专利名称：一种自动进样装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自动进样装置，特别是一种用于水体中对微量化学元素进行在线 自动检测的水样和试剂的自动进样装置。
背景技术：
为便于在海洋生物地球化学研究中开展常规监测，研究人员已经逐步的将对海水 中化学元素的分析从实验室转移至现场，目前，实验室内水体中化学要素的比色分析过程 中水样和试剂的进样方式为手动进样，人为控制样品混合反应过程和反应时间，这种方法 必须有工作人员介入，根本不合适用于现场化学元素的在线分析。对于现场在线测量仪而 言，所有的进样及混合反应过程都必须是在无人参与的情况下自动完成，自动进样及混合 反应过程在实现自动化同时精确控制了样品和试剂的进样比例，确保测量仪的测量结果的 可靠性、重复性和稳定性。
中国专利CN101477034公开了一种水体痕量元素的在线高光谱监测仪，其中的自 动进样系统包括自动进样装置及其控制电路，所述的自动进样装置包括样品池、试剂池、 三通接头、三通电磁阀、样品混合池装置及相关驱动控制装置，根据控制电路中设定的控制 程序，使样品池的水样和试剂池的试剂分别通过蠕动泵经三通接头和三通电磁阀注入样品 混合池装置的样品混合池，再通过样品混合池装置的注射泵头将混合样品池中已反应混合 样品通过三通电磁阀送入检测装置进行痕量元素和营养盐比色分析测试，解决了水体中痕 量元素和营养盐现场在线自动比色监测过程中样品和试剂自动精确配比、进样和混合反应 的技术难题。然而上述自动进样系统中，当需要将样品混合装置中的液体排出时，通过步进电 机的转速和时间相配合的方法来实现，这种方法的最大弊端就是不够安全，而且对转速和 时间的要求非常严格，如果转速和时间参数配合的不是非常恰当时，就容易造成样品混合 装置中的液体排不彻底，或导致样品混合装置损坏，这在现场应用中存在很大的安全隐患。

发明内容
针对现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种排液彻底、防止内部器件损坏的 自动进样装置。为实现上述目的，本发明的技术方案为一种自动进样装置，其包括存放待反应试 剂的试剂池、连接水体抽取装置的存放样品溶液的样品池、用于缓存按一比例配比的待反 应试剂及样品溶液的样品混合池、分别将待反应试剂及样品溶液抽取至样品混合池的抽取 装置及用于控制抽取装置的自动进样控制单元，该抽取装置包括用于抽取试剂池待反应试 剂的第一蠕动泵、用于抽取样品池样品溶液的第二蠕动泵及与样品混合池连接的注射泵， 该注射泵通过在样品混合池内来回推动实现对样品混合池内液体的排出，该样品混合池和 /或注射泵上设有用于探测样品混合池与注射泵之间距离的接近探测模块，该接近探测模 块与自动进样控制单元连接。
该接近探测模块包括设于样品混合池上的接近开关及设于注射泵上的探测块，该探测块在注射泵接近样品混合池时，能与接近开关相碰触。该注射泵包括插装于样品混合池中的活塞、与活塞末端连接的活塞手柄、注射泵 头及插装于注射泵头内并能做往复移动的丝杆及与丝杆末端连接的第三步进电机，丝杆与 活塞手柄连接并能带动活塞手柄做往复移动；该探测块设于活塞手柄上，或设于套在活塞 手柄外部的手柄夹具上。该自动进样控制单元包括实时监控接近探测模块状态的监控模块，当检测到注射 泵转动到样品混合池的感应表面时，自动进样控制单元发出控制指令，停止注射泵转动。本发明与现有技术相比具有如下优点和有益效果本发明通过在样品混合池和/或注射泵上设有用于探测样品混合池与注射泵之 间距离的接近探测模块，当需要将样品混合池中的液体排出时，只要探测接近探测模块的 状态就可以精确的、可靠的控制装置的排样过程和排样结果，操作起来也相对的简单很多， 避免了样品混合池中的液体排不彻底，或导致样品混合池损坏的缺陷。


图1为本发明自动进样装置的结构示意图；图2为本发明自动进样控制单元的原理示意图。
具体实施例方式以下结合实施例及附图对本发明进行详细的描述。如图1所示，本发明公开了一种自动进样装置，其包括存放待反应试剂的试剂池 20、连接水体抽取装置的存放样品溶液的样品池21、用于缓存按一比例配比的待反应试剂 及样品溶液的样品混合池31、分别将待反应试剂及样品溶液抽取至样品混合池31的抽取 装置及用于控制抽取装置的自动进样控制单元，该抽取装置包括用于抽取试剂池20待反 应试剂的第一蠕动泵、用于抽取样品池21样品溶液的第二蠕动泵及与样品混合池31连接 的注射泵，该注射泵通过在样品混合池31内来回推动实现对样品混合池31内液体的排出， 该样品混合池31和/或注射泵上设有用于探测样品混合池31与注射泵之间距离的接近探 测模块，该接近探测模块与自动进样控制单元连接。该接近探测模块包括设于样品混合池31上的接近开关46及设于注射泵上的探测 块47，该探测块47在注射泵接近样品混合池31时，能与接近开关46相碰触。接近开关46 固定在接近开关固定架48上，接近开关固定架48设于样品混合池31内。该注射泵包括插装于样品混合池31中的活塞、与活塞末端连接的活塞手柄32、注 射泵头28及插装于注射泵头28内并能做往复移动的丝杆29及与丝杆29末端连接的第三 步进电机25，丝杆29与活塞手柄32连接并能带动活塞手柄32做往复移动；该探测块47设 于活塞手柄32上，或设于套在活塞手柄32外部的手柄夹具33上。如图2所示，该自动进样控制单元包括实时监控接近探测模块状态的监控模块 49，当检测到注射泵转动到样品混合池31的感应表面时，自动进样控制单元发出控制指 令，停止注射泵转动。该自动进样装置还包括一纯水池22，该第二蠕动泵为双通道蠕动泵，该纯水池22与第二蠕动泵的输入端连接，第二蠕动泵的输出端分别与样品混合池31及长光程液芯样 品池相连接。 试剂池20与安装在第一蠕动泵上的第一蠕动泵管34的一端相通，第一蠕动泵管34的另一端接第二四通接头42的a端，样品池21与第一四通接头41的b端相通，第一四 通接头41的d端与安装在第二蠕动泵上一通道的第二蠕动泵管35的一端相通，第二蠕动 泵管35的另一端与第一三通电磁阀37的a端相连，第一四通接头41的a端与第一三通电 磁阀37的b端相连，第一三通电磁阀37的c端与第二四通接头42的b端相连，第二四通 接头42的d端连接至第二三通电磁阀39的c端，纯水池22与安装在第二蠕动泵上另一通 道的第三蠕动泵管36的一端相通，第三蠕动泵管36的另一端通过第一二通电磁阀38连接 至第二四通接头42的c端，第三蠕动泵管36的另一端还分别连接至第二三通电磁阀39的 b端及长光程液芯样品池，第二三通电磁阀39的a端连接至样品混合池31。
第一蠕动泵由第一步进电机23及单通道蠕动泵头26构成，其中，第一步进电机23 的转轴与单通道蠕动泵头26的转轴固定在一起；第二蠕动泵由第二步进电机24及双通道蠕动泵头27构成，其中，第二步进电机24 的转轴与双通道蠕动泵头27的转轴固定在一起；注射泵包括插装于样品混合池31中的活塞、与活塞末端连接的活塞手柄32、注射 泵头28及插装于注射泵头28内并能做往复移动的丝杆29及与丝杆29末端连接的第三步 进电机25，丝杆29与活塞手柄32连接并能带动活塞手柄32做往复移动。第二三通电磁阀39的a端连接至三通接头43的b端，三通接头43的a端通过第 二二通电磁阀40，通接头43的c端连接至样品混合池31，第二二通电磁阀40还与废水抽 取装置连接。该自动进样控制单元还包括用于驱动三个步进电机转动的步进电机驱动模块U2， 用于驱动第一、第二三通电磁阀37、39及第一、第二二通电磁阀38、40动作的驱动器U3，连 接步进电机驱动模块U2及驱动器U3的处理器Ul。当需要将样品混合池31中的液体排出时，只要探测接近开关46的状态就可以精 确的、可靠的控制装置的排样过程和排样结果，操作起来也相对的简单很多。当需要排出样 品混合池31中的液体时，向步进电机驱动模块U2发送控制第三步进电机25以一定的速度 向左转的指令，步进电机驱动模块U2根据指令驱动第三步进电机25带动与之连接的注射 泵头以指定的方式转动，将混合样品池31中的样品排出，在这个过程中，该自动进样控制 单元通过监控模块实时监控接近开关的状态，当监控模块49探测到安装在手柄夹具33上 的探测块47接近到接近开关46的感应表面时，该自动进样控制单元立即发出控制指令，停 止注射泵头转动。
权利要求
一种自动进样装置，其包括存放待反应试剂的试剂池(20)、连接水体抽取装置的存放样品溶液的样品池(21)、用于缓存按一比例配比的待反应试剂及样品溶液的样品混合池(31)、分别将待反应试剂及样品溶液抽取至样品混合池(31)的抽取装置及用于控制抽取装置的自动进样控制单元，该抽取装置包括用于抽取试剂池(20)待反应试剂的第一蠕动泵、用于抽取样品池(21)样品溶液的第二蠕动泵及与样品混合池(31)连接的注射泵，该注射泵通过在样品混合池(31)内来回推动实现对样品混合池(31)内液体的排出，其特征在于，该样品混合池(31)和/或注射泵上设有用于探测样品混合池(31)与注射泵之间距离的接近探测模块，该接近探测模块与自动进样控制单元连接。
2.根据权利要求1所述的自动进样装置，其特征在于，该接近探测模块包括设于样品 混合池(31)上的接近开关(46)及设于注射泵上的探测块(47)，该探测块(47)在注射泵接 近样品混合池(31)感应表面时，能与接近开关(46)相碰触。
3.根据权利要求2所述的自动进样装置，其特征在于，该注射泵包括插装于样品混 合池(31)中的活塞、与活塞末端连接的活塞手柄(32)、注射泵头(28)及 插装于注射泵头(28)内并能做往复移动的丝杆(29)及与丝杆(29)末端连接的第三步进电机(25)，丝杆(29)与活塞手柄(32)连接并能带动活塞手柄(32)做往复移动；该探测块(47)设于活塞 手柄(32)上，或设于套在活塞手柄(32)外部的手柄夹具(33)上。
4.根据权利要求1至3任一项所述的自动进样装置，其特征在于，该自动进样控制单 元包括实时监控接近探测模块状态的监控模块(49)，当检测到注射泵转动到样品混合池 (31)的感应表面时，自动进样控制单元发出控制指令，停止注射泵转动。
5.根据权利要求4所述的自动进样装置，其特征在于，该自动进样装置(6)还包括一纯 水池(22)，该第二蠕动泵为双通道蠕动泵，该纯水池(22)与第二蠕动泵的输入端连接，第 二蠕动泵的输出端分别与样品混合池(31)及长光程液芯样品池(3)相连接。
6.根据权利要求5所述的自动进样装置，其特征在于试剂池(20)与安装在第一蠕 动泵上的第一蠕动泵管(34)的一端与相通，第一蠕动泵管(34)的另一端接第二四通接头 (42)的a端，样品池(21)与第一四通接头(41)的b端，第一四通接头(41)的d端与安装 在第二蠕动泵上一通道的第二蠕动泵管(35)的一端相通，第二蠕动泵管(35)的另一端与 第一三通电磁阀(37)的a端相连，第一四通接头(41)的a端与第一三通电磁阀(37)的b 端相连，第一三通电磁阀(37)的c端与第二四通接头(42)的b端相连，第二四通接头(42) 的d端连接至第二三通电磁阀(39)的c端，纯水池(22)与安装在第二蠕动泵上另一通道 的第三蠕动泵管(36)的一端相通，第三蠕动泵管(36)的另一端通过第一二通电磁阀(38) 连接至第二四通接头(42)的c端，第三蠕动泵管(36)的另一端还分别连接至第二三通电 磁阀(39)的b端及长光程液芯样品池(6)，第二三通电磁阀(39)的a端连接至样品混合池 (31)。
7.根据权利要求6所述的自动进样装置，其特征在于第一蠕动泵由第一步进电机(23)及单通道蠕动泵头(26)构成，其中，第一步进电机(23)的转轴与单通道蠕动泵头 (26)的转轴固定在一起；第二蠕动泵由第二步进电机(24)及双通道蠕动泵头(27)构成，其中，第二步进电机(24)的转轴与双通道蠕动泵头(27)的转轴固定在一起；注射泵包括插装于样品混合池(31)中的活塞、与活塞末端连接的活塞手柄(32)、注射泵头(28)及插装于注射泵头(28)内并能做往复移动的丝杆(29)及与丝杆(29)末端连接 的第三步进电机(25)，丝杆(29)与活塞手柄(32)连接并能带动活塞手柄(32)做往复移动。
8.根据权利要求7所述的自动进样装置，其特征在于第二三通电磁阀(39)的a端还 通过第二二通电磁阀(40)与废水抽取装置连接。
9.根据权利要求7所述的自动进样装置，其特征在于该自动进样控制单元还包括用 于驱动三个步进电机转动的步进电机驱动模块(U2)，用于驱动第一、第二三通电磁阀(37、 39)及第一、第二二通电磁阀(38、40)动作的驱动器(U3)，连接步进电机驱动模块(U2)及 驱动器(U3)的处理器(Ul)。
全文摘要
本发明涉及一种自动进样装置，包括存放待反应试剂的试剂池、连接水体抽取装置的存放样品溶液的样品池、用于缓存按一比例配比的待反应试剂及样品溶液的样品混合池、分别将待反应试剂及样品溶液抽取至样品混合池的抽取装置及用于控制抽取装置的自动进样控制单元，该抽取装置包括用于抽取试剂池待反应试剂的第一蠕动泵、用于抽取样品池样品溶液的第二蠕动泵及与样品混合池连接的注射泵，该注射泵通过在样品混合池内来回推动实现对样品混合池内液体的排出，该样品混合池和/或注射泵上设有用于探测样品混合池与注射泵之间距离的接近探测模块，该接近探测模块与自动进样控制单元连接。本发明具有精确、可靠的排样结果，操作起来也相对简单很多。
文档编号G01N1/14GK101825559SQ20101017082
公开日2010年9月8日 申请日期2010年5月4日 优先权日2010年5月4日
发明者卢桂新, 孙兆华, 曹文熙, 李彩, 杨跃忠, 柯天存, 郭超英 申请人:中国科学院南海海洋研究所