[实用新型]一种自动进样系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种自动进样系统，具体涉及一种大气气溶胶分析的自动进样器。

背景技术

大气中的碳气溶胶通常包括有机碳(OC)和元素碳(EC)，其不仅对人体健康、能见度有重要危害，OC、EC更是大气细颗粒物PM2.5的重要组成部分，约占我国城市大气PM2.5质量浓度的20％～50％。高浓度的OC、EC既是城市“雾霾”病的主要影响因素，在区域尺度上，大量EC的一次排放被认为加速了我国近年来的南涝北旱、影响了全球气候变暖、是仅次于温室气体CO₂的增温组分。

分析测试大气气溶胶中的OC、EC是科学研究其对生态环境、人体健康、全球气候的影响的基础性工作，而不同采样区域、不同采样季节，甚至不同的采样方法和采样人员均会对OC、EC的结果产生影响。因此，OC、EC的浓度水平、比值研究、来源解析等研究均需要足够多的环境受体样本和污染源样本来实现。目前商品化的OC、EC分析仪器，一次仅能分析一个样品，根据采样膜的颜色深浅，完成一个膜片的分析需要30～60min，如果没有自动进样器，人工手动进样，一天只能完成10个以内样品的OC、EC分析测试。

美国研究人员研发了一种自动进样器，包括气缸驱动式样品转盘和机械臂，该自动进样器连接到O C、E C碳分析仪器。该自动进样器中，样品盘用于放置样品，机械臂对样品进行抓取、转移和放置。样品的抓取依靠一个塑料套筒内置一个活塞杆，活塞杆垂直上下移动控制塑料抓手的张开和合拢。

由于抓取部分是塑料材质，仅有3、6、9、12点钟4个方向有凸起的触点，对于只有0.534平方厘米大小的盛放膜片的膜托抓取困难。膜托的抓取、转移、放置3个重要步骤难以保持水平，且由于是气缸驱动塑料抓手进行工作，样品盘、抓手的位置极易漂移。多次试验结果表明，现有自动进样器难以实现多次重复抓取、转移、放置样品的工作。

现有技术存在以下问题：

(1)样品盘仅有18个膜托的凹槽，不适用于大规模样品测试。只能从1号位置开始运行，一旦运行，样品序列不能修改；

(2)样品盘上每个圆形凹槽的直径很小，仅仅6毫米，要求样品盘和机械臂运行正常的情况下，大约每1小时凹槽才会转动一个位置，18个位置转动持续的时间，容易造成引起凹槽上膜托和膜片位置的较大偏移；

(3)塑料抓手的张开和合拢以及摆动，主要是气缸驱动，幅度较大，机械振动较大。常常遇到测试用的膜片或者是测试完毕的膜片被抓手抓不起来，机械臂垂直向下找不准样品盘上凹槽的位置或者找不准进样杆上样品环的位置，机械臂和抓手从进样杆的样品环处将抓取到的膜托放回样品盘时易掉落或者甩出；

(4)现有技术进样杆前端有一个铁片，中间镂空成环装，形成样品环，镂空部分用于放置膜托及膜托上负载的膜片，由于前端样品环长期反复阶梯升温到900℃后又降温到室温，样品环极易变形，导致塑料抓手取不出膜托，更容易导致变形后的样品环在燃烧炉中卡住无法退出；

(5)进样杆是一个来回在燃烧炉中和炉外舱门移动的不锈钢杆，裸露在空气中，在北方天气尤其是沙尘天气，直接导致杆上沾满灰尘，并带入燃烧炉中，致使实验结果偏高，同时也会造成舱门处沾污，无法密封燃烧炉；

综上，在长期的实验测试中，现有技术方案无法完成18个膜片的顺序进样过程。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提出了一种自动进样系统。

本实用新型的一种自动进样系统包括：进样器、进样杆、步进电机和控制器，其中所述步进电机和所述控制器用于控制所述进样器和所述进样杆的移动和定位，所述进样器包括机械臂、电磁铁抓手、样品盘和膜托，所述电磁铁抓手设置在所述机械臂的下端，用于抓取所述膜托，所述样品盘用于放置所述膜托。

优选地，所述电磁铁抓手的数量为多个。

优选地，所述电磁铁抓手的数量为2-8个。

优选地，所述样品盘为长方形结构。

优选地，所述样品盘上设置有多个可以放置膜托的凹槽。

优选地，所述进样杆包括杆体和陶瓷支架，所述陶瓷支架设置在所述杆体的前端。

优选地，所述陶瓷支架上设置有用于放置所述膜托的凹槽。

优选地，所述进样系统还包括防尘罩，所述防尘罩用于罩住所述进样器和所述进样杆。

优选地，所述防尘罩采用透明材料制成。

优选地，所述防尘罩采用有机玻璃制成。

与现有技术相比，本实用新型的自动进样系统具有以下优点：