一種自泄壓式單模微波反應系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于化學分析儀器領域，尤其涉及一種用于化學分析的微波反應裝置。
【背景技術】
[0002]隨著人們對食品藥品安全的重視，對于食品及藥品等各項指標檢測頻率及檢測要求都越來越高。
[0003]常規的檢測方式是樣品在經過微波消解后，經過趕酸定容等處理，直接上樣到AASAtomic Absorpt1n Spectrometry，原子吸收光譜)或HPLC High Performance LiquidChromatography，高效液相色譜)分析裝置進行檢測。
[0004]在上述分析過程中，各個環節操作的不穩定都會影響檢測結果的準確性。而在這些環節中，以樣品“前處理”步驟的要求最高，因為這個環節目涉及到的不可控因素太多，同時在這些影響因素中，“消解”過程的控制是最重要的。
[0005]目前各種樣品的消解方法基本已經標準化，剩下的就是如何控制好“消解”過程了，“消解”的完全與否會直接影響到檢測結果。
[0006]目前樣品“消解”前處理中，普遍應用的都是微波消解，而且隨著應用需求的提高，單批次消解數量已從最早的6-10罐(指裝有試樣或待分析樣品的試樣容器，業內俗稱之為“罐”或“罐子”)一批增加到了 40-48罐一批。雖然單批消解量即一次能消解的“罐”的數量得到很大提升，但是也帶來了比較多的負面影響。
[0007]因為目前能一次消解幾個甚至幾十個樣品的微波消解儀使用的爐腔都是多模微波爐腔，再加上消解罐數量的不斷增加，所以導致目前市面上使用的高通量消解儀普遍都存在有一個問題，那就是消解的均勻性不夠理想。同時微波消解屬于高溫高壓反應，罐子數量的增多，一方面使得操作人員勞動強度不斷增加，另一方面也增加了 “爆罐”等安全風險。
[0008]雖然后來出現了可自動泄壓的消解罐產品，但其只解決了“爆罐”問題，消解的不均勻性及操作人員繁重的勞動強度問題依然存在。
[0009]對于微波來說，在一個有邊界條件限制的空間(例如諧振腔)內，只能存在一系列獨立的具有特定波矢k的平面單色駐波。這種能夠存在于腔內的駐波(以波矢k為標志)稱為腔內電磁波的模式。
[0010]—種模式是電磁波運動的一種類型，不同模式以不同的k區分。任意電磁場可看作是一系列單色平面電磁波的線性疊加，或一系列電磁波的本證模式的疊加。
[0011]在微波應用中，擁有一系列平面電磁波疊加的腔體即稱為“多模”腔體，其腔體內的電磁波模式多且分布不規則，相互疊加，使用時無法確定其分布規律，很難對其進行控制。
[0012]所以在實際使用中，使用尺寸可與波長相比擬的封閉諧振腔選擇模式，利用自由電子和電磁波相互作用對單模電磁場進行放大，使腔內某一特定模式增加而其他所有模式很少，即為“單模”。
[0013]當實現“單模”功能后，就能在這一特定的腔體內形成規則穩定的電磁波模式，提供較高能量用于加熱，而且由于其分布規律穩定，能對其進行很好的功率控制。
[0014]鑒于“多模”與“單模”的區別，所以想要保證每個樣品都能在相同條件下快速的均勻消解，那在消解過程中使用單模微波技術是最理想的。
[0015]但現有的普通消解罐又無法直接應用在單模微波腔內，這主要因為目前大部分普通消解罐內罐材質為PTFEPolytetrafluoroethylene，聚四氟乙稀)，外加PEEKPolyetheretherketones，聚醚醚酮)或玻纖復合套筒，體積較大，不適用在體積比較小的單模腔內部，同時單模腔內微波場強很高，PTFE及PEEK等材質在加工或者使用中一旦存在雜質或被污染，容易在高密度的微波場中發熱熔化，失去承壓功能，導致消解灌爆裂。
【實用新型內容】
[0016]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種自泄壓式單模微波反應系統，其采用單模微波反應模式，能滿足讓樣品在單模微波場強環境中快速消解的操作要求，在整個消解過程中如果消解罐內部的壓力過高，該系統能進行自動泄壓，保證消解過程的安全，待罐內壓力降到安全值后系統能繼續密封工作，待消解完成后，系統能自動冷卻卸壓，并開蓋，整過程快速安全可靠。如果該系統與自動化機械手臂配合，解決試劑及試管的自動添加與取出，就能實現整個微波消解過程的自動化，在提高消解效率，保證消解可靠性的基礎上能大大降低操作人員的勞動強度，改善操作人員的工作環境。
[0017]本實用新型的技術方案是:提供一種自泄壓式單模微波反應系統，其特征是:
[0018]所述的自泄壓式單模微波反應系統由磁控管、單模腔組件、單模密封蓋組件、密封蓋滑動組件、試管組件、磁力攪拌組件、自動泄壓組件、紅外測溫組件及單模腔升降組件構成；
[0019]其中，在所述的單模腔組件中，設置有試管組件;所述的試管組件至少包括試管；
[0020]在所述試管組件的上方，設置有單模密封蓋組件和密封蓋滑動組件；
[0021]在所述試管組件的下方，設置有磁力攪拌組件、自動泄壓組件及紅外測溫組件；
[0022]在所述單模腔組件的下方外周，設置有單模腔升降組件；
[0023]在所述單模腔組件上，設置有用于產生微波的磁控管；
[0024]在所述的單模腔組件、試管組件及單模密封蓋組件中，設置有系統冷卻通道。
[0025]具體的，所述的單模腔組件包括單模腔體，在單模腔體內設置有腔體加強套，在腔體加強套中設置有腔體內襯套，在腔體內襯套的下方，設置有試管底座和試管底座加強套，在單模腔體上設置有進氣管。
[0026]具體的，所述的單模密封蓋組件包括腔體密封蓋，在腔體密封蓋內設置有密封蓋內襯，在腔體密封蓋及密封蓋內襯上設置有排氣管，在腔體密封蓋上設置有壓力傳感器。
[0027]具體的，所述的密封蓋滑動組件包括上橫梁、橫梁立柱、滑軌和伸縮推桿;其中，所述的上橫梁和橫梁立柱構成可移動式門型構架，所述的伸縮推桿通過滑軌驅動門型構架。
[0028]具體的，所述的試管組件包括試管和試管密封蓋，所述的試管密封蓋設置在試管的開口端。
[0029]具體的，所述的自動泄壓組件包括立柱、滑動盤和泄壓彈簧，所述的立柱裝在滑動盤上。
[0030]具體的，所述的紅外測溫組件包括依次連接的延長套、轉接套和紅外溫度傳感器。
[0031]具體的，所述的單模腔升降組件包括下橫梁、限位柱、預緊彈簧、升降推桿和基板，所述的單模腔組件固定在所述基板的下方，所述的升降推桿和下橫梁在基板的下方構成可升降式門型架，所述的限位柱設置在下橫梁上，所述的預緊彈簧設置在單模腔組件與基板之間。
[0032]與現有技術比較，本實用新型的優點是:
[0033]1.本技術方案設置有專為單模微波反應設計的自泄壓結構，在提高微波反應的穩定性及速度的同時，通過所集成的自動泄壓功能，大大降低了反應過程試管爆裂的風險，提高了微波化學反應系統的可靠性；
[0034]2.其試管組件只有試管及密封蓋兩個部件組成，相比傳統消解罐組件特有的框架、套筒、溶樣杯、密封蓋、頂絲等多達十來種零部件的結構，本技術方案中試管組件的結構更簡單，操作更方便，可靠性更高；
[0035]3.將泄壓系統集成在反應系統內，與傳統多模消解的單個自泄壓罐相比，本技術方案中的試管結構更簡單，無需在每個消解罐上添加泄壓結構，降低了設備成本，提高了可靠性，更容易維護；
[0036]4.系統的開蓋，關蓋，泄壓及冷卻均由系統自動控制，過程中無需人為干預，相比傳統消解方式的全人工操作來說，大大降低了操作人員的工作強度，改善了工作環境；
[0037]5.本技術方案中對試管及密封蓋進行了獨特設計，均設有法蘭邊結構，加上系統的自動開關蓋及泄壓冷卻功能，系統外部只需加裝常規機械臂，就能對試管及密封蓋進行夾取并往里添加樣品及試劑，即可升級成一套全自動單模微波化學工作平臺，完成自動加樣、加酸、進樣、反應等一系列工作，將操作人員從煩雜及危險的化學工作環境中解放出來；
[0038]6.采用預緊彈簧及泄壓彈簧的雙彈簧結構，保證系統在工作過程中，單模腔的密封與試管的泄壓功能可以獨立運行而不互相干擾，如果需要調整系統泄壓值，只需對泄壓彈簧壓縮量進行調節即可，提高了系統的可靠性及靈活性；
[0039]7.系統中獨特設計的風道結構，具備腔體排風及強冷功能，風道結構緊湊，密封性良好，冷卻效率高。
【附圖說明】
[0040]圖1是本實用新型磁控管、單模腔組件、單模密封蓋組件、試管組件、磁力攪拌組件、自動泄壓組件及紅外測溫組件的結構示意圖；
[0041 ]圖2是本實用新型密封蓋滑動組件和單模腔升降組件