[發明專利]一種基于陣列傳感器的氣液固三相分離裝置及分離方法

有效

• 申請號: 202010412662.5
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN111617515B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發明（設計）人: 陳星;陳龍;傅煒;劉文心;董浩;劉清君;劉軍;吳迪
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B01D15/10
• 分類號: B01D15/10;B01D19/00;G01N30/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 劉靜

本發明公開了一種基于陣列傳感器的氣液固三相分離裝置及分離方法。該裝置包括傳感器陣列、傳感器氣室、上位機、氣泵、溫控片、比例控制閥和關斷閥等；傳感器氣室的入口接有比例控制閥，比例控制閥通過進氣導管連接減壓閥，氣室入口與傳感器陣列相通，傳感器陣列與氣室出口相通；傳感器氣室出口處接有關斷閥，關斷閥與氣泵相連；傳感器陣列為若干個傳感器排列而成；上位機與傳感器陣列電路相連，生成檢測曲線。本發明通過涂有敏感吸附材料的傳感器陣列，有效地分離了氣體、液體、固體三種物質，同時能夠有效的縮短檢測氣體、液體和固體的時間，提高了檢測設備的效率。

技術領域

本發明涉及陣列式氣液固三相色譜芯片的裝置，尤其涉及到一種提高物質識別效率的芯片色譜技術、能夠降低系統檢測下限的裝置及方法。

背景技術

物質分離技術，特別是微型化的氣液固三相的物質分離技術不僅具有高效、便利、分辨率高、響應迅速的特點，而且可以節約實驗試劑、縮短測試樣品時間和實時監測物質分離狀況。近些年來，液相色譜由于具有很好的重現性和穩定性，已經在藥物研發、食品安全監測、環境保護以及生物實驗中作為重要的分析工具。利用色譜分離技術和檢測技術的氣相色譜儀已經非常成熟，可以對復雜混合物進行定性和定量分析。相對于前兩種，固相分離技術的報道相對較少，而對氣液固三相色譜芯片的裝置的報道更少。據此，設計一種陣列式并行的氣液固三相的多維色譜芯片在微加工技術層面具有廣闊的應用價值與市場前景。

發明內容

本發明提出了一種陣列式氣液固三態色譜芯片裝置，用于增加現有的微加工技術設備的多樣性、提高設備利用率等。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種基于陣列傳感器的氣液固三相分離裝置，包括若干個氣敏傳感器、傳感器氣室、密封圈、氣泵、溫控片、主控電路板、減壓閥、上位機、進氣導管、出氣導管、后級裝置、傳感器電路板、溫度傳感器、氣壓傳感器、比例控制閥和關斷閥；

所述傳感器氣室的入口與進氣導管連接，所述減壓閥安裝進氣導管上；所述比例控制閥安裝于傳感器氣室的入口處；傳感器氣室的出口與出氣導管連接；所述氣泵安裝在出氣導管上，出氣導管的出口連接有處理廢氣的后級裝置；關斷閥安裝于傳感器氣室的出口處；

所述氣敏傳感器、溫度傳感器和氣壓傳感器均安裝在傳感器電路板上，氣敏傳感器與溫控片連接，所述傳感器電路板通過密封圈安裝于傳感器氣室中；所述傳感器電路板與主控電路板相連，所述主控電路板與上位機相連，通過上位機識別和顯示氣液固三相物質。

進一步地，所述傳感器氣室的底部具有金屬墊片用于壓緊傳感器電路板，并用四個螺栓固定；傳感器氣室上方的具有弧形擋板，使得物質進入到傳感器氣室后，便于與氣敏傳感器充分接觸。

進一步地，所述氣敏傳感器上面涂有敏感膜材料和吸附材料混合后的材料，包括但不限于金屬氧化物材料、導電聚合物材料和貴金屬材料等，該材料能夠吸附氣液固三相敏感物質；根據氣壓傳感器和溫度傳感器的參數，調節傳感器氣室內部的壓力和溫度，以達到傳感器氣室中的物質能夠被涂在氣敏傳感器材料解吸的條件。

進一步地，所述溫控片根據半導體的珀耳帖效應，實現氣敏傳感器的溫度控制，進而實現涂在氣敏傳感器上材料的溫度控制。

進一步地，所述氣泵與主控電路板連接，通過上位機控制氣泵抽取傳感器氣室中氣體。

本發明還提供一種氣液固三相分離裝置的分離方法，該方法包括以下步驟：

1）采集物質：連接好氣路，調節比例控制閥和關斷閥調節傳感器氣室中的氣體導通，然后開啟氣泵；根據溫度傳感器和氣壓傳感器的參數，調節傳感器氣室中的壓力和溫度；

2）吸附物質：調節與氣敏傳感器連接的溫控片，保證物質進入傳感器氣室中5分鐘以上，使得物質能夠充分吸附在的氣敏傳感器上。