[實(shí)用新型]一種電感耦合等離子體質(zhì)譜儀自動進(jìn)樣器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721283995.2
• 申請日: 2017-10-01
• 公開（公告）號: CN207282451U
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 應(yīng)剛;張偉;劉建魁;游小燕;李林;周立
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇天瑞儀器股份有限公司
• 主分類號: H01J49/04
• 分類號: H01J49/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種自動采樣系統(tǒng)，特別涉及用于給質(zhì)譜儀提供霧化樣品的自動進(jìn)樣器。

背景技術(shù)

電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)(ICP-MS) 是20 世紀(jì)70 年代迅速發(fā)展起來的分析測試技術(shù)，其原理是利用電感耦合等離子體將分析樣品中所含的元素離子化為帶電離子，通過離子傳輸系統(tǒng)將帶電離子引入質(zhì)量分析器中，按不同質(zhì)荷比分開，經(jīng)探測器將離子電流放大后，由測控系統(tǒng)處理給出分析結(jié)果。與其它分析技術(shù)相比，ICP-MS 具有檢出限低、線性范圍寬、可快速同時檢測各種元素等優(yōu)點(diǎn)。隨著應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，ICP-MS 已發(fā)展成為本領(lǐng)域的一種常規(guī)的分析測試技術(shù)。

質(zhì)譜儀主要由進(jìn)樣系統(tǒng)、離子源、離子導(dǎo)入、離子傳輸、質(zhì)量分析器和探測器組成，其中進(jìn)樣系統(tǒng)是質(zhì)譜儀的重要組成部分，其主要通過相關(guān)電機(jī)來實(shí)現(xiàn)，而在進(jìn)樣系統(tǒng)中，采樣速率起到至關(guān)重要的作用，影響著采樣的整體時間和效率，主要問題如下兩點(diǎn)：

首先，在采樣定位中，樣品坐標(biāo)有X、Y、Z軸三個坐標(biāo)，三個軸電機(jī)的啟動、運(yùn)行以及停止使得采樣時的坐標(biāo)定位時間延長；

其次，步進(jìn)電機(jī)在加、減速運(yùn)行情況下，或者長時間運(yùn)行情況下，容易發(fā)生丟步、打滑的情況，容易造成定位錯誤，則電機(jī)需要低速運(yùn)行以降低電機(jī)運(yùn)行誤差。

基于以上兩點(diǎn)，多個電機(jī)低速運(yùn)行延長了限制了進(jìn)樣器的采樣效率，因此，為了提高采樣效率，則需減少采樣系統(tǒng)的采樣時間。

如果想縮短采樣的時間，提高采樣速率，則需要盡量地加快電機(jī)的轉(zhuǎn)動速度，提高電機(jī)啟動和停止的加速度，節(jié)約步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行時間；同時需要為進(jìn)樣器增加校正系統(tǒng)，實(shí)時修正電機(jī)的位置，保證電機(jī)高速運(yùn)行下的定位精準(zhǔn)度。

然而，目前國內(nèi)現(xiàn)有的自動進(jìn)樣器，采用坐標(biāo)電機(jī)單組、慢速運(yùn)行，缺少對電機(jī)控制的優(yōu)化調(diào)節(jié)，具體地說，缺少對電機(jī)的高速運(yùn)行控制，缺少對電機(jī)位置的實(shí)時自動控制。

實(shí)用新型內(nèi)容

鑒于上述，有必要針對現(xiàn)有的缺少對步進(jìn)電機(jī)以高速運(yùn)行，位置實(shí)時自動控制的不足問題，提出電機(jī)位置實(shí)時自動控制，可快速定位的自動進(jìn)樣器。

本實(shí)用新型的一方面提出了一種位置可自動控、快速定位的進(jìn)樣器，用于完成質(zhì)譜儀的系統(tǒng)采樣，包括：

樣品盤，用以盛放即將測試的樣品溶液；

控制器，用以執(zhí)行上位機(jī)的指令，解碼指令后，產(chǎn)生第一坐標(biāo)，控制X、Y、Z軸步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動，到達(dá)第二坐標(biāo)；接收校正系統(tǒng)的實(shí)時位置，修正采樣坐標(biāo)，到達(dá)第三坐標(biāo)；

定位系統(tǒng)，接收控制器的坐標(biāo)，驅(qū)動X、Y、Z軸電機(jī)轉(zhuǎn)動，達(dá)到控制器指定到達(dá)的位置；

校正系統(tǒng)，通過位置傳感器，距離等傳感器實(shí)時反饋的數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確定位電機(jī)在坐標(biāo)系中的當(dāng)前位置，并傳送給控制器，通過控制器修正電機(jī)的步數(shù)，控制電機(jī)繼續(xù)運(yùn)行，使得電機(jī)最終運(yùn)行到第三坐標(biāo)，減少機(jī)械傳動、摩擦等造成的誤差，確保采樣系統(tǒng)采樣的正確性，保證長時間工作的穩(wěn)定性；

采樣系統(tǒng)，與定位系統(tǒng)聯(lián)動，在校正系統(tǒng)修正位置后，采取待測樣品溶液，送至霧化系統(tǒng)；

霧化系統(tǒng)，連接氣瓶和采樣系統(tǒng)，在成功定位后，通過蠕動泵和霧化器，將液態(tài)待測溶液送至霧化室，產(chǎn)生質(zhì)譜儀檢測需要的霧化樣品；

清洗系統(tǒng)，連接水箱和廢液池，用以自動進(jìn)樣器取樣結(jié)束后對采樣針進(jìn)行清洗，減少采樣溶液以及空氣對下次采樣結(jié)果的影響。

在第一實(shí)施方式中，樣品盤還包括：底座和試管架，底座和自動進(jìn)樣器外殼相連，試管架中盛放著待測樣品。

在第一實(shí)施方式中，控制器還包括：控制芯片和通訊系統(tǒng)；所述通訊系統(tǒng)還包括通訊接口、通訊總線及外圍電路。

所述控制器用于解碼上位機(jī)的指令，讀取傳感器組的參數(shù)，控制電機(jī)轉(zhuǎn)速和位置，返回傳感器組的值至上位機(jī)，監(jiān)控系統(tǒng)的各項參數(shù)。

在第一實(shí)施方式中，定位系統(tǒng)還包括：X、Y、Z三軸電機(jī)及其傳動結(jié)構(gòu)，電機(jī)的驅(qū)動電路。

在第一實(shí)施方式中，校正系統(tǒng)還包括：以紅外開關(guān)，機(jī)械開關(guān)組成的坐標(biāo)開關(guān)組，標(biāo)定了系統(tǒng)坐標(biāo)的區(qū)間和特定點(diǎn){比如原點(diǎn)（0,0,0）}，以速度傳感器和位置傳感器提供了當(dāng)前速度和位置，最終將當(dāng)前的第二坐標(biāo)和第一坐標(biāo)對比，由控制器修正，產(chǎn)生第三坐標(biāo)，糾正系統(tǒng)坐標(biāo)誤差；所述開關(guān)組位于X、Y、Z軸的最大最小坐標(biāo)處，標(biāo)定系統(tǒng)的極限值，即（Xmax, Ymax, Zmax）,（Xmin, Ymin, Zmin）。