自动进样系统和方法与流程

1.本发明涉及进样，特别涉及自动进样系统和方法。


背景技术：

2.实验室利用仪器对样品进行分析检测时,首先需要将定量的样品送入仪器中进行分析检测。传统的进样方式为手动进样，操作人员将称量好的待测样品手持放入检测仪器中，随后仪器对样品自动进行分析。这种方式具有诸多不足如：
3.1.手动进样方式受制于仪器操作员的操作水平的高低和熟练程度的影响，操作不当会出现样品舟中待测物洒落、倾覆等状况；
4.2.受到仪器操作员的操作水平的高低和熟练程度的影响，会有一定的误差存在，且重现性差；
5.2.操作人员需要一直值守在仪器旁，当一个样品测量完成后再次重复以上的手动进样操作，大大增加了劳动强度，效率极低。


技术实现要素：

6.为解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种自动进样系统。
7.本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
8.自动进样系统，所述自动进样系统包括：
9.二维移动装置，所述二维移动装置用于在竖直方向和第一方向上移动第一承载件；
10.第一承载件，所述第一承载件用于承载托盘；
11.支架和托盘，所述支架具有多个沿着竖直方向设置的承载位，所述托盘设置在所述承载位，并用于承载多个样品舟；
12.第一平移装置，所述第一平移装置用于驱动第二承载件在第二方向上平移，所述第一方向和第二方向均为水平方向，且互相垂直；
13.第二承载件和第三承载件，所述第二承载件和第三承载件分别用于承载所述样品舟；
14.第二平移装置，所述第二平移装置用于驱动所述第三承载件竖直平移。
15.本发明的目的还在于提供给了应用上述自动进样系统的自动进样方法，该发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
16.根据本发明自动进样系统的自动进样方法，所述自动进样方法包括以下步骤：
17.(a1)所述二维移动装置驱动所述第一承载件在竖直方向平移以及第一方向正向平移，所述第一承载件处于支架上选择的托盘下侧；
18.(a2)所述二维移动装置驱动所述第一承载件竖直上移，所述第一承载件承载选择的托盘，所述二维移动装置驱动第一承载件在第一方向上反向平移，使得托盘脱离承载位，并被移出所述支架；
19.(a3)所述二维移动装置驱动所述第一承载件在竖直方向平移以及第一方向正向平移，所述托盘上选择的样品舟处于所述第三承载件的上侧；
20.(a4)第二平移装置驱动第三承载件竖直向上平移，所述第三承载件顶着所述选择的样品舟脱离所述托盘并竖直向上平移；
21.(a5)第一平移装置驱动所述第二承载件在第二方向上正向平移，所述第二承载件移动到所述选择的样品舟的下侧；
22.(a6)第二平移装置驱动第三承载件竖直向下平移，所述选择的样品舟被所述第二承载件承载，所述第三承载件与选择的样品舟脱离；
23.(a7)所述第二承载件携带所述选择的样品舟进入分析装置。
24.与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：
25.1.成本低；
26.本发明采用模块化设计，各模块之间保持独立，能够独立进行集成测试，降低维护成本；
27.2.避免了样品间交叉污染；
28.托盘支架多层结构，每个托盘承载多个样品舟，实现了多样品检测，并且避免了样品交叉污染；
29.3.第二承载件内置热电偶等温度传感器,真实反应了炉内温度,有利于样品分解温度的精确控制；
30.4.独特的偏心轮顶杆机构，行程稳定，进样快速稳定；
31.5.定位准确；
32.位置检测单元采用独特周期型锯齿测条，结构简单，定位准确可靠，重现性好；
33.承载件采用凸起设计，保证了托盘的精确插取和定位；
34.6.自动化；
35.自动连续称量机构，高效、稳定、重现性好、可实现数据自动记录，与其它仪器数据共享，减轻分析人员的劳动强度，提高工作效率。
附图说明
36.参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：
37.图1是根据本发明实施例的自动进样系统的结构示意图；
38.图2是根据本发明实施例的第一承载件的结构示意图；
39.图3是根据本发明实施例的第三承载件和第二平移装置的结构示意图；
40.图4是根据本发明实施例的自动进样方法的流程图。
具体实施方式
41.图1-4和以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了解释本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本发明的范围内。本领域技术人员应该理解
下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由此，本发明并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。
42.实施例1：
43.图1示意性地给出了本发明实施例的自动进样系统的结构简图，如图1所示，所述自动进样系统包括：
44.二维移动装置，所述二维移动装置用于在竖直方向和第一方向上移动第一承载件；
45.第一承载件41，所述第一承载件41用于承载托盘51；
46.支架21和托盘51，所述支架21具有多个沿着竖直方向设置的承载位，所述托盘51设置在所述承载位，并用于承载多个样品舟61；
47.第一平移装置34，所述第一平移装置34用于驱动第二承载件42在第二方向上平移，所述第一方向和第二方向均为水平方向，且互相垂直；
48.第二承载件42和第三承载件43，所述第二承载件42和第三承载件43分别用于承载所述样品舟61；
49.第二平移装置33，所述第二平移装置33用于驱动所述第三承载件43竖直平移。
50.为了实现第一承载件21的二维移动，进一步地，所述二维移动装置包括：
51.第三平移装置31，所述第三平移装置31用于驱动第四平移装置32在竖直方向上平移；
52.第四平移装置32，所述第四平移装置32用于驱动第一承载件41在第一方向上平移。
53.为了稳定地承载托盘51，进一步地，如图2所示，所述第一承载件41包括第一支撑臂12和第二支撑臂13，所述第一支撑臂12和第二支撑臂13的间距大于所述第三承载件43的长度；所述第一支撑臂12和第二支撑臂13分别具有凸起14；
54.所述托盘51具有允许所述凸起14卡入的凹槽，托盘51的宽度大于所述第三承载件43的长度。
55.为了稳定地驱动第三承载件43竖直平移，进一步地，如图3所示，所述第二平移装置33包括：
56.电机331和偏心轮332，所述电机331驱动偏心轮332；
57.导向件333和滑动件334，所述滑动件334设置在竖直设置的导向件333上，所述偏心轮332连接所述滑动件334，当所述偏心轮332旋转时，驱动所述滑动件334沿着所述导向件333上下平移，所述滑动件334连接所述第三承载件43。
58.为了承载选择的样品舟61并送分析装置，进一步地，所述第二承载件42 包括：
59.第三支撑臂421和第四支撑臂422，所述第三支撑臂421和第四支撑臂422 间的距离小于所述样品舟61的宽度。
60.为了获得分析装置内的温度以及阻挡气流，进一步地，所述第二承载件42 还包括：
61.测温传感器，所述测温传感器设置在所述第三支撑臂421和/或第四支撑臂 422内；
62.挡片423，所述挡片423设置在所述第三支撑臂421和第四支撑臂422上。
63.为了准确地获知样品舟61的位置，以便将样品舟61准确地置于第三承载件43的正上侧，进一步地，所述自动进样系统还包括：
64.位置检测单元，所述位置检测单元用于检测所述第一承载件41承载的托盘 51上样品舟61的位置。
65.本发明实施例的自动进样方法，也即本实施例自动进样系统的工作方法，如图4所示，所述自动进样方法包括以下步骤：
66.(a1)所述二维移动装置驱动所述第一承载件41在竖直方向平移以及第一方向正向平移，所述第一承载件41处于支架21上选择的托盘51下侧；
67.(a2)所述二维移动装置驱动所述第一承载件41竖直上移，所述第一承载件41承载选择的托盘51，所述二维移动装置驱动第一承载件41在第一方向上反向平移，使得托盘51脱离承载位，并被移出所述支架21；
68.(a3)所述二维移动装置驱动所述第一承载件41在竖直方向平移以及第一方向正向平移，所述托盘51上选择的样品舟61处于所述第三承载件43的上侧；
69.(a4)第二平移装置33驱动第三承载件43竖直向上平移，所述第三承载件43顶着所述选择的样品舟61脱离所述托盘51并竖直向上平移；
70.(a5)第一平移装置34驱动所述第二承载件42在第二方向上正向平移，所述第二承载件42移动到所述选择的样品舟61的下侧；
71.(a6)第二平移装置33驱动第三承载件43竖直向下平移，所述选择的样品舟61被所述第二承载件42承载，所述第三承载件43与选择的样品舟61脱离；
72.(a7)所述第二承载件42携带所述选择的样品舟61进入分析装置。
73.为了检测后的样品舟61重新送回托盘51，进一步地，所述自动进样方法还包括以下步骤：
74.(a8)待分析结束后，所述第一平移装置34驱动所述选择的样品舟61，使得所述选择的样品舟61处于所述第三承载件43和托盘51的上侧；
75.(a9)第二平移装置33驱动第三承载件43竖直向上平移，第三承载件43 支撑所述选择的样品舟61竖直上移，之后停止；
76.(a10)第一平移装置34驱动所述第二承载件53在第二方向上反向平移；
77.(a11)第二平移装置33驱动第三承载件43竖直向下平移，所述选择的样品舟61被所述托盘51承载，所述第三承载件43平移到所述托盘51的下侧。
78.为了将分析后的样品舟61送回支架21，进一步地，所述自动进样方法还包括以下步骤：
79.(a12)所述二维移动装置驱动所述第一承载件41在第一方向反向平移，所述第一承载件41竖直平移；
80.(a13)所述二维移动装置驱动所述第一承载件41在第一方向正向平移，进入支架21内；
81.所述二维移动装置驱动所述第一承载件41竖直下移，托盘51回位；
82.所述二维移动装置驱动所述第一承载件41在第一方向反向平移。
83.实施例2：
84.根据本发明实施例1的自动进样系统和方法在元素分析中的应用例。
85.在该应用例中，如1所示，二维移动装置包括第三平移装置31和第四平移装置2，所述第三平移装置31用于驱动第四平移装置32在竖直方向上平移，本实施例采用导轨和电动螺杆的组合，具体结构是现有技术；所述第四平移装置 32用于驱动第一承载件41在第一方向上平移，本实施例采用导轨、电机、主动轮、从动轮和皮带的组合，具体结构是现有技术；
86.如图2所示，第一承载件11包括第一支撑臂12和第二支撑臂13，所述第一支撑臂12和第二支撑臂13的间距大于所述第三承载件43的长度；所述第一支撑臂12和第二支撑臂13分别具有凸起14；所述托盘51具有允许所述凸起 14卡入的凹槽，托盘的宽度大于所述第三承载件43的长度；
87.支架21具有多个沿着竖直方向设置的承载位，托盘51设置在所述承载位，多个样品舟61均匀地设置在托盘51上，托盘51是矩形框架结构，各个样品舟 61的两端被托盘51的两侧承载，中间悬空；托盘51的位置相对的两侧的间距大于第三承载件43上端的长度，从而使得第三承载件43能够从托盘51的下侧穿过托盘51，并顶着样品舟61；
88.第一平移装置34用于驱动第二承载件42在第二方向上平移，所述第一方向和第二方向均为水平方向，且互相垂直；本实施例中，第一平移装置34采用导轨和电动螺杆的组合，具体结构是现有技术；
89.第二承载件42包括第三支撑臂421和第四支撑臂422，所述第三支撑臂421 和第四支撑臂422间的距离小于所述样品舟61的宽度，从而承载样品舟61；测温传感器设置在所述第三支撑臂421和/或第四支撑臂422内；挡片423设置在所述第三支撑臂421和第四支撑臂422上，与第三支撑臂421和第四支撑臂422 的中心轴线垂直；
90.如图3所示，所述第二平移装置33设置在支架21的上侧，具体为：电机 331驱动偏心轮332；滑动件334设置在竖直设置的导向件333上，所述偏心轮 332连接所述滑动件334，当所述偏心轮332旋转时，驱动所述滑动件334沿着所述导向件333上下平移，所述滑动件334连接第三承载件43；自上而下地，第三年承载件43的长度变大；
91.位置检测单元用于检测所述第一承载件41承载的托盘51上样品舟61的位置以及第四平移装置32的高度。
92.本发明实施例的自动进样方法，也即本实施例自动进样系统的工作方法，如图4所示，所述自动进样方法包括以下步骤：
93.(a1)所述二维移动装置驱动所述第一承载件41在竖直方向平移以及第一方向正向平移，利用位置检测单元确保第一承载件41的凸起14处于选择的托盘51的凹槽的下侧；
94.(a2)所述二维移动装置驱动所述第一承载件41竖直上移，所述第一承载件41承载选择的托盘51，使得托盘51脱离承载位；
95.所述二维移动装置驱动第一承载件41在第一方向上反向平移，并被移出所述支架21；
96.(a3)所述二维移动装置驱动所述第一承载件41竖直向上平移以及第一方向正向平移，所述托盘51上选择的样品舟61处于所述第三承载件43的上侧；
97.(a4)第二平移装置33中，电机331正向驱动偏心轮332，偏心轮332带动滑动件334沿着导向件333竖直向上平移，从而驱动第三承载件43竖直向上平移，所述第三承载件43穿过托盘51，并顶着所述选择的样品舟61脱离所述托盘51并竖直向上平移；
98.(a5)第一平移装置34驱动所述第二承载件42在第二方向上正向平移，所述第二承
载件42移动到所述选择的样品舟61的下侧；
99.(a6)第二平移装置33中，电机331反向驱动偏心轮332，偏心轮332带动滑动件334沿着导向件333竖直向下平移，从而驱动第三承载件43竖直向下平移，所述选择的样品舟61被所述第二承载件42承载，也即样品舟61的两侧分别被第三支撑臂421和第四支撑臂422支撑，所述第三承载件43与选择的样品舟61脱离；
100.(a7)所述第二承载件42携带所述选择的样品舟61进入分析装置；
101.(a8)待分析结束后，所述第一平移装置34驱动所述选择的样品舟61，使得所述选择的样品舟61处于所述第三承载件43和托盘51的上侧；
102.(a9)第二平移装置33驱动第三承载件43竖直向上平移，第三承载件43 穿过托盘51，并支撑所述选择的样品舟61竖直上移，之后停止；
103.(a10)第一平移装置34驱动所述第二承载件42在第二方向上反向平移，从样品舟61的下侧退出；
104.(a11)第二平移装置33驱动第三承载件43竖直向下平移，所述选择的样品舟61被所述托盘51承载，所述第三承载件43平移到所述托盘51的下侧；
105.(a12)所述二维移动装置驱动所述第一承载件41在第一方向反向平移，所述第一承载件41竖直向下平移；
106.(a13)所述二维移动装置驱动所述第一承载件41在第一方向正向平移，进入支架21内；
107.所述二维移动装置驱动所述第一承载件41竖直下移，托盘51回位；
108.所述二维移动装置驱动所述第一承载件41在第一方向反向平移。