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专利名称：样品预处理器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种样品预处理器，在石油勘探领域中可对后级色谱仪器提供多种经干燥处理的标定气体，属于样品预处理器技术领域。
背景技术：
现有的国内外石油勘探现场中，气相色谱分析仪的样品分析气均直接来自现场采集高湿度的被分析气体，其气体中含有较多的水份，对色谱分析仪的使用和寿命不利，另外，由于含较多的水份，增加了更换干燥剂工作量和影响检测气体的连续性；而且在对仪器的标定时，多采用单一的标定方式。而本仪器可提供多种标定气体，并可为多台色谱分析仪提供经处理的样品气体和多种标定气体。

发明内容
本实用新型的目的是发明一种在石油勘探领域中可对后级色谱仪器提供多种经干燥处理的样品气体和多种标定气体的样品预处理器。
为实现以上目的，本实用新型的技术方案是提供一种样品预处理器，其特征在于，由5U抽屉、面板、样品泵、开关电源、控制电路板、制冷装置、后座板组成，面板置于5U抽屉的前面，后座板置于5U抽屉的后面，样品泵置于5U抽屉中间的底板上，制冷装置置于后座板上，制冷装置6的冷却风机和散热片位于后座板7外侧，制冷装置的其他部分置于5U抽屉内，开关电源置于5U抽屉的一侧，控制电路板置于制冷装置一端的5U抽屉中间的底板上，开关电源连接样品泵、控制电路板和制冷装置。
所述的制冷装置由夹紧杆、保温层、两个汽水分离器出口、两个汽水分离器入口、测温电路板、两个汽水分离器、两个手动排水口、盘管式冷凝器、两个自动排水口、两个半导体制冷片、传导垫块、散热片、冷却风机、吊紧螺栓组成，两个汽水分离器并排置于盘管式冷凝器一边，汽水分离器的上端置有汽水分离器出口和汽水分离器入口、下端置有手动排水口和自动排水口，两个汽水分离器的另一边置有盘管式冷凝器，盘管式冷凝器上端的管子与汽水分离器的汽水分离器入口连接，在盘管式冷凝器和散热片之间上下置有两组传导垫块，半导体制冷片置于每一组两片传导垫块之间，在两组传导垫块当中置有测温电路板，保温层置于两个汽水分离器和盘管式冷凝器外，冷却风机由吊紧螺栓连接于散热片的另一边。
所述的汽水分离器由上盖、安装杆、磁钢、干簧管、浮筒、筒身、密封圈、密封垫、下盖组成，上盖置于筒身的上端，浮筒置于筒身中，安装杆置于上盖和浮筒中间，安装杆和浮筒之间置有磁钢，安装杆上置有干簧管，下盖置于筒身的下端，它们之间置有密封圈和密封垫。
本实用新型针对在石油勘探现场中，气相色谱分析仪对被测气体的不同的需要而开发的一种仪器，是将采集的样品气先进行干燥处理后提供给后级色谱分析仪进行分析，并提供多种标定气体。
本实用新型利用气体在不同的温度下，其饱和水蒸汽值也不相同，且低温状态下饱和水蒸汽值更低的原理，将高湿度的样品气经样品泵吸入后，输送给制冷装置，将高湿度的样品气冷却至较低的温度，得到低温时的饱和水蒸汽，然后，将气体温度回升至室温时，即得到干燥的气体，而原高湿度气体中的水份，则在低温时冷凝成水珠，流入制冷装置的汽水分离器内，当水积存至一定程度后，自动排出气水分离器中多余的积水，汽水分离器中仍留有一小部分水，从而不至于气体也一同流失。
本实用新型能提供多种标定气体即样品分析气体、注入标定气体、零空气即干净、干燥空气和管道及钢瓶标定气体于多台色谱分析仪同时使用。它是通过二路独立的气路组成，每一气路通过一组阀门的切换，选择一种分析气体或标定气体提供二台不同的色谱用气。
本实用新型的优点是能在石油勘探领域中可对后级色谱仪器提供多种经干燥处理的标定气体的样品预处理器。


图1为样品预处理器结构示意图；图2为制冷装置结构示意图；图3为汽水分离器结构示意图；图4为控制电路板示意图；
图5为样品预处理器正面组件结构示意图；图6为样品预处理器背面组件结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
实施例如图1所示，为样品预处理器结构示意图，所述的样品预处理器由5U抽屉1、面板2、样品泵3、开关电源4、控制电路板5、制冷装置6、后座板7组成。
如图2所示，为制冷装置结构示意图，所述的制冷装置6由夹紧杆8、保温层9、汽水分离器出口10、汽水分离器入口11、测温电路板12、两个汽水分离器13、手动排水口14、盘管式冷凝器15、自动排水口16、半导体制冷片17、传导垫块18、散热片19、冷却风机20、吊紧螺栓21组成。
如图3所示，为汽水分离器结构示意图，汽水分离器13由上盖22、安装杆23、磁钢24、干簧管25、浮筒26、筒身27、密封圈28、密封垫29、下盖30组成。
将密封圈28和密封垫29放在下盖30上，用螺丝将筒身27安装在下盖30上，在筒身27里安装浮筒26，在安装杆23上装干簧管25后安装在上盖22上，置于浮筒26中间，在安装杆23和浮筒26之间装上磁钢24，最后将上盖22置于筒身27的上端，使安装杆23置于上盖22中间。
将两个安装好的汽水分离器13平排安放在盘管式冷凝器15的右边，盘管式冷凝器15上端的管子与汽水分离器13的汽水分离器入口11连接，在盘管式冷凝器15上下装两组传导垫块18，半导体制冷片17装在每一组两片传导垫块18之间，在两组传导垫块18当中装有测温电路板12，用保温层9包上后安装在散热片19的右边，用夹紧杆固定于散热片19。冷却风机20由吊紧螺栓21连接于散热片19的左边，所述的测温电路板12为外购，由1个集成片IC1、2只电容C1-C2组成，与控制板上的插座PZ1连接。
如图4所示，为控制电路板示意图，控制电路板由控制电路板由5个电容C3-C7、14个电阻R1-R14、2个比较器IC2-IC3、2个稳压管DW1-DW2、2个电解电容CD11-CD12、1个电位器W、1个发光二极管LED、1个场效应管QM、1个晶体管BG放大器、7只插座PZ1-PZ7、1只蜂鸣器BB、测温电路板12组成。由R1、R2、R3与IC3组成的稳定电源向IC1提供电源，IC1的1脚输出与温度线性相关的电压，此电压经过R5、C3、R6滤波后送到比较器IC2A的3脚，与2脚设定电压比较，W调节设定电压的高低，比较结果由IC2B反相后输出经R11、R10到BG的基极，放大后经R12、R13驱动场效应管QM给制冷装置的制冷片提供电流。
如图5所示，为样品预处理器正面组件结构示意图，面板2由真空表31、二位六通阀32、手动排水阀33、样品泵按钮开关34、注入口35、四位五通阀36、压力表37、制冷指示灯38、电源开关39、液位报警指示灯40组成，在面板2的上排分别置有两组真空表31和压力表37，中排分别置有两组二位六通阀32和四位五通阀36，下排分别置有两组手动排水阀33、样品泵按钮开关34和注入口35，制冷指示灯38置于面板2的右边，下面置有电源开关39和液位报警指示灯40。
如图6所示，为样品预处理器背面组件结构示意图，后座板7由校正输入口41、零空气输入口42、样品输入口43、电源插座44、非烃输出2口45、排水口46、样品泵控制插座47、氢焰输出1口48、稳压阀49、制冷装置6的冷却风机20组成，将制冷装置6的冷却风机20安装于后座板7的右边，后座板7左边上端的上排分别置有两组校正输入口41和稳压阀49，中排分别置有两组零空气输入口42、氢焰输出1口48，下排分别置有两组样品输入口43和非烃输出2口45，后座板7右边下端分别置有源插座44、排水口46和两组样品泵控制插座47。
组装样品预处理器，将面板2装在5U抽屉1的前面，后座板7装在5U抽屉1的后面，制冷装置6置于后座板7，制冷装置6的冷却风机和散热片位于后座板7外，置于后座板7的下端，制冷装置6的其他部分置于5U抽屉内，样品泵3安装于5U抽屉1中间的底板上，开关电源4置于5U抽屉1的一侧，控制电路板5装在制冷装置6上端的5U抽屉中间的底板上，开关电源4连接样品泵3、控制电路板5和制冷装置6。
连接各线路，样品泵按钮开关34与样品泵3连接，开关电源4与面板2上的电源开关39连接，二位六通阀32连接于样品泵3、注入口35，四位五通阀36与汽水分离器13、样品泵3连接，后座板7上的样品气输入口43与面板2的二位六通阀32连接，校正输入口41与四位五通阀36连接、稳压阀49分别与四位五通阀36、氢焰输出1口48连接，非烃输出2口45、氢焰输出1口48分别与二位六通阀32连接，非烃输出2口45、校正输入口41分别与四位五通阀36连接。
本实用新型的工作过程主要由三个方面组成。
一.连接管线1、输入气体管线标样钢瓶气接入后座板7的校正输入口41，也可在使用前接入；无油的压缩空气接入零空气输入口42，也可在使用前接入；待分析的样品气接入样品气输入口43；标样球袋气接入面板2的注入口36，也可在使用前接入。
2、输出气体管线后座板7的氢焰输出1口48接入SK-3Q04氢焰色谱分析仪或其它色谱分析仪；“非烃输出2口”45接入SK-3Q02氢焰色谱分析仪或其它色谱分析仪，也可作为放空口。
3、其它管线后座板7的排水口46接管线至水槽或其它排水处；样品泵控制插座47是用带插头的五芯专用电缆线与SK-3Q04氢焰色谱分析仪相对应的插座连接；电源插座44用电源线接通电源。
4、输出压力调节按面板2的样品泵按钮开关34，起动样品泵3，后座板7的稳压阀49是根据氢焰输出1口48的输出压力要求调节，以达到氢焰输出1口48输出恒定的压力，其输出的压力值则显示在面板2的压力表37上。
二.制冷与排水按面板2的电源开关39，接通电源，通过控制电路板6、开关电源39的控制，使制冷装置6的半导体制冷片17工作，同时制冷指示灯38“亮”。当制冷至一定的温度时，通过制冷装置6的测温电路板12，反馈至控制电路板5，并控制开关电源4间断工作，制冷指示灯38交替亮和暗，最终使制冷装置6保持在预先设定的工作温度范围内。
当一定的电源提供给半导体制冷片17后，半导体制冷片17即在其两面分别发热和制冷，冷端所产生的制冷量，通过制冷装置6的传导垫块18传至盘管式冷凝器15和汽水分离器13；其热端通过传导垫块18传至散热片19，并由冷却风机20对散热片19进行降温，从而降低了半导体致冷片17的热端温度，使冷端能提供更多的制冷量。
当湿度较高的气体或含水的气体，流入冷凝器15后，使湿度较高的气体或含水的气体得以冷却，由于在同压、同体积即同流量的情况下，温度较低的气体，其含水量即饱和水蒸汽量也较低，因此，水就渐渐地积存在冷凝器15的管道中，并通过气体，将水从汽水分离器入口11带入汽水分离器13，然后水存在汽水分离器13内部，低温时含水量的气体经上盖22从汽水分离器出口10流出，而流出气体温度回升至室温时，其即成为干燥的气体。
由于水的作用，使汽水分离器13的浮筒26产生了向上的浮力，当水积到一定的程度时，浮筒26所产生的浮力克服了浮筒26的自重、由压强作用于浮筒26上的压力及磨擦力时，浮筒26上移，露出了下盖30上的自动排水口16，浮筒26内的水经自动排水口16流出。另外，正由于小孔和浮筒26自重等因素作用，在水尚未流尽时下盖30上的自动排水口16被关闭。
当自动排水出现故障时，水在汽水分离器13内积累超过自动排水的程度后，浮筒26上移，当浮筒26继续上移至一定的高度后，浮筒26带动磁钢24吸合干簧管25，并通过控制电路板5上的蜂鸣器和面板2上的液位报警指示灯40进行声光报警，此时操作人员即可进行手动排水，操作人员可以旋转面板2上的手动排水阀33，在汽水分离器13内部的积水经下盖30上的手动排水口14流出。
三.正常工作1.用样品气进行分析当需使用样品气作分析时，应将面板2上的二位六通阀32和四位五通阀36切换至 样品气位，按面板2上的样品泵按钮开关34，开启样品泵3，这样样品气经后座板7的样品气输入口43、二位六通阀32、样品泵3、制冷装置6的盘管式冷凝器15、汽水分离器13、四位五通阀36，分别经后座板7的稳压阀49后，从氢焰输出1口48和经二位六通阀32后，从非烃输出2口45输出样品气。
当后座板7的样品气输入口43或输送管道堵塞时，样品泵3对样品气输入口43处抽真空，然而，在面板2上的真空表31上反馈有值显示。
2.用球袋气进行标定当需使用球袋气进行标定时，应先将标样球袋气接入面板2上的注入口35，二位六通阀32切换至 校正位，将四位五通阀36切换至 注入位，按面板2上的样品泵按钮开关34，开启样品泵3，这样标样球袋气经注入口35、二位六通阀32、样品泵3、四位五通阀36、后座板7的稳压阀49后，从氢焰输出1口48输出用于标定的气样，非烃输出2口45无气样输出。一方面，标样气体均为很干燥的气体，因此无需再进行干燥处理。另一方面，由于球袋气压力太低和量少，所以需用样品泵3抽取球袋气，可以从氢焰输出1口48输出带有一定压力的标定气体，再则，由于输入量少，不便用于从使用量较多的非烃输出2口45输出标定气样和放空。
3.用钢瓶气进行标定当需使用钢瓶气进行标定时，应先将标样钢瓶气接入后座板7的校正输入口41，按面板2上的样品泵按钮开关34，关闭样品泵3、将四位五通阀36切换至 校正位，这样标样钢瓶气经校正输入口41、四位五通阀36后，从氢焰输出1口48输出用于标定的气样；当二位六通阀32切换至 校正位时，非烃输出2口45无气样输出，但当二位六通阀32切换至 样品气位时，非烃输出2口45将输出标定气样。由于钢瓶气体很干燥，因此无需再进行干燥处理。
4.用零空气进行校正当需使用钢瓶气进行标定时，应先将无油的压缩空气接入后座板7的零空气输入口42；按面板2上的样品泵按钮开关34，关闭样品泵3、将四位五通阀36切换至 零空气位，这样无油的压缩空气经校正输入口41、四位五通阀36后，从氢焰输出1口48输出用于校正的空气；当二位六通阀32切换至 校正位时，非烃输出2口45无校正空气输出，但当二位六通阀32切换至 样品气位时，非烃输出2口45将输出用于校正的空气。由于无油压缩空气较干燥，因此也无需再进行干燥处理。
权利要求1.一种样品预处理器，其特征在于，由5U抽屉(1)、面板(2)、样品泵(3)、开关电源(4)、控制电路板(5)、制冷装置(6)、后座板(7)组成，面板(2)置于5U抽屉(1)的前面，后座板(7)置于5U抽屉(1)的后面，样品泵(3)置于5U抽屉(1)中间的底板上，制冷装置(6)置于后座板(7)上，制冷装置6的冷却风机和散热片位于后座板7外侧，制冷装置(6)的其他部分置于5U(1)抽屉内，开关电源(4)置于5U抽屉(1)的一侧，控制电路板(5)置于制冷装置(6)一端的5U抽屉(1)中间的底板上，开关电源(4)连接样品泵(3)、控制电路板(5)和制冷装置(6)。
2.根据权利要求1所述的样品预处理器，其特征在于，所述的制冷装置(6)由夹紧杆(8)、保温层(9)、两个汽水分离器出口(10)两个汽水分离器入口(11)、测温电路板(12)、两个汽水分离器(13)、两个手动排水口(14)、盘管式冷凝器(15)、两个自动排水口(16)、两个半导体制冷片(17)、传导垫块(18)、散热片(19)、冷却风机(20)、吊紧螺栓(21)组成，两个汽水分离器(13)并排置于盘管式冷凝器(15)一边，汽水分离器(13)的上端置有汽水分离器出口(10)和汽水分离器入口(11)、下端置有手动排水口(14)和自动排水口(16)，两个汽水分离器(13)的另一边置有盘管式冷凝器(15)，盘管式冷凝器(15)上端的管子与汽水分离器(13)的汽水分离器入口(11)连接，在盘管式冷凝器(15)和散热片(19)之间上下置有两组传导垫块(18)，半导体制冷片(17)置于每一组两片传导垫块(18)之间，在两组传导垫块(18)当中置有测温电路板(12)，保温层(9)置于两个汽水分离器(13)盘管式冷凝器(15)外。用夹紧杆固定于散热片(19)。冷却风机(20)由吊紧螺栓(21)连接于散热片(19)的另一边。
3.根据权利要求1或2所述的样品预处理器，其特征在于，所述的汽水分离器(13)由上盖(22)、安装杆(23)、磁钢(24)、干簧管(25)、浮筒(26)、筒身(27)、密封圈(28)、密封垫(29)、下盖(30)组成，上盖(22)置于筒身(27)的上端，浮筒(26)置于筒身(27)中，安装杆(23)置于上盖(22)和浮筒(26)中间，安装杆(23)和浮筒(26)之间置有磁钢(24)，安装杆(23)上置有干簧管(25)，下盖(30)置于筒身(27)的下端，它们之间置有密封圈(28)和密封垫(29)。
4.根据权利要求1所述的样品预处理器，其特征在于，所述的控制电路板由5个电容C3-C7、14个电阻R1-R14、2个比较器IC2一IC3、2个稳压管DW1-DW2、2个电解电容CD11-CD12、1个电位器W、1个发光二极管LED、1个场效应管QM、1个晶体管BG放大器、7只插座PZ1-PZ7、1只蜂鸣器BB、测温电路板(12)组成，由R1、R2、R3与IC3组成的稳定电源与测温电路板(12)连接，经过R5、C3、R6滤波后与比较器IC2A的3脚连接，IC2A的2脚与IC2B连接后经R11、R10到BG的基极，连接R12、R13后连接场效应管QM、制冷装置6。
5.根据权利要求1所述的样品预处理器，其特征在于，所述的面板(2)由真空表(31)、二位六通阀(32)、手动排水阀(33)、样品泵按钮开关(34)、注入口(35)、四位五通阀(36)、压力表(37)、制冷指示灯(38)、电源开关(39)、液位报警指示灯(40)组成，在面板(2)的上排分别置有两组真空表(31)和压力表(37)，中排分别置有两组二位六通阀(32)和四位五通阀(36)，下排分别置有两组手动排水阀(33)、样品泵按钮开关(34)和注入口(35)，制冷指示灯(38)置于面板(2)的一边，下面置有电源开关(39)和液位报警指示灯(40)，样品泵按钮开关(34)与起动样品泵(3)连接，开关电源(4)与电源开关(39)连接，二位六通阀(32)连接于样品泵(3)、注入口(35)，四位五通阀(36)与汽水分离器(13)、样品泵(3)连接，
6.根据权利要求1所述的样品预处理器，其特征在于，所述的后座板(7)由校正输入口(41)、零空气输入口(42)、样品输入口(43)、电源插座(44)、非烃输出2口(45)、排水口(46)、样品泵控制插座(47)、氢焰输出1口(48)、稳压阀(49)、制冷装置(6)的冷却风机(20)组成，制冷装置(6)的冷却风机(20)置于后座板(7)的一边，后座板(7)另一边上端的上排分别置有两组校正输入口(41)和稳压阀(49)，中排分别置有两组零空气输入口(42)和氢焰输出1口(48)，下排分别置有两组样品输入口(43)和非烃输出2口(45)，后座板(7)另一边下端分别置有源插座(44)、排水口(46)和两组样品泵控制插座(47)、样品气输入口(43)与面板(2)的二位六通阀(32)连接，校正输入口(41)与四位五通阀(36)连接、稳压阀(49)分别与四位五通阀(36)、氢焰输出1口(48)连接，非烃输出2口(45)、氢焰输出1口(48)分别与二位六通阀(32)连接，非烃输出2口(45)、校正输入口(41)分别与四位五通阀(36)连接。
专利摘要本实用新型涉及一种样品预处理器，其特征在于，由5U抽屉、面板、样品泵、开关电源、控制电路板、制冷装置、后座板组成，面板置于5U抽屉的前面，后座板置于5U抽屉的后面，样品泵置于5U抽屉中间的底板上，制冷装置置于后座板上，制冷装置6的冷却风机和散热片位于后座板7外侧，制冷装置的其他部分置于5U抽屉内，开关电源置于5U抽屉的一侧，控制电路板置于制冷装置一端的5U抽屉中间的底板上，开关电源连接样品泵、控制电路板和制冷装置。本实用新型的优点是能在石油勘探领域中可对后级色谱仪器提供多种经干燥处理的标定气体的样品预处理器。
文档编号G01N1/28GK2708296SQ20042001997
公开日2005年7月6日 申请日期2004年2月6日 优先权日2004年2月6日
发明者顾正, 毕东杰 申请人:上海神开科技工程有限公司