一种色谱仪热导池检测电路的制作方法

本技术属于仪器仪表，具体涉及一种色谱仪热导池检测电路。

背景技术：

1、气相色谱分析时，组分经色谱柱分离后，在检测器中被检测，并且依靠其含量变化有相应的信号输出；由于产生的信号及其大小是组分定性和定量的依据，因此检测器是气相色谱仪的重要部件。

2、热导检测器(tcd)是根据组份和载气热导率不同研制而成的浓度型检测器。样品组份通过热导池且浓度有变化时，就会从热敏元件上带走不同热量，从而引起热敏元件阻值变化，利用电桥来测量这种变化，就可以得到色谱流出曲线，实现样品组份分析。

3、热导检测器一般满足：稳定性好、基线噪声小、漂移小，和检测器死体积小，响应快等要求。

4、现有的热导池检测电路无法实现外控、各模块电路分离设计。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种色谱仪热导池检测电路，该电路能够满足色谱仪热导池供电、控制、调零、检测需求，适用于以热导池为检测器的色谱仪。

2、实现本实用新型目的的技术方案：

3、一种色谱仪热导池检测电路，所述电路包括：热导池恒流源电路、24v前级电源电路、外控基准电压电路、热导池电桥电路和热导池信号调理电路；24v前级电源电路的输出端与热导池恒流源电路的输入端连接，为热导池恒流源电路提供稳定的前级供电电路；外控基准电压电路的输出端与热导池恒流源电路的输入端连接，将外部基准电压通过阻抗变换，用于恒流源大小控制；热导池恒流源电路的输出端与热导池电桥电路的输入端连接，热导池电桥电路包括高热稳定电阻及热导池热阻，构成相应的电桥；热导池电桥电路的输出端与热导池信号调理电路的输入端连接，将热导池电桥电路信号通过调理、调零、放大后输出至相应的电压检测模块。

4、所述热导池恒流源电路包括第一阻抗匹配电路和电压放大电路；所述第一阻抗匹配电路包括运算放大器u1和电阻，通过电阻与外控基准电压vin连接，运算放大器u1输出端与电压放大电路连接。

5、所述电压放大电路包括运算放大器u2和放大比例控制电阻，运算放大器u2输出端与电流输出功率三极管q1基极连接。

6、所述电压放大电路包括电流输出功率三极管q1，电流输出功率三极管q1集电极与24v前级电源电路连接，发射极与热导池电桥电路连接。

7、所述24v前级电源电路包括基准电压芯片u3、第二阻抗匹配电路和调整比较电路；基准电压芯片u3输入端与外部电压输出电压连接，输出端与第二阻抗匹配电路正相输入端连接；第二阻抗匹配电路将经过调整的基准电压输出至调整比较电路。

8、所述调整比较电路包括调整比较电路三极管q2、运算放大器u5及采样电阻，采样电阻获得的实时电压与基准电压经运算放大器u5比较后输入调整比较电路三极管q2基极，控制三极管输出，达到恒定电压输出的目的。

9、所述外控基准电压电路包括运算放大器u6与三极管q3，运算放大器u6正相端与外部控制电压vadj连接，输出端与三极管q3基极连接；三极管q3集电极与所述24v前级电源电路输出端连接，通过扩流由发射极输出至恒流源输入端。

10、所述热导池电桥电路包括电桥电阻、内电桥电阻和信号调节电阻；在没有检测信号时，信号调节电阻可将热导池输出信号稳定在零点附近；在内电桥失去平衡时，电桥将产生信号cs+、cs-，并分别连接至热导池信号调理电路运算放大器的正相、反向输入端。

11、所述热导池信号调理电路包括减法电路和调零基准电路，及热导池信号调理及放大电路；减法电路包括运算放大器u7及电阻；调零基准电路包括分压电阻；热导池信号调理及放大电路包括运算放大器u8及电阻；减法电路将热导池电桥信号cs+、cs-调理为单端输出信号，并通过电阻连接至运算放大器u8正相输入端；5v基准电压通过调零基准电路的分压电阻获取相应的分压电压，并输出至运算放大器u8负相输入端。

12、本实用新型的有益技术效果在于：

13、本实用新型提供的一种色谱仪热导池检测电路灵敏度高，易于进行热导池电桥电阻平衡配置；可实现外部控制；满足色谱仪热导池检测器供电、信号调理、输出需求。

技术特征：

1.一种色谱仪热导池检测电路，其特征在于，所述电路包括：热导池恒流源电路(101)、24v前级电源电路(102)、外控基准电压电路(103)、热导池电桥电路(104)和热导池信号调理电路(105)；24v前级电源电路(102)的输出端与热导池恒流源电路(101)的输入端连接，为热导池恒流源电路(101)提供稳定的前级供电电路；外控基准电压电路(103)的输出端与热导池恒流源电路(101)的输入端连接，将外部基准电压通过阻抗变换，用于恒流源大小控制；热导池恒流源电路(101)的输出端与热导池电桥电路(104)的输入端连接，热导池电桥电路(104)包括高热稳定电阻及热导池热阻，构成相应的电桥；热导池电桥电路(104)的输出端与热导池信号调理电路(105)的输入端连接，将热导池电桥电路(104)信号通过调理、调零、放大后输出至相应的电压检测模块。

2.根据权利要求1所述的一种色谱仪热导池检测电路，其特征在于，所述热导池恒流源电路(101)包括第一阻抗匹配电路(201)和电压放大电路(202)；所述第一阻抗匹配电路(201)包括运算放大器u1和电阻，通过电阻与外控基准电压vin连接，运算放大器u1输出端与电压放大电路(202)连接。

3.根据权利要求2所述的一种色谱仪热导池检测电路，其特征在于，所述电压放大电路(202)包括运算放大器u2和放大比例控制电阻，运算放大器u2输出端与电流输出功率三极管q1基极连接。

4.根据权利要求3所述的一种色谱仪热导池检测电路，其特征在于，所述电压放大电路(202)包括电流输出功率三极管q1，电流输出功率三极管q1集电极与24v前级电源电路(102)连接，发射极与热导池电桥电路(104)连接。

5.根据权利要求1所述的一种色谱仪热导池检测电路，其特征在于，所述24v前级电源电路(102)包括基准电压芯片u3、第二阻抗匹配电路(301)和调整比较电路(302)；基准电压芯片u3输入端与外部电压输出电压连接，输出端与第二阻抗匹配电路(301)正相输入端连接；第二阻抗匹配电路(301)将经过调整的基准电压输出至调整比较电路(302)。

6.根据权利要求5所述的一种色谱仪热导池检测电路，其特征在于，所述调整比较电路(302)包括调整比较电路三极管q2、运算放大器u5及采样电阻，采样电阻获得的实时电压与基准电压经运算放大器u5比较后输入调整比较电路三极管q2基极，控制三极管输出，达到恒定电压输出的目的。

7.根据权利要求1所述的一种色谱仪热导池检测电路，其特征在于，所述外控基准电压电路(103)包括运算放大器u6与三极管q3，运算放大器u6正相端与外部控制电压vadj连接，输出端与三极管q3基极连接；三极管q3集电极与所述24v前级电源电路(102)输出端连接，通过扩流由发射极输出至恒流源输入端。

8.根据权利要求1所述的一种色谱仪热导池检测电路，其特征在于，所述热导池电桥电路(104)包括电桥电阻、内电桥电阻(501)和信号调节电阻；在没有检测信号时，信号调节电阻可将热导池输出信号稳定在零点附近；在内电桥失去平衡时，电桥将产生信号cs+、cs-，并分别连接至热导池信号调理电路(105)运算放大器的正相、反向输入端。

9.根据权利要求1所述的一种色谱仪热导池检测电路，其特征在于，所述热导池信号调理电路(105)包括减法电路(601)和调零基准电路(602)，及热导池信号调理及放大电路(603)；减法电路(601)包括运算放大器u7及电阻；调零基准电路(602)包括分压电阻；热导池信号调理及放大电路(603)包括运算放大器u8及电阻；减法电路(601)将热导池电桥信号cs+、cs-调理为单端输出信号，并通过电阻连接至运算放大器u8正相输入端；5v基准电压通过调零基准电路(602)的分压电阻获取相应的分压电压，并输出至运算放大器u8负相输入端。

技术总结
本技术属于仪器仪表技术领域，具体涉及一种色谱仪热导池检测电路，该电路包括：热导池恒流源电路、24V前级电源电路、外控基准电压电路、热导池电桥电路和热导池信号调理电路；热导池恒流源电路为热导池提供恒流供电；24V前级电压电路为恒流源提供稳定的前级供电电路；外控基准电压电路可将外部基准电压通过阻抗变换，用于恒流源大小控制；热导池电桥电路包括高热稳定电阻及热导池热阻，构成相应的电桥；热导池信号调理电路可将热导池电桥信号通过调理、调零、放大后输出至相应的电压检测模块。本技术满足色谱仪热导池检测器供电、信号调理、输出需求。

技术研发人员：阎瑞,陈旺,廖群,牛应周,唐炜
受保护的技术使用者：四川红华实业有限公司
技术研发日：20221222
技术公布日：2024/1/22