[實用新型]一種微升級液體注入控制裝置

有效

• 申請號: 201820130255.3
• 申請日: 2018-01-26
• 公開（公告）號: CN207742162U
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發明（設計）人: 余銘銘;夏立東;李海容;陳紹華;周曉松;溫成偉;王偉偉;張偉光;任興碧
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院核物理與化學研究所
• 主分類號: G01N30/24
• 分類號: G01N30/24
• 代理公司: 中國工程物理研究院專利中心 51210
• 代理人: 翟長明;韓志英

本實用新型公開了一種微升級液體注入控制裝置，包括測溫探頭Ⅰ、腔室、容器、加熱器Ⅰ、管道、測溫探頭Ⅱ、貯氣罐、截止閥、加熱器Ⅱ、控溫儀和導線；所述的容器的體積為微升量級，腔室包裹容器，容器、貯氣罐和截止閥依次通過管道相連，截止閥外接氣源。該控制裝置利用溫度梯度控制壓力梯度，同時利用氣?液相變原理技術，使得氣體僅在微升級容器內形成液體，在充氣管路及貯氣罐中始終以氣體形式存在，而且，通過控制貯氣罐溫度還能夠實現對液體注入精度的控制，最終實現了向微升級容器內高效、精確地注入定量液體的目的。

技術領域

本實用新型屬于液體封裝技術領域，具體涉及一種微升級液體注入控制裝置。

背景技術

目前，主要使用微量進樣器通過管道直接向小體積容器（毫升及微升級）注入液體。雖然現有的方法簡單直接，但是難以克服因管道及接頭的死體積而導致難以精確定量注入量的技術難題；此外，對于亞微升及納升級容器，由于管路及接頭死體積遠大于容器體積，在管路中滯留量遠超過容器中實際注入量，導致液體有效注入率（注入容器內液體物質量/向貯氣罐內注入氣體物質量）低；而且，由于容器的體積小，向容器內定量注入液體，很容易注滿，無法精確控制注入量。當前，亟需一種高效高精度微量液體注入裝置。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種微升級液體注入控制裝置。

本實用新型的一種微升級液體注入控制裝置包括測溫探頭Ⅰ、腔室、容器、加熱器Ⅰ、管道、測溫探頭Ⅱ、貯氣罐、截止閥、加熱器Ⅱ、控溫儀和導線；所述的容器的體積為微升量級，腔室包裹容器，容器、貯氣罐和截止閥依次通過管道相連，截止閥外接氣源；

所述的腔室上安裝有測溫探頭Ⅰ和加熱器Ⅰ，測溫探頭Ⅰ和加熱器Ⅰ與控溫儀通過導線相連；所述的貯氣罐安裝有測溫探頭Ⅱ和加熱器Ⅱ，測溫探頭Ⅱ與控溫儀通過導線相連；控溫儀分別獨立控制容器和貯氣罐的溫度。

所述的容器和貯氣罐的溫度范圍為10K~500K，容器和貯氣罐的溫度差小于等于100 K。

本實用新型的微升級液體注入控制裝置工作過程如下：

a.計算：向容器液體注入前，通過公式計算出貯氣罐溫度為T時需要充入的氣體壓力，其中，V1為容器的容積，c為容器內需要注入的液體體積與容器容積的比例，R為理想氣體常數，V2為貯氣罐的容積，ρ1為容器內液體的摩爾體積，P2為容器溫度在T1時液體的飽和蒸汽壓，T2為液體注入完畢時貯氣罐的溫度；

b.充氣：打開截止閥，從氣源向充入氣體，直至貯氣罐內的氣體壓力達到P，關閉截止閥；

c.控溫：通過控溫儀控制容器的溫度為T1，貯氣罐的溫度為T2，使得T1=T2，T1和T2高于所充氣體的凝固點1K以上；

d.注入：保持T1不變，T2逐漸升高，基于氣-液相變原理，貯氣罐中的氣體逐漸充入容器中，氣體在達到T1對應的飽和蒸汽壓后在容器中液化，T2至充氣前計算的設定值后穩定下來完成液體注入。

本實用新型的微升級液體注入控制裝置利用溫度梯度控制壓力梯度，同時利用氣-液相變原理技術，使得氣體僅在微升級容器內形成液體，在充氣管路及貯氣罐中始終以氣體形式存在，而且，通過控制貯氣罐溫度還能夠實現對液體注入精度的控制，最終實現了向微升級容器內高效、精確地注入定量液體的目的。

附圖說明

圖1為本實用新型微升級液體注入控制裝置的結構示意圖；

圖中，1.測溫探頭Ⅰ 2.腔室 3.容器 4.加熱器Ⅰ 5.管道 6.測溫探頭Ⅱ 7.貯氣罐8.截止閥 9.加熱器Ⅱ 10.控溫儀 11.導線。

具體實施方式