[发明专利]一种微升级液体注入控制装置

说明书

本发明公开了一种微升级液体注入控制装置，该控制装置利用温度梯度控制压力梯度，同时利用气‑液相变原理技术，使得气体仅在微升级容器内形成液体，在充气管路及贮气罐中始终以气体形式存在，而且，通过控制贮气罐温度还能够实现对液体注入精度的控制，最终实现了向微升级容器内高效、精确地注入定量液体的目的。

技术领域

本发明属于液体封装技术领域，具体涉及一种微升级液体注入控制装置。

背景技术

目前，主要使用微量进样器通过管道直接向小体积容器（毫升及微升级）注入液体。虽然现有的方法简单直接，但是难以克服因管道及接头的死体积而导致难以精确定量注入量的技术难题；此外，对于亚微升及纳升级容器，由于管路及接头死体积远大于容器体积，在管路中滞留量远超过容器中实际注入量，导致液体有效注入率（注入容器内液体物质量/向贮气罐内注入气体物质量）低；而且，由于容器的体积小，向容器内定量注入液体，很容易注满，无法精确控制注入量。当前，亟需一种高效高精度微量液体注入装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种微升级液体注入控制装置。

本发明的一种微升级液体注入控制装置包括测温探头Ⅰ、腔室、容器、加热器Ⅰ、管道、测温探头Ⅱ、贮气罐、截止阀、加热器Ⅱ、控温仪和引线；所述的容器的体积为微升量级，腔室包裹容器，容器、贮气罐和截止阀依次通过管道相连，截止阀外接气源；

所述的腔室上安装有测温探头Ⅰ和加热器Ⅰ，测温探头Ⅰ和加热器Ⅰ与控温仪通过导线相连；所述的贮气罐安装有测温探头Ⅱ和加热器Ⅱ，测温探头Ⅱ与控温仪通过导线相连；控温仪分别独立控制容器和贮气罐的温度。

所述的容器和贮气罐的温度范围为10K~500K，容器和贮气罐的温度差小于等于100 K。

本发明的微升级液体注入控制装置工作过程如下：

a.计算：向容器液体注入前，通过公式 计算出贮气罐温度为T时需要充入的气体压力，其中，V1为容器的容积，c为容器内需要注入的液体体积与容器容积的比例，R为理想气体常数，V2为贮气罐的容积，ρ1为容器内液体的摩尔体积，P2为容器温度在T1时液体的饱和蒸汽压，T2为液体注入完毕时贮气罐的温度；

b.充气：打开截止阀，从气源向充入气体，直至贮气罐内的气体压力达到P，关闭截止阀；

c.控温：通过控温仪控制容器的温度为T1，贮气罐的温度为T2，使得T1=T2，T1和T2高于所充气体的凝固点1K以上；

d.注入：保持T1不变，T2逐渐升高，基于气-液相变原理，贮气罐中的气体逐渐充入容器中，气体在达到T1对应的饱和蒸汽压后在容器中液化，T2至充气前计算的设定值后稳定下来完成液体注入。

本发明的微升级液体注入控制装置利用温度梯度控制压力梯度，同时利用气-液相变原理技术，使得气体仅在微升级容器内形成液体，在充气管路及贮气罐中始终以气体形式存在，而且，通过控制贮气罐温度还能够实现对液体注入精度的控制，最终实现了向微升级容器内高效、精确地注入定量液体的目的。

附图说明

图1为本发明微升级液体注入控制装置的结构示意图；