阅读说明：本技术 一种气溶胶碳分析仪的自动进样系统 (Automatic sample introduction system of aerosol carbon analyzer ) 是由 杨文� 白志鹏 王歆华 王静 耿春梅 殷宝辉 张宇 马银红 于 2020-08-17 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种气溶胶碳分析仪的自动进样系统,通过采用抓取模组来对样品进行抓取,并且采用第一滑动模组使抓取模组沿Y轴方向进行滑动,采用第二滑动模组使第一滑动模组沿X方向进行滑动,从而使得抓取模组在第一、第二滑动模组的带动下完成Y轴和X轴方向上的移动,进而能够完成对在线气溶胶有机碳元素样品的抓取和移动。本发明提供的气溶胶碳分析仪的自动进样系统,解决了现有技术中人工抓取样品而造成样品抓取效率低和样品易受污染的问题。(The invention discloses an automatic sample introduction system of an aerosol carbon analyzer, which adopts a grabbing module to grab a sample, adopts a first sliding module to enable the grabbing module to slide along the Y-axis direction, adopts a second sliding module to enable the first sliding module to slide along the X-axis direction, so that the grabbing module is driven by the first sliding module and the second sliding module to complete the movement of the Y-axis direction and the X-axis direction, and further can complete the grabbing and moving of an online aerosol organic carbon element sample. The automatic sampling system of the aerosol carbon analyzer solves the problems of low sample grabbing efficiency and easy pollution of samples caused by manual sample grabbing in the prior art.)

一种气溶胶碳分析仪的自动进样系统

技术领域

本发明涉及样品抓取技术领域，特别是涉及一种气溶胶碳分析仪的自动进样系统。

背景技术

颗粒物浓度增加是灰霾等污染过程产生的主要内在因素，在不利的气象条件下，以PM2.5污染为代表的我国区域性重灰霾持续时间可长达5～10天，区域重污染时段PM2.5可超WHO(世界卫生组织)指导值几倍到十几倍，持续的重污染过程也成为城市环境空气质量、大气能见度和居民身体健康的重大威胁。而碳是大气颗粒物中主要富含的元素之一，其一般以有机碳(OC)、元素碳(EC)等形式存在，因此对碳元素进行分析是对大气颗粒物浓度进行检测的重要手段之一。

在现有技术中，一般采用在线气溶胶有机碳元素分析仪，对大气颗粒物有机碳(OC)和元素碳(EC)实现分割和定量。而在向在线气溶胶有机碳元素分析仪的样品槽中添加样品时，一般是通过人手将样品放置在样品槽中，而由于在线气溶胶有机碳元素样品是一块体积很小、厚度很薄的圆饼，所以人手在添加过程中抓取困难很大，使得添加样品所花费的时间很长，进而造成样品添加效率低的问题。并且，因人手上汗液或携带物等因素，使得在人手抓取到样品后，对样品进行污染，从而使得在线气溶胶有机碳元素分析仪不能对大气颗粒物有机碳(OC)和元素碳(EC)实现精确分割和定量。

发明内容

本发明的目的是提供一种气溶胶碳分析仪的自动进样系统，以解决现有技术中人工抓取样品而造成样品抓取效率低和样品易受污染的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种气溶胶碳分析仪的自动进样系统，包括：第一滑动模组、第二滑动模组和用于抓取在线气溶胶有机碳元素样品的抓取模组；

所述第一滑动模组包括第一伺服电机、第一丝杠、第一导轨和第一滑块；所述第二滑动模组包括第二伺服电机、第二丝杠、第二导轨和第二滑块；所述第一导轨和所述第二导轨上均设置有用于滑块滑动的滑槽；

所述第一伺服电机与所述第一丝杠连接；所述第一丝杠与所述第一滑块连接，且所述第一丝杠用于带动所述第一滑块在所述第一导轨中进行滑动；所述抓取模组固定在所述第一滑块上；

所述第二伺服电机与所述第二丝杠连接；所述第二丝杠与所述第二滑块连接，且所述第二丝杠用于带动所述第二滑块在所述第二导轨中进行滑动；所述第一滑动模组固定在所述第二滑块上。

可选的，所述抓取模组包括：推拉式电磁铁和涨套；

所述推拉式电磁铁的伸缩杆的自由端为一上小下大的锥台；

所述涨套的固定端与所述推拉式电磁铁的外壳连接；

所述涨套的自由端为弹性体；所述弹性体从上到下依次包括锥腔和抓取部分；所述抓取部分包括多个抓取爪；多个所述抓取爪均与所述锥腔的外壁连接；

所述涨套套设在所述伸缩杆上；所述锥台位于所述锥腔中，且所述锥台的尺寸与所述锥腔的尺寸相匹配；当所述伸缩杆收缩时，使所述锥台挤压所述锥腔，带动多个所述抓取爪张开；当所述伸缩杆伸出时，使所述锥台不再挤压所述锥腔，多个所述抓取爪闭合。

可选的，所述抓取模组还包括弹性胶圈；

所述弹性胶圈套设在所述弹性体的外部。

可选的，所述第一滑动模组还包括第一伺服电机驱动器；所述第一伺服电机驱动器与所述第一伺服电机电连接；

所述第二滑动模组还包括第二伺服电机驱动器；所述第二伺服电机驱动器与所述第二伺服电机电连接。

可选的，所述系统还包括：可变换可扩展样品盘、旋转轴和旋转驱动器；

所述可变换可扩展样品盘固定在所述旋转轴上；

所述旋转驱动器，与所述旋转轴连接，用于驱动所述可变换可扩展样品盘按特定角度旋转。

可选的，所述系统还可以包括：

控制器，分别与所述第一伺服电机驱动器、所述第二伺服电机驱动器、所述抓取模组和旋转驱动器电连接，用于将驱动信号分别传输给所述第一伺服电机驱动器、所述第二伺服电机驱动器、所述抓取模组和所述旋转驱动器。

可选的，所述旋转驱动器为气动驱动器或电动驱动器。

可选的，所述可变换可扩展样品盘为圆形盘；

在所述可变换可扩展样品盘边缘位置处周向均匀设置有多个盛样凹槽。

可选的，所述盛样凹槽的个数为12、18或24。

可选的，所述第一滑块和所述第二滑块均为第一端面小于第二端面的棱台；

所述第一导轨的滑槽与所述第一滑块匹配设置；

所述第二导轨的滑槽与所述第二滑块匹配设置。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供的一种气溶胶碳分析仪的自动进样系统，通过采用抓取模组对在线气溶胶有机碳元素样品进行抓取，然后采用第一滑动模组使抓取模组沿Y轴方向进行滑动，采用第二滑动模组使第一滑动模组沿X方向进行滑动，从而使得抓取模组在第一、第二滑动模组的带动下完成Y轴和X轴方向上的移动，进而能够通过系统来完成对在线气溶胶有机碳元素样品的抓取和移动，这就能够避免因人工抓取样品而污染样品的弊端，并且通过系统自动去抓取样品也能进一步提高样品抓取效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的气溶胶碳分析仪的自动进样系统结构的正视图；

图2为本发明实施例所提供的气溶胶碳分析仪的自动进样系统结构的侧视图；

图3为本发明实施例所提供的气溶胶碳分析仪的自动进样系统结构的俯视图；

附图标记：

11-第一伺服电机，12-第一导轨，121-第一导轨上的滑槽，13-第一滑块，21-第二伺服电机，22-第二导轨，221-第二导轨上的滑槽，23-第二滑块，31-推拉式电磁铁，32-涨套，33-弹性胶圈，4-可变换可扩展样品盘，41-盛样凹槽，5-旋转轴，6-在线气溶胶有机碳元素样品，7-在线气溶胶有机碳元素分析仪的样品槽，8-基板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种气溶胶碳分析仪的自动进样系统，以解决现有技术中人工抓取样品而造成样品抓取效率低和样品易受污染的问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1-3分别为本发明实施例所提供的气溶胶碳分析仪的自动进样系统结构的正视图、侧视图和俯视图，如图1-3所示，一种气溶胶碳分析仪的自动进样系统，包括：第一滑动模组、第二滑动模组和用于抓取在线气溶胶有机碳元素样品的抓取模组。

所述第一滑动模组包括第一伺服电机11、第一丝杠、第一导轨12和第一滑块13。所述第二滑动模组包括第二伺服电机21、第二丝杠、第二导轨22和第二滑块23。所述第一导轨12和所述第二导轨22上均设置有用于滑块滑动的滑槽。

所述第一伺服电机11与所述第一丝杠连接。所述第一丝杠与所述第一滑块13连接，且所述第一丝杠用于带动所述第一滑块13在所述第一导轨12中进行滑动。所述抓取模组固定在所述第一滑块13上。

所述第二伺服电机21与所述第二丝杠连接。所述第二丝杠与所述第二滑块23连接，且所述第二丝杠用于带动所述第二滑块23在所述第二导轨22中进行滑动。所述第一滑动模组固定在所述第二滑块23上。

本发明所提供系统中的抓取模组具体包括：推拉式电磁铁31和涨套32。

所述推拉式电磁铁31的伸缩杆的自由端为一上小下大的锥台。

所述涨套32的固定端与所述推拉式电磁铁31的外壳连接。

所述涨套32的自由端为弹性体。所述弹性体从上到下依次包括锥腔和抓取部分。所述抓取部分包括多个抓取爪。多个所述抓取爪均与所述锥腔的外壁连接。

所述涨套32套设在所述伸缩杆上。所述锥台位于所述锥腔中，且所述锥台的尺寸与所述锥腔的尺寸相匹配。当所述伸缩杆收缩时，使所述锥台挤压所述锥腔，带动多个所述抓取爪张开。当所述伸缩杆伸出时，使所述锥台不再挤压所述锥腔，多个所述抓取爪闭合。

为了进一步增强涨套32抓取部分的弹性，在抓取模组中还可以设置有弹性胶圈33。弹性胶圈33套设在所述抓取模组弹性体的外部。

为了便于对第一伺服电机11和第二伺服电机21进行驱动，在所述第一滑动模组和第二滑动模组中均可以设置有伺服电机驱动器(第一伺服电机驱动器和第二伺服电机驱动器)。其中第一滑动模组中的第一伺服电机驱动器与所述第一伺服电机11电连接。

在所述第二滑动模组中的第二伺服电机驱动器与所述第二伺服电机21电连接。

在本发明提供的系统中，为了进一步提高抓取样品的侠效率，还可以设置有：可变换可扩展样品盘4、旋转轴5和旋转驱动器。

所述可变换可扩展样品盘4固定在所述旋转轴5上。

所述旋转驱动器(旋转驱动器为气动驱动器或电动驱动器)，与所述旋转轴5连接，用于驱动所述可变换可扩展样品盘4按特定角度旋转。

优选的，所述可变换可扩展样品盘4为圆形盘。在所述可变换可扩展样品盘4边缘位置处周向均匀设置有多个盛样凹槽41。当可变换可扩展样品盘4上的盛样凹槽个数为n时，旋转驱动器驱动可变换可扩展样品盘4所旋转的特定角度α为α＝360°/n。其中，盛样凹槽41的个数优选为12、18或24。

在本发明所提供的系统中还包括有：用于将驱动信号分别传输给所述第一伺服电机11驱动器、所述第二伺服电机21驱动器、所述抓取模组和所述旋转驱动器的控制器。其中，控制器分别与所述第一伺服电机11驱动器、所述第二伺服电机21驱动器、所述抓取模组和旋转驱动器电连接。

而为了降低滑块与导轨间的摩擦力，在本发明中优选的将所述第一滑块13和所述第二滑块23设置为第一端面小于第二端面的棱台。而所述第一导轨的滑槽121与所述第一滑块13匹配设置。所述第二导轨的滑槽221与所述第二滑块23匹配设置。

在实际应用的过程中，可以根据实际采用的在线气溶胶有机碳元素分析仪的具体型号，来对本发明所提供的自动进样系统进行安装或放置。而为了便于安装或放置，本发明所提供的系统还可以包括一个基板8，用于将所述系统中的所有部件固定在所述基板8上。

此外，为了便于控制程序和控制命令的设置和输入，在本发明所提供的系统中还可以包括上位机。所述上位机与所述控制器电连接，以便操作人员根据实际需要将控制指令通过上位机编辑后传输给控制器。

本发明所提供的气溶胶碳分析仪的自动进样系统的工作原理为：

当所述系统处于工作状态时，第一滑动模组带动抓取模组沿Y轴正方向滑到特定位置后，第二滑动模组带动第一滑动模组沿X轴的正方向滑动到特定位置后，抓取模组沿Y轴负方向滑动，抓取可变换可扩展样品盘4上最靠近第一滑动模组位置处的样品。抓取到样品后，第二滑动模组带动第一滑动模组沿X轴负方向滑动到特定位置后，第一滑动模组带动抓取模组沿Y轴负方向移动到特定位置，然后抓取模组松开涨套32将样品放置在在线气溶胶有机碳元素分析仪的样品槽7中后，抓取模组可以在第一滑动模组的带动下沿Y轴正方向再次移动，可变换可扩展样品盘4在旋转驱动器的驱动下旋转特定角度，将另一盛样槽41中的样品旋转到待抓取位置后，重复上述抓取过程。

实际应用过程中，可以根据检测需要，在上位机中对整个系统进行抓取工作次数和各抓取次数间的间隔时长进行设置。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供的一种气溶胶碳分析仪的自动进样系统，通过采用抓取模组对在线气溶胶有机碳元素样品进行抓取，然后采用第一滑动模组使抓取模组沿Y轴方向进行滑动，采用第二滑动模组使第一滑动模组沿X方向进行滑动，从而使得抓取模组在第一、第二滑动模组的带动下完成Y轴和X轴方向上的移动，进而能够通过系统来完成对在线气溶胶有机碳元素样品的抓取和移动，这就能够避免因人工抓取样品而污染样品的弊端，并且通过系统自动去抓取样品也能进一步提高样品抓取效率。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。