CN112051251A - 原子荧光光谱仪的气路控制*** - Google Patents
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Abstract
本发明一种原子荧光光谱仪的气路控制***，其特征在于：双路集成阀岛上设置电气控制板，所述双路集成阀岛内设置气源气缸，所述气源气缸分别与气源入口及气源压力传感器密封连通，所述气源气缸上设置载气缓冲流道及辅助气缓冲流道，所述载气缓冲流道与载气质量流量传感器连通，所述载气质量流量传感器与载气比例调节阀连通，所述载气比例调节阀与载气出口连通，所述辅助气缓冲流道与辅助气质量流量传感器连通，所述辅助气质量流量传感器与辅助气比例调节阀连通，所述辅助气比例调节阀与辅助气出口气缸连通，所述辅助气出口气缸分别与辅助气出口压力传感器及辅助气出口连通，本发明在原子荧光氢化物在线反应过程中，确保载气及辅助气的流量稳定。
Description
技术领域
本发明涉及一种原子荧光光谱仪的气路控制***。
背景技术
在线氢化物发生反应是目前应用于原子荧光的主要研究方法，主要过程是待测元素的酸性溶液与还原剂混合后在反应管路中产成待测元素的氢化物气体，经气液分离之后，载气携带氢化物气体进入原子化室进行原子化并被检测，同时废液从管路之中排出，在此过程中为了保证检测信号的稳定，需要确保载气以及氢化物气体的流量稳定。现阶段原子荧光光谱仪载气的控制主要采用阵列式差压流量计与质量流量计两种方式，其中质量流量计以其流量精确、受压力波动影响小的优点而普遍应用于高端原子荧光光谱仪。为了稳定氢化物气体流量，采用了一种在反应管路中引入一路辅助气来平衡反应管路压力的方式确保在线反应的反应效率，从而达到稳定氢化物气体流量的目的。但现阶段无论是阵列式差压流量计还是质量流量计都属于流量控制器，都不能有效的通过流量的调节来调节出口管路的压力。特别是在出口管路压力波动较大时，质量流量计的流量控制不受压力波动影响，反而会放大出口管路的压力波动。尤其是当辅助气出口压力大于气源压力时会产生酸性液体倒灌气路***的风险，在通常的设计中，大多采用在辅助气输出管路中设置单向阀的方式预防这种风，但是单向阀在长期接触酸性复杂基体后会出现老化失效风险，且单向阀普遍附带较大气阻，使辅助气流量调节过程出现严重滞后，在压力出现快速波动时有使质量流量计的PID算法出现失调的风险。
发明内容
本发明提供一种原子荧光光谱仪的气路控制***，在原子荧光氢化物在线反应过程中，确保载气以及辅助气体的流量稳定。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
1.一种原子荧光光谱仪的气路控制***，其特征在于：双路集成阀岛上设置电气控制板，所述双路集成阀岛内设置气源气缸，所述气源气缸分别与气源入口及气源压力传感器密封连通，所述气源气缸上设置载气缓冲流道及辅助气缓冲流道，所述载气缓冲流道的出口端与载气质量流量传感器的入口端密封连通，所述载气质量流量传感器的出口端通过第一载气连通管与载气比例调节阀的入口端密封连通，所述载气比例调节阀的出口端通过第二载气连通管与载气出口密封连通；
所述辅助气缓冲流道的出口端与辅助气质量流量传感器的入口端密封连通，所述辅助气质量流量传感器的出口端通过第一辅助气连通管与辅助气比例调节阀的入口端密封连通，所述辅助气比例调节阀的出口端通过第二辅助气连通管与辅助气出口气缸密封连通，所述辅助气出口气缸分别与辅助气出口压力传感器及辅助气出口密封连通；
所述气源压力传感器及所述辅助气出口压力传感器分别与所述电器控制板信号连通，所述载气质量流量传感器及所述辅助气质量流量传感器与所述电器控制板信号连通，所述电器控制板通过信号分别控制所述载气比例调节阀及所述辅助气比例调节阀的开合度。
所述原子荧光光谱仪的气路控制***，其中：所述气源入口与气体钢瓶密封连通，气体通过所述气源气缸缓冲后为载气及辅助气提供气源。
所述原子荧光光谱仪的气路控制***，其中：所述载气缓冲流道的口径由大到小收缩，管路呈弧形，供缓冲气体湍流。
所述原子荧光光谱仪的气路控制***，其中：所述辅助气缓冲流道的口径由大到小收缩，管路呈弧形，供缓冲气体湍流。
所述原子荧光光谱仪的气路控制***，其中：所述气源压力传感器将气体压力转换成电压信号传输至所述电器控制板，并形成缺气报警信号。
所述原子荧光光谱仪的气路控制***，其中：所述载气质量流量传感器将气体流量转换成电压信号传输至所述电器控制板，所述电器控制板通过信号反馈控制所述载气比例调节阀的开合度.
所述原子荧光光谱仪的气路控制***，其中：所述辅助气质量流量传感器将气体流量转换成电压信号传输至所述电器控制板，并形成第一反馈控制信号，所述辅助气出口压力传感器将气体压力转换成电压信号传输至所述电器控制板，并与所述气源压力传感器的电压信号产生差压控制信号，共同形成第二反馈控制信号，所述电器控制板通过所述第一反馈控制信号及所述第二反馈控制信号，共同反馈控制所述辅助气比例调节阀的开合度。
所述原子荧光光谱仪的气路控制***，其中：所述载气出口与气液分离器密封连通，所述辅助气出口与四通混合模块密封连通。
本发明的有益效果是：本发明实现了在辅助气出口压力存在剧烈波动的情况下，对辅助气路流路的气体流量和输出管路压力的双重精确控制，在原子荧光氢化物在线反应过程中，确保载气以及辅助气体的流量稳定。
附图说明
图1为原子荧光光谱仪的气路控制***的立体结构图。
图2为原子荧光光谱仪的气路控制***的俯视结构图。
图3为原子荧光光谱仪的气路控制***的透视结构图。
附图标记说明：1-双路集成阀岛；2-气源压力传感器；3-载气质量流量传感器；4-载气比例调节阀；5-辅助气质量流量传感器；6-辅助气比例调节阀；7-辅助气出口压力传感器；8-电气控制板；9-气源入口；10-气源气缸；11-载气缓冲流道；12-第一载气连通管；13-第二载气连通管；14-载气出口；15-辅助气缓冲流道；16-第一辅助气连通管；17-第二辅助气连通管；18-辅助气出口气缸；19-辅助气出口。
具体实施方式
如图1至图3所示一种原子荧光光谱仪的气路控制***，其特征在于：双路集成阀岛1上设置电气控制板8，所述双路集成阀岛1内设置气源气缸10，所述气源气缸10分别与气源入口9及气源压力传感器2密封连通，所述气源气缸10上设置载气缓冲流道11及辅助气缓冲流道15，所述载气缓冲流道11的出口端与载气质量流量传感器3的入口端密封连通，所述载气质量流量传感器3的出口端通过第一载气连通管12与载气比例调节阀4的入口端密封连通，所述载气比例调节阀4的出口端通过第二载气连通管13与载气出口14密封连通；
所述辅助气缓冲流道15的出口端与辅助气质量流量传感器5的入口端密封连通，所述辅助气质量流量传感器5的出口端通过第一辅助气连通管16与辅助气比例调节阀6的入口端密封连通，所述辅助气比例调节阀6的出口端通过第二辅助气连通管17与辅助气出口气缸18密封连通，所述辅助气出口气缸18分别与辅助气出口压力传感器7及辅助气出口19密封连通；
所述气源压力传感器2及所述辅助气出口压力传感器7分别与所述电器控制板8信号连通，所述载气质量流量传感器3及所述辅助气质量流量传感器5与所述电器控制板8信号连通，所述电器控制板8通过信号分别控制所述载气比例调节阀4及所述辅助气比例调节阀6的开合度。
所述气源入口9与气体钢瓶密封连通，气体通过所述气源气缸10缓冲后为载气及辅助气提供气源。
所述载气缓冲流道11的口径由大到小收缩，管路呈弧形，供缓冲气体湍流。
所述辅助气缓冲流道15的口径由大到小收缩，管路呈弧形，供缓冲气体湍流。
所述气源压力传感器2将气体压力转换成电压信号传输至所述电器控制板8，并形成缺气报警信号。
所述载气质量流量传感器3将气体流量转换成电压信号传输至所述电器控制板8，所述电器控制板8通过信号反馈控制所述载气比例调节阀4的开合度.
所述辅助气质量流量传感器5将气体流量转换成电压信号传输至所述电器控制板8，并形成第一反馈控制信号，所述辅助气出口压力传感器7将气体压力转换成电压信号传输至所述电器控制板8，并与所述气源压力传感器2的电压信号产生差压控制信号，共同形成第二反馈控制信号，所述电器控制板8通过所述第一反馈控制信号及所述第二反馈控制信号，共同反馈控制所述辅助气比例调节阀6的开合度。
所述载气出口14与气液分离器密封连通，所述辅助气出口19与四通混合模块密封连通。
实施例中所述双路集成阀岛1内设置所述气源气缸10，所述气源气缸10分别与所述气源入口9及所述气源压力传感器2密封连通，所述气源入口9通过管路与所述气体钢瓶密封连通，所述气源压力传感器2感知到所述气源气缸10内没有压力，将电压信号传输至所述电器控制板8上作为缺气报警信号，此时，可将所述气体钢瓶开启，将气体通过所述气源入口9输入到所述气源气缸10内，所述气源气缸10有效的缓冲了大流量状态下(载气、辅助气总输出大1000mL/min)所述气源入口9产生的湍流，使所述气源压力传感器2可以不受湍流产生的压力波动的影响，稳定准确输出气源压力的电压信号。
所述气源气缸10内的气体通过所述载气缓冲流道11消除湍流后，进入所述载气质量流量传感器3内，气体通过所述第一载气连通管12进入所述载气比例调节阀4内，气体通过所述第二载气连通管13进入所述载气出口14，并进入到所述气液分离器中，所述载气质量流量传感器3将气体流量转换成电压信号传输至所述电器控制板8，所述电器控制板8通过PID算法反馈控制所述载气比例调节阀4的开合度，进而精确控制载气流量至预设值，控制范围0-1500mL/min，所述载气缓冲流道11的内径呈由大到小的喇叭口形状收缩，其整体管路形状呈弧形，有效的缓冲了大流量状态下(载气输出大于700mL/min)进入所述载气质量流量传感器3的气体湍流，使所述载气质量流量传感器3可以不受湍流产生的压力波动的影响，稳定准确输出载气流量的电压信号。
所述气源气缸10内的气体通过所述辅助气缓冲流道15消除湍流后，进入所述辅助气质量流量传感器5内，气体通过所述第一辅助气连通管16进入所述辅助气比例调节阀6内，气体通过第二辅助气连通管17进入所述辅助气出口气缸18内，所述辅助气出口气缸18分别与所述辅助气出口压力传感器7及所述辅助气出口19密封连通，气体通过所述辅助气出口19进入所述四通混合模块中，所述辅助气质量流量传感器5将气体流量转换成电压信号传输至所述电器控制板8，所述电器控制板8通过PID算法形成第一反馈控制信号，所述辅助气出口压力传感器7将气体压力转换成电压信号和所述气源压力传感器2的信号产生差压控制信号，并共同形成所述第二反馈控制信号，所述电器控制板8通过所述第一反馈控制信号及所述第二反馈控制信号，共同反馈控制所述辅助气比例调节阀6的开合度，进而精确控制辅助气流量至预设值，控制范围从0-1500mL/min，并在压力波动时通过调节流量平衡压力波动，通过差压控制信号，在出口压力大于入口压力产生液体倒灌风险时，自动关闭所述辅助气比例调节阀6以保护气路控制***，并报警，所述辅助气缓冲流道15的内径呈由大到小的喇叭口形状收缩，其整体管路形状呈弧形，有效的缓冲了大流量状态下(载气输出大于700mL/min)进入所述辅助气质量流量传感器5的气体湍流，使所述辅助气质量流量传感器5可以不受湍流产生的压力波动的影响，稳定准确输出载气流量。
本发明优点：
本发明实现了在辅助气出口压力存在剧烈波动的情况下，对辅助气路流路的气体流量和输出管路压力的双重精确控制，在原子荧光氢化物在线反应过程中，确保载气以及辅助气体的流量稳定。
以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种原子荧光光谱仪的气路控制***，其特征在于：双路集成阀岛(1)上设置电气控制板(8)，所述双路集成阀岛(1)内设置气源气缸(10)，所述气源气缸(10)分别与气源入口(9)及气源压力传感器(2)密封连通，所述气源气缸(10)上设置载气缓冲流道(11)及辅助气缓冲流道(15)，所述载气缓冲流道(11)的出口端与载气质量流量传感器(3)的入口端密封连通，所述载气质量流量传感器(3)的出口端通过第一载气连通管(12)与载气比例调节阀(4)的入口端密封连通，所述载气比例调节阀(4)的出口端通过第二载气连通管(13)与载气出口(14)密封连通；
所述辅助气缓冲流道(15)的出口端与辅助气质量流量传感器(5)的入口端密封连通，所述辅助气质量流量传感器(5)的出口端通过第一辅助气连通管(16)与辅助气比例调节阀(6)的入口端密封连通，所述辅助气比例调节阀(6)的出口端通过第二辅助气连通管(17)与辅助气出口气缸(18)密封连通，所述辅助气出口气缸(18)分别与辅助气出口压力传感器(7)及辅助气出口(19)密封连通；
所述气源压力传感器(2)及所述辅助气出口压力传感器(7)分别与所述电器控制板(8)信号连通，所述载气质量流量传感器(3)及所述辅助气质量流量传感器(5)与所述电器控制板(8)信号连通，所述电器控制板(8)通过信号分别控制所述载气比例调节阀(4)及所述辅助气比例调节阀(6)的开合度。
2.如权利要求1所述一种原子荧光光谱仪的气路控制***，其特征在于：所述气源入口(9)与气体钢瓶密封连通，气体通过所述气源气缸(10)缓冲后为载气及辅助气提供气源。
3.如权利要求1所述一种原子荧光光谱仪的气路控制***，其特征在于：所述载气缓冲流道(11)的口径由大到小收缩，管路呈弧形，供缓冲气体湍流。
4.如权利要求1所述一种原子荧光光谱仪的气路控制***，其特征在于：所述辅助气缓冲流道(15)的口径由大到小收缩，管路呈弧形，供缓冲气体湍流。
5.如权利要求1所述一种原子荧光光谱仪的气路控制***，其特征在于：所述气源压力传感器(2)将气体压力转换成电压信号传输至所述电器控制板(8)，并形成缺气报警信号。
6.如权利要求1所述一种原子荧光光谱仪的气路控制***，其特征在于：所述载气质量流量传感器(3)将气体流量转换成电压信号传输至所述电器控制板(8)，所述电器控制板(8)通过信号反馈控制所述载气比例调节阀(4)的开合度。
7.如权利要求1所述一种原子荧光光谱仪的气路控制***，其特征在于：所述辅助气质量流量传感器(5)将气体流量转换成电压信号传输至所述电器控制板(8)，并形成第一反馈控制信号，所述辅助气出口压力传感器(7)将气体压力转换成电压信号传输至所述电器控制板(8)，并与所述气源压力传感器(2)的电压信号产生差压控制信号，共同形成第二反馈控制信号，所述电器控制板(8)通过所述第一反馈控制信号及所述第二反馈控制信号，共同反馈控制所述辅助气比例调节阀(6)的开合度。
8.如权利要求1所述一种原子荧光光谱仪的气路控制***，其特征在于：所述载气出口(14)与气液分离器密封连通，所述辅助气出口(19)与四通混合模块密封连通。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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