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自動進樣器

來源:  -  添加時間:2016-12-13 11:31:17
  自動進樣器操作手冊

  P41224-192531

  1.儀器介紹

  隨著分析儀器的現代化進程,對自動化進樣提出了更高的要求。實驗室中傳統的手工進樣逐步被自動進樣所替代。另一方面,為了操作人員安全,對于一些高腐蝕的液體(強酸、強堿)也避免人工進樣。本自動進樣裝置就是為了解決上述問題而研發的。本裝置具有操作簡單、進液精度高、速度快、安全性高等優點,可用于實驗室中水質化學需氧量檢測的自動進樣,避免了人工進樣帶來的進樣精度不準確和對操作人員安全威脅的問題。操作人員根據需要僅僅通過簡單的三個鍵操,就可以實現所需要的設定,在計算機根據操作人員的設定可以自動抽取定量的液體并能自動分配到試管架的各個試管中。

  根據實驗室污水化學需氧量測定需求,本自動進樣裝置實現了對硫酸和重鉻酸鉀兩種液體的自動進樣:重鉻酸鉀10ml,濃硫酸30ml。試管數量最多為16只,分別排列在試管架上,試管架尺寸為:長28cm,寬23cm,高:21cm。試管直徑徑為:4.25cm。儀器定位精度:優于±1mL。16只試管全部進樣所需要的時間為20分鐘左右,X-Y方向定位精度:優于±1mm。

  自動移液器主要包括xy工作臺部分,液路部分,控制系統三大部分,設計的用于水質化學需氧量檢測的自動進樣裝置(簡稱裝置,參見圖1,包括機箱1、Y軸運動組件2、X軸運動組件3、進樣模塊4,其中機箱1的底板上設有固定試管架的卡槽6,機箱側面設有固定支架5,Y軸運動組件2通過螺釘固定在機箱的固定支架5的上端,X軸運動組件3固定在Y軸運動組件的Y滑塊208上,進樣模塊4固定在固定支架5的下端,43為聚四氟乙烯定量管。


圖1

  1.1  XY工作臺

  步進電動和導軌組成XY工作臺的主要部分。XY工作臺是實現16個試管位置的裝置。16個試管是方形的,所以只需要XY方向移動就可以實現到達指定位置。步進電機帶動導軌的運動,本次采用皮帶式傳動,速度相對比較快。


圖2

  圖2中200.Y底板、201.左支架、202.右支架、203.Y向步進電機、204.Y同步帶、205.Y同步帶輪、206.Y連接軸、207.Y導軌、208.Y滑塊、209.連接支架、210.Y限位開關、301.X支架、302.X向步進電機、303.X同步帶、304.X同步帶輪、305.X連接軸、306.X導軌、307.X滑塊、308.連接板、309.X限位開關,45為接頭。

  1.1.1步進電機

  步進電機驅動器采用UIM240 LO2D。表示電機控制,并行口控制,2A電流。分為三種形式,分別是螺紋接線端子,壓線式插拔端子,差分式端子,具有較寬的電壓,12V到50V直流。輸入信號光電隔離,標準共陽極單脈沖。其中VCC為共陽極輸入端,DIP為方向信號輸入,STP為步進脈沖輸入,下降沿為一個有效脈沖,ENA脫機信號輸入,低電平轉子為自由狀態,高電平或懸空為電機受控。步進電機采用2相4線步進電機分為A+,A-,B+,B-四個線。每相之間時間長短決定電機頻率和轉速。并行口通訊,步進脈沖,方向,脫機信號三種信號。輸出電流有三種,UIM24002輸出0-2A,UIM24004輸出1.5-4A,UIM24008輸出3-8A。

  UIM240系列典型連線圖3所示:


圖3 UIM240典型連線

  1.1.2導軌

  導軌(VAV引導):金屬或其它材料的凹槽或凸脊,價格適中,固定導引裝置和所述移動裝置或設備,其減小摩擦。在導軌上表面,用于引導固定的機器部件,專用設備,及其他設備的縱向槽或脊。也被稱為軌道滑動,直線導軌,直線滑動,用于直線往復運動場合,用直線比額定承載更高,并且可以采取一些力矩,高精度的直線運動可以在高負載的情況下才能實現。本次采用同步帶導軌,同步帶導軌在線性方面性能比較穩定,速度一般。

  1.2液路部分

  1.2.1電磁閥和注射器

  電磁閥是電磁控制的工業設備,是用來控制流體的自動化基礎元件,屬于執行器。選用原則安全,可靠,適用,經濟性原則。對于腐蝕性液體,應選用耐腐蝕的電磁閥。

  液路使用了1個電磁閥,3個夾管閥。電磁閥一控制進液體還是進空氣。夾管閥二控制進兩種液體中的哪一種液體,夾管閥三控制濃硫酸的進液和排液,夾管閥四控制重鉻酸鉀的進液和排液。四個閥和注射器組成液路的整體框架,實現液體的選擇和控制。

  注射器選用一般塑料注射器,注射器管和帶匹配元件的芯銷孔的活塞的前端。注射器用來注入少量的液體或其它方法,或者不能從接近這些區域的區域抽出。

  1.2.2   傳感器和聚四氟乙烯管

  傳感器選用超聲波傳感器,超聲波液位傳感器安裝在定量管的上邊,當有液體通過定量管的末端,傳感器采集信號傳給單片機,控制步進電機和電磁閥的通斷。

  如果氣泡無法避免,那么就留一段緩沖的區域,到氣泡從較細的管子中到較粗的聚四氟乙烯管中,氣泡自動破裂,從而使液位傳感器不會做出錯誤的判斷。

  1.3  控制系統

  控制系統比較簡潔,三個按鍵分別為加鍵(紅色),減鍵(藍色),啟動和停止鍵(黃色)。LCD液晶顯示當前進樣組數和試劑。
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