细胞色谱与液相质谱二维联用分析仪的单片机阀控系统

摘要

细胞色谱和液相质谱二维联用分析仪的单片机阀控系统，包括隔离放大滤波单元，其输入和色谱分析仪连接，输出通过AD转换单元和CPU主控单元连接，CPU主控单元通过DA转换单元和换向阀、分流阀连接，CPU主控单元分别和数码显示模块、手动输入端、控制软件模块、色谱仪中断控制信号、质谱仪中断控制信号连接，隔离放大滤波单元接收色谱分析仪发出的色谱信号，输出模拟信号给AD转换单元进行模数转换，模数转换结果输入给CPU主控单元进行运算控制，发出控制信号输入给DA转换单元进行数模转换，DA转换单元输出的模拟信号对换向阀和分流阀进行控制，实现物质分离、提取和检测，发明可自动完成换向阀和分流阀位置切换，安全可靠，成本低，精度高。

说明书

技术领域

本发明属于色谱分析技术领域，特别涉及细胞色谱和液相质谱二维联 用分析仪的单片机阀控系统。

背景技术

色谱分析仪广泛应用于生物医学、环境化学、石油化工等领域，实现 混合样品中不同组分的分离。在色谱分析中，往往存在很多的杂质峰，需要 鉴别所需要的峰。另外，波峰的位置、形状对物质的分离也有重要意义。

目前，色谱分析仪工作过程中，物质分离过程中换向阀一般都是手动 操纵的，而一次实验往往需要几个小时，实验人员必须时时查看波形显示， 以手动控制换向阀切换位置，极为不便，这种操作方式只是粗略的给出了所 有的波峰，没有对杂质峰进行识别。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供细胞色谱和液相 质谱二维联用分析仪的单片机阀控系统，可自动实现样品通过富集柱的自动 化分离，色谱信号中的有用组分的分离、提取、检测，并将该有用组分送入 到质谱仪进行物质鉴定，整个过程无需人工干预，对原有色谱分析仪改动小， 连接方便，并且成本低，精度高，适合推广。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

细胞色谱和液相质谱二维联用分析仪的单片机阀控系统，包括隔离放大 滤波单元1，隔离放大滤波单元1的输入和色谱分析仪10连接，接收其发 出的色谱信号，隔离放大滤波单元1的输出和AD转换单元2的输入连接， AD转换单元2的输出和CPU主控单元3的数字信号输入端连接，CPU主 控单元3的控制信号输出端和DA转换单元6的输入端连接，CPU主控单 元3的数码输出端和数码显示模块4的输入端连接，手动输入端5和CPU 主控单元3第一输入连接，控制软件模块7和CPU主控单元3的第二输入/ 输出端连接，色谱仪中断控制信号和CPU主控单元3的第三输入连接，质 谱仪中断控制信号和CPU主控单元3的第四输入连接，DA转换单元6的 第一输出和换向阀12的控制连接，DA转换单元6的第二输出和分流阀13 的控制连接。

本发明可自动实现样品通过富集柱的自动化分离，色谱信号的有用组分 的分离提取、检测。可以自动搜索特定时间段内色谱波峰，并记录波峰值， 同时完成换向阀位置切换。该阀控系统在色谱分析仪上的应用，极大地简化 了色谱分析仪繁琐的人工操作，避免了不必要的等待时间，提高了效率，并 且整个系统安全可靠，成本低，精度高。

附图说明

附图为本发明的阀控系统原理框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。

参照附图，细胞色谱和液相质谱二维联用分析仪的单片机阀控系统，包 括包括隔离放大滤波单元1、AD转换单元2、CPU主控单元3、数码显示 模块4、手动输入端5、DA转换单元6和控制软件模块7，隔离放大滤波单 元1的输入和色谱分析仪10连接，接收其发出的色谱信号，色谱分析仪10 的输入通过泵9和混合样品8连通，色谱分析仪10的输出通过通用性富集 柱11和换向阀12的入口连接，换向阀12的废液出口和废液器皿16连通， 换向阀12的有用组分出口和分流阀13的入口连通，分流阀13的第一有用 组分出口和药品器皿15连通，分流阀13的第二有用组分出口和质谱仪14 连通，隔离放大滤波单元1的输出和AD转换单元2的输入连接，对色谱模 拟信号进行模数转换，AD转换单元2的输出和CPU主控单元3的数字信 号输入端连接，CPU主控单元3接收模数转换结果，CPU主控单元3的控 制信号输出端和DA转换单元6的输入端连接，将主控单元3发出的控制信 号进行数模转换，CPU主控单元3的数码输出端和数码显示模块4的输入 端连接，将AD转换得到的色谱波形幅值等信息直观显示，手动输入端5和 CPU主控单元3第一输入连接，可以对CPU主控单元3进行参数输入操作， 控制软件模块7和CPU主控单元3的第二输入/输出端连接，对主控单元3 进行控制，色谱仪中断控制信号和CPU主控单元3的第三输入连接，质谱 仪中断控制信号和CPU主控单元3的第四输入连接，DA转换单元6的第 一输出和换向阀12的控制连接，DA转换单元6的第二输出和分流阀13的 控制连接。

本发明的工作原理为：

工作时，混合样品8在泵9的作用下进入色谱分析仪10，经过色谱分 析仪10的混合样品8流入通用性富集柱11，混合样品8经过通用性富集柱 11后分离为有用组分和其他组分，同时色谱分析仪10发出色谱信号给隔离 放大滤波单元1，该微弱的色谱信号通过隔离放大，转换为模拟信号输入给 AD转换单元2，转换为数字信号传送至CPU主控单元3，CPU主控单元3 发出的控制信号经过DA转换单元6后转化为模拟电压控制信号控制换向阀 12动作和分流阀13，换向阀12的动作使得有用组分进入分流阀13，其他 组分流入废液器皿16，分流阀13动作将有用组分一部分进入药物器皿15， 一部分进入质谱仪14进行物质鉴定。同时在AD转换得到的色谱波形幅值 等信息在数码显示模块4中直观显示出来。手动输入端5可以对CPU主控 单元3进行参数输入操作，CPU主控单元3在控制软件模块7的控制下， 自动搜索特定时间段的波峰，并将波峰数据通过RS232通信传至计算机， 在既定色谱分析时间段，当波形幅值大于阈值时，CPU主控单元3发出控 制信号进行DA转换，得到的模拟控制信号控制换向阀12切换，小于阈值 时换向阀12回到原位，以此实现不同物质的自动分离。控制电路的动作都 是在色谱分析仪10和质谱仪14设备准备好的情况下进行的，如果色谱分析 仪10和质谱仪14发出中断信号，阀控系统将处于等待状态。