粉末样品的定量提取装置和方法

技术领域

本发明涉及水质分析，特别涉及粉末样品的定量提取装置和方法。

背景技术

目前，市面上常见的自动称重装置无法实现不同湿度、不同粒径样品的准确称重，导致无法实现此类样品后续的全自动分析流程，例如稀土中间品、奶粉等湿度大、易结块样品。

发明内容

为解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种粉末样品的定量提取装置。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

粉末样品的定量提取装置，所述粉末样品的定量提取装置包括第一容器和称重单元；所述粉末样品的定量提取装置还包括：

第二容器和第一驱动单元，所述第二容器用于盛装粉末样品，所述第一驱动单元用于驱动第二容器内的粉末样品竖直移动；

传感器，所述传感器用于检测高出所述第二容器上端的粉末样品的高度H；

第二驱动单元，所述第二驱动单元用于推动高出所述第二容器上端的粉末样品，使得粉末样品落入所述第一容器；

计算单元，所述计算单元用于根据设定质量m

判断单元，所述判断单元用于判断所述传感器传来的高度H是否达到所述设定高度H

本发明的目的还在于提供了粉末样品的定量提取方法，该发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

粉末样品的定量提取方法，其特征在于，所述粉末样品的定量提取方法包括以下步骤：

（A1）计算单元根据设定质量m

（A2）所述第一驱动单元推动第二容器内的粉末样品上移，传感器实时检测高出所述第二容器上端的粉末样品的高度H；

（A3）判断高度H是否达到设定高度H

若达到，第一驱动单元停止，并进入步骤（A4）；

若未达到，回到步骤（A2）；

（A4）第二驱动单元推动高出所述第二容器上端的粉末样品，粉末样品落入第一容器内；

（A5）称重单元得出第一容器内粉末样品的质量m。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：

1.提取准确；

先提取部分粉末样品，再称重，从而准确地获得粉末样品的A，之后再开始正式提取粉末样品，且在提取后，更新粉末样品的A，减小由于样品湿度、粒径不同造成的装填不均匀产生的误差，显著地提高了粉末样品提取的准确性；

根据设定质量和A准确地计算处提取粉末样品的设定高度，同时利用传感器和称重单元去做过程反馈，提高了提取准确性；

第一驱动单元采用精密的丝杆电机，提高了粉末样品上移的精密度，从而提高了定量提取的精密度及准确性；

2.自动化；

各个参数的计算、粉末样品的移动均是自动化运行，减少人工操作；

3.结构简单；

容器、驱动单元等部件是本领域的常规部件，结构简单、成本低。

附图说明

参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：

图1是根据本发明实施例的粉末样品的定量提取装置的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的粉末样品的定量提取方法的流程示意图。

具体实施方式

图1-图2和以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了教导本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本发明的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由此，本发明并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。

实施例1

本发明实施例的粉末样品的定量提取装置，如图1所示，所述粉末样品的定量提取装置包括：

第一容器11和称重单元21；

第二容器12和第一驱动单元31，所述第二容器12用于盛装粉末样品，所述第一驱动单元31用于驱动第二容器12内的粉末样品竖直移动；

传感器41，所述传感器41用于检测高出所述第二容器12上端的粉末样品的高度H；

第二驱动单元32，所述第二驱动单元32用于推动高出所述第二容器12上端的粉末样品，使得粉末样品落入所述第一容器11；

计算单元51，所述计算单元51用于根据设定质量m

判断单元61，所述判断单元61用于判断所述传感器41传来的高度H是否达到所述设定高度H

为了方便、准确地获得粉末样品的体积，进一步地，所述第二容器的横截面积S固定或呈规律变化。

为了将高于第二容器12的粉末样品全部地推入第一容器11以提高称重准确性，进一步地，所述粉末样品的定量提取装置还包括：

导槽，所述第二容器12的上端连接所述导槽的底部，所述第二驱动单元32与导槽的底壁接触。

本发明实施例的粉末样品的定量提取方法，如图2所示，所述粉末样品的定量提取方法包括以下步骤：

（A1）计算单元51根据设定质量m

（A2）所述第一驱动单元31推动第二容器12内的粉末样品上移，传感器41实时检测高出所述第二容器12上端的粉末样品的高度H；

（A3）判断高度H是否达到设定高度H

若达到，第一驱动单元31停止，并进入步骤（A4）；

若未达到，回到步骤（A2）；

（A4）第二驱动单元32推动高出所述第二容器12上端的粉末样品，粉末样品落入第一容器11内；

（A5）称重单元21得出第一容器11内粉末样品的质量m。

为了提高称重准确性，进一步地，所述粉末样品的定量提取方法还包括以下步骤：

（A6）计算质量m和设定质量m

若Δm不小于零，或Δm满足要求，则称重结束；

若Δm不满足要求，进入（A1），使用Δm替换m

为了提高后续称重准确性，进一步地，在步骤（A6）中，称重结束后，将A更新为

为了提高称重准确性，进一步地，A的获得方式为：

第一驱动单元31推动粉末样品上移，当传感器41检测到高度H达到H

第二驱动单元32推动高出所述第二容器12上端的粉末样品，粉末样品落入第一容器11内；

称重单元21得出第一容器11内粉末样品的质量m

为了保证粉末样品上端齐平以提高后续称重准确性，进一步地，还包括处于步骤（A1）之前的步骤：

（A0）第一驱动单元31推动粉末样品上移，使得高出所述第二容器12上端的粉末样品的高度H＞0；

第二驱动单元32推动高出所述第二容器12上端的粉末样品，粉末样品落入废料瓶。

实施例2

根据本发明实施例1的粉末样品的定量提取装置和方法在碳酸稀土提取中的应用例。

在该应用例中，如图1所示，粉末样品的定量提取装置包括：

称重单元21采用高精度的电子秤，第一容器11设置在称重单元21上；

第二容器12为中空的圆柱形，上端与水平导槽的底部连接；第一驱动单元31包括丝杆电机和第一移动件，圆形的第一移动件设置在所述第二容器12内，且与第二容器12内壁保持密封，当丝杆电机推动第一移动件在第二容器12内竖直上移时，第二容器12内粉末样品高出第二容器12上端，进入导槽内；传感器41用于检测高出所述第二容器12上端的粉末样品的高度H，也即粉末样品顶端和导槽底壁间的高度差。

第二驱动单元32包括导杆气缸和第二移动件，第一移动件处于导槽内，与导槽底壁及二个侧壁接触，用于推动高出所述第二容器12上端的粉末样品，使得粉末样品落入所述第一容器11；

计算单元51用于根据设定质量m

判断单元61用于判断所述传感器41传来的高度H是否达到所述设定高度H

本发明实施例的粉末样品的定量提取方法，如图2所示，所述粉末样品的定量提取方法包括以下步骤：

（A0）第一驱动单元31推动粉末样品上移，使得高出所述第二容器12上端的粉末样品的高度H＞0；

第二驱动单元32推动高出所述第二容器12上端的粉末样品，粉末样品落入废料瓶，使得粉末样品的上端面与导槽的底壁齐平；

第一驱动单元31推动粉末样品上移，当传感器41检测到高度H达到H

第二驱动单元32推动高出所述第二容器12上端的粉末样品，粉末样品落入第一容器11内；

称重单元21得出第一容器11内粉末样品的质量m

（A1）计算单元51根据

（A2）所述第一驱动单元31推动第二容器12内的粉末样品上移，传感器41实时检测高出所述第二容器12上端的粉末样品的高度H；

（A3）判断高度H是否达到设定高度H

若达到，第一驱动单元31停止，并进入步骤（A4）；

若未达到，回到步骤（A2）；

（A4）第二驱动单元32推动高出所述第二容器12上端的粉末样品，粉末样品落入第一容器11内；

（A5）称重单元21得出第一容器11内粉末样品的质量m；

（A6）计算质量m和设定质量m

若Δm不小于零，或Δm满足要求，则称重结束，并将A更新为

若Δm不满足要求，进入（A1），使用Δm替换m

在一次粉末样品提取中，可能多次循环，也即需要多次利用Δm