專利名稱:自控式高壓消解器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型是一種自控式高壓消解器,主要適用于對土壤、肥料、環(huán)境水體、糧食、食品等進(jìn)行有關(guān)成份分析測定時(shí)的前處理工序。
在已有技術(shù)中,高壓消解試樣主要有兩種消解方法,一種是將試樣盛于容器中,密封后放入烘箱加熱,另一種是將試樣盛于容器中直接放放入家用高壓鍋或醫(yī)用蒸汽消毒器中用蒸汽加熱。第一種方法的主要缺點(diǎn)是如果采用常規(guī)的密封方式來密封試樣比較麻煩、也不安全,如果采用較安全的密封方式,如試樣盛于聚四氟乙稀管中,將該管再套上一個(gè)特制的金屬管,再用螺旋塞密封,這種密封方式雖安全,但仍然操作麻煩,不利于批量處理試樣;第二種方法不用密封,借蒸汽加熱,高壓蒸汽傳熱快、均勻,但家用、醫(yī)用高壓鍋?zhàn)罡邷囟葍H達(dá)125℃,溫度難于提高,使試樣的消解時(shí)間較長,更主要的缺點(diǎn)是消解溫度只能靠手動(dòng)控制電熱源的通斷來粗略控制,使消解過程費(fèi)時(shí)費(fèi)工,也很不利于試樣消解過程的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。
本實(shí)用新型的目的是為了使試樣消解過程規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化提供一種自控式高壓蒸汽消解器,該消解器能夠任意設(shè)置消解溫度和消解時(shí)間,并能在消解過程中對所設(shè)置的消解溫度和消解時(shí)間進(jìn)行自動(dòng)控制和顯示。
本實(shí)用新型的解決方案如下它具有一個(gè)高壓容器,該容器由圓柱形容器本體和與其相配合的蓋子組成,在蓋子上裝有放氣閥和高壓安全閥,在容器本體和蓋子二者的扣合處設(shè)有兩個(gè)相吻合的法蘭,這兩個(gè)法蘭分別與容器本體和蓋子固接在一起,其中至少有一個(gè)法蘭的橫剖面呈梯形,該容器還具有一個(gè)剖分式卡環(huán),卡環(huán)內(nèi)壁具有一個(gè)與所述兩法蘭扣合后的外表形狀相吻合的環(huán)形卡槽,在該卡環(huán)的部分部位設(shè)有兩個(gè)手搖螺桿,在這兩個(gè)手搖螺桿上具有兩段旋向相反的螺紋,在兩個(gè)卡環(huán)與兩個(gè)手搖螺桿的連接處具有與手搖螺桿上螺紋相配對的螺孔,該剖分式卡環(huán)通過所述的兩個(gè)手搖螺桿將兩個(gè)半圓卡環(huán)相連在一起,在容器本體上還設(shè)有剖分式卡環(huán)的支承架,該消解器還具有一個(gè)對消解溫度和消解時(shí)間進(jìn)行自動(dòng)控制的系統(tǒng),該系統(tǒng)由安裝在高壓容器底部的電熱器和安裝在蓋子上的溫度傳感器及一個(gè)微機(jī)控制系統(tǒng)構(gòu)成。
當(dāng)順時(shí)針搖動(dòng)手搖螺桿時(shí),兩個(gè)半圓卡環(huán)向內(nèi)卡緊,由于卡槽和法蘭的接觸面為斜面,所以卡環(huán)內(nèi)經(jīng)越小,容器蓋得越緊,這種容器的密封結(jié)構(gòu),開啟、封閉均較為方便,且安全可靠。由于本消解器采用了微機(jī)控制系統(tǒng)、使試樣在消解過程中的消解溫度和消解時(shí)間均可自動(dòng)進(jìn)行控制。
下面根據(jù)實(shí)施例詳細(xì)說明。
圖1 本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2 高壓容器的剖視圖(圖3的A-A剖面圖)。
圖3 圖2的俯視圖。
圖4 單片機(jī)控制系統(tǒng)的線路圖。
圖5 鍵盤顯示接口線路圖。
圖6 溫度信息采集接口線路圖。
參見圖1,本實(shí)用新型的微機(jī)控制系統(tǒng)1采用一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng),它可以通過面板上的鍵盤任意設(shè)置所需的消解溫度和消解時(shí)間,根據(jù)溫度傳感器輸出的信號自動(dòng)控制加熱器2的電源開關(guān)的通斷,從而達(dá)到自動(dòng)控制消解溫度和消解時(shí)間的目的。
參見圖2,容器本體4的外底部設(shè)有一個(gè)底座3,其內(nèi)底部裝有一個(gè)管式電加熱器5,該高壓容器與蓋子6的扣合處設(shè)有法蘭7、8,這兩個(gè)法蘭分別與容器4和蓋子6焊接在一起,兩法蘭接觸面之間設(shè)有一個(gè)橡膠密封圈,兩法蘭扣合后的橫剖面為等腰梯形,在容器4內(nèi)設(shè)有一個(gè)圓筒形試樣盛放器9,在盛放器的中部設(shè)有帶孔隔板,可放兩層試樣。參見圖3,在兩個(gè)半圓卡環(huán)10、11的剖分部位設(shè)有兩個(gè)對稱的凸起,在每個(gè)凸起上都有一個(gè)銷孔,在銷孔中放置一個(gè)與銷孔配合的圓柱銷13,在兩兩相對的四個(gè)圓柱銷上設(shè)有與手搖螺桿14、15上兩段旋向相反的螺紋相配對的螺孔,通過螺桿14、15將剖分式卡環(huán)10、11相連在一起,在容器本體上焊接四個(gè)兩兩相對的剖分式卡環(huán)支承架16,該剖分式卡環(huán)通過支承架16的支承,定位于高壓容器與蓋子的扣合處,使其在內(nèi)合時(shí),卡槽剛好卡緊法蘭。在蓋子上裝有放氣閥19、安全閥18、壓力表20和溫度傳感器21。當(dāng)順時(shí)針同時(shí)搖動(dòng)兩個(gè)手搖螺桿時(shí),兩個(gè)半圓卡環(huán)向內(nèi)合攏,內(nèi)卡槽卡緊兩法蘭,使高壓容器處于密封狀態(tài),當(dāng)需要開啟蓋子時(shí),逆時(shí)針搖動(dòng)手搖螺桿,則兩個(gè)卡環(huán)向外張開,直到卡環(huán)離開法蘭時(shí),通過蓋子上的提把17可將蓋子提起。
參見圖4,所述的微機(jī)控制系統(tǒng)采用一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng),器件8031是一個(gè)單片機(jī),器件2764是一個(gè)存儲(chǔ)器,控制系統(tǒng)運(yùn)行的程序固化在該器件中,器件74LS273是鎖存器,用于地址鎖存,器件74LS138作為外芯片選片。器件0809是一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器,用作溫度信號的數(shù)據(jù)采集,數(shù)據(jù)采集接口電路參見圖6,溫度傳感器采用鉑電阻溫度傳感器Rt,它與標(biāo)準(zhǔn)電阻組成橋路,并輸出感溫信號,器件725接成一個(gè)前置放大器對電橋輸出的信號進(jìn)行放大,由于采用的8031單片機(jī)是8位單片機(jī),對應(yīng)A/D轉(zhuǎn)換器也是8位數(shù)據(jù)采集,在這種條件下,為了提高測量精度,采用了提高725器件的滿量程放大量,然后分兩個(gè)量程輸出模擬量信號及量程自動(dòng)切換的方式,即由兩個(gè)LF398器件分別構(gòu)成兩個(gè)采樣保持器,通過兩個(gè)324器件不同的分壓處理構(gòu)成量程自動(dòng)切換器,則對應(yīng)低量程的信號通過采樣保持器22和器件23輸出,送入A/D轉(zhuǎn)換器的IN0口,對應(yīng)高量程的信號通過另一個(gè)采樣保持器和另一個(gè)324器件輸出,送入A/D轉(zhuǎn)換器IN1口,工作時(shí),如果所設(shè)溫度在低量程內(nèi),單片機(jī)的P10口給出采樣工作態(tài)信號,使低量程采樣保持器22處于工作狀態(tài),而P17口給出鎖閉態(tài)信號,使高量程采樣保持器處于鎖閉態(tài);如果所設(shè)溫度在高量程內(nèi),P10給出鎖閉態(tài)信號,P17口給出工作態(tài)信號。鍵盤顯示接口電路參見圖5,器件8155是一個(gè)鍵盤顯示接口芯片,用于顯示及鍵盤功能的選擇,在鍵盤25上共設(shè)有12個(gè)鍵,其中有0~9個(gè)數(shù)字鍵和兩個(gè)功能鍵A、B,數(shù)字鍵在初始階段用于輸入所設(shè)的消解溫度和消解時(shí)間,功能鍵A設(shè)為復(fù)位鍵,功能鍵B設(shè)為運(yùn)行鍵,在正式控制加熱或保溫工作時(shí),0~2三個(gè)數(shù)字鍵分別設(shè)為0——中止加熱,由運(yùn)行鍵控制繼續(xù);1——手動(dòng)/自動(dòng)控制轉(zhuǎn)換鍵,按一次翻轉(zhuǎn)一次;2——溫度/時(shí)間轉(zhuǎn)換顯示,按一次變化一次,在正常情況下,上升加熱時(shí)顯示溫度,保溫時(shí)顯示時(shí)間。圖中器件74LS273為七段碼顯示芯片,顯示數(shù)碼管對于時(shí)間則顯示5位有效數(shù)字、對于溫度則顯示4位有效數(shù)字。
當(dāng)打開電源時(shí),微機(jī)自動(dòng)進(jìn)行巡檢初始化,即器件8155為I/O輸出狀態(tài),顯示全滅,兩個(gè)采樣保持器LF398被鎖定,單片機(jī)8031的P1.4、P1.2、P1.3、P1.4、P1.6口為低電平,程序進(jìn)入初始化狀態(tài),首先在顯示器上顯示溫度提示符,單片機(jī)8031通過器件8155隨時(shí)監(jiān)視鍵盤,當(dāng)通過數(shù)字鍵鍵入所設(shè)溫度值后,則單片機(jī)把數(shù)據(jù)存入內(nèi)存,同時(shí)把所設(shè)溫度值顯示在相應(yīng)的位上,然后進(jìn)入等待狀態(tài),通過運(yùn)行鍵鍵入“運(yùn)行”指令后,在顯示器上顯示時(shí)間提示符,然后進(jìn)入消解時(shí)間的數(shù)字輸入,工作過程與溫度輸入相同。溫度和時(shí)間均以十進(jìn)制方式輸入,通過軟件轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制存入內(nèi)存。當(dāng)初始值輸入完畢后,發(fā)光二極管RUN燈亮,表示進(jìn)入控制階段,此時(shí),單片機(jī)8031通過A/D芯片進(jìn)行模擬量采集,并通過軟件調(diào)整P1.6口的高電平時(shí)間,從而控制固體繼電器24的通電時(shí)間,以保證溫度在升溫期速上升,而到所設(shè)置的溫度時(shí)又不出現(xiàn)過調(diào)量,在整個(gè)控制階段,單片機(jī)8031通過器件8155隨時(shí)監(jiān)控鍵盤上的幾個(gè)控制健,當(dāng)按下鍵“0”時(shí),中止運(yùn)行,關(guān)閉加熱過程,顯示溫度測量值,由運(yùn)行鍵恢復(fù)運(yùn)行;當(dāng)按下鍵“1”時(shí),由微機(jī)控制改為手控,即P1.4口為高電平。繼電器J斷開,由手動(dòng)開關(guān)K控制加熱,再次按下鍵“1”時(shí),又轉(zhuǎn)化為微機(jī)控制;當(dāng)鍵入鍵“2”時(shí),由原來的溫度顯示或時(shí)間顯示轉(zhuǎn)換為時(shí)間或溫度顯示,若再鍵入一次,則再轉(zhuǎn)換一次。到整個(gè)工作完畢時(shí),發(fā)光二極管END燈亮,通過P1.4口關(guān)閉繼電器J,通過P1.5口報(bào)警表示工作結(jié)束。
本實(shí)用新型由于采用了微機(jī)控制系統(tǒng)。使試樣的消解過程標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化,且控制精度較高,使用方便,省時(shí)省工。
權(quán)利要求1.自控式高壓消解器,它具有一個(gè)高壓容器,該容器由圓柱形容器本體和與其相配合的蓋子組成,在蓋子上裝有放氣閥和高壓安全閥,其特征是a、在容器本體和蓋子二者的扣合處設(shè)有兩個(gè)相吻合的法蘭7、8,這兩個(gè)法蘭分別與容器本體和蓋子固接在一起,其中至少有一個(gè)法蘭的橫剖面呈梯形,該容器還具有一個(gè)剖分式卡環(huán),卡環(huán)內(nèi)壁具有一個(gè)與所述兩法蘭扣合后的外表形狀相吻合的環(huán)形卡槽,在該卡環(huán)的剖分部位設(shè)有兩個(gè)手搖螺桿14、15,在這兩個(gè)手搖螺桿上具有兩段旋向相反的螺紋,在兩個(gè)半圓卡環(huán)10、11與兩個(gè)手搖螺桿的連接處具有與手搖螺桿上螺紋相配對的螺孔,該剖分式卡環(huán)通過所述的兩個(gè)手搖螺桿將兩個(gè)半圓卡環(huán)相連在一起,在容器本體上還設(shè)有剖分式卡環(huán)的支承架16,b、該消解器還具有一個(gè)對消解溫度和消解時(shí)間進(jìn)行自動(dòng)控制的系統(tǒng),該系統(tǒng)由安裝在高壓容器底部的電熱器和安裝在蓋子上的溫度傳感器及一個(gè)微機(jī)控制系統(tǒng)構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1所述的消解器,其特征是所述的微機(jī)控制系統(tǒng)是一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng),該系統(tǒng)由單片機(jī)、用于固化系統(tǒng)運(yùn)行程序的存儲(chǔ)器、地址鎖存器、A/D轉(zhuǎn)換器和鍵盤輸入顯示接口電路及數(shù)據(jù)采集接口電路構(gòu)成,所述數(shù)據(jù)采集接口電路具有一個(gè)用于輸出感溫信號的橋路,該橋路由鉑電阻溫度傳感器Rt和標(biāo)準(zhǔn)電阻接成,它還有一個(gè)前置放大器對電橋輸出的感溫信號進(jìn)行放大,在前置放大器的輸出端設(shè)有分量程采樣保持器和量程自動(dòng)切換器。
專利摘要本實(shí)用新型是一個(gè)自控式高壓消解器。它具有一個(gè)高壓容器,在容器本體4與蓋子6的扣合處設(shè)有兩個(gè)相吻合的法蘭7、8,法蘭的橫剖面為梯形,該容器還具有一個(gè)剖分式卡環(huán),通過手搖螺桿將剖分式卡環(huán)相連在一起,搖動(dòng)手搖螺桿時(shí),卡環(huán)內(nèi)徑縮小,使卡環(huán)內(nèi)壁的卡槽卡緊法蘭,該消解器還具有一個(gè)對消解溫度和消解時(shí)間進(jìn)行自控的微機(jī)系統(tǒng),該消解器可以任意設(shè)置所需的消解溫度和消解時(shí)間,控制精度高、使用方便、省時(shí)省工。
文檔編號G01N1/28GK2107017SQ9122795
公開日1992年6月10日 申請日期1991年11月1日 優(yōu)先權(quán)日1991年11月1日
發(fā)明者黃彩海, 楊麗娟, 閻建國, 康威, 王瑞琴, 高佩霞, 吳振德, 李新 申請人:陜西省環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究所, 西北工業(yè)大學(xué), 化學(xué)工業(yè)部第六設(shè)計(jì)院技術(shù)協(xié)作服務(wù)部