[发明专利]一种直热式金属毛细管色谱柱与气相色谱仪的接口

说明书

技术领域

本发明涉及金属毛细管色谱柱或石英毛细管柱与石英毛细管引管连接的接口，该接口用于采用直接电阻加热技术对金属毛细管气相色谱柱进行直接加热快速升温时，色谱柱与商品化气相色谱仪进样口和检测器的电绝缘和无冷区连接。本发明还适用于直热式色谱柱加温装置中石英毛细管色谱柱与引接空毛细管之间的连接。

背景技术

采用直接电阻加热技术可以实现气相色谱柱的快速程序升温，升温速率最高可达20℃/s。使用金属毛细管气相色谱柱的直接电阻加热技术是直接在色谱柱两端施加一定大小的电压，利用色谱柱的金属外壳作为电阻发热体，实现快速、低热容、低功耗的程序升温。金属毛细管柱直接电阻加热技术可以作为一套升级部件安装到现有商品化气相色谱仪中，使气相色谱仪突破原有升温速率的限制，实现升温速率可达20℃/s的快速程序升温分析，极大地缩短分析周期，提高分析效率，降低分析成本。但是金属毛细管柱直接电阻加热装置和商品化气相色谱仪连接时存在一些问题：(1)由于色谱柱两端加有电压，因此色谱柱和色谱仪之间必须有良好的电绝缘；(2)金属色谱柱直接插入部分类型的检测器，会导致检测器不能正常工作，如电子捕获检测器和部分厂家的氢火焰离子化检测器等；(3)色谱仪的进样口和检测器都有几厘米长的柱接头裸露在色谱炉箱中，使用金属毛细管柱直接电阻加热装置时，这段柱接头就形成了冷区。通过在色谱柱两端和色谱仪的进样口/检测器之间增加一个接口就能够解决以上问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种电绝缘性好、不存在冷区的金属毛细管色谱柱与气相色谱仪的接口。

为实现上述目的，本发明采用技术方案为：

一种直热式金属毛细管色谱柱与气相色谱仪的接口，该接口为筒状结构，  包括微型二通、上耐高温绝缘套、下耐高温绝缘套、薄壁金属套筒、电热丝和保温层；

保温层套设于薄壁金属套筒外侧，薄壁金属套筒上、下端的外侧壁上和下端的内壁面上均径向设置凸台，薄壁金属套筒上下两端的凸台间形成凹槽，凹槽中缠绕设置有电热丝，电热丝通过线路与外电源相连；薄壁金属套筒内侧上部设置有截面为倒“U”字形的上耐高温绝缘套、下部设置有截面为“U”字形的下耐高温绝缘套；下耐高温绝缘套上端的外侧壁上径向设置凸台，下耐高温绝缘套的凸台放置于薄壁金属套筒内壁面凸台上；微型二通置于上耐高温绝缘套和下耐高温绝缘套内部，微型二通与下耐高温绝缘套之间设置有弹簧金属丝，弹簧金属丝通过电极引线与外电源相连。

上耐高温绝缘套的内侧顶部设置有锥形导向槽，导向槽上部设置有出口圆孔；上耐高温绝缘套的顶部设置有柱状凸起或柱状凹槽；下耐高温绝缘套底部中心设置有入口圆孔、其外侧设置有电极引线出口，电极引线经电极引线出口与外电源相连；薄壁金属套筒下端的外侧壁凸台上设置有热丝穿孔和温度传感穿孔，电热丝经热丝穿孔通过线路与外电源相连，温度传感穿孔内穿设有温度传感器，温度传感器经线路与温度控制器电连接；电热丝外包裹有绝缘套管；薄壁金属套筒上端的外侧壁凸台上径向设置有固定螺孔。

本发明具有如下优点：

1.解决了金属色谱柱和色谱仪进样口/检测器的电绝缘问题。通过微型二通转换后使用的石英毛细管本身是绝缘体。使用的微型二通死体积可忽略，对色谱分离性能影响很小。

2.可以适配多个厂家的多种检测器，不存在冷区。微型二通转换后的石英毛细管和各种检测器都不存在兼容性问题。稍加修改上耐高温绝缘套形状就可以和不同类型仪器的柱接头螺帽适配。根据进样口/检测器裸露在气相色谱炉箱中的接头部分长度适当增减薄壁金属套筒的长度能够完全避免加热冷区的存在。

3.安装方便，功耗低。本接口安装方便，熟练后整个安装过程不超过2分钟。由于接口热容小，功耗也比较低。接口恒温250℃的功率消耗仅为7瓦。

附图说明

图1为本发明接口与安捷伦6890N气相色谱仪连接的结构示意图；

其中：100-微型二通；200-上耐高温绝缘套；201-导向槽；202-出口圆孔；203-柱状凸起；300-下耐高温绝缘套；301-电极引线出口；302-入口圆孔；400-弹簧金属丝；401-电极引线；500-薄壁金属套筒；501-固定螺孔；502-热丝穿孔；503-温度传感穿孔；504-凹槽；600-电热丝；601-绝缘套管；700-保温层。

图2为本发明接口与瓦里安3800气相色谱仪连接的结构示意图；其中：204-柱状凹槽。

图3为本发明接口中使用的金属微型二通(100)的内部结构示意图；其中：101-微型二通腔体；102-二通螺帽；103-金属卡套。