本實用新型涉及檢測儀器領(lǐng)域，特別涉及一種氣相色譜儀的斷電保護(hù)裝置。

背景技術(shù)：

氣相色譜儀在石油、化工、生物化學(xué)、醫(yī)藥衛(wèi)生、食品工業(yè)、環(huán)保等方面應(yīng)用很廣。它除用于定量和定性分析外，還能測定樣品在固定相上的分配系數(shù)、活度系數(shù)、分子量和比表面積等物理化學(xué)常數(shù)。

氣相色譜儀的基本構(gòu)造有兩部分，公告號為CN201781314U的中國專利公開了一種氣相色譜儀，它包括即加熱單元和分析顯示單元。其中，前者主要對樣品進(jìn)行加熱，后者主要是采集加熱后的樣品并進(jìn)行分析顯示。

其中，加熱單元對色譜柱進(jìn)行加熱時，色譜柱須有一定流量的載氣，當(dāng)其在工作條件下，沒有載氣氣流時，色譜柱會因高溫受到損壞，其性能會下降，壽命也會縮短。氣相色譜儀的熱導(dǎo)檢測器的關(guān)鍵部件鎢絲正常工作時，也需要有載氣對其散熱，當(dāng)沒有載氣氣流時，易被反吹擴(kuò)散的空氣氧化，造成性能下降、壽命縮短。

因此，為色譜柱提供穩(wěn)定的載氣，氣相色譜儀的電子氣路控制系統(tǒng)通常采用電子比例閥控制載氣的通入，但當(dāng)氣相色譜儀斷電時，會因電子比例閥沒有上電而不工作，無法給色譜柱及檢測器提供延時載氣，而此時的加熱單元失電時還處于沒有冷卻狀態(tài)，色譜柱及檢測部件在高溫下沒有載氣的保護(hù)很容易遭到破壞。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實用新型的目的在于提供一種氣相色譜儀的斷電保護(hù)裝置，具有在氣相色譜儀斷電時，額外給電子氣路控制系統(tǒng)通電保證載氣的通入，達(dá)到保護(hù)氣相色譜儀中色譜柱的目的。

本實用新型的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)的：

一種氣相色譜儀的斷電保護(hù)裝置，包括：

輸入檢測電路，耦接于氣相色譜儀的供電回路上，用于檢測對氣相色譜儀的輸入電流是否異常以輸出輸入檢測信號；

切換開關(guān)，具有一輸入端及一輸出端，其輸出端耦接于氣相色譜儀的電子氣路控制系統(tǒng)；

電源裝置，具有輸出端，其輸出端耦接于切換開關(guān)的輸入端上；

控制電路，耦接于輸入檢測電路以接收輸入檢測信號，并響應(yīng)于輸入檢測信號以控制切換開關(guān)動作以導(dǎo)通電源裝置與電子氣路控制系統(tǒng)之間的供電回路。

通過上述技術(shù)方案，氣相色譜儀在通電工作時，首先通過電子氣路控制系統(tǒng)中的電子比例閥通入載氣，給予色譜柱保護(hù)，其次再通過加熱單元對色譜柱加熱后達(dá)到檢測的目的；在輸入檢測電路檢測到氣相色譜儀的輸入電流異常時，即氣相色譜儀沒有輸入電流處于斷電狀態(tài)，控制電路將控制切換開關(guān)動作，將電源裝置與電子氣路控制系統(tǒng)的供電回路導(dǎo)通，使得電源裝置單獨對電子氣路控制系統(tǒng)進(jìn)行供電，保證電子氣路控制系統(tǒng)中的電子比例閥保持開度，以持續(xù)進(jìn)行工作將載氣通入到氣相色譜儀中，從而避免加熱單元因斷電而沒有完全冷卻時，余留下的高溫使得色譜柱因沒有載氣的保護(hù)而受到損壞，從而本方案能達(dá)到提高色譜柱使用壽命的目的。

優(yōu)選的，所述輸入檢測電路包括：

電流檢測部，用于檢測對氣相色譜儀輸入的電流大小，并輸出相應(yīng)的電流檢測值；

比較部，耦接于電流檢測部以接收電流檢測值，并將電流檢測值與預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果輸出相應(yīng)的輸入檢測信號。

通過上述技術(shù)方案，當(dāng)電流檢測值超過預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)值時，即代表氣相色譜儀處于通電工作狀態(tài)，此時比較部輸出代表正常的輸入檢測信號；當(dāng)電流檢測值低于預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)值時，代表氣相色譜儀的供電回路處于斷開，即氣相色譜儀處于斷電狀態(tài)，此時比較部輸出異常的輸入檢測信號，控制電路得到輸入檢測信號將進(jìn)行相應(yīng)的控制動作，即導(dǎo)通電源裝置與電子氣路控制系統(tǒng)之間的供電回路，使得電子氣路控制系統(tǒng)能持續(xù)工作。

優(yōu)選的，所述電流檢測部包括：

第一電阻，一端耦接于氣相色譜儀的供電回路上，其另一端接地；

第二電阻，一端耦接于第一電阻的一端，另一端耦接于比較部的輸入端；

第一電容，一端耦接于第二電阻的另一端，其另一端接地。

通過上述技術(shù)方案，第一電阻和第二電阻構(gòu)成了分壓電路，電流檢測值通過第二電阻進(jìn)行提供；第二電阻的設(shè)置，能對電流檢測值進(jìn)行限流，保證電流檢測值不會過大而對比較部中的電子元件造成損壞；并且通過第一電容的設(shè)置，能對電流檢測值進(jìn)行濾波，使得比較部接收到的電流檢測值更加精確。

優(yōu)選的，所述比較部包括：

第三電阻，一端耦接于電壓VCC；

第四電阻，一端耦接于第三電阻的另一端，其另一端接地；

比較器，同相端耦接于第三電阻與第四電阻之間的結(jié)點上，其反相端耦接于第二電阻的另一端上。

通過上述技術(shù)方案，自第三電阻與第四電阻的連接點產(chǎn)生所述的基準(zhǔn)值，即基準(zhǔn)值取自第四電阻上的電位，從而當(dāng)電流檢測值大于基準(zhǔn)值時，比較器輸出低電平的輸入檢測信號；反之，當(dāng)電流檢測值小于基準(zhǔn)值時，比較器輸出高電平的輸入檢測信號。

優(yōu)選的，所述切換開關(guān)采用繼電器。

通過上述技術(shù)方案，控制電路通過控制繼電器線圈得電/失電，來控制繼電器的觸點開關(guān)動作，達(dá)到切換的目的，且繼電器具有電器隔絕保護(hù)的作用，使用安全可靠性高。

優(yōu)選的，所述控制電路包括：

第六電阻，一端耦接于比較器的輸出端上；

三極管，基極耦接于第六電阻的另一端，其集電極耦接于繼電器的線圈后連接電壓VCC，其發(fā)射極接地；

二極管，與繼電器的線圈反并聯(lián)。

通過上述技術(shù)方案，當(dāng)輸入檢測信號為高電平時，即代表氣相色譜儀的供電回路沒有通電，三極管的基極接收到高電平信號，三極管導(dǎo)通，使得繼電器的線圈得電，繼電器的線圈吸合其觸點開關(guān)以導(dǎo)通電源裝置與電子氣路控制系統(tǒng)之間的供電回路；繼電器的線圈上反并聯(lián)有二極管，二極管起到續(xù)流的作用，當(dāng)繼電器的線圈斷電時，殘留在線圈內(nèi)的電流能夠通過二極管釋放掉，防止對電路造成沖擊。

優(yōu)選的，所述輸入檢測電路還包括：

定時復(fù)位部，耦接于比較部與控制電路之間，用于接收輸入檢測信號，并輸出復(fù)位信號至控制電路以控制電源裝置與電子氣路控制系統(tǒng)之間的供電回路在導(dǎo)通一定時間后斷開。

通過上述技術(shù)方案，定時復(fù)位部耦接于比較部以接收比較部輸出的輸入檢測信號，并相應(yīng)輸出復(fù)位信號至控制電路，使得控制電路控制切換開關(guān)動作，以導(dǎo)通電源裝置與電子氣路控制系統(tǒng)之間的供電回路，使得載氣能持續(xù)通入到氣相色譜儀之中；且在經(jīng)過設(shè)定時間后，定時復(fù)位部將相應(yīng)輸出復(fù)位信號至控制電路，使得控制電路控制切換開關(guān)動作，斷開電源裝置與電子氣路控制系統(tǒng)之間的供電回路，使得載氣不再通入，其中，設(shè)定時間可根據(jù)氣相色譜儀中加熱單元的冷卻時間來設(shè)定，在加熱單元冷卻到不損傷色譜柱的溫度時，便控制載氣不再通入，從而達(dá)到節(jié)約載氣，避免載氣浪費的目的。

優(yōu)選的，所述定時復(fù)位部包括：

單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，具有一輸入端及一輸出端，其輸入端耦接于比較部的輸出端上；

555定時電路，具有一觸發(fā)端和輸出端，其觸發(fā)端耦接于單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出端上，其輸出端耦接于控制電路的輸入端上。

通過上述技術(shù)方案，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸入端耦接于比較部的輸出端，用來接收輸入檢測信號，由于輸入檢測信號從沒有檢測到異常到檢測到異常，是由低電平轉(zhuǎn)換到高電平，并且一直持續(xù)處于高電平狀態(tài)，從而使得單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器經(jīng)過穩(wěn)態(tài)到暫穩(wěn)態(tài)到穩(wěn)態(tài)的一個過程的轉(zhuǎn)變，即單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器給予555定時電路的觸發(fā)端一個脈沖信號，使得555定時電路置位開始定時，即555定時電路開始輸出高電平的復(fù)位信號至控制電路以導(dǎo)通電源裝置與電子氣路控制系統(tǒng)之間的供電回路，在555定時電路定時結(jié)束后，輸出低電平的復(fù)位信號至控制電路，將電源裝置與電子氣路控制系統(tǒng)之間的供電回路切斷，使得電子氣路控制系統(tǒng)不再通入載氣。

優(yōu)選的，所述單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器采用微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。

通過上述技術(shù)方案，微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器工作狀態(tài)穩(wěn)定，且電路結(jié)構(gòu)簡單、易于實現(xiàn)。

優(yōu)選的，所述電源裝置包括電池，其電池采用蓄電池或UPS。

通過上述技術(shù)方案，采用蓄電池或UPS均可達(dá)到對電子氣路控制系統(tǒng)中的電子比例閥供電的目的，且成本較低，易于后期的維修更換，其中，UPS為不間斷電源。

綜上所述，本實用新型對比于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果為：在氣相色譜儀斷開時，氣相色譜儀中的電子氣路控制系統(tǒng)能通過電源裝置進(jìn)行單獨供電，保持載氣的持續(xù)通入，達(dá)到保護(hù)色譜柱的目的；且當(dāng)加熱單元冷卻到室溫，不再對色譜柱提供高溫，能及時切斷電子氣路控制系統(tǒng)對于載氣的通入，達(dá)到節(jié)約載氣的目的。

附圖說明

圖1為實施例一的電路原理圖；

圖2為實施例一中輸入檢測電路的電路原理圖；

圖3為實施例二中輸入檢測電路的電路原理圖；

圖4為實施例一中控制電路的電路原理圖。

附圖標(biāo)記：

1、輸入檢測電路；

101、電流檢測部；R1、第一電阻；R2、第二電阻；C1、第一電容；

102、比較部；R3、第三電阻；R4、第四電阻；N1、比較器；

103、定時復(fù)位部；113、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器；123、555定時電路；

2、切換開關(guān)；3、電源裝置；301、電池；

4、控制電路；R6、第六電阻；Q2、三極管；D1、二極管。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

現(xiàn)有技術(shù)中的氣相色譜儀，它包括進(jìn)樣器、熱導(dǎo)檢測器以及連接在熱導(dǎo)檢測器之間的色譜柱，在進(jìn)樣器的進(jìn)氣管路上設(shè)置電子比例閥和流量傳感器（也可以是壓力傳感器），并且電子比例閥和流量傳感器電連接到控制電路4組成電子氣路控制系統(tǒng)控制載氣進(jìn)入到氣相色譜儀中的流量。色譜柱通過加熱單元進(jìn)行加熱后，通過分析顯示單元采集加熱后的樣品并進(jìn)行分析顯示。其中，色譜柱在加熱過程中需要通過電子比例閥控制載氣通入，達(dá)到保護(hù)色譜柱不受到損傷的目的。

實施例一：

一種氣相色譜儀的斷電保護(hù)裝置，如圖1所示，包括輸入檢測電路1，耦接于氣相色譜儀的供電回路上，用于檢測對氣相色譜儀的輸入電流是否異常以輸出輸入檢測信號；切換開關(guān)2，具有一輸入端及一輸出端，其輸出端耦接于氣相色譜儀的電子氣路控制系統(tǒng)；電源裝置3，具有輸出端，其輸出端耦接于切換開關(guān)2的輸入端上；控制電路4，耦接于輸入檢測電路1以接收輸入檢測信號，并響應(yīng)于輸入檢測信號以控制切換開關(guān)2動作以導(dǎo)通電源裝置3與電子氣路控制系統(tǒng)之間的供電回路。

氣相色譜儀通過插頭等連接元件接到輸入接口J1上，以獲取其工作電壓，本實施例對連接元件不做限定。本實施例提及的氣相色譜儀的供電回路，即氣相色譜儀與輸入接口J1之間電連接的導(dǎo)線。

切換開關(guān)2采用繼電器KM1，從而切換開關(guān)2包括繼電器KM1的線圈及繼電器KM1的活動觸點，本實施例中的活動觸點采用常開觸點。

在氣相色譜儀沒有輸入電流處于斷電狀態(tài)時，控制電路4將控制切換開關(guān)2動作，將電源裝置3與電子氣路控制系統(tǒng)的供電回路導(dǎo)通，使得電源裝置3單獨對電子氣路控制系統(tǒng)進(jìn)行供電，保證電子氣路控制系統(tǒng)中的電子比例閥保持開度，以持續(xù)進(jìn)行工作將載氣通入到氣相色譜儀中，達(dá)到保護(hù)色譜柱的目的。

為保證電源裝置3持續(xù)的使用，電源裝置3包括充放控制電路4以及與充放控制電路4相連的電池301，電池301采用蓄電池或者UPS（不間斷電源）均可。充放控制電路4的充電端連接在輸入接口J1上，能在電池301電量不足的情況下為其進(jìn)行充電來滿足長期使用；充放控制電路4的輸出端（放電端）連接切換開關(guān)2的一組活動觸點后連接于電子氣路控制系統(tǒng)，在氣相色譜儀斷電時，電池301能通過充電控制電路4為其進(jìn)行供電。

以下對輸入檢測電路1進(jìn)行詳細(xì)說明：

參照圖2所示，輸入檢測電路1包括：電流檢測部101，用于檢測對氣相色譜儀輸入的電流大小，并輸出相應(yīng)的電流檢測值；比較部102，耦接于電流檢測部101以接收電流檢測值，并將電流檢測值與預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果輸出相應(yīng)的輸入檢測信號。

電流檢測部101包括第一電阻R1、第二電阻R2和第一電容C1；第一電阻R1一端耦接于氣相色譜儀的供電回路上，另一端接地；第二電阻R2一端耦接于第一電阻R1的一端，另一端耦接于比較部102的輸入端；第一電容C1一端耦接于第二電阻R2的另一端，其另一端接地。從而第一電阻R1和第二電阻R2構(gòu)成了分壓電路，通過第一電阻R1的一端對氣相色譜儀的供電回路進(jìn)行采集，并通過第二電阻R2輸送至比較部102，從而使得第二電阻R2對比較部102提供電流檢測值。

比較部102包括第三電阻R3、第四電阻R4和比較器N1；第三電阻R3一端耦接于電壓VCC，另一端耦接于第四電阻R4的一端；第四電阻R4的一端耦接于第三電阻R3的另一端，其另一端接地；比較器N1的同相端耦接于第三電阻R3與第四電阻R4之間的結(jié)點上，其反相端耦接于第二電阻R2的另一端上。

以下對控制電路4進(jìn)行詳細(xì)說明：

如圖4所示，控制電路4包括第六電阻R6、三極管Q2和二極管D1；第六電阻R6一端耦接于比較器N1的輸出端上；三極管Q2的基極耦接于第六電阻R6的另一端，其集電極耦接于繼電器KM1的線圈后連接電壓VCC，其發(fā)射極接地；二極管D1與繼電器KM1的線圈反并聯(lián)。

實施例二：

基于實施例一的基礎(chǔ)上，如圖3所示，輸入檢測電路1還包括定時復(fù)位部103；定時復(fù)位部103耦接于比較部102與控制電路4之間，用于接收輸入檢測信號，并輸出復(fù)位信號至控制電路4以控制電源裝置3與電子氣路控制系統(tǒng)之間的供電回路在導(dǎo)通一定時間后斷開。

定時復(fù)位部103包括單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器113和555定時電路123；單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器113可選擇微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器113和積分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器113，本實施例優(yōu)選微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器113；單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器113，具有一輸入端及一輸出端，其輸入端耦接于比較部102的輸出端上；555定時電路123，具有一觸發(fā)端和輸出端，其觸發(fā)端耦接于單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器113的輸出端上，其輸出端耦接于控制電路4的輸入端上。

單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器113包括第四電容R4、第七電阻R7、或非門G1、第五電容C5、第八電阻R8和非門G2；第四電容C4的一端耦接于比較器N1的輸出端，另一端耦接于或非門G1的其中一個輸入端；第七電阻R7的一端耦接于第四電容C4與或非門G1之間的結(jié)點上，另一端接地；或非門G1的另一個輸入端耦接于非門G2的輸出端上，或非門G1的輸出端耦接于第五電容C5的一端，另一端耦接于非門G2的輸入端，第八電阻R8的一端連接電壓VDD，另一端連接第五電容C5與非門G2輸入端之間的結(jié)點上；非門G2的輸出端耦接于555定時電路123的觸發(fā)端。

單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器113的工作特點是在沒有受到外界觸發(fā)脈沖作用的情況下，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器113保持在穩(wěn)態(tài)；在受到外界觸發(fā)脈沖作用的情況下，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器113翻轉(zhuǎn)，進(jìn)入“暫穩(wěn)態(tài)”；經(jīng)過一段時間，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器113從暫穩(wěn)態(tài)返回穩(wěn)態(tài)。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器113在暫穩(wěn)態(tài)停留的時間僅僅取決于電路本身的參數(shù)。

在輸入檢測電路1從沒有檢測到異常到檢測到異常，將使得輸出給單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器113的電平信號由低電平到高電平的轉(zhuǎn)換，并一直保持高電平狀態(tài)，從而本實施例中的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器113，在受到輸入檢測電路1的依次脈沖觸發(fā)作用，使其進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)狀態(tài)后，經(jīng)過一段時候從暫穩(wěn)態(tài)返回至穩(wěn)態(tài)，且輸入檢測電路1的電平信號之后沒有發(fā)生改變，使得單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器113只進(jìn)行一次翻轉(zhuǎn)，相當(dāng)于給予555定時電路123的觸發(fā)端一次脈沖信號，使得555定時電路123置位工作。

其中，555定時電路123包括555芯片以及其外圍電路，其外圍電路如圖3所示，在555定時電路123的電源接通后，555定時電路123進(jìn)入穩(wěn)態(tài)；其觸發(fā)端接收到一次脈沖觸發(fā)信號后，定時電容C2立即放到電壓為零，于是555芯片的三腳輸出高電平至控制電路4，控制電路4相應(yīng)進(jìn)行控制動作；由于脈沖信號只是短暫的維持觸發(fā)，于是電源電壓就通過第五電阻R5和可變電阻器RP1向定時電容C2充電，暫穩(wěn)態(tài)開始；當(dāng)定時電容C2上的電壓上升到2/3VCC電壓時，定時時間到，暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束，恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)狀態(tài)，即從555芯片三腳輸出的高電平重新轉(zhuǎn)換為低電平信號至控制電路4，使得控制電路4對切換開關(guān)2進(jìn)行相應(yīng)的控制動作。

本實施例中定時時間可通過可變電阻器RP1進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過改變可變電阻器RP1的阻值，來改變定時電容C2的充電時間，達(dá)到改變定時時間的目的。

工作過程：

輸入檢測電路1對氣相色譜儀的供電回路進(jìn)行檢測，當(dāng)輸入檢測電路1檢測到氣相色譜儀的供電回路上沒有通過電流時，使得電流檢測值變小，且當(dāng)電流檢測值下降到小于基準(zhǔn)值時，經(jīng)過比較器N1的比較判斷，從比較器N1的輸出端輸出高電平的輸入檢測信號至單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器113，使得單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器113的輸出端輸出一個脈沖信號至555定時電路123的觸發(fā)端，555定時電路123置位，從其輸出端輸出高電平的復(fù)位信號至三極管Q2的基極（并且此時555定時電路123進(jìn)入定時狀態(tài)），三極管Q2相應(yīng)導(dǎo)通，繼電器KM1的線圈得電，繼電器KM1的線圈吸合其常開觸點，以導(dǎo)通電源裝置3與電子氣路控制系統(tǒng)之間的供電回路；

且555定時電路123定時時間結(jié)束后，將從其輸出端輸出低電平的復(fù)位信號至三極管Q2的基極，三極管Q2截止，繼電器KM1的線圈失電，其常開觸點斷開，從而使得電子氣路控制系統(tǒng)在工作控制載氣通入一段時間后，電源裝置3不再對其進(jìn)行供電，使得電子氣路控制系統(tǒng)停止載氣的通入，達(dá)到節(jié)約載氣的目的。

以上所述僅是本實用新型的示范性實施方式，而非用于限制本實用新型的保護(hù)范圍，本實用新型的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求確定。