注射分析儀的采樣閥工作狀態(tài)示意圖；圖5是流動(dòng)注射分析儀的合并帶法狀態(tài)示意圖；圖6是流動(dòng)注射分析儀的體積進(jìn)樣柱富集狀態(tài)示意圖7是流動(dòng)注射分析儀的時(shí)間進(jìn)樣柱富集狀態(tài)示意圖；圖8是流動(dòng)注射分析儀的氣泡間隔反應(yīng)狀態(tài)示意圖；圖9是流動(dòng)注射分析儀的停留反應(yīng)狀態(tài)示意圖。
圖中，1是蠕動(dòng)泵的驅(qū)動(dòng)輪，由設(shè)置在機(jī)殼內(nèi)的恒速微電機(jī)驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)輪是雙層結(jié)構(gòu)，兩層輪間沿周邊均勻排列多個(gè)滾輪，驅(qū)動(dòng)輪運(yùn)行時(shí)，帶動(dòng)各滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)；2是夾塊，兩個(gè)一組，內(nèi)側(cè)弧形并帶多條供泵管定位的凹槽，外側(cè)矩形，其內(nèi)弧與滾輪外圓吻合，一端在定位桿上固定，另一端用螺絲調(diào)節(jié)；3是泵管，嵌在夾塊內(nèi)弧的兩端凹槽內(nèi)，一端接樣品源、試劑源等，另一端接采樣閥的定量環(huán)、富集柱、反應(yīng)器等，是蠕動(dòng)泵輸送液體的通道；4是多功能采樣閥，由結(jié)構(gòu)相同、位置對(duì)應(yīng)的定子a和轉(zhuǎn)子b各一個(gè)組成，定子的中心有一防泄漏臺(tái)階c，頂部有壓緊轉(zhuǎn)子用的壓蓋12；5是流量計(jì)；6是控制部分的數(shù)值顯示器，可以用數(shù)碼管、液晶屏等；7是控制部分的指令輸入部件，可以用按鍵、旋鈕等；8是機(jī)殼；9是電源線；10是蠕動(dòng)泵的電機(jī)軸；11是蠕動(dòng)泵的驅(qū)動(dòng)輪；13是金屬滾輪；14是軟質(zhì)外套輪；15是采樣閥定子和轉(zhuǎn)子上的通道，其一端開口于定子、轉(zhuǎn)子的吻合面，另一端開口于它們的側(cè)面；16是采樣閥的電機(jī)軸；17是供定量環(huán)連接的插孔；A、B是不同的介質(zhì)；C是載流；CL是微型柱；D是檢測(cè)器；E是洗脫劑；L是定量環(huán)；M是混合管路；P是蠕動(dòng)泵；R是反應(yīng)器；R’是試劑；S是試樣；V是多功能閥；W是廢液。
應(yīng)用舉例1.合并帶在現(xiàn)有市售流動(dòng)注射分析儀中，合并帶法一般由雙泵單閥或單泵雙閥系統(tǒng)完成，而在本實(shí)用新型中可用單泵單閥系統(tǒng)完成。
如附圖5，L1′和L2′中分別連續(xù)泵入欲合并的兩種介質(zhì)A和B(如兩種反應(yīng)物等)，多功能采樣閥的轉(zhuǎn)子按一定時(shí)間間隔旋轉(zhuǎn)180°，使L1、L2分別與L1′、L2′互換位置，從而使上部?jī)啥凯h(huán)L1、L2(即旋轉(zhuǎn)前的L1′、L2′)中的介質(zhì)A和B分別被載流C1和C2載入混合管路M以使之合并，再次旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子，合并帶相繼產(chǎn)生。
2.復(fù)雜基體中痕量成分的在線微型柱分離與富集(1)體積進(jìn)樣如附圖6，樣品溶液S連續(xù)泵入定量LS1中，同時(shí)洗脫劑E被連續(xù)泵入定量LE2中備用，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)180°后，(此時(shí)LS1處于LS2位置)，LS2中的試樣被載流C1載入CL2中，被測(cè)成分得以保留，轉(zhuǎn)予再次旋轉(zhuǎn)后，CL1(即旋轉(zhuǎn)前之CL2)中保留的被測(cè)物被LE1中的洗脫劑洗脫進(jìn)入反應(yīng)器R或檢測(cè)器D。
設(shè)置LE有三個(gè)目的①避免洗脫劑連續(xù)泵入檢測(cè)器而造成不利影響；②可使用適當(dāng)?shù)妮d流C2先將CL1中殘存的基體沖洗出，以免造成干擾；③如洗脫劑E(有時(shí)也是反應(yīng)試劑)，較貴重或有毒，通過此方式可以減少其用量。
但如果不存在這些問題，可不設(shè)LE1、LE2而將E直接泵入CL1中。
上述過程由本實(shí)用新型的單泵單閥裝置完成，而現(xiàn)有商品儀器須用雙泵雙閥等較復(fù)雜的機(jī)構(gòu)方能完成，有的無法像本實(shí)用新型那樣，在洗脫劑進(jìn)入CL1之前先將其中的基體沖出。
(2)時(shí)間進(jìn)樣如附圖7，試樣溶液直接泵入微型柱CL2中，轉(zhuǎn)子按一定時(shí)間間隔旋轉(zhuǎn)180。，由于試樣泵入速度恒定，一定泵入時(shí)間即代表一定試樣體積。被測(cè)成分的保留和洗脫，與體積進(jìn)樣法相同。
現(xiàn)有商品儀器，也只有采用雙泵雙閥機(jī)構(gòu)才能完成這一過程。
3.氣泡間隔如附圖8，首先在L1、L2中，連續(xù)泵入空氣或其它氣體(如用壓縮氣體，可直接通入而不必用蠕動(dòng)泵泵入)，轉(zhuǎn)子切換后，L1、L2中的氣泡將LA、LB中的試樣和試劑分割在一段管路中。
現(xiàn)有商品儀器，一般不能注入間隔氣泡，個(gè)別儀器能注入氣泡的，其它功能較差。
4.停流法如附圖9，試樣S泵入定量環(huán)LS′，轉(zhuǎn)子切換后，與試劑R′在LS、LM、LR中混合，當(dāng)混合物充滿LR時(shí)，轉(zhuǎn)子切換，混合物在LR′中反應(yīng)，一定時(shí)間后切換轉(zhuǎn)子，反應(yīng)產(chǎn)物(此時(shí)處于LR中)被R′載入檢測(cè)器中。
實(shí)施例薄鋼板機(jī)殼，尺寸450×240×170mm；蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速60r/min，驅(qū)動(dòng)輪φ50mm，滾輪數(shù)9個(gè)，外套輪為尼龍軟管，聚氯乙烯泵管，φ0.2～2mm；鋁合金或尼龍夾塊，每夾塊內(nèi)側(cè)有四條泵管槽；聚四氟乙烯加工的多功能采樣閥體，四組，16通道，分布在四個(gè)徑向不位置上，定量環(huán)、插孔都是聚四氟乙烯材質(zhì)的，壓蓋不銹鋼；控制部分用8031單片機(jī)作中央控制器，采用數(shù)碼管作顯示器，鍵盤作指令輸入部件。
最小進(jìn)樣量10μl，可任意設(shè)定稀釋倍數(shù)，最高分析速度400周期/h。
泵管磨損小，閥體結(jié)構(gòu)合理并有防泄漏臺(tái)階，使用結(jié)果滿意。
權(quán)利要求1.一種主要由機(jī)殼、控制部分、蠕動(dòng)泵部分、采樣閥部分和氫化物發(fā)生部分組成的多功能流動(dòng)注射儀，控制部分的顯示器和指令輸入部件，蠕動(dòng)泵部分的滾輪、夾塊和泵管，采樣閥部分的定子、轉(zhuǎn)子和定量環(huán)，氫化物發(fā)生部分的流量計(jì)都露置在機(jī)殼外，蠕動(dòng)泵和采樣閥的驅(qū)動(dòng)電機(jī)、線路板、氫化物發(fā)生機(jī)構(gòu)都包罩在機(jī)殼內(nèi)，連接泵管與采樣管，接通電源，輸入指令，恒速微電機(jī)驅(qū)動(dòng)蠕動(dòng)泵，擠壓泵管，另一個(gè)恒速微電機(jī)同步驅(qū)動(dòng)采樣閥的轉(zhuǎn)子，按設(shè)定值動(dòng)作，完成采樣，合并帶，在線分離、富集、稀釋，停流和氣泡間隔等相關(guān)的流動(dòng)注射分析作業(yè)，其特征在于a.整機(jī)只配置一臺(tái)蠕動(dòng)泵和一臺(tái)采樣閥，b.蠕動(dòng)泵是滾輪有軟質(zhì)材料外套輪的低磨損蠕動(dòng)泵，c.采樣閥的定子和轉(zhuǎn)子都是多通道、多組合、互為對(duì)稱結(jié)構(gòu)的多功能閥，d.配置有氫化物發(fā)生機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能流動(dòng)注射儀，其特征是所述的蠕動(dòng)泵是滾輪有軟質(zhì)材料外套輪的低磨損蠕動(dòng)泵，是指蠕動(dòng)泵的電機(jī)驅(qū)動(dòng)輪上連接有多個(gè)金屬滾輪，與泵管接觸的金屬滾輪外緣鑲嵌有軟質(zhì)材料的外套輪。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能流動(dòng)注射儀，其特征是所述的采樣閥的定子和轉(zhuǎn)子都是多通道、多組合、互為對(duì)稱結(jié)構(gòu)的多功能閥，是指采樣閥的定子和轉(zhuǎn)子都是12通道、16通道或20通道，各條通道中，每相鄰的兩條為一對(duì)，相對(duì)應(yīng)的兩對(duì)為一個(gè)組合，每個(gè)采樣閥共分成3個(gè)組合、4個(gè)組合或5個(gè)組合，每一組合內(nèi)，兩對(duì)通道在圓面上互相對(duì)稱，以軸為圓心，轉(zhuǎn)子繞圓心旋轉(zhuǎn)180°時(shí)，各通道均與其相對(duì)應(yīng)的通道位置重合，定子的中心有一個(gè)防泄漏臺(tái)階。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多功能流動(dòng)注射儀，其特征是所述的各組通道在圓面上的徑向位置不同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能流動(dòng)注射儀，其特征是所述的配置有氫化物發(fā)生機(jī)構(gòu)，是指本儀器內(nèi)配置有可完成氫化物發(fā)生工作的氣體控制單元和氣液混合及分離機(jī)構(gòu)。
專利摘要一種多功能流動(dòng)注射儀，整機(jī)只配置一臺(tái)蠕動(dòng)泵和一臺(tái)采樣閥；蠕動(dòng)泵是滾輪有軟質(zhì)材料外套輪的低磨損蠕動(dòng)泵；采樣閥的定子和轉(zhuǎn)子都是多通道、多組合、互為對(duì)稱結(jié)構(gòu)的多功能閥；配置有氫化物發(fā)生機(jī)構(gòu)。泵管磨損低，流量恒定，檢測(cè)精度高，一個(gè)周期完成兩次采樣過程，工作效率高。單泵單閥就能完成采樣，合并帶，在線分離、富集、稀釋，停流和氣泡間隔等相關(guān)的流動(dòng)注射分析作業(yè)。
文檔編號(hào)G01N35/00GK2230446SQ94241040
公開日1996年7月3日 申請(qǐng)日期1994年7月21日 優(yōu)先權(quán)日1994年7月21日
發(fā)明者張珩林 申請(qǐng)人:張珩林