CN103954640A - 一种核磁共振波谱仪自动进样器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种核磁共振波谱仪自动进样器，包括机座和样品箱；所述样品箱包括传动链，同步带，传动机构，导槽外，还包括底板组件；所述底板组件包括底板、半圆形的固定连接管、半圆形的移动连接管和滑块；所述机座上有带密封圈的连接头，连接头下面固定连接置于磁场中的进样管，所述的机座上还安装有与传动机构活动连接的直流电机、用于抓住固定连接管的平行气爪、推动移动连接管的推杆气缸、连接有锥形顶杆的顶杆气缸、条码扫描仪、用于检测装载样品的玻璃管的漫反射传感器、连接MCU控制板的串口插头Ⅰ和故障报警器。本发明所提供的核磁共振波谱仪自动进样器，体积小、成本低、安装方便、自动化程度高、控制方便、安全可靠。

Description

一种核磁共振波谱仪自动进样器

技术领域

本发明涉及核磁共振波谱仪，特别是涉及一种核磁共振波谱仪分析样品时专用的自动进样器。 

背景技术

核磁共振波谱仪是利用不同元素原子核性质的差异分析物质的磁学式分析仪器，广泛用于化合物的结构测定，定量分析和动物学研究等方面。 

自动进样器自动化程度高可以大量节省人力与时间，同时还可降低人为操作产生的误差，是利用核磁共振波谱仪大批量分析样品必不可少的配套仪器。 

现有的核磁共振波谱仪自动进样器主要是以机械手抓取的方式，有两种类型：一种是单独的自动进样器架，并在架上安装有一个较大传动空间的传动链，该方式占用的空间较大，成本也较高。 

另一种是直接在磁体的上方安装样品箱，机械手安装在样品箱内部，这样占用空间相对较小但对设计和加工要求较高，成本较高。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种体积小、成本低的核磁共振波谱仪自动进样器。 

本发明首先提供一种传动单元，包括圆筒状的链节，其上部设有缺口，防止气流将转子冲出链节，链节外表面的两侧有和同步带啮合的带齿，链节上下端分别通过凸缘与凹槽的配合与连接环活动连接，每个连接环上有两个方孔；在链节另一端有上耳部和下耳部，上耳部和下耳部分别有两个挂钩与邻近传动单元上的方孔连接，下耳部有定位孔，上耳部有顶杆孔，上耳部包围的链节壁面上开有一小窗，上耳部有与小窗对应的阻挡板，小窗和阻挡板之间有L形滑块，L形滑块通过弹簧与阻挡板连接，并且L形滑块上有止位凸点。未到本单元进样时，弹簧使L形滑块的水平臂穿过小窗凸入到链节内，支撑住装有样品的转子。此时止位凸点作用于小窗上沿防止L形滑块完全进入，同时L形滑块的另一臂暴露于顶杆孔中。轮到本单元进样时，锥形顶杆***顶杆孔，迫使L型滑块退出小窗，装有样品的转子失去L型滑块的支撑。所述链节外表面上还有条形码，便于对样品进行记录、辨认和方便、快速分析任意链节中的样品。 

上述传动单元两两之间通过挂钩和方孔的连接，彼此组成一个传动链。本发明的核磁共振波谱仪自动进样器涉及的是封闭的传动链，由于连接环可以绕链节自由旋转，所以传动链可以自由的改变方向，传动链可以为各种形状，如方形或圆形。 

本发明所提供的核磁共振波谱仪自动进样器，包括机座和样品箱。样品箱除了包括上面所述的传动链，同步带，传动机构，导槽外，还包括底板组件。所述底板组件包括底板、半圆形的固定连接管、半圆形的移动连接管和滑块。 

上述的导槽固定于底板上。样品箱和机座组合时，机座里的连接头上的半圆弧面凸台与固定连接管的外圆紧密贴合对样品箱进行定位，机座里的平行气爪固定住固定连接管对样品箱进行固定。底板下面还有两个传感器，分别检测平行气爪、双轴气缸的动作状态。底板上还有一个电气连接插头。 

    所述的机座上安装有与传动机构活动连接的直流电机、于样品箱在机座上滑行的半圆形机座导轨、用于抓住固定连接管的平行气爪、推动移动连接管的推杆气缸和连接有锥形顶杆的顶杆气缸，条码扫描仪用于检测装载样品的编号，以及检测有无样品管的漫反射传感器和故障报警器。还包括带密封圈的连接头，连接头上设有半圆弧面凸台，其下面固定置于磁体中的进样管。机座和样品箱组合时，连接头与底板上的固定连接管连接。移动连接管和固定连接管合在一起正好组成一个完整的圆柱形，且内径和链节的内径相同。 

本发明的电路部分包括MCU控制板，电机，气缸和电磁阀，条码扫描仪和各种光电传感器。自动进样器工作过程包括***初始化，样品进样，样品出样3个步骤，流程图如图9至图11。 

本发明所提供的核磁共振波谱仪自动进样器，体积小、成本低、安装方便、自动化程度高、控制方便、安全可靠。 

附图说明

图1为本发明核磁共振波谱仪自动进样器整体外观图。 

图2为本发明自动进样器中机座结构示意图。 

图3为本发明自动进样器中传动机构结构示意图。 

图4为本发明自动进样器中链节结构示意图（为了方便观察，将弹簧和L形滑块画在了阻挡板的外面）。 

图5为本发明自动进样器中传动链结构示意图。 

图6为本发明自动进样器中底板组件结构示意图。 

图7为本发明自动进样器中移动连接管结构示意图。 

图8为本发明自动进样器中导槽结构示意图。 

图9为本发明自动进样器***初始化过程流程图。 

图10为本发明自动进样器进样过程流程图。 

图11为本发明自动进样器出样过程流程图。 

具体实施方式

一种传动单元，包括圆筒状的链节1，其上部设有缺口2，防止气流将转子冲出链节，链节1外表面的两侧有和同步带啮合的带齿3，链节1上下端分别通过凸缘与凹槽的配合与连接环4活动连接，每个连接环4上有两个方孔5；在链节1上下端之间有上耳部6和下耳部7，上耳部6和下耳部7分别有两个挂钩8与邻近传动单元的连接环4上的方孔5连接，下耳部7有定位孔9，上耳部6有顶杆孔10，上耳部6包围的链节1壁面上开有一小窗11，上耳部6有与小窗11对应的阻挡板12，小窗11和阻挡板12之间有L形滑块13，L形滑块13通过弹簧14与阻挡板12连接，并且L形滑块13水平臂上有止位凸点15。未到本单元进样时，弹簧14使L形滑块13的水平臂穿过小窗11凸入到链节1内，支撑住装有样品的转子。此时止位凸点15作用于小窗11上沿防止L形滑块13完全进入，同时L形滑块13的另一臂暴露于顶杆孔10中。轮到本单元进样时，锥形顶杆***顶杆孔10，迫使L型滑块13退出小窗，装有样品的转子失去L型滑块13的支撑。所述链节1外表面上还有条形码，便于对样品进行记录、辨认和方便、快速分析任意链节1中的样品。 

上述传动单元两两之间通过挂钩8和方孔5的作用，组成一个封闭的传动链。由于连接环4可以绕链节1自由旋转，所以传动链可以自由的改变方向。 

供上述传动链运动的导槽部件包括位于同一平面的第一导轨16和第二导轨17，分别贴合传动链下部连接环4的两侧，还包括第三导轨18和盖板19，组成传动链上部连接环4的通道，所述盖板19上还有漫反射传感器挡板20。在第一导轨16和第二导轨17上，安有检测链节1定位孔9的传感器，在第二导轨17上装有对链节进行精确定位的定位挡块21，在第三导轨18上还装有两个传感器，分别检测转子的出样状态和顶杆气缸的动作状态。 

本发明前述传动链在上述导槽中，链节上的带齿3和同步带22啮合，在同步带22的驱动下行进。同步带22两端的同步轮23一个连接固定于第二导轨17，另一个和传动机构24连接，传动机构24的另一端有内花键25，和机座上的直流电机连接的外花键35活动连接。传动机构24将直流电机的动力传递给同步带22，驱动同步带22围绕两端的同步轮23运动，同步带22驱动传动链运动。 

本发明所提供的核磁共振波谱仪自动进样器，包括机座和样品箱。 

    样品箱除上述传动链，同步带，传动机构，导槽外，还包括底板组件。所述底板组件包括底板26、半圆形的固定连接管27、半圆形的移动连接管28和滑块29，所述移动连接管28安装于滑轨组件上，可以进行移动。移动连接管28和固定连接管27组合成一个完整的圆柱形，且内径和链节1的内径相同。样品箱可通过滑块29在机座的滑轨上滑动。底板26下面还安装有两个传感器，分别检测平行气爪、双轴气缸的动作状态。底板上还有一个电气连接插头Ⅱ，用于连接样品箱内的传感器，传递传感器内电信号。 

前述的导槽固定于底板26上。 

机座上有带密封圈的连接头30，用于连接置于磁体中的进样管，并依靠密封圈使两者的连接形成气密。机座和样品箱组合时，机座里的连接头30上的半圆弧面与固定连接管28的外圆紧密贴合对样品箱进行定位。所述的机座上还安装有与传动机构活动连接的直流电机、用于抓住固定连接管27的平行气爪31、推动移动连接管28的推杆气缸32、连接有锥形顶杆33的顶杆气缸、条码扫描仪、用于检测装载样品的玻璃管的漫反射传感器34、连接MCU控制板的电气插头Ⅰ和故障报警器。样品箱和机座组合时，机座里的平行气爪31固定住固定连接管27。 

  

下面介绍本发明的核磁共振波谱仪自动进样器工作过程。

将样品箱安装在机座上，所述样品箱底部的滑块29与机座上的滑轨配合，样品箱在外力的作用下滑向机座，所述连接头30上的半圆弧面与固定连接管27的外圆紧密贴合对样品箱进行定位，机座里的平行气爪31固定住固定连接管27。样品箱固定后所述机座上的直流电机连接的外花键35与传动机构上的内花键25连接，所述电气插头Ⅰ与电气插头Ⅱ进行连接传递传感器的电信号。 

端面装有密封圈的连接头30内径与固定连接管27的内径同轴，MCU控制板发指令驱动直流电机开始转动，直流电机的动力通过内、外花键传递给传动机构24，驱动传动机构24另一端的同步轮23转动，同步轮23与同步带22啮合驱动同步带22转动，同步带22与链节1上的带齿3啮合从而驱动传动链转动，传动链沿着导槽的轨道转动，当链节1运动到固定连接管27的上方时传感器检测到该链节1上的定位孔9直流电机停止转动，该链节1的内径与固定连接管27内径相同且同轴，条码扫描仪读取链节1上的条形码信息，漫反射传感器20检测转子上是否有玻璃试管（被测样品装在玻璃试管内，玻璃试管***转子的中心孔内，并随转子一起在气流的作用下进出磁体），无则直流电机继续转动，有则推杆气缸32伸出，推动移动连接管28与固定连接管27合拢，上、下端面对齐，移动连接管上端的凹缘抱紧链节1下部连接环4，移动连接管下端的凹缘抱紧固定连接管27，顶杆气缸推动锥形顶杆伸出，***链节1的顶杆孔10内，L形滑块13移动至链节1外，转子在气流（注入磁体内部的压缩空气）作用下从链节1开始经过固定连接管27、连接头30沿进样管缓慢下落，核磁试验完成后转子在气流（磁体内部的压缩空气）作用下上升至链节1的顶部，传感器检测转子是否上升至链节1顶部，否则报警装置报警，是则依次缩回顶杆气缸，L形滑块13在弹簧14的作用下复位。转子固定在链节1内，缩回推杆气缸32，完成一个样品的进样和出样过程。传感器检测到推杆气缸32缩回后给MCU控制板发射信号，控制板接收到信号后给直流电机发射指令，直流电机转动从而驱动传动链转动，然后按照前面流程完成后续样品的分析。 

Claims (6)

1.一种传动单元，包括圆筒状的链节（1），其上部设有缺口（2），防止气流将转子冲出链节，链节（1）外表面的两侧有和同步带啮合的带齿（3），链节（1）上下端分别通过凸缘与凹槽的配合与连接环（4）活动连接，每个连接环（4）上有两个方孔（5）；在链节（1）上下端之间有上耳部（6）和下耳部（7），上耳部（6）和下耳部（7）分别有两个挂钩（8）与邻近传动单元的连接环（4）上的方孔（5）连接，下耳部（7）有定位孔（9），上耳部（6）有顶杆孔（10），上耳部（6）包围的链节（1）壁面上开有一小窗（11），上耳部（6）有与小窗（11）对应的阻挡板（12），小窗（11）和阻挡板（12）之间有L形滑块（13），L形滑块（13）通过弹簧（14）与阻挡板（12）连接，并且L形滑块（13）的水平臂上有止位凸点（15）。

2.权利要求1所述传动单元两两之间通过挂钩（8）和方孔（5）的连接组成的传动链。

3.根据权利要求2所述的传动链，其特征在于，所述传动链为封闭的传动链，传动链的形状是圆形或方形。

4.一种核磁共振波谱仪自动进样器，包括机座和样品箱；所述样品箱包括权利要求3所述的传动链，同步带，传动机构，导槽外，还包括底板组件；

所述底板组件包括底板（26）、半圆形的固定连接管（27）、半圆形的移动连接管（28）和滑块（29）；

所述机座上有带密封圈的连接头（30），连接头（30）下面固定连接置于磁场中的进样管，所述的机座上还安装有与传动机构活动连接的直流电机、用于抓住固定连接管（27）的平行气爪（31）、推动移动连接管（28）的推杆气缸（32）、连接有锥形顶杆（33）的顶杆气缸、条码扫描仪、用于检测装载样品的玻璃管的漫反射传感器（34）、连接MCU控制板的串口插头Ⅰ和故障报警器。

5.根据权利要求4所述核磁共振波谱仪自动进样器，其特征在于，所述导槽包括位于同一平面的第一导轨（16）和第二导轨（17），分别贴合传动链下部连接环（4）的两侧，还包括第三导轨（18）和盖板（19），组成传动链上部连接环（4）的通道，所述盖板（19）上还有漫反射传感器挡板（20）。

6.根据权利要求4所述核磁共振波谱仪自动进样器，其特征在于，所述链节（1）上的带齿（3）和同步带（22）啮合，在同步带（22）的驱动下行进，同步带（22）两端的同步轮（23）一个连接固定于第二导轨（17），另一个和传动机构（24）连接，传动机构（24）的另一端有内花键（25），和机座上的直流电机连接的外花键（35）活动连接。