专利名称：用于液相色谱元素形态分析的原子荧光检测器及其通用接口的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及液相色谱与原子荧光联用分析领域，特别涉及到利用液相色谱系
统进行不同元素形态保留时间上的分离，在线氧化还原接口进行原子荧光检测器进样接口 匹配，原子荧光检测器进行元素检测，通用数据接口进行数据传输与控制的一整套基于液 相色谱分离原子荧光检测器检测的元素形态分离系统，具体涉及一种用于液相色谱元素形 态分析的原子荧光检测器及其通用接口 。
技术背景 联用技术已经成为目前元素形态分析的主要解决手段，其中液相色谱与原子荧光 联用具有分离效率高，检出限低，线性范围宽，以及成本低，符合法规要求等优点。此技术在 元素形态分析领域具有广阔的发展未来。元素形态联用分析方法的核心是利用色谱技术对 不同形态的元素进行保留时间上的分离，以达到待分析元素以不同的保留时间进入元素分 析器，元素分析器可以是原子荧光，原子吸收，等离子体光谱，等离子体质谱等。液相色谱与 原子荧光连用有着其独特的优点，如灵敏度高，操作简单，设备，分析及维护成本低，并且其 采用氢化物蒸汽法，可以耐受高有机相溶剂，避免了 ICPMS等不耐有机溶剂的缺点，扩大了 色谱分离条件的选择范围，为色谱分离提供了极大的灵活性，如进行汞形态分析时，国外使 用ICPMS作为检测器，其普遍采用的色谱分离方法为高于90%水相的巯基乙醇络合体系， 存在色谱分离时间较长，且峰型不稳定，巯基乙醇不易购买等缺点。而使用原子荧光检测器 则可以使用大于70%的有机相APDC络合体系，更适合反相柱分离，具有分析时间段，峰型 稳定，络合剂容易购买的优点。所以使用原子荧光检测器是更适合中国国情的元素形态分 析方法。 液相色谱与原子荧光检测器联用技术需要在原子荧光检测器、色谱工作站之间建 立数据链接。这种链接由于l)原子荧光的发展过程中采用分析软件发送命令、原子荧光 检测器单片机接收命令并控制外围器件运作和反馈采集的荧光强度数据的方式进行，2)原 子荧光检测器为了增加检测灵敏度，其阴极灯点燃方式为脉冲点燃方式，故所有原子荧光 数据采集电路均采用数字时序采集，这样采集的数字荧光信号有稳定性好和精密度高的优 点，所以原子荧光系统一直以来提供的是单一的数字接口，如果液相色谱系统的数据采集 模块只有模拟接口 ，则无法进行联用。此外由于液相色谱厂家众多，各家色谱工作站软件与 检测器之间的通讯协议各不相同，且保密，这就阻碍了原子荧光作为液相色谱配套检测器 应用于不同厂家的色谱系统。 此外目前市场上的色谱与原子荧光联用仪器，由于没有经过系统化设计，还停留 在将液相色谱系统作为原子荧光进样器的阶段，进行简单的硬件连接，软件控制由于通讯 接口技术的不同，用软件进行分别控制，而液相色谱系统，无论是从理论，应用范围，仪器保 有量，使用者人数均远远超出了原子荧光仪器，液相色谱系统拥有众多类型的检测器，如紫 外，分子荧光，电导检测器等等，而且生产液相色谱系统的厂家众多，型号各异。由于液相色谱厂家众多，各家的通讯接口不统一，造成了原子荧光系统与液相色谱连用实践中只能进 行简单的硬件连接，软件控制尤其是数据采集使用的是针对原子荧光开发的软件，造成了 液相色谱工作站系统强大的功能不能使用，如批量进样控制，复杂图谱处理等功能。实际上 色谱与原子荧光连用的实质是原子荧光应该仅作为检测器的地位出现在液相色谱系统中， 而不是液相色谱作为原子荧光的进样接口
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种用于液相色谱元素形态分析的原子荧光检测器及 其通用接口，它改变了以往液相色谱仅仅作为原子荧光进样器的元素形态分析系统的现 状，通过扩展原子荧光通讯接口 ，使之符合液相色谱通用数据接口协议，使原子荧光可以作 为色谱检测器而应用于色谱系统，这样组成的分析系统灵活多变，用户可以利用已经拥有 和熟悉的液相色谱设备和软件，配合经过优化的原子荧光检测器接口 (在线氧化还原接 口，原子荧光检测器与色谱工作站通用通讯接口)达到完成元素形态分析的目的。 为了解决背景技术所存在的问题，本实用新型是采用以下技术方案它是由数字 接口 1、电压模拟接口 2、电流模拟接口 3、电压电流转换电路4、放大滤波电路5、单片机6和 原子荧光外围器件7组成，原子荧光外围器件7与单片机6连接，单片机6与数字接口 1连 接，单片机6的DAC 口与放大滤波电路5连接，放大滤波电路5与电压模拟接口 2连接，放 大滤波电路5与电压电流转换电路4连接，电压电流转换电路4与电流模拟接口 3连接。 原子荧光分析软件通过通讯模块与单片机6相连，单片机6的DAC 口输出与原子 荧光分析软件显示的荧光强度值成正比的模拟信号，模拟信号经过放大滤波电路5得到 0-1V标准电压模拟接口 2，再经过电压电流转换电路4得到4-20mA标准电流模拟接口 3， 由此实现原子荧光、液相色谱联用的模拟接口 ；原子荧光分析软件通过基于串口的通讯协 议，与液相色谱分析软件建立通讯，实现原子荧光、液相色谱联用的数字接口 。原子荧光检 测器检测到的荧光强度数字信号，经过数字模拟转化电路(DAC)输出与数字荧光强度值成 正比的模拟信号，模拟信号经过放大滤波电路5及电平保持电路实现通用电压模拟接口如 (0-lV，0-5V)，电压表示范围在-10v到+10v，电压信号再经过电压电流转换电路实现通用 电流模拟接口如(4-20mA);电流表示范围在0-250mA。 这些模拟接口不仅拥有模拟信号通用性这一优点，还能与具有模拟接口接入的众 多色谱工作站配合使用。由于是使用高精度DAC转换电路从数字电路模拟化得，使之也拥 有数字信号的稳定性和高分辨率，这是从信号采集到信号输出均为模拟电路的模拟接口所 不具有的特点。
图1为本实用新型的原子荧光通用通讯接口部分提供多种数据接口电路方框图， 图2为本实用新型的原子荧光通用通讯接口部分提供多种数据接口电路原理图，图3为本 实用新型在进行元素形态分析时整体框架图。
具体实施方式
参照图l-3，本具体实施方式
采用以下技术方案它是由数字接口 1、电压模拟接口 2、电流模拟接口 3、电压电流转换电路4、放大滤波电路5、单片机6和原子荧光外围器件
7组成，原子荧光外围器件7与单片机6连接，单片机6与数字接口 1连接，单片机6的DAC
口与放大滤波电路5连接，放大滤波电路5与电压模拟接口 2连接，放大滤波电路5与电压
电流转换电路4连接，电压电流转换电路4与电流模拟接口 3连接。所述的数字接口 1的原子荧光主控板控制核心由单片机芯片ADUC812构成。 所述的电压电流转换电路4由芯片AM462构成。 所述的放大滤波电路5由芯片LM741构成。 原子荧光分析软件通过通讯模块与单片机6相连，单片机6的DAC 口输出与原子 荧光分析软件显示的荧光强度值成正比的模拟信号，模拟信号经过放大滤波电路5得到 0-1V标准电压模拟接口 2，再经过电压电流转换电路4得到4-20mA标准电流模拟接口 3， 由此实现原子荧光、液相色谱联用的模拟接口 ；原子荧光分析软件通过基于串口的通讯协 议，与液相色谱分析软件建立通讯，实现原子荧光、液相色谱联用的数字接口 。原子荧光检 测器检测到的荧光强度数字信号，经过数字模拟转化电路(DAC)输出与数字荧光强度值成 正比的模拟信号，模拟信号经过放大滤波电路5及电平保持电路实现通用电压模拟接口如 (0-lV，0-5V)，电压表示范围在-lOv到+10v，电压信号再经过电压电流转换电路实现通用 电流模拟接口如(4-20mA);电流表示范围在0-250mA。 这些模拟接口不仅拥有模拟信号通用性这一优点，还能与具有模拟接口接入的众 多色谱工作站配合使用。由于是使用高精度DAC转换电路从数字电路模拟化得，使之也拥 有数字信号的稳定性和高分辨率，这是从信号采集到信号输出均为模拟电路的模拟接口所 不具有的特点。 本具体实施方式
改变了以往液相色谱仅仅作为原子荧光进样器的元素形态分析 系统的现状，通过扩展原子荧光通讯接口 ，使之符合液相色谱通用数据接口协议，使原子荧 光可以作为色谱检测器而应用于色谱系统，这样组成的分析系统灵活多变，用户可以利用 已经拥有和熟悉的液相色谱设备和软件，配合经过优化的原子荧光检测器接口 (在线氧化 还原接口，原子荧光检测器与色谱工作站通用通讯接口)达到完成元素形态分析的目的。
权利要求用于液相色谱元素形态分析的原子荧光检测器及其通用接口，其特征在于它是由数字接口(1)、电压模拟接口(2)、电流模拟接口(3)、电压电流转换电路(4)、放大滤波电路(5)、单片机(6)和原子荧光外围器件(7)组成，原子荧光外围器件(7)与单片机(6)连接，单片机(6)与数字接口(1)连接，单片机(6)的DAC口与放大滤波电路(5)连接，放大滤波电路(5)与电压模拟接口(2)连接，放大滤波电路(5)与电压电流转换电路(4)连接，电压电流转换电路(4)与电流模拟接口(3)连接。
2. 根据权利要求1所述的用于液相色谱元素形态分析的原子荧光检测器及其通用接 口，其特征在于所述的数字接口 (1)的原子荧光主控板控制核心由单片机芯片ADUC812构 成。
3. 根据权利要求1所述的用于液相色谱元素形态分析的原子荧光检测器及其通用接 口，其特征在于所述的电压电流转换电路(4)由芯片AM462构成。
4. 根据权利要求1所述的用于液相色谱元素形态分析的原子荧光检测器及其通用接 口，其特征在于所述的放大滤波电路(5)由芯片LM741构成。
专利摘要用于液相色谱元素形态分析的原子荧光检测器及其通用接口，它涉及液相色谱与原子荧光联用分析领域。它是由数字接口(1)、电压模拟接口(2)、电流模拟接口(3)、电压电流转换电路(4)、放大滤波电路(5)、单片机(6)和原子荧光外围器件(7)组成，这些模拟接口不仅拥有模拟信号通用性这一优点，还能与具有模拟接口接入的众多色谱工作站配合使用。由于是使用高精度DAC转换电路从数字电路模拟化得，使之也拥有数字信号的稳定性和高分辨率，这是从信号采集到信号输出均为模拟电路的模拟接口所不具有的特点。
文档编号G01N30/74GK201488983SQ200920175998
公开日2010年5月26日 申请日期2009年8月31日 优先权日2009年8月31日
发明者张晨光, 李志华, 赵秀玲, 高树林 申请人:北京金索坤技术开发有限公司