专利名称：自动进样器以及进样测试系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及试样分析领域，特别涉及一种自动进样器和一种进样测试系统。
背景技术：
实验室的分析仪器能够对某个样品进行定量的分析，但是，在分析仪器对样品进行分析时普遍需要人工参与进样，即手工进样。在测试多个待测样品，而且，待测样品包含采集人、地点、时间或待测物等大量信息时，则需要工作人员在每个盛放待测样品的样瓶上，贴上一个包含该待测样品信息的标签，之后通过人工进行频繁地更换待测样品和记录分析结果等工作。由于整个工作过程需要人工参与，而且人工更换样品以及人工记录测试结果等工序的操作过程麻烦、繁琐，且工作中容易出错，所以导致了较低地测试效率。因此，如何提供一种自动进样器和一种进样测试系统，以减少在试样分析过程中 的人工参与，提高测试效率，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种自动进样器和一种进样测试系统，以减少在试样分析过程中的人工参与，提高测试效率。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案一种自动进样器，用于在试样分析过程中为分析仪器提供待测样品，包括用于盛装所述待测样品的样瓶，还包括用于支撑所述样瓶的样瓶支架；进样针，所述进样针用于采集所述待测样品，并通过出样管路将所述待测样品输送给所述分析仪器；用于安装所述进样针的机械臂，所述机械臂可在一定空间内移动，以实现所述进样针在不同位置的定位；控制系统，所述控制系统控制所述机械臂移动，且控制所述进样针取样。优选地，在上述自动进样器中，所述机械臂包括与所述样瓶支架位置相对固定的X轴导轨；Y轴导轨和X轴电机，所述X轴电机驱动所述Y轴导轨沿所述X轴导轨滑动；Z轴导轨和Y轴电机，所述Y轴电机驱动所述Z轴导轨沿所述Y轴导轨滑动；Z轴滑块和Z轴电机，所述Z轴电机驱动所述Z轴滑块沿所述Z轴导轨滑动，所述进样针安装于所述Z轴滑块上，所述控制系统对所述X轴电机、所述Y轴电机和所述Z轴电机发出控制信号，以控制所述进样针的取样位置。优选地，在上述自动进样器中，所述Y轴导轨固定安装于X轴滑块上，所述X轴电机驱动所述X轴滑块沿所述X轴导轨滑动；所述Z轴导轨固定安装于Y轴滑块上，所述Y轴电机驱动所述Y轴滑块沿所述Y轴导轨滑动。
优选地，在上述自动进样器中，还包括设有公共端口、常开端口和常闭端口的三通电磁阀，以及气泵，所述公共端口连接所述进样针，所述常开端口连接用于控制出样管路开闭的出样电磁阀，所述常闭端口连接所述气泵，所述三通电磁阀、所述出样电磁阀和所述气泵均由所述控制系统控制。优选地，在上述自动进样器中，所述出样电磁阀为用于将所述待测样品接到不同所述分析仪器上的多通电磁阀。优选地，在上述自动进样器中，所述自动进样器设置有用于盛装废液的废液池和/或用于盛装清水的清洗池。 优选地，在上述自动进样器中，还包括用于进一步控制所述进样针取样位置的编码反馈系统。 优选地，在上述自动进样器中，所述样瓶的瓶口带有防止所述待测样品挥发的密 封圈或密封盖。一种进样测试系统，包括所述自动进样器，还包括对所述待测样品进行测试的所述分析仪器，其中，所述进样针将所述待测样品经所述出样管路输送到所述分析仪器，所述分析仪器完成相应的测试，并将测试数据传输给所述控制系统进行记录、显示及保存。优选地，在上述进样测试系统中，还包括信息录入设备，所述信息录入设备录入所述样瓶上的信息，并将录入的信息传至并保存在所述控制系统的数据库内。优选地，在上述进样测试系统中，所述控制系统还包括将测试数据生成数据报表并打印的打印部件。从上述的技术方案可以看出，本发明实施例提供的自动进样器，具有样瓶支架，用于支撑盛成有待测样品的样瓶，此外，还具有可以在一定空间内自由移动的机械臂，该机械臂通过控制系统的控制实现自动化定位，从而，令安装于机械臂上的进样针完成在不同位置的取样动作，可见，本发明实施例提供的自动进样器，在试样分析过程中，无需人工更换待测样品，提高了进样效率。基于此，本发明实施例还提供了一种包括上述自动进样器和分析仪器的进样测试系统，以达到在试样分析过程中减少人工参与和提高工作效率的目的，实现了进样测试过程中实验室的自动化、无人化管理。
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，下面将对实施例或现有技术描述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I为本发明实施例提供的进样测试系统的工作流程示意图；图2为本发明实施例提供的自动进样器的俯视图；图3为本发明实施例提供的自动进样器的正视图；图4为本发明实施例提供的自动进样器的左视图；图5为本发明实施例提供的机械臂的结构示意图；图6为本发明实施例提供的出样管路与分析仪器连接的结构示意图。
具体实施例方式本发明公开了一种自动进样器和一种进样测试系统，以减少在试样分析过程中的人工参与，提高测试效率。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。请参阅图I-图6，图I为本发明实施例提供的进样测试系统的工作流程示意图，图2为本发明实施例提供的自动进样器的俯视图，图3为本发明实施例提供的自动进样器的正视图，图4为本发明实施例提供的自动进样器的左视图，图5本发明实施例提供的机械臂的结构示意图，图6为为本发明实施例提供的出样管路与分析仪器连接的结构示意图。本发明实施例提供的自动进样器，在试样分析过程中，为分析仪器提供待测样品，该自动进样器包括用于盛装待测样品的样瓶14，还包括样瓶支架6、进样针3、机械臂和控制系统。其中，样瓶支架6用于支撑样瓶14 ;进样针3用于采集待测样品，并通过出样管路将待测样品输送给分析仪器，机械臂由控制系统控制在一定空间内移动，进样针3安装于机械臂上，且由控制系统控制取样开始和取样结束等取样动作，即进样针3进样量多少由控制系统控制。从而，可见本发明实施例提供的自动进样器通过控制系统控制机械臂的移动来实现进样针3在不同位置的定位，进而取样。由上述技术方案可知，本发明实施例提供的自动进样器，具有样瓶支架6，用于支撑盛成有待测样品的样瓶14，此外，还具有可以在一定空间内自由移动的机械臂，该机械臂通过控制系统的控制实现自动化定位，从而，令安装于机械臂上的进样针3完成在不同位置的取样动作，可见，本发明实施例提供的自动进样器，在试样分析过程中，无需人工更换待测样品，提闻了进样效率。在本实施例中，机械臂实现自动化定位的具体技术方案为X轴导轨I安装有X轴滑块19，X轴电机2驱动X轴滑块19沿X轴导轨I滑动；Y轴导轨13固定安装于X轴滑块19上，且Y轴导轨13安装有Y轴滑块21，Y轴电机5驱动Y轴滑块21沿Y轴导轨13滑动；Z轴导轨4固定安装于Y轴滑块21上，且Z轴导轨4安装有Z轴滑块20，Z轴电机12驱动Z轴滑块20沿Z轴导轨4滑动。其中，进样针3固定安装于Z轴滑块20上，控制系统对X轴电机2、Y轴电机5和Z轴电机12发出控制信号，以控制进样针3的取样位置。在本实施例提供的机械臂实现自动化定位的具体本技术方案中，关于X轴导轨和Y轴导轨所在的XY平面，我们可以将水平面定义为此XY平面，其具体实施例中的结构形式如图2-图4所示；同时，我们也可以将竖直面定义为此XY平面，其具体实施例中的结构形式如图5所示。其中，如图2和图3所示，Z轴导轨4上设有Z轴限位开关Α，Y轴导轨13上设有Y轴限位开关B，X轴导轨I上设有X轴限位开关C，从而分别限制各导轨上的滑块的极限位置。同时，X轴电机2、Υ轴电机5和Z轴电机12及编码器的安装位置请参考图4，电源模块7和控制系统的控制模块15，以及X轴电机2、Υ轴电机5和Z轴电机12的驱动器8的安装位置可参考图4所示。此外，如图3所示，本发明提供的自动进样器还安装有支脚9。本发明实施例提供的自动进样器在取样过程中，具体的取样步骤为控制系统控制X轴电机2转动，X轴滑块19随之移动，X轴滑块19在X轴导轨I上移动到相应的位置时，控制系统控制Y轴电机5转动，Y轴滑块21随之移动，Y轴滑块21在Y轴导轨13上移动到相应的位置时，控制系统控制Z轴电机12转动，Z轴滑块20随之移动，Z轴滑块20在Z轴导轨4上移动到相应的位置时，进样针3插入样瓶14中进行取样。可见，本发明实施例提供的自动进样器具有X、Y、Z三个方向的导轨，以及分别安装于各个导轨上的滑块，并通过控制系统的控制形成自动化定位的机械臂，以达到令进样针3完成在不同位置的取样动作的目的，从而解决了人工更换待测样品的问题。但是，在本实施例中，Y轴导轨13与X轴导轨I的连接方式，Z轴导轨4与Y轴导轨13的具体连接方式，并不仅限于通过X轴滑块19连接或通过Y轴滑块21连接以实现相对滑动的目的，对于本领域的技术人员来说，实现此目的的方式是容易实现且有多种可选 方案的，例如，Y轴导轨13直接可滑动地安装于X轴导轨I上，或Z轴导轨4直接可滑动地安装于Y轴导轨13上，均是可以实现的，因此，本发明对此不做限定。同样，对于本领域人员来说，容易想到的是，上述取样步骤中，控制系统控制X轴电机2、Y轴电机5和Z轴电机12的先后顺序也是可调的，因此,本发明对此也不做限定。在本实施例中，X轴电机2、Y轴电机5和Z轴电机12均为步进电机、伺服电机或减速电机。但是，本领域的技术人员容易想到的是，自动进样器中用到的电机只要是能够接收控制系统的控制信息，从而完成时序性的动力传输的动力部件即可，因此，本发明对于X轴电机2、Y轴电机5和Z轴电机12的具体型式也不做限定。为了进一步优化上述技术方案，本发明提供的自动进样器，还包括设有公共端口、常开端口和常闭端口的三通电磁阀17，以及气泵18，公共端口连接进样针3的出样口，常开端口连接用于控制出样管路开闭的出样电磁阀16，常闭端口连接气泵18，三通电磁阀17、出样电磁阀16和气泵18均由控制系统控制。为了进一步优化上述技术方案，自动进样器设置有用于盛装废液的废液池10和用于盛装清水的清洗池11。本实施例在取样过程中，具体的取样操作为通过控制系统的控制，打开三通电磁阀17的常闭端口和气泵18，开始对待测样品吹气搅匀，搅拌完成之后，三通电磁阀17切换到常开端口，待测样品通过出样电磁阀16输送到分析仪器进行测试。并且，在取样完成之后，机械臂带动进样针3移动到废液池10，打开三通电磁阀17和气泵18，把进样管路中的残留废液吹到废液池10中，之后，机械臂带动进样针3再移动到清洗池11，把进样针3深入清洗池中，反复抽洗清水再吹出，实现清洗反吹功能,从而避免样品之间的交叉感染。在本实施例中，气泵18可选为真空泵、蠕动泵或隔膜泵，但是，本发明对此并不做限定，只要是能够实现上述搅动待测样品和实现上述清洗反吹功能目的的气泵均可。为了进一步优化上述技术方案，出样电磁阀16为用于将待测样品接到不同分析仪器上的多通电磁阀，从而实现了一台自动进样机可以同时给多台分析仪器提供进样的目的。相应的，样瓶支架6的规格可以选配，从而可以选择不同容量的样瓶14，以满足可以同时给多台分析仪器提供进样的需求。为了进一步优化上述技术方案，在本实施例中，还包括用于进一步控制进样针3取样位置的编码反馈系统，从而更加精确、更加稳定地控制机械臂的取样过程。在本实施例中，当待测样品容易挥发时，样瓶14可以根据具体需求加上防止待测样品挥发的密封圈或密封盖。为了减少在试样分析过程中的人工参与，提高测试效率，自动进样器虽然可以代替试样分析过程中的人工进样的过程，但是，只是给分析仪器简单的提供进样，而分析仪器的数据需要人工记录，并需要和样瓶14上记录的样品信息一一对应，此过程同样需要人工参与，且花费大量的人力，容易出错。因此，基于上述实施例中的自动进样器，本发明还提供了一种进样测试系统，该进样测试系统包括上述实施例中的自动进样器，还包括对待测样品进行测试的分析仪器，其中，控制系统控制进样针3将待测样品经出样管路输送到分析仪器，分析仪器由控制系统控制进行测试，并将测试数据传输给控制系统进行记录、显示及保存。从而，通过本发明提供的进样测试系统，可以达到在试样分析过程中减少人工参与和提高工作效率的目的，实现了进样测试过程中实验室的自动化、无人化管理。 为了进一步优化上述技术方案，本发明实施例提供的进样测试系统还包括用于录入样瓶14上的信息，并将其传至控制系统的信息录入系统。其中，信息录入系统可以通过二维码或条码扫描、红外读取或摄像头识别等方式实现待测样品信息的录入。但是，对于本领域的技术人员来说，信息录入系统录入信息的方式有多种，因此，本发明对此不做限定。为了进一步优化上述技术方案，本发明实施例提供的进样测试系统中，还包括通过控制系统将测试数据生成数据报表并打印的打印部。因此可见，在本发明实施例提供的进样测试系统中，控制系统不仅控制自动进样器中各个电磁阀动作，以及控制机械臂和进样针3的取样动作，而且，控制系统还控制、协调多台分析仪器的工作，同时，还具有数据查询、数据打印、数据管理等功能。实际上，控制系统为在PC (Personal Computer，个人计算机)或工控机上运行且用于协调自动进样器和分析仪器的软件。因此，本发明实施例提供的进样测试系统的整个进样、测试、信息录入、数据查询及管理等功能实现均需要依托于电脑。本发明提供的进样测试系统的工作流程请参阅图1，其中，实心黑线箭头是指数据上传的方向，数据上传的方式包括无线蓝牙、以太网、USB (Universal Serial Bus,通用串行总线)、232接口或485接口等；空心大箭头方向是指待测样品的测试流程。综上，作为一优选方案，本发明提供的进样测试系统的测试方法具体包括以下步骤步骤A :在样瓶14上对应其中的待测样品记录待测样品的信息；步骤B :通过信息录入系统录入样瓶14上的信息，并传至控制系统；步骤C :将样瓶14按照步骤B中录入信息时的顺序放置在样瓶支架6上；步骤D :控制系统控制X轴电机2转动，X轴滑块19随之移动，在X轴导轨I上移动到相应的位置时，控制系统控制Y轴电机5转动，Y轴滑块21随之移动，在Y轴导轨13上移动到相应的位置时，控制系统控制Z轴电机12转动，Z轴滑块20随之移动，在Z轴导轨4上移动到相应的位置时，进样针3插入样瓶14中；步骤E:控制系统控制三通电磁阀17与进样针3相连的常开端口打开，进样针3将待测样品通过与三通电磁阀17的常开端口相连的出样电磁阀16传输到分析仪器进行测试；步骤F :控制系统给分析仪器发出测试命令，对应的出样电磁阀16打开，分析仪器对待测样品进行测试，并将测试数据传输给控制系统，且与之前录入的样瓶14上的信息--对应；步骤G :通过控制系统查询数据；
步骤H 生成数据报表导出。在本发明提供的进样测试方法中，步骤D之后还包括取样完成之后，进样针3移动到废液池10，与三通电磁阀17的常闭端口相连的气泵18打开，将管路中的残留废液吹到废液池10中，进样针3再移动到清洗池11中，反复抽洗清水再吹出。清洗完成后机械臂复位并准备采取下一个样品。为了进一步优化上述测试过程，在本发明提供的进样测试方法中步骤D还包括当进样针3进入样瓶14时，常闭端口打开，气泵18对待测样品吹气搅匀，吹气完成之后关闭气泵18，三通电磁阀17切换到常开端口，进行取样测试。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求
1.一种自动进样器，用于在试样分析过程中为分析仪器提供待测样品，包括用于盛装所述待测样品的样瓶(14)，其特征在于，还包括 用于支撑所述样瓶(14)的样瓶支架(6)； 进样针(3)，所述进样针(3)用于采集所述待测样品，并通过出样管路将所述待测样品输送给所述分析仪器； 用于安装所述进样针(3)的机械臂，所述机械臂可在一定空间内移动，以实现所述进样针(3)在不同位置的定位； 控制系统，所述控制系统控制所述机械臂移动，且控制所述进样针(3)取样。
2.根据权利要求I所述的自动进样器，其特征在于，所述机械臂包括 与所述样瓶支架(6)位置相对固定的X轴导轨(I)； Y轴导轨(13)和X轴电机(2)，所述X轴电机(2)驱动所述Y轴导轨(13)沿所述X轴导轨(I)滑动； Z轴导轨(4)和Y轴电机(5 )，所述Y轴电机(5 )驱动所述Z轴导轨(4)沿所述Y轴导轨(13)滑动； Z轴滑块(20)和Z轴电机(12)，所述Z轴电机(12)驱动所述Z轴滑块(20)沿所述Z轴导轨(4)滑动，所述进样针(3)安装于所述Z轴滑块(20)上，所述控制系统对所述X轴电机(2)、所述Y轴电机(5)和所述Z轴电机(12)发出控制信号，以控制所述进样针(3)的取样位置。
3.根据权利要求2所述的自动进样器，其特征在于，所述Y轴导轨(13)固定安装于X轴滑块(19 )上，所述X轴电机(2 )驱动所述X轴滑块(19 )沿所述X轴导轨(I)滑动； 所述Z轴导轨(4)固定安装于Y轴滑块(21)上，所述Y轴电机(5)驱动所述Y轴滑块(21)沿所述Y轴导轨(13)滑动。
4.根据权利要求I所述的自动进样器，其特征在于，还包括设有公共端口、常开端口和常闭端口的三通电磁阀(17)，以及气泵(18)，所述公共端口连接所述进样针(3)，所述常开端口连接用于控制出样管路开闭的出样电磁阀(16)，所述常闭端口连接所述气泵(18)，所述三通电磁阀(17)、所述出样电磁阀(16)和所述气泵(18)均由所述控制系统控制。
5.根据权利要求4所述的自动进样器，其特征在于，所述出样电磁阀(16)为用于将所述待测样品接到不同所述分析仪器上的多通电磁阀。
6.根据权利要求I所述的自动进样器，其特征在于，所述自动进样器设置有用于盛装废液的废液池(10)和/或用于盛装清水的清洗池(11)。
7.根据权利要求I所述的自动进样器，其特征在于，还包括用于进一步控制所述进样针(3)取样位置的编码反馈系统。
8.根据权利要求1-7任一项所述的自动进样器，其特征在于，所述样瓶(14)的瓶口带有防止所述待测样品挥发的密封圈或密封盖。
9.一种进样测试系统，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的自动进样器，还包括对所述待测样品进行测试的所述分析仪器，其中，所述进样针(3)将所述待测样品经所述出样管路输送到所述分析仪器，所述分析仪器完成相应的测试，并将测试数据传输给所述控制系统进行记录、显示及保存。
10.根据权利要求9所述的进样测试系统，其特征在于，还包括信息录入设备，所述信息录入设备录入所述样瓶(14)上的信息，并将录入的信息传至并保存在所述控制系统的数据库内。
11.根据权利要求9所述的进样测试系统，其特征在于，所述控制系统还包括将测试数据生成数据报表并打印的打印部件。
全文摘要
本发明公开了一种自动进样器，用于在试样分析过程中为分析仪器提供待测样品，包括用于盛装待测样品的样瓶，还包括用于支撑样瓶的样瓶支架；进样针，进样针用于采集待测样品，并通过出样管路将待测样品输送给分析仪器；用于安装进样针的机械臂，机械臂可在一定空间内移动，以实现进样针在不同位置的定位；控制系统，控制系统控制机械臂移动，且控制进样针取样。可见，本发明实施例提供的自动进样器，在试样分析过程中，无需人工更换待测样品，提高了进样效率。基于此，本发明还公开了一种包括上述自动进样器和分析仪器的进样测试系统，实现了进样测试过程中实验室的自动化、无人化管理。
文档编号G01N35/10GK102879595SQ201210375598
公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月29日 优先权日2012年9月29日
发明者黄凯, 杨军, 邹雄伟 申请人:力合科技(湖南)股份有限公司