恒重测量系统、恒重测量装置及测量方法与流程

本发明涉及恒重测量技术领域，具体涉及一种恒重测量系统、恒重测量装置及测量方法。

背景技术：

恒重测量实验中，需要对样品进行蒸发与烘干，从而去除样品中的挥发性成分。当样品前后两次称重的偏差小于预设值时，即可判定后一次称重到的质量为样品的恒重值。传统的恒重测量方式为采用人工操作的方式，测量精度较低。

技术实现要素：

基于此，有必要针对测量精度较低的问题，提供一种恒重测量系统、恒重测量装置及测量方法。

其技术方案如下：

一方面，提供了一种恒重测量装置，包括：

第一处理结构，所述第一处理结构用于对样品的挥发性物质进行去除，所述第一处理结构设有用于供容器放置的第一放置部；

第二处理结构，所述第二处理结构包括称重元件及温度调节组件，所述称重元件设有用于供所述容器放置的第二放置部，所述温度调节组件用于对样品的温度进行调节；及

转运机构，所述转运机构用于将所述容器在所述第一放置部与所述第二放置部之间进行转运。

上述实施例的恒重测量装置，进行样品的恒重测量时，将装有样品的容器放置于第一放置部上，利用第一处理结构对样品的挥发性物质进行去除。利用转运机构将放置于第一放置部上的容器转运至称重元件的第二放置部上，利用温度调节组件对放置于第二放置部上的容器及容器内的样品进行加热。经过冷却后利用称重元件对放置于第二放置部上的容器进行称重，若称重得到的称重值在预设标准内，则可认为此时的称重值即为样品的恒重值。若称重得到的称重值超过了预设标准，则利用温度调节组件再次对放置于第二放置部上的容器及容器内的样品进行加热；经过冷却后再次利用称重元件对放置于第二放置部上的容器进行称重，若此次的称重值与上一次的称重值的差值在预设差值范围内，则认为此次的称重值即为样品的恒重值；若此次的称重值与上一次的称重值的差值不在预设差值范围内，则重复利用温度调节组件进行加热后冷却并利用称重元件进行称重的操作，直至后一次称重的称重值与前一次称重的称重值之差在预设差值范围内，则认为后一次称重的称重值为样品的恒重值。上述实施例的恒重测量装置，利用第一处理结构完成挥发性物质的去除后，即将容器转运至第二处理结构，利用第二处理结构的温度调节组件即可完成挥发性物质的进一步去除，利用第二处理结构的称重元件即可完成容器的称重，不需将容器频繁的在第一处理结构和第二处理结构之间进行转运，避免样品频繁与空气进行接触而引入杂质或产生干扰，还能避免转运误差，能够保证测量的精度。同时，利用转运机构将容器在第一放置部与第二放置部之间进行转运，相比人工操作的方式测量效率更高。

在其中一个实施例中，所述第一处理结构包括至少两个间隔设置的蒸发烘干箱，所述称重元件包括至少两个间隔设置的称重箱，每个所述称重箱对应设有一个所述温度调节组件，所述转运机构设置于所述蒸发烘干箱与所述称重箱之间。

在其中一个实施例中，所述蒸发烘干箱设有至少两个所述第一放置部。

在其中一个实施例中，所述称重箱设有至少两个所述第二放置部。

在其中一个实施例中，所述转运机构包括第一导轨、与所述第一导轨呈夹角设置并与所述第一导轨移动配合的第二导轨、及可移动设置于所述第二导轨上并用于抓取所述容器的抓取件。

在其中一个实施例中，所述恒重测量装置还包括取样台，所述取样台设有用于放置所述容器的第三放置部，转运机构用于将所述容器在所述第一放置部、所述第二放置部、及所述第三放置部之间进行转运。

在其中一个实施例中，所述恒重测量装置还包括控制器，所述控制器与所述转运机构及所述温度调节组件均电性连接。

在其中一个实施例中，所述恒重测量装置还包括图像采集元件，所述图像采集元件用于对所述容器内的样品的图像进行采集，且所述图像采集元件与所述控制器电性连接。

另一方面，提供了一种恒重测量系统，包括所述的恒重测量装置。

上述实施例的恒重测量系统，利用第一处理结构完成挥发性物质的去除后，即将容器转运至第二处理结构，利用第二处理结构的温度调节组件即可完成挥发性物质的进一步去除，利用第二处理结构的称重元件即可完成容器的称重，不需将容器频繁的在第一处理结构和第二处理结构之间进行转运，避免样品频繁与空气进行接触而引入杂质或产生干扰，还能避免转运误差，能够保证测量的精度。同时，利用转运机构将容器在第一放置部与第二放置部之间进行转运，相比人工操作的方式测量效率更高。

再一方面，提供了一种恒重测量方法，包括以下步骤：

利用第一处理结构对容器内的样品的挥发性物质进行去除；

将上一步骤的所述容器转运至称重元件的第二放置部；

利用温度调节组件对放置于所述第二放置部上的所述容器进行加热处理及冷却；

利用称重元件对所述容器进行称重；

其中，若称重值处于预设标准内，则称重值即为样品的恒重值；若称重值超出所述预设标准，则再次利用所述温度调节组件对放置于所述第二放置部上的所述容器进行加热处理并冷却，再次利用称重元件对所述容器进行称重，直至后一次称重的称重值与前一次称重的称重值之差在预设差值范围内，则认为后一次称重的称重值为样品的恒重值。

上述实施例的恒重测量方法，至少具有以下优点：(1)、能够避免样品频繁与外界接触，避免样品被污染；(2)、避免样品的测量受到外界的影响，保证测量精度；也能够避免转运过程中引起的误差，保证测量精度；(3)、利用转运机构将装有样品的容器在第一放置部与第二放置部之间进行转换，相比人工操作的方式，提高了测量效率。

附图说明

图1为一个实施例的恒重测量装置一状态下的结构示意图；

图2为图1的恒重测量装置的另一状态下的结构示意图；

图3为一个实施例的恒重测量方法的流程图。

附图标记说明：

100、第一处理结构，110、蒸发烘干箱，111、第一放置部，200、称重元件，210、称重箱，211、第二放置部，300、转运机构，310、第一导轨，320、第二导轨，330、抓取件，400、控制器，500、取样台，510、第三放置部，600、工作台。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

还应当理解的是，在解释元件的连接关系或位置关系时，尽管没有明确描述，但连接关系和位置关系解释为包括误差范围，该误差范围应当由本领域技术人员所确定的特定值可接受的偏差范围内。例如，“大约”、“近似”或“基本上”可以意味着一个或多个标准偏差内，在此不作限定。

如图1及图2所示，在一个实施例中，提供了一种恒重测量装置，包括第一处理结构100、第二处理结构(未标注)及转运机构300。其中，第一处理结构100用于对样品的挥发性物质进行去除，第一处理结构100设有用于供容器(未图示)放置的第一放置部111；第二处理结构包括称重元件200及温度调节组件(未图示)，称重元件200设有用于供容器放置的第二放置部211，温度调节组件用于对样品的温度进行调节；转运机构300用于将容器在第一放置部111与第二放置部211之间进行转运。

上述实施例的恒重测量装置，进行样品的恒重测量时，将装有样品的容器放置于第一放置部111上，利用第一处理结构100对样品的挥发性物质进行去除。利用转运机构300将放置于第一放置部111上的容器转运至称重元件200的第二放置部211上，利用温度调节组件对放置于第二放置部211上的容器及容器内的样品进行加热。经过冷却后利用称重元件200对放置于第二放置部211上的容器进行称重，若称重得到的称重值在预设标准内，则可认为此时的称重值即为样品的恒重值。若称重得到的称重值超过了预设标准，则利用温度调节组件再次对放置于第二放置部211上的容器及容器内的样品进行加热；经过冷却后再次利用称重元件200对放置于第二放置部211上的容器进行称重，若此次的称重值与上一次的称重值的差值在预设差值范围内，则认为此次的称重值即为样品的恒重值；若此次的称重值与上一次的称重值的差值不在预设差值范围内，则重复利用温度调节组件进行加热后冷却并利用称重元件200进行称重的操作，直至后一次称重的称重值与前一次称重的称重值之差在预设差值范围内，则认为后一次称重的称重值为样品的恒重值。上述实施例的恒重测量装置，利用第一处理结构100完成挥发性物质的去除后，即将容器转运至第二处理结构，利用第二处理结构的温度调节组件即可完成挥发性物质的进一步去除，利用第二处理结构的称重元件200即可完成容器的称重，不需将容器频繁的在第一处理结构100和第二处理结构之间进行转运，避免样品频繁与空气进行接触而引入杂质或产生干扰，还能避免转运误差，能够保证测量的精度。同时，利用转运机构300将容器在第一放置部111与第二放置部211之间进行转运，相比人工操作的方式测量效率更高。

需要进行说明的是，容器可以设置为蒸发皿、烧杯或其他能够容纳样品的器皿；样品可以是任意的需要进行恒重测量的物品。对样品的挥发性物质进行去除，可以是对液体类样品中的液体和/或固体进行去除，也可以是对固体类样品中的液体和/或固体进行去除。第一放置部111可以设置为放置托架、放置凹槽或其他能够稳定、可靠的放置容器的结构；第二放置部211可以设置为放置托架、放置凹槽或其他能够稳定、可靠的放置容器的结构。进行测量前，可以先对容器的质量进行称重，后续对装有样品的容器称重完成后，只需减去容器的质量即可得到样品的质量。

在一个实施例中，温度调节组件包括对样品进行加热的加热元件、及用于对样品进行冷却的冷却元件。如此，利用加热元件对容器内的样品进行加热，能够对样品中的挥发性物质进行彻底的去除，利用冷却元件对样品进行冷却，使得样品能够快速满足称重要求，提高了称重效率。当然，在其他实施例中，温度调节组件还可以单独包括加热元件，而采用静置自然冷却的方式对样品进行冷却。其中，加热元件优选为电热(电热丝加热)的形式对样品进行加热。冷却元件优选为水冷(冷却管冷却)的形式对样品进行冷却。

第一处理结构100可以设置为箱状或其他能够放置容器并能够对样品内的挥发性成分进行去除的元件。称重元件200可以设置为箱状、台状或其他能够放置容器并能够对容器进行称重的元件。

如图1及图2所示，在一个实施例中，第一处理结构100包括至少两个间隔设置的蒸发烘干箱110。称重元件200包括至少两个间隔设置的称重箱210，每个称重箱210对应设有一个温度调节组件，转运机构300设置于蒸发烘干箱110与称重箱210之间。如此，利用至少两个蒸发烘干箱110能够同时对至少两个容器内的样品进行挥发物质的去除，利用至少两个称重箱210能够同时对至少两个容器进行称重，进而可实现大批量及不同样品的混合测量，提升了测量效率，也降低了测量成本。蒸发烘干箱110可以通过蒸发和烘干的方式对挥发性物质进行去除，去除效果好；当样品为有毒物质时，能够集中对蒸发与烘干出来的有毒物质进行集中处理。蒸发烘干箱110的数量可以根据实际使用需要进行灵活的调整(可以为两个、三个、四个或更多)；称重箱210的数量可以根据实际使用需要进行灵活的调整(可以为两个、三个、四个或更多)。可以将加热元件设置于称重箱210的内壁上，采用电热的方式对称重箱210内的容器内的样品进行加热，方便、快捷；可以将冷却元件也设置在称重箱210的内壁上，采用水冷的方式对称重箱210内的容器内的样品进行冷却，方便、快捷。将容器放置于称重箱210内进行称重、加热和冷却，也能避免容器内的样品与外界接触而受到污染，保证测量精度。

如图1及图2所示，进一步地，蒸发烘干箱110设有至少两个第一放置部111。如此，一个蒸发烘干箱110内能够同时放置至少两个容器进行挥发性物质的去除，从而适应大批量的样品测量及不同样品的混合测量，进一步提升测量效率，降低测量成本。其中，蒸发烘干箱110可以采用水浴蒸发或热风蒸发的方式，或者采用水浴蒸发与热风蒸发结合的方式，只需满足能够对容器内的样品的挥发性物质进行去除即可。第一放置部111的数量可以根据实际使用需要进行灵活的调整(可以为两个、三个、四个或更多)。

如图1及图2所示，更进一步地，称重箱210设有至少两个第二放置部211。如此，一个称重箱210内能够同时放置至少两个容器进行称重，从而适应大批量的样品测量及不同样品的混合测量，进一步提升测量效率，降低测量成本。第二放置部211的数量与第一放置部111的数量可以相同并一一对应设置。如此，从第一放置部111上转运出来的容器能够放置在对应的第二放置部211上，进一步简化转运机构300的运动轨迹。第二放置部211的数量可以根据实际使用需要进行灵活的调整(可以为两个、三个、四个或更多)。当然，第二放置部211的数量与第一放置部111的数量也可以不同，能够根据实际使用需要进行灵活的调整。

转运机构300对容器的转运，可以通过机械手抓取的形式实现，也可以通过输送带与推杆组合的方式实现，只需满足能够将容器在第一放置部111与第二放置部211之间进行转运即可。

如图1及图2所示，在一个实施例中，转运机构300包括第一导轨310、与第一导轨310呈夹角设置并与第一导轨310移动配合的第二导轨320、及可移动设置于第二导轨320上并用于抓取容器的抓取件330。如此，第二导轨320能够沿第一导轨310的长度方向(如图1及图2的a方向所示)往复移动，从而带动抓取件330沿第一导轨310的长度方向往复移动，同时，抓取件330能够沿第二导轨320的长度方向(如图1及图2的b方向所示)往复移动，进而使得抓取件330能够在液体去除箱与称重箱210之间灵活的移动，能够将第一放置部111上的容器可靠、准确的转运至第二放置部211上，从而完成样品的整个测量过程，最终实现样品的恒重值的测量。其中，第一导轨310与第二导轨320之间的移动配合，可以通过滚动配合的方式实现(例如利用滚轮使得第二导轨320能够沿第一导轨310的长度方向往复移动)，也可以通过滑动配合的方式实现(例如，利用滑块与滑槽的滑动配合实现第二导轨320沿第一导轨310的长度方向往复移动)。抓取件330与第二导轨320之间的移动配合，可以通过滚动配合的方式实现(例如利用滚轮使得抓取件330能够沿第二导轨320的长度方向往复移动)，也可以通过滑动配合的方式实现(例如，利用滑块与滑槽的滑动配合实现抓取件330沿第二导轨320的长度方向往复移动)。抓取件330优选为抓取手或抓取头。驱动第二导轨320沿第一导轨310的长度方向移动的动力机构及驱动抓取件330沿第二导轨320的长度方向移动的动力机构，可以设置为齿轮与齿条配合的形式，也可以设置为丝杆螺母结构，只需满足能够驱动第二导轨320及抓取件330沿相应的方向移动即可。动力机构可以直接设置在第一导轨310或第二导轨320上，也可以设置在其他合适的位置。

需要进行说明的是，第一导轨310与第二导轨320之间的夹角可以灵活的进行调整，可以是30°、60°或90°。进一步地，还可以将第二导轨320设置的可相对第一导轨310转动，使得抓取件330的运动方式更加灵活，只需满足能够将容器在第一放置部111与第二放置部211之间进行转运即可。

如图1及图2所示，在上述任一实施例的基础上，恒重测量装置还包括取样台500，取样台500设有用于放置容器的第三放置部510，转运机构300用于将容器在第一放置部111、第二放置部211、及第三放置部510之间进行转运。如此，能够将容器暂存于第三放置部510上，方便取用。利用转运机构300在第一放置部111、第二放置部211及第三放置部510之间进行移动，能够更加智能、灵活的对容器进行转运、对样品进行恒重测量。第三放置部510可以设置为放置托架、放置凹槽或其他能够稳定、可靠的放置容器的结构。第三放置部510的数量可以根据实际使用需要进行灵活的调整(可以为两个、三个、四个或更多)。

如图1及图2所示，在上述任一实施例的基础上，恒重测量装置还包括工作台600，第一处理结构100、称重元件200、及转运机构300均设置于工作台600上。如此，利用工作台600能够使得第一处理结构100、称重元件200、及转运机构300集中设置，节省占用空间。可以将取样台500设置在工作台600的一侧，便于转运机构300从第三放置部510上将容器转运至第一放置部111或第二放置部211。

如图1及图2所示，在上述任一实施例的基础上，恒重测量装置还包括控制器400，控制器400与转运机构300及温度调节组件均电性连接。如此，利用控制器400对转运机构300进行控制，使得转运机构300对样品的转运能够更加智能的进行，提高了测量效率，也能减少失误，避免出现误操作。利用控制器400对温度调节组件进行控制，使得样品的加热与冷却更加准确，提高了测量精度。控制器400可以是操作台、单片机、plc(programmablelogiccontroller，可编程逻辑控制器400)或其他具有控制功能的器件。控制器400与转运机构300的电性连接，可以通过数据线直接连接的方式实现，也可以通过蓝牙等无线传输的方式实现。

进一步地，恒重测量装置还包括图像采集元件(未图示)，图像采集元件用于对容器内的样品的图像进行采集，且图像采集元件与控制器400电性连接。如此，利用图像采集元件对容器内的样品的图像进行采集，并将采集到的图像信息发送至控制器400并与标准图像相比对，从而能够对样品的种类进行识别，并能够识别出容器内的样品多少，从而更有利于对样品的相关参数进行统计与管理。利用图像采集元件还能对各个蒸发烘干箱110内的容器数量信息以及各个称重箱210内的容器数量信息进行采集，从而使得控制器400能够控制转运机构300理的对容器进行转运，避免出现容器碰撞的问题。图像采集元件可以设置为摄像头、摄影机等能够对图像信息进行采集的元件。控制器400与图像采集元件的电性连接，可以通过数据线直接连接的方式实现，也可以通过蓝牙等无线传输的方式实现。图像采集元件可以设置在第一放置部111和/或第二放置部211的上方。

在一个实施例中，还提供了一种恒重测量系统，包括上述任一实施例的恒重测量装置。

上述实施例的恒重测量系统，利用第一处理结构100完成挥发性物质的去除后，即将容器转运至第二处理结构，利用第二处理结构的温度调节组件即可完成挥发性物质的进一步去除，利用第二处理结构的称重元件200即可完成容器的称重，不需将容器频繁的在第一处理结构100和第二处理结构之间进行转运，避免样品频繁与空气进行接触而引入杂质或产生干扰，还能避免转运误差，能够保证测量的精度。同时，利用转运机构300将容器在第一放置部111与第二放置部211之间进行转运，相比人工操作的方式测量效率更高。

如图3所示，在一个实施例中，还提供了一种恒重测量方法，包括以下步骤：利用第一处理结构100对容器内的样品的挥发性物质进行去除；将上一步骤的容器转运至称重元件200的第二放置部211；利用温度调节组件对放置于第二放置部211上的容器进行加热处理并冷却；利用称重元件200对容器进行称重；其中，若称重值处于预设标准内，则称重值即为样品的恒重值；若称重值超出预设标准，则再次利用温度调节组件对放置于第二放置部211上的容器进行加热处理并冷却，再次利用称重元件200对容器进行称重，直至后一次称重的称重值与前一次称重的称重值之差在预设差值范围内，则认为后一次称重的称重值为样品的恒重值。

具体地，进行样品的恒重测量时，将装有样品的容器放置于第一放置部111上，利用第一处理结构100对样品的挥发性物质进行去除。利用转运机构300将放置于第一放置部111上的容器转运至称重元件200的第二放置部211上，利用温度调节组件对放置于第二放置部211上的容器及容器内的样品进行加热。经过冷却后利用称重元件200对放置于第二放置部211上的容器进行称重，若称重得到的称重值在预设标准内，则可认为此时的称重值即为样品的恒重值。若称重得到的称重值超过了预设标准，则利用温度调节组件再次对放置于第二放置部211上的容器及容器内的样品进行加热；经过冷却后再次利用称重元件200对放置于第二放置部211上的容器进行称重，若此次的称重值与上一次的称重值的差值在预设差值范围内，则认为此次的称重值即为样品的恒重值；若此次的称重值与上一次的称重值的差值不在预设差值范围内，则重复利用温度调节组件进行加热后冷却并利用称重元件200进行称重的操作，直至后一次称重的称重值与前一次称重的称重值之差在预设差值范围内，则认为后一次称重的称重值为样品的恒重值。

上述实施例的恒重测量方法，至少具有以下优点：(1)、能够避免样品频繁与外界接触，避免样品被污染；(2)、避免样品的测量受到外界的影响，保证测量精度；也能够避免转运过程中引起的误差，保证测量精度；(3)、利用转运机构300将装有样品的容器在第一放置部111与第二放置部211之间进行转换，相比人工操作的方式，提高了测量效率。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的约束。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。