气相色谱(GC)柱加热器制造技术

本发明专利技术描述了一种气相色谱(GC)柱加热设备。GC柱加热设备包括第一基板；布置在第一基板上的加热元件；第二基板。本发明专利技术还描述了一种气相色谱(GC)柱加热和冷却设备。GC柱冷却和加热设备包括：构造成接收加热设备的壳体，所述加热设备包括第一侧和第二侧；布置在第一侧上的第一热绝缘层；布置在第二侧上的第二热绝缘层；致动器，所述致动器连接到所述壳体，并且被构造成在加热过程期间移动所述第一和第二热绝缘层以分别与所述第一和第二侧接触，以及在冷却过程期间移动所述第一和第二热绝缘层以分别与所述第一和第二侧脱离接触。

Gas chromatographic (GC) column heater

The present invention describes a gas chromatographic column (GC) heating apparatus. The GC column heating apparatus includes a first substrate, a heating element disposed on the first substrate, and a second substrate. The invention also describes a gas chromatographic column (GC) heating and cooling device. GC column cooling and heating apparatus includes a housing configured to receive the heating device, the heating device comprises a first side and a second side; the first heat is arranged on the first side of the heat insulating layer; second are arranged in the second side of the insulating layer; the actuator, the actuator is connected to the housing and is configured to move in the heating process during the first and second heat insulating layer which are respectively connected with the first and second side contact, and move in the cooling process during the first and second heat insulating layer which are respectively connected with the first and second side out of contact.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】气相色谱(GC)柱加热器相关申请的交叉引用本申请要求于2014年9月13日提交的专利技术人为SammyeTraudt等人的美国临时申请No.62/050,125的优先权。美国专利申请No.62/050,125的全部公开内容明确地地通过引用并入本文。
技术介绍
在GC系统中，化合物穿过分离柱(“柱”)的整个长度所需的时间量被称为其保留时间。有助于化合物保留时间的一个因素是分离柱的温度。逐个分析地精确控制柱温度有利于提供特定化合物或分析物保留时间的重复性。此外，在样品分析物迁移通过柱时以编程方式改变柱的温度可有利地提供更短的分析时间，并减少峰展宽。通常，在已知系统中使用空气对流烘箱来加热柱，因为其能够在大到足以容纳各种柱直径和长度的空间中提供均匀和可重复的热环境。柱通常布置在产生开口圆筒的支撑结构上。这允许被加热的空气遍及所有柱表面，并且导致在整个柱长度上的均匀温度。虽然空气对流烘箱是有用的，但它们的使用具有明显的缺点。例如，对流烘箱需要大量的能量和时间来加热，并且需要大量的时间来冷却。这当然导致相当长的循环时间和高功率消耗，以及其它缺点。此外，当使用空气对流烘箱时，限制了通过温度编程条件进行快速分析的能力。因此，需要一种克服至少上述已知GC柱加热器缺点的设备。附图说明当结合附图一起阅读时，从以下详细描述可以最好地理解本教导。绘制的结构不一定是按比例绘制的。在实践可能的情况下，相同的附图标记指代相同的结构。图1是根据一个代表性实施例的GC系统的简化框图。图2A示出了根据一个代表性实施例用于加热GC柱的设备的分解图。图2B示出了组装之后的图2A中用于加热GC柱的设备。图2C示出了图2B的设备在其上布置有GC柱。图2D示出了根据另一代表性实施例，图2B的柱加热设备在其上布置有GC柱。图2E示出了根据一个代表性实施例用于加热GC柱的设备的分解图。图3示出了根据一个代表性实施例用于加热和冷却GC柱的设备的等轴测局部剖视图。图4A示出了根据一个代表性实施例用于加热和冷却GC柱的设备的横截面图。图4B示出了根据一个代表性实施例用于加热和冷却GC柱的设备的横截面图。具体实施方式定义的术语应当理解，本文所使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而不意图进行限制。定义的术语是对专利技术
中通常理解和接受的定义术语在技术和科学上的含义的补充。在说明书和所附权利要求中使用的术语本身或者“该”、“所述”，除非上下文中清楚地另有规定外，既包括单数指代，也包括复数指代。由此，例如，“装置”包括一个装置和多个装置。在说明书和附加权利要求中使用的术语“基本”或者“基本上”，作为其普通含义的补充，意味着处于容许的极限或程度之中。例如，“基本上抵消”意味着本领域技术人员将认为所述抵消是可接受的。在说明书和所附权利要求中使用的术语“近似”，作为其普通含义的补充，意味着对于本领域普通技术人员来说处于容许的极限或数量之中。例如，“近似相同”意味着本领域普通技术人员将认为被比较的项目是相同的。详细描述在下面的详细描述中，为了解释而非限制的目的，提出了了公开具体细节的代表性实施例，以为了对本教导进行透彻理解。可以省略对已知系统、装置、材料、操作方法和制造方法的描述，以避免干扰对示例实施例的描述。尽管如此，可以根据代表性实施例使用本领域普通技术人员能力范围内的系统、装置、材料和方法。可以使用诸如“上方”、“下方”、“顶部”、“底部”、“上部”和“下部”之类的相对术语来描述各种元件彼此的关系，如附图中所示。这些相对术语旨在涵盖装置和/或元件除附图中所描绘方位之外的不同方位。例如，如果装置相对于附图中的视图被倒置，则被描述为在另一元件“上方”的元件现在将位于该元件“下方”。类似地，如果装置相对于附图中的视图旋转90°，则被描述为在另一元件“上方”或“下方”的元件现在将与另一元件“相邻”，其中，“相邻”是指一个元件或者抵靠另一元件，或者在两个元件之间具有一个以上的层、材料、结构，等等。本文所使用的一个元件“设置在另一元件上方”或“设置在另一元件下方”，意味着该元件与另一元件“相邻”。“直接相邻”意指一个元件抵靠另一元件。图1是根据一个代表性实施例的GC系统100的简化框图。GC系统100的许多方面对于本领域普通技术人员来说是已知的。因此，省略了GC系统100的某些已知部件的细节。在某些情况下，会指出已知部件可以进行实施的代表性示例，但是这些代表性示例是为了举例说明的目的给出的，绝没有进行限制的意思。GC系统100包括样品入口101。样品入口101流体联接到污染物阱102。污染物阱102流体联接到柱103，柱103可以是在可用于气相色谱中的多种柱中的一种。在一个实施例中，污染物阱102可以同时提交的、共同拥有的美国专利申请No.14/057,022(2013年10月18日提交)中所描述的那些污染物阱，该专利申请的公开内容明确地通过引用被并入本文。污染物阱102是微流体污染物阱，被构造为捕获来自样品入口101的样品中的污染物，并防止所捕获的污染物到达柱103。注意，包含污染物阱102仅仅是举例说明性的，可以想到本专利技术的教导可以用于不包括污染物阱的GC系统中，或者不包括上面刚刚引用的申请中描述的微流体污染物阱。柱103分离化学样品的组分。柱103可以是毛细管柱，其包括一段熔融石英或金属管(未示出)，在管内部上具有涂层或填充有颗粒，涂层或颗粒与来自样品入口101的样品相互作用，以分离化学样品的组分。柱103与柱加热设备热接触，柱加热设备是柱温度控制设备104的一个方面。通过柱温度控制设备104，控制保留时间，同时比以前的装置提高了柱103的加热均匀性。此外，在某些实施例中，柱温度控制设备104以有效方式冷却柱103，与已知GC系统相比，最终改善了分析物的保留时间和分析循环时间的重复性。下面结合代表性实施例更全面地描述柱温度控制设备104的这些和其它益处。柱103物理连接到和/或流体连接到检测器105，检测器105检测通过柱103分离的组分的存在，而且通常检测该组分的数量。一般来说，检测器105是已知的GC检测器，例如火焰离子化检测器(FID)、质谱检测器(MSD)、热导检测器(TCD)、电子捕获检测器(ECD)、氮磷检测器(NPD)、硫化学发光检测器(SCD)、氮化学发光检测器(NCD)、脉冲火焰光度检测器(PFPD)、氦离子化检测器(HID)或火焰光度检测器(FPD)。GC系统100还包括控制器106和电源107。控制器106可以是GC系统100的多个控制器(未示出)中的一个，或者可以是GC系统的唯一控制器。现在，针对维持通过柱温度控制设备104对柱103的加热，来描述控制器106的功能。控制器106或其它控制器的其它功能与本专利技术的教导并不密切，因此不进行描述。通常，控制器106可以以多种方式实现(例如，利用专用硬件)，以执行本文所讨论的各种功能。“处理器”是控制器的一个示例，其采用可以使用软件(例如，微代码)来编程以执行本文所讨论的各种功能的一个以上微处理器。控制器106可以使用或不使用处理器来实现，并且还可以被实现为用于执行一些功能的专用硬件和用于执行其它功能的处理器的组合(例如，一个以上编程的微处理器和相关联的电路)。可以在本专利技术的各种实施例中采用的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，包括：第一基板；与所述第一基板相邻的加热元件；和第二基板，所述第二基板包括硅，并且与所述加热元件相邻，所述第二基板具有第一侧面和第二侧面，其中，所述第二基板能够将来自所述加热元件的热传递到与所述第二基板热接触的气相色谱柱。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.13 US 62/050,1251.一种设备，包括：第一基板；与所述第一基板相邻的加热元件；和第二基板，所述第二基板包括硅，并且与所述加热元件相邻，所述第二基板具有第一侧面和第二侧面，其中，所述第二基板能够将来自所述加热元件的热传递到与所述第二基板热接触的气相色谱柱。2.根据权利要求1所述的设备，进一步包括加热组件，所述加热组件包括所述加热元件，所述加热元件布置在第一介入层和第二介入层之间。3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述加热组件相对所述第一基板和所述第二基板电气绝缘。4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述加热元件包括箔片加热器或者金属丝加热器。5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一基板包括晶体硅。6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述晶体硅包括多晶硅。7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第二基板包括晶体硅。8.根据权利要求1至7中任一项所述的设备，其中，所述第二基板与所述加热元J件相邻，所述第二基板包括以W下属性：25℃时的体积热容量小于25℃时的热导率大于25℃时的热导率与热膨胀系数之比大于近似机械刚度大于100GPa。9.根据权利要求8所述的设备，进一步包括加热组件，所述加热组件包括所述加热元件，所述加热元件布置在第一介入层和第二介入层之间。10.根据权利要求8所述的设备，其中，所述第二基板包括氮化铝、金刚石、碳化硅、钨、钼、钨合金或者钼合金，或者这些材料的组合。11.根据权利要求8所述的设备，其中，所述加热元件包括箔片加热器或者金属丝加热器。12.根据权利要求1至11中任一项所述的设备，进一步包括：壳体，所述壳体被构造成接收柱加热设备，所述柱加热设备包括第一侧面和第二侧面；与所述第一侧面相邻的第一热绝缘层；与所述第二侧面相邻的第二热绝缘...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·E·特劳特，R·P·怀特，W·H·威尔森，P·C·德莱登，J·A·列乌斯，
申请(专利权)人：安捷伦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US