[发明专利]一种自动进样系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种自动进样装置及其控制方法，特别是一种用于水体中对微量化学元素进行在线自动检测的水样和试剂的自动进样及混合的装置及其控制方法。

背景技术

为便于在海洋生物地球化学研究中开展常规监测，研究人员已经逐步的将对海水中化学元素的分析从实验室转移至现场，目前，实验室内水体中化学要素的比色分析过程中水样和试剂的进样方式为手动进样，人为控制样品混合反应过程和反应时间，这种方法必须有工作人员介入，根本不合适用于现场化学元素的在线分析。对于现场在线测量仪而言，所有的进样及混合反应过程都必须是在无人参与的情况下自动完成，自动进样及混合反应过程在实现自动化同时精确控制了样品和试剂的进样比例，确保测量仪的测量结果的可靠性、重复性和稳定性。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于自动控制水样及试剂按比例进入混合样品池、在样品池混合反应及将已反应样品送入比色测量单元的自动进样系统及其控制方法，以解决水体中痕量元素及营养盐在线比色测量与分析过程中水样和试剂的自动进样及自动控制混合反应过程这一系列技术难题，提高在线测量与分析技术的精度及稳定性。

本发明所提供的的自动进样系统包括自动进样装置及其控制电路，所述的自动进样装置包括：样品池、试剂池、三通接头、三通电磁阀和样品混合池装置，所述的样品池通过第一蠕动泵连接到三通接头的第一输入接口a1，所述的试剂池通过第二蠕动泵连接到三通接头的第二输入接口b1，所述的样品混合池装置为注射器式，包括注射筒、推杆活塞、活塞手柄和注射泵头，以注射筒的内腔作为样品混合池，所述的注射泵头内部具有可转动的丝杆和安装在该丝杆上的可往复移动螺母，该螺母通过夹具与活塞手柄连接，所述的三通电磁阀具有a、b、c三个接口，分别与注射筒头部的注射端口、三通接头的输出接口c1和样品检测装置连接，该三通电磁阀具有a接口与b接口相通、a接口与c接口相通两种控制状态，所述的第一蠕动泵、第二蠕动泵和注射泵头分别与三个步进电机连接。

所述的自动进样装置控制电路包括微电脑电路、步进电机驱动电路、工业线形驱动电路，所述的微电脑电路的UART1串口的TX1和RX1通过串行通信接口与步进电机驱动电路连接，微电脑电路的I/O口与工业线形驱动电路连接，步进电机驱动电路的输出端与三个步进电机连接，工业线形驱动电路的输出端与三通电磁阀的控制端连接。

所述的自动进样装置的控制电路通过微电脑电路上的UART1串口和I/O口对整个进样过程进行控制，其控制步骤包括：

1)、用于连通三通电磁阀a接口与b接口的控制步骤；

2)、用于驱动三个步进电机分别按指定的转速和方向转动，进而带动分别与之连接的第一蠕动泵、第二蠕动泵和注射泵头以指定的方向和速度将水样和试剂按设定比例送入样品混合池的控制步骤；

3)、用于连通三通电磁阀a接口与c接口的控制步骤；

4)、用于驱动与注射泵头连接的步进电机以指定的方向转动，将混合样品池中已反应混合样品送入检测装置的控制步骤。

本发明的有益技术效果：在水体中痕量元素及营养盐在线自动监测及分析研究中，样品的自动进样是其中的一项关键技术难题。本发明解决了水体中痕量元素和营养盐现场在线自动比色监测过程中样品和试剂自动精确配比、进样和混合反应的技术难题，使得水体中痕量元素和营养盐的在线监测成为可能，整个过程可以在无人参与的前提下自动进行，消除了人为因素所产生的一切误差，结合蠕动泵及注射泵的精密配比及进样控制确保了仪器测量结果的重复性和一致性。

附图说明

图1为本发明的自动进样装置的结构示意图；

图2为本发明自动进样装置的具体控制电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明具体实施例的结构细节作进一步的详细说明：