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色譜儀常見電機有哪些?

來源:太原市衡天力科貿(mào)有限公司   2016年11月10日 15:19  

一、概述

    電機在色譜儀中是很常見的電氣部件,儀器的運動部分(例如HPLC中的光柵、自動進樣器、GC中的柱箱風(fēng)扇電機、后開門電機、自動進樣器)的驅(qū)動,一般都由電機來實現(xiàn)。

    電機的形制多種多樣,外觀、驅(qū)動原理和功能也各不相同。電機驅(qū)動系統(tǒng)一般會有齒輪、皮帶等輔助傳動部件。

二、常見電機介紹

1、交流電機

常見于GC的柱箱風(fēng)扇的驅(qū)動,用于保持柱箱內(nèi)溫度均勻。

柱箱風(fēng)扇電機一般是勻速運動的。電機的工作狀態(tài)比較簡單和單一,GC系統(tǒng)運行后,電機一直工作,轉(zhuǎn)速不變。

我們常用的是交流單相電機,電機一般會帶有一個啟動電容。如果電容損壞,電機不能轉(zhuǎn)動。這種電機的故障率較低,性能較為可靠。一般供電電壓是交流220V,電源故障一般是電機不能轉(zhuǎn)動的主要原因。

特點:

電機的電源線一般只有兩根(或三根),即交流220V輸入。

這是一種“開環(huán)”工作的電機,GC系統(tǒng)只提供給電機工作電壓,讓電機連續(xù)工作。換句話說,系統(tǒng)給這種電機發(fā)出的指令,就是轉(zhuǎn)或者不轉(zhuǎn)。

至于電機是否正常勻速運轉(zhuǎn),GC系統(tǒng)是不知道的,也不做直接的轉(zhuǎn)速監(jiān)測(系統(tǒng)通過檢測儀器的其他狀態(tài),例如溫度,來判定電機是否工作正常)。

2、軸流風(fēng)機

軸流風(fēng)機常見于儀器線路板或者檢測器部件的散熱部分(例如LC泵、線路板、GC線路板、GC-FPD檢測器的散熱),主要功能是散發(fā)儀器工作時產(chǎn)生的熱量,使得儀器不會過熱??梢灶惐纫幌陆涣麟姍C,軸流風(fēng)機的工作狀態(tài)一般也是連續(xù)勻速運轉(zhuǎn)。其常見的供電電壓是直流24V。

電機只有兩根電源線,也是開環(huán)工作的,即系統(tǒng)并不監(jiān)測風(fēng)機的運行狀態(tài)。也是一種轉(zhuǎn)或者不轉(zhuǎn)類型的電機。一般的,系統(tǒng)通過檢測過熱來判定軸流風(fēng)機是否存在問題。

這種電機的可靠性也較好,常見的故障是,電機軸承污染或者磨損造成的電機不能轉(zhuǎn)動,和供電電壓問題。

3、步進電機

步進電機是zui為常見的電機,常見于HPLC泵的驅(qū)動、GC和HPLC自動進樣器驅(qū)動、GC柱箱后開門驅(qū)動??梢源蟾趴闯?,步進電機一般會用來做精細動作的控制。

步進電機也是工作在直流電源下的,但是步進電機的供電和軸流風(fēng)機迥乎不同。

可以看到,步進電機的電源供電部分是多根導(dǎo)線,可以想見供電情況是比較復(fù)雜的。

實際上,電機內(nèi)部有多組驅(qū)動線圈,系統(tǒng)輪流給多組線圈加載直流脈沖,使得電機運轉(zhuǎn),電機的動作是分步執(zhí)行的。可以聯(lián)想一下我們常見的石英鐘秒針的動作,頗有些類似。

由于計算機技術(shù)的發(fā)展,GC或者HPLC系統(tǒng)給出的直流脈沖可以是確切已知和準(zhǔn)確可控的,那么步進電機的動作就可以比較精細。這也是其常用于自動進樣器這種動作要求較高的場合的原因。

有些步進電機內(nèi)部還有齒輪變速機構(gòu),使得控制更加精細。總體上,和相同功率的直流電機相比,步進電機的結(jié)構(gòu)更復(fù)雜,外形比較笨重。

不過需要注意,步進電機仍然是開環(huán)工作的,雖然系統(tǒng)發(fā)出了比較精細的指令,電機是否嚴格按照指令工作(不能準(zhǔn)確工作的原因也可能來自傳動機構(gòu),比如皮帶或者傳動輪),系統(tǒng)是不太清楚知道的。

即步進電機的運轉(zhuǎn)是“精細”,但未必“準(zhǔn)確”的。

這一點對于自動進樣器系統(tǒng)十分重要,由于系統(tǒng)的復(fù)雜,動作要求準(zhǔn)確度和精細程度均比較高。電機和傳動系統(tǒng)積累性的誤差、運行錯誤會帶來嚴重的問題。例如進樣器不能找到進樣瓶、進樣針不能識別和正常運動。

所以,步進電機往往需要位置傳感器配合使用。某些儀器帶有步進電機工作狀態(tài)的檢測機構(gòu),實時監(jiān)測電機的工作狀態(tài)。例如,系統(tǒng)給出電機運行一周的指令,電機運行過程中,系統(tǒng)中的位置傳感器會不斷檢測電機系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)位置,如果電機運行錯誤,會發(fā)出報警。例如HPLC泵的原點檢測,自動進樣器的運動分步檢測。

可以認為,這樣的步進電機系統(tǒng)是工作在“準(zhǔn)閉環(huán)”狀態(tài)下的,確保電機系統(tǒng)動作的準(zhǔn)確。

4、直流電機

在色譜儀器中,我們還可以見到直流電機。

引線結(jié)構(gòu)也是非常簡單,只有一對直流輸入電壓。那么可以想見,系統(tǒng)對其的控制是比較簡單的,就是轉(zhuǎn)或者不轉(zhuǎn)。

注意一下,電機齒輪部分由一個帶有很多刻線的透明塑料盤,這就是計步部件。結(jié)合位置傳感器,系統(tǒng)就可以比較精細的來控制電機轉(zhuǎn)動的角度,從而控制電機驅(qū)動部件的位置。由于其體積較步進電機小,重量也輕得多,在快速控制的時候,慣性較小,控制方便。也可以用于自動進樣器的場合。

(內(nèi)容來源衡天力儀器網(wǎng))

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