色譜柱恒溫傳輸線及其構成的gc?ead系統的制作方法

色譜柱恒溫傳輸線及其構成的gc?ead系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種色譜柱恒溫傳輸線及其構成的GC?EAD系統。本發明提供的一種色譜柱恒溫傳輸線包括傳輸線本體，所述傳輸線本體中沿長度方向設有一條中心管道和至少一條加熱管道，所述中心管道中設置有色譜柱；所述加熱管道中設置有加熱絲。本發明所設計的恒溫傳輸線采用了高功率直流線性電源，提供的電流可達3A以上，加熱絲的長度縮短至160cm以下，在加熱管道內排布加熱絲，各加熱孔內的加熱絲進行平行的并聯接線，能減小總的電感或者抵消產生的電感，可以有效的減小繼電器工作時，加熱絲產生的電磁輻射。本發明提供的GC?EAD裝置測定的EAD信號基線噪音水平比傳統的設備噪音水平可以降低20?100倍。
【專利說明】
色譜柱恒溫傳輸線及其構成的GC-EAD系統
技術領域
[0001]本發明涉及昆蟲化學生態學領域，具體涉及一種利用電生理技術測量昆蟲觸角對化學物質感受機理的GC-EAD裝置及用于GC-EAD裝置的色譜柱恒溫傳輸線。
【背景技術】
[0002]自1957年Schneider等人利用EAD(Electro Antennographic Detect1nJPgS觸角電位檢測)技術研究家蠶的嗅覺電生理后，EGA電位是許多化學感受器被氣體分子激活的一種相對量度，而后1975年Am等研發了GC(GasChromatography，S卩氣相色譜)與EAG聯用技術用于檢測具有昆蟲行為活性的物質，由于GC技術選擇性強、靈敏度高，故GC-EAG聯用儀也具有高選擇性、高靈敏度的特點，在植保行業和生態學研究中得到了廣泛應用。
[0003]GC-EAD設備主要工作原理如下:待分析樣品由GC進樣器進樣后，各種成分經毛細管色譜柱分離，再經分流閥按一定比例分流，在分流閥處加入補充載氣，一部分分流樣品經毛細柱到火焰離子化檢測器檢測，測得的FID(FeatureIdentif icat1n Data，即特征識別數據)數據傳輸給信號記錄分析裝置進行存儲分析;另一部分分流樣品經毛細柱到L型玻璃管，由濕潤的空氣帶到玻璃電極間的昆蟲觸角上，進行樣品的觸角電位測定，測得的EAD數據也傳輸給信號記錄分析裝置進行存儲分析，從而分析得到特征識別數據與觸角電位之間的相關性。連接GC和EAD之間通過色譜柱恒溫傳輸線連接，為保證測量精度，傳輸線使用電加熱絲進行加熱，現有技術中是將電加熱絲多圈螺旋繞線對色譜柱進行恒溫加熱。
[0004]一直以來，GC-EAD技術中的關鍵問題是如何有效的降低EAD信號的基線噪音，這些基線噪音多來自于人為的電磁干擾。這些噪音會大大影響GC-EAD設備的檢測結果，所以，如何降低這些噪音則是提高GC-EAD設備檢測精度和靈敏度的關鍵所在。

【發明內容】

[0005]針對現有技術中的缺陷，本發明提供一種測量背景噪音小的用于GC-EAD裝置的色譜柱恒溫傳輸線及GC-EAD裝置。
[0006]第一方面，本發明提供的一種色譜柱恒溫傳輸線包括傳輸線本體，所述傳輸線本體中沿長度方向設有一條中心管道和至少一條加熱管道，所述中心管道中設置有色譜柱；所述加熱管道中設置有加熱絲。
[0007]傳統的繞線方式產生的電感較大，使得在繼電器工作的瞬間產生較強的電磁輻射，對EAD信號產生周期性的脈沖干擾較大。本發明中色譜柱恒溫傳輸線不采用傳統的螺旋繞圈對色譜柱進行恒溫加熱，而是采用套管式加熱方式對色譜柱進行恒溫加熱，具體為色譜柱置于加熱管的中心管道內，而中心管道的周圍設置了與中心管道軸向平行的加熱管道，加熱管道中放置有加熱絲，這樣，有效降低了 EAD信號基線噪音水平。
[0008]優選地，上述色譜柱恒溫傳輸線中所述加熱管道設置有2-6條，并在所述中心管道周圍按環形均勻分布。
[0009]也就是說，加熱管道為多個，在加熱管橫截面上關于中心管道的軸向均勻分布，類似于圍繞中心管道的衛星管道，故傳輸線本體橫截面上的加熱管道形成的加熱孔也可稱為衛星孔。這樣，可以對中心管道內的色譜柱更均勻地進行加熱。加熱管道數量過多會造成傳輸線本體的強度降低，而過少會使得加熱均勻性不夠。
[0010]優選地，上述色譜柱恒溫傳輸線中所述傳輸線本體長度為300-500mm，外直徑為8.0-15.0mm0
[0011]優選地，上述色譜柱恒溫傳輸線中所述中心管道為內直徑為4.0-8.0mm的圓管，所述加熱管道為內直徑為0.5-1.5mm的圓管。
[0012]優選地，上述色譜柱恒溫傳輸線中所述加熱絲采用長度60-160cm、電阻10-20 Ω、加熱功率30-90W的鎳鉻電加熱絲。
[0013]優選地，上述色譜柱恒溫傳輸線中在所述傳輸線本體一端設置有用于安裝溫度傳感器的刻槽。這樣可以方便對傳輸線本體進行溫度測量以便對其進行恒溫控制。
[0014]優選地，上述用于GC-EAD裝置的色譜柱恒溫傳輸線中所述溫度傳感器為K型熱電偶溫度計。即所述溫度傳感器是以K型熱電偶作為一種溫度傳感器的溫度計，其測試靈敏度和溫度測量范圍適合本發明測量之用。
[0015]優選地，上述色譜柱恒溫傳輸線中所述中心管道內設置有金屬管，所述色譜柱設置于金屬管內。
[0016]也就是說，在中心管道內壁還設置了一層金屬層，構成管狀金屬，該層金屬可以更好地將熱量分散均勻，從而提高測量精度。所述金屬管材質優選為銅材質，更加優選地為黃銅材質，因為其導熱效果更優、電磁感應弱不易造成測試背景噪音。
[0017]優選地，上述色譜柱恒溫傳輸線中所述傳輸線本體由剛玉管制成。
[0018]當然傳輸線本體材質可以為其它具有耐高溫和導熱性質的物質，如陶瓷等，而優選剛玉材質是因為其具有耐高溫、耐腐蝕、高強度、高氣密性且保溫性能好等優點，用于本發明中能夠更好地保證加熱效果及恒溫傳輸線的穩定性，使得測量結果更加精確。
[0019]第二方面，本發明提供的一種GC-EAD系統包括:如上所述的色譜柱恒溫傳輸線、信號記錄分析裝置、FID數據采集器、色譜儀、EAD數據采集器;所述色譜柱恒溫傳輸線的第一端連接色譜儀，色譜柱恒溫傳輸線的第二端靠近被測量的昆蟲觸角;所述色譜儀連接FID數據采集器，所述FID數據采集器用于采集色譜儀分析得到的FID數據;所述信號記錄分析裝置連接FID數據采集器，用于存儲分析FID數據;所述信號記錄分析裝置連接EAD數據采集器，用于存儲分析EAD數據采集器采集到的被測量的昆蟲觸角的EAD數據。
[0020]所述色譜儀可以是氣相色譜儀、高效液相色譜儀或者其它可以測得FID數據的儀器。
[0021]優選地，上述GC-EAD系統還包括控制器、繼電器和溫度傳感器;所述溫度傳感器置于所述色譜柱恒溫傳輸線上，并將采集的溫度數據傳送至所述控制器;所述控制器還用于控制所述繼電器，所述加熱絲為電加熱絲，控制器通過控制繼電器的通斷來控制所述加熱絲的工作電流，用于實現所述色譜柱恒溫傳輸線的恒溫控制。
[0022]也就是說加熱絲為電加熱絲，控制器依據溫度傳感器返回的溫度測量值控制繼電器的通斷，進而控制電加熱絲的供電，最終控制恒定溫度。這樣可以實現自動化的恒溫控制，使得溫度更加穩定，進而提高測量準確度。
[0023]綜上所述，本發明所設計的恒溫傳輸線采用了高功率直流線性電源，提供的電流可達3A以上，加熱絲的長度縮短至160cm以下，在加熱管道內排布加熱絲，各加熱孔內的加熱絲進行平行的并聯接線，能減小總的電感或者抵消產生的電感，可以有效的減小繼電器工作時，加熱絲產生的電磁輻射。本發明提供的GC-EAD裝置測定的EAD信號基線噪音水平比傳統的設備噪音水平可以降低20-100倍。
【附圖說明】
[0024]為了更清楚地說明本發明【具體實施方式】或現有技術中的技術方案，下面將對【具體實施方式】或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。在所有附圖中，類似的元件或部分一般由類似的附圖標記標識。附圖中，各元件或部分并不一定按照實際的比例繪制。
[0025]圖1為本發明一實施例提供的用于GC-EAD裝置的色譜柱恒溫傳輸線的示意圖；
[0026]圖2為本發明一實施例提供的用于GC-EAD裝置的色譜柱恒溫傳輸線及其加熱控制的結構及原理示意圖；
[0027]圖3為現有技術中GC-EAD系統的結構及原理示意圖；
[0028]圖4為本發明試驗例一提供的GC-EAD系統的測試結果圖；
[0029]圖5為本發明試驗例二提供的GC-EAD系統的測試結果圖；
[0030]圖6為本發明試驗例三提供的GC-EAD系統的測試結果圖。
【具體實施方式】
[0031]下面將結合附圖對本發明技術方案的實施例進行詳細的描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發明的技術方案，因此只作為示例，而不能以此來限制本發明的保護范圍。
[0032]需要注意的是，除非另有說明，本申請使用的技術術語或者科學術語應當為本發明所屬領域技術人員所理解的通常意義。
[0033]在本申請的描述中，需要理解的是，術語“內”、“外”、“軸向”指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
[0034]此外，術語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。在本發明的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。
[0035]在本申請中，除非另有明確的規定和限定，術語“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體;可以是機械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
[0036]根據圖1、圖2提供的優選實施例進行如下說明:
[0037]本發明提供的一種色譜柱恒溫傳輸線包括傳輸線本體5，所述傳輸線本體5中沿長度方向設有一條中心管道I和至少一條加熱管道4，所述中心管道I中設置有色譜柱6;所述加熱管道4中設置有加熱絲7。加熱管道4設置有2-6條，并在所述中心管道I周圍按環形均勻分布O
[0038]傳輸線本體5長度為300-500mm，外直徑為8.0-15.0mm0中心管道I為內直徑為4.0-8.0mm的圓管，加熱管道4為內直徑為0.5-1.5mm的圓管。加熱絲7采用長度60_160cm、電阻10-20 Ω、加熱功率30-90W的鎳鉻電加熱絲7。在所述傳輸線本體5—端設置有用于安裝溫度傳感器2的刻槽，刻槽內設置有K型熱電偶溫度計，這樣可以方便對傳輸線本體5進行溫度測量以便對其進行恒溫控制。
[0039]中心管道I內設置有金屬管3，色譜柱6設置于金屬管3內，金屬管3為黃銅材質。傳輸線本體5由剛玉管制成。
[0040]本發明提供的一種GC-EAD系統包括:如上所述的色譜柱恒溫傳輸線、信號記錄分析裝置10、FID數據采集器11、氣相色譜儀12、EAD數據采集器17;所述色譜柱恒溫傳輸線的第一端連接氣相色譜儀12，色譜柱恒溫傳輸線的第二端靠近被測量的昆蟲觸角15;氣相色譜儀12連接FID數據采集器11，所述FID數據采集器11用于采集氣相色譜儀12分析得到的FID數據;所述信號記錄分析裝置10連接FID數據采集器11，用于存儲分析FID數據;所述信號記錄分析裝置10連接EAD數據采集器17，用于存儲分析EAD數據采集器17采集到的被測量的昆蟲觸角15的EAD數據。
[0041]也就是說將現有技術中GC-EAD系統中通過加熱線圈13對色譜柱6進行加熱改為用加熱管道4中的加熱絲7對色譜柱6進行加熱，氣相色譜儀12分流樣品經毛細柱到L型玻璃管14，由濕潤的空氣帶到玻璃電極間的昆蟲觸角15上，測得的觸角電位數據通過信號放大器16放大后傳輸給信號記錄分析裝置10進行存儲分析，從而分析得到特征識別數據與觸角電位之間的相關性。
[0042]GC-EAD系統還包括控制器9、繼電器8和溫度傳感器2;所述溫度傳感器2置于所述色譜柱恒溫傳輸線上，并將采集的溫度數據傳送至所述控制器9;所述控制器9還用于控制所述繼電器8，所述加熱絲7為電加熱絲7，控制器9通過控制繼電器8的通斷來控制所述加熱絲7的工作電流，用于實現所述色譜柱恒溫傳輸線的恒溫控制。
[0043]利用上述優選的實施例提供的GC-EAD系統進行具體試驗如下:
[0044]試驗例一
[0045]采用的色譜柱恒溫傳輸線的中心管道I直徑為4.0mm，所述加熱管道4為5個，加熱管道4直徑為1.0mm;傳輸線本體5為長400mm，直徑8.0mm的鋼玉管；使用的加熱絲7為長160cm，電阻20 Ω的鎳鉻電加熱絲7，加熱絲7穿過加熱管道4即衛星管道，各加熱管道4內的加熱絲7并聯連接;加熱絲7供電30V DC。通過KZ-810溫度控制器9，直流固態繼電器8控制色譜餾分傳出溫度在250攝氏度時，對中華蜜蜂報警信息素進行GC-EAD測試，連續兩次測試，測試結果如圖4所示，可以看出EAD信號基線噪音水平小于0.005mV，無周期性的脈沖干擾。
[0046]試驗例二
[0047]采用的色譜柱恒溫傳輸線的中心管道I直徑為5.0mm，所述加熱管道4為2個，加熱管道4直徑為3.0mm;傳輸線本體5為長300mm，直徑15.0mm的鋼玉管；使用的加熱絲7為長60cm，電阻10 Ω的鎳鉻電加熱絲7，加熱絲7穿過加熱管道4，各加熱管道4內的加熱絲7并聯連接;加熱絲7供電30V DCο通過KZ-810溫度控制器9，直流固態繼電器8控制色譜餾分傳出溫度在150攝氏度時，對黃色大蜜蜂報警信息素進行GC-EAD測試，連續兩次測試，測試結果如圖5所示，可以看出EAD信號基線噪音水平在0.005mV，無周期性的脈沖干擾。
[0048]試驗例三
[0049]采用的色譜柱恒溫傳輸線的中心管道I直徑為4.0mm，所述加熱管道4為3個，加熱管道4直徑為0.8mm;傳輸線本體5為長300mm，直徑15.0mm的鋼玉管；使用的加熱絲7為長120cm，電阻10 Ω的鎳鉻電加熱絲7，加熱絲7穿過加熱管道4，各加熱管道4內的加熱絲7并聯連接;加熱絲7供電30V DCο通過KZ-810溫度控制器9，直流固態繼電器8控制色譜餾分傳出溫度在150攝氏度時，對黃色大蜜蜂報警信息素進行GC-EAD測試，連續兩次測試，測試結果如圖6所示，可以看出EAD信號基線噪音水平在0.005mV，無周期性的脈沖干擾。
[0050]最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制;盡管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求和說明書的范圍當中。
【主權項】
1.一種色譜柱恒溫傳輸線，包括傳輸線本體，其特征在于， 所述傳輸線本體中沿長度方向設有一條中心管道和至少一條加熱管道； 所述中心管道中設置有色譜柱； 所述加熱管道中設置有加熱絲。2.根據權利要求1所述的色譜柱恒溫傳輸線，其特征在于， 所述加熱管道設置有2-6條，并在所述中心管道周圍按環形均勻分布。3.根據權利要求1所述的色譜柱恒溫傳輸線，其特征在于， 所述中心管道內設置有金屬管，所述色譜柱設置于金屬管內。4.根據權利要求1所述的色譜柱恒溫傳輸線，其特征在于， 所述傳輸線本體長度為300-500mm，外直徑為8.0-15.0mm。5.根據權利要求4所述的色譜柱恒溫傳輸線，其特征在于， 所述中心管道為內直徑為4.0-8.0mm的圓管，所述加熱管道為內直徑為0.5-1.5mm的圓管。6.根據權利要求1所述的色譜柱恒溫傳輸線，其特征在于， 所述加熱絲采用長度60-160011、電阻10-20 0、加熱功率30-90￥的鎳鉻電加熱絲。7.根據權利要求1所述的色譜柱恒溫傳輸線，其特征在于， 在所述傳輸線本體一端設置有用于安裝溫度傳感器的刻槽。8.根據權利要求1至7中任意一項所述的用于GC-EAD裝置的色譜柱恒溫傳輸線，其特征在于， 所述傳輸線本體由剛玉管制成。9.一種利用權利要求1至8中任意一項所述色譜柱恒溫傳輸線構成的GC-EAD系統，其特征在于，還包括: 信號記錄分析裝置、FID數據采集器、色譜儀、EAD數據采集器； 所述色譜柱恒溫傳輸線的第一端連接色譜儀，色譜柱恒溫傳輸線的第二端靠近被測量的昆蟲觸角； 所述色譜儀連接FID數據采集器，所述FID數據采集器用于采集色譜儀分析得到的FID數據； 所述信號記錄分析裝置連接FID數據采集器，用于存儲分析FID數據； 所述信號記錄分析裝置連接EAD數據采集器，用于存儲分析EAD數據采集器采集到的被測量的昆蟲觸角的EAD數據。10.根據權利要求9所述的GC-EAD系統，其特征在于，還包括: 控制器、繼電器和溫度傳感器； 所述溫度傳感器置于所述色譜柱恒溫傳輸線上，并將采集的溫度數據傳送至所述控制器； 所述控制器還用于控制所述繼電器，所述加熱絲為電加熱絲，控制器通過控制繼電器的通斷來控制所述加熱絲的工作電流，用于實現所述色譜柱恒溫傳輸線的恒溫控制。
【文檔編號】G01N30/88GK106093266SQ201610674018
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月16日 公開號201610674018.9, CN 106093266 A, CN 106093266A, CN 201610674018, CN-A-106093266, CN106093266 A, CN106093266A, CN201610674018, CN201610674018.9
【發明人】文平, 譚墾
【申請人】中國科學院西雙版納熱帶植物園