專利名稱：自控式高壓消解器的制作方法
技術領域：
本實用新型是一種自控式高壓消解器，主要適用于對土壤、肥料、環(huán)境水體、糧食、食品等進行有關成份分析測定時的前處理工序。
在已有技術中，高壓消解試樣主要有兩種消解方法，一種是將試樣盛于容器中，密封后放入烘箱加熱，另一種是將試樣盛于容器中直接放放入家用高壓鍋或醫(yī)用蒸汽消毒器中用蒸汽加熱。第一種方法的主要缺點是如果采用常規(guī)的密封方式來密封試樣比較麻煩、也不安全，如果采用較安全的密封方式，如試樣盛于聚四氟乙稀管中，將該管再套上一個特制的金屬管，再用螺旋塞密封，這種密封方式雖安全，但仍然操作麻煩，不利于批量處理試樣；第二種方法不用密封，借蒸汽加熱，高壓蒸汽傳熱快、均勻，但家用、醫(yī)用高壓鍋最高溫度僅達125℃，溫度難于提高，使試樣的消解時間較長，更主要的缺點是消解溫度只能靠手動控制電熱源的通斷來粗略控制，使消解過程費時費工，也很不利于試樣消解過程的標準化和規(guī)范化。
本實用新型的目的是為了使試樣消解過程規(guī)范化和標準化提供一種自控式高壓蒸汽消解器，該消解器能夠任意設置消解溫度和消解時間，并能在消解過程中對所設置的消解溫度和消解時間進行自動控制和顯示。
本實用新型的解決方案如下它具有一個高壓容器，該容器由圓柱形容器本體和與其相配合的蓋子組成，在蓋子上裝有放氣閥和高壓安全閥，在容器本體和蓋子二者的扣合處設有兩個相吻合的法蘭，這兩個法蘭分別與容器本體和蓋子固接在一起，其中至少有一個法蘭的橫剖面呈梯形，該容器還具有一個剖分式卡環(huán)，卡環(huán)內壁具有一個與所述兩法蘭扣合后的外表形狀相吻合的環(huán)形卡槽，在該卡環(huán)的部分部位設有兩個手搖螺桿，在這兩個手搖螺桿上具有兩段旋向相反的螺紋，在兩個卡環(huán)與兩個手搖螺桿的連接處具有與手搖螺桿上螺紋相配對的螺孔，該剖分式卡環(huán)通過所述的兩個手搖螺桿將兩個半圓卡環(huán)相連在一起，在容器本體上還設有剖分式卡環(huán)的支承架，該消解器還具有一個對消解溫度和消解時間進行自動控制的系統(tǒng)，該系統(tǒng)由安裝在高壓容器底部的電熱器和安裝在蓋子上的溫度傳感器及一個微機控制系統(tǒng)構成。
當順時針搖動手搖螺桿時，兩個半圓卡環(huán)向內卡緊，由于卡槽和法蘭的接觸面為斜面，所以卡環(huán)內經(jīng)越小，容器蓋得越緊，這種容器的密封結構，開啟、封閉均較為方便，且安全可靠。由于本消解器采用了微機控制系統(tǒng)、使試樣在消解過程中的消解溫度和消解時間均可自動進行控制。
下面根據(jù)實施例詳細說明。


圖1 本實用新型的整體結構示意圖。
圖2 高壓容器的剖視圖(圖3的A－A剖面圖)。
圖3 圖2的俯視圖。
圖4 單片機控制系統(tǒng)的線路圖。
圖5 鍵盤顯示接口線路圖。
圖6 溫度信息采集接口線路圖。
參見圖1，本實用新型的微機控制系統(tǒng)1采用一個單片機控制系統(tǒng)，它可以通過面板上的鍵盤任意設置所需的消解溫度和消解時間，根據(jù)溫度傳感器輸出的信號自動控制加熱器2的電源開關的通斷，從而達到自動控制消解溫度和消解時間的目的。
參見圖2，容器本體4的外底部設有一個底座3，其內底部裝有一個管式電加熱器5，該高壓容器與蓋子6的扣合處設有法蘭7、8，這兩個法蘭分別與容器4和蓋子6焊接在一起，兩法蘭接觸面之間設有一個橡膠密封圈，兩法蘭扣合后的橫剖面為等腰梯形，在容器4內設有一個圓筒形試樣盛放器9，在盛放器的中部設有帶孔隔板，可放兩層試樣。參見圖3，在兩個半圓卡環(huán)10、11的剖分部位設有兩個對稱的凸起，在每個凸起上都有一個銷孔，在銷孔中放置一個與銷孔配合的圓柱銷13，在兩兩相對的四個圓柱銷上設有與手搖螺桿14、15上兩段旋向相反的螺紋相配對的螺孔，通過螺桿14、15將剖分式卡環(huán)10、11相連在一起，在容器本體上焊接四個兩兩相對的剖分式卡環(huán)支承架16，該剖分式卡環(huán)通過支承架16的支承，定位于高壓容器與蓋子的扣合處，使其在內合時，卡槽剛好卡緊法蘭。在蓋子上裝有放氣閥19、安全閥18、壓力表20和溫度傳感器21。當順時針同時搖動兩個手搖螺桿時，兩個半圓卡環(huán)向內合攏，內卡槽卡緊兩法蘭，使高壓容器處于密封狀態(tài)，當需要開啟蓋子時，逆時針搖動手搖螺桿，則兩個卡環(huán)向外張開，直到卡環(huán)離開法蘭時，通過蓋子上的提把17可將蓋子提起。
參見圖4，所述的微機控制系統(tǒng)采用一個單片機控制系統(tǒng)，器件8031是一個單片機，器件2764是一個存儲器，控制系統(tǒng)運行的程序固化在該器件中，器件74LS273是鎖存器，用于地址鎖存，器件74LS138作為外芯片選片。器件0809是一個A／D轉換器，用作溫度信號的數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)采集接口電路參見圖6，溫度傳感器采用鉑電阻溫度傳感器Rt，它與標準電阻組成橋路，并輸出感溫信號，器件725接成一個前置放大器對電橋輸出的信號進行放大，由于采用的8031單片機是8位單片機，對應A／D轉換器也是8位數(shù)據(jù)采集，在這種條件下，為了提高測量精度，采用了提高725器件的滿量程放大量，然后分兩個量程輸出模擬量信號及量程自動切換的方式，即由兩個LF398器件分別構成兩個采樣保持器，通過兩個324器件不同的分壓處理構成量程自動切換器，則對應低量程的信號通過采樣保持器22和器件23輸出，送入A／D轉換器的IN0口，對應高量程的信號通過另一個采樣保持器和另一個324器件輸出，送入A／D轉換器IN1口，工作時，如果所設溫度在低量程內，單片機的P10口給出采樣工作態(tài)信號，使低量程采樣保持器22處于工作狀態(tài)，而P17口給出鎖閉態(tài)信號，使高量程采樣保持器處于鎖閉態(tài)；如果所設溫度在高量程內，P10給出鎖閉態(tài)信號，P17口給出工作態(tài)信號。鍵盤顯示接口電路參見圖5，器件8155是一個鍵盤顯示接口芯片，用于顯示及鍵盤功能的選擇，在鍵盤25上共設有12個鍵，其中有0～9個數(shù)字鍵和兩個功能鍵A、B，數(shù)字鍵在初始階段用于輸入所設的消解溫度和消解時間，功能鍵A設為復位鍵，功能鍵B設為運行鍵，在正式控制加熱或保溫工作時，0～2三個數(shù)字鍵分別設為0——中止加熱，由運行鍵控制繼續(xù)；1——手動／自動控制轉換鍵，按一次翻轉一次；2——溫度／時間轉換顯示，按一次變化一次，在正常情況下，上升加熱時顯示溫度，保溫時顯示時間。圖中器件74LS273為七段碼顯示芯片，顯示數(shù)碼管對于時間則顯示5位有效數(shù)字、對于溫度則顯示4位有效數(shù)字。
當打開電源時，微機自動進行巡檢初始化，即器件8155為I／O輸出狀態(tài)，顯示全滅，兩個采樣保持器LF398被鎖定，單片機8031的P1.4、P1.2、P1.3、P1.4、P1.6口為低電平，程序進入初始化狀態(tài)，首先在顯示器上顯示溫度提示符，單片機8031通過器件8155隨時監(jiān)視鍵盤，當通過數(shù)字鍵鍵入所設溫度值后，則單片機把數(shù)據(jù)存入內存，同時把所設溫度值顯示在相應的位上，然后進入等待狀態(tài)，通過運行鍵鍵入“運行”指令后，在顯示器上顯示時間提示符，然后進入消解時間的數(shù)字輸入，工作過程與溫度輸入相同。溫度和時間均以十進制方式輸入，通過軟件轉化為二進制存入內存。當初始值輸入完畢后，發(fā)光二極管RUN燈亮，表示進入控制階段，此時，單片機8031通過A／D芯片進行模擬量采集，并通過軟件調整P1.6口的高電平時間，從而控制固體繼電器24的通電時間，以保證溫度在升溫期速上升，而到所設置的溫度時又不出現(xiàn)過調量，在整個控制階段，單片機8031通過器件8155隨時監(jiān)控鍵盤上的幾個控制健，當按下鍵“0”時，中止運行，關閉加熱過程，顯示溫度測量值，由運行鍵恢復運行；當按下鍵“1”時，由微機控制改為手控，即P1.4口為高電平。繼電器J斷開，由手動開關K控制加熱，再次按下鍵“1”時，又轉化為微機控制；當鍵入鍵“2”時，由原來的溫度顯示或時間顯示轉換為時間或溫度顯示，若再鍵入一次，則再轉換一次。到整個工作完畢時，發(fā)光二極管END燈亮，通過P1.4口關閉繼電器J，通過P1.5口報警表示工作結束。
本實用新型由于采用了微機控制系統(tǒng)。使試樣的消解過程標準化和規(guī)范化，且控制精度較高，使用方便，省時省工。
權利要求1.自控式高壓消解器，它具有一個高壓容器，該容器由圓柱形容器本體和與其相配合的蓋子組成，在蓋子上裝有放氣閥和高壓安全閥，其特征是a、在容器本體和蓋子二者的扣合處設有兩個相吻合的法蘭7、8，這兩個法蘭分別與容器本體和蓋子固接在一起，其中至少有一個法蘭的橫剖面呈梯形，該容器還具有一個剖分式卡環(huán)，卡環(huán)內壁具有一個與所述兩法蘭扣合后的外表形狀相吻合的環(huán)形卡槽，在該卡環(huán)的剖分部位設有兩個手搖螺桿14、15，在這兩個手搖螺桿上具有兩段旋向相反的螺紋，在兩個半圓卡環(huán)10、11與兩個手搖螺桿的連接處具有與手搖螺桿上螺紋相配對的螺孔，該剖分式卡環(huán)通過所述的兩個手搖螺桿將兩個半圓卡環(huán)相連在一起，在容器本體上還設有剖分式卡環(huán)的支承架16，b、該消解器還具有一個對消解溫度和消解時間進行自動控制的系統(tǒng)，該系統(tǒng)由安裝在高壓容器底部的電熱器和安裝在蓋子上的溫度傳感器及一個微機控制系統(tǒng)構成。
2.如權利要求1所述的消解器，其特征是所述的微機控制系統(tǒng)是一個單片機控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)由單片機、用于固化系統(tǒng)運行程序的存儲器、地址鎖存器、A／D轉換器和鍵盤輸入顯示接口電路及數(shù)據(jù)采集接口電路構成，所述數(shù)據(jù)采集接口電路具有一個用于輸出感溫信號的橋路，該橋路由鉑電阻溫度傳感器Rt和標準電阻接成，它還有一個前置放大器對電橋輸出的感溫信號進行放大，在前置放大器的輸出端設有分量程采樣保持器和量程自動切換器。
專利摘要本實用新型是一個自控式高壓消解器。它具有一個高壓容器，在容器本體4與蓋子6的扣合處設有兩個相吻合的法蘭7、8，法蘭的橫剖面為梯形，該容器還具有一個剖分式卡環(huán)，通過手搖螺桿將剖分式卡環(huán)相連在一起，搖動手搖螺桿時，卡環(huán)內徑縮小，使卡環(huán)內壁的卡槽卡緊法蘭，該消解器還具有一個對消解溫度和消解時間進行自控的微機系統(tǒng)，該消解器可以任意設置所需的消解溫度和消解時間，控制精度高、使用方便、省時省工。
文檔編號G01N1/28GK2107017SQ9122795
公開日1992年6月10日 申請日期1991年11月1日 優(yōu)先權日1991年11月1日
發(fā)明者黃彩海, 楊麗娟, 閻建國, 康威, 王瑞琴, 高佩霞, 吳振德, 李新 申請人:陜西省環(huán)境保護科學研究所, 西北工業(yè)大學, 化學工業(yè)部第六設計院技術協(xié)作服務部