壓力傳感器及液相色譜儀的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及樣品檢測技術領域，尤其是涉及一種壓力傳感器及液相色譜儀。
【背景技術】
[0002]液相色譜儀是一種利用混合物在液-固或不互溶的兩種液體之間分配比的差異，對混合物進行先分離，而后分析鑒定的儀器。
[0003]液相色譜儀根據固定相是液體或是固體，又分為液-液色譜(LLC)及液-固色譜(LSC)。液相色譜儀由高壓輸液泵、進樣系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、色譜柱、檢測系統(tǒng)、信號記錄系統(tǒng)等部分組成。與經典液相柱色譜裝置比較，現代液相色譜儀具有高效、快速、靈敏等特點。
[0004]隨著高效液相色譜分析技術的不斷發(fā)展，一種新的高效液相色譜技術正在悄然興起并向傳統(tǒng)的高效液相色譜分析技術提出挑戰(zhàn)，這就是專用微流超高效液相色譜系統(tǒng)。它是目前世界上唯一的一款專業(yè)的、微升級流速的超高效液相色譜；比其他同類產品的靈敏度提高4倍；分離速度提高5倍；樣品消耗量降至1/10?！?摘自李昌厚著《高效液相色譜儀器及其應用》第5頁)。這個系統(tǒng)的常用壓力需要達到18000psi，即125MPa。
[0005]這里就出現了一個問題:在18000psi的壓力下，整個液路系統(tǒng)承受著125Mpa的壓力，流速是微升級的。在超高壓的狀態(tài)下，液體將被壓縮。當整個液路中液體的體積大到一個極限的量時，整個高壓系統(tǒng)中的液體就會變成類似液體彈簧的狀態(tài)，輸液泵將無法向系統(tǒng)持續(xù)供液，整個系統(tǒng)將無法正常工作。
[0006]另外，在整個系統(tǒng)的流速處于微升級的狀態(tài)下，流路中死體積的大小將嚴重影響檢測系統(tǒng)的檢測效果。液路死體積中的液體不能得到及時的置換，將嚴重的影響系統(tǒng)的檢測效率和檢測的準確性，后果是非常嚴重的。
[0007]因此，在微流超高效液相色譜系統(tǒng)中，對液路系統(tǒng)的體積和死體積的要求是極其苛刻的。這其中也包含著對液路中的重要部件一一壓力傳感器，壓力傳感器的結構不同，所造成的液體體積和死體積的大小也不同。
[0008]目前高效液相色譜儀所使用的壓力傳感器主要有以下三種形式。
[0009]第一種，如圖1所示，該壓力傳感器包括壓力傳感器主體41、密封圈42、壓力感應面43、液體型腔44、出液口 45、進液口 46、壓力傳感器外殼47。進液路和出液路與壓力感應面是垂直的，所以必須要有一個大的型腔儲存感應液體。其中，液體型腔44為圓柱形，液體型腔44的直徑為17mm，厚度為2mm，因此液體型腔44的體積=(17mm/2)2* π *2mm =453.96mm3，也就是說:只是液體型腔的體積就已達到454 μ I。這在超高壓泵工作時會產生多大較大影響。我們假設使用的流動相為液相色譜儀常用的流動相甲醇，甲醇的壓縮系數等于Ρ-Κ?^αοΛ?πΓ1)，其中，P為大氣壓強，當系統(tǒng)壓力升到ISOOOps i，即系統(tǒng)壓力為125Mpa(其中，125MPa = 1233.684atm)時，甲醇的壓縮系數為:
[0010]125Mpa*120* (10_6atm_1) = I 2 3 3.6 8 4 a t m* I 2 O * (I (T6a t πΓ1)=1233.684*120/1000000 = 148042.08/1000000 = 0.1480421 = 14.80421%。
[0011]液體壓縮量=453.96 (μ I) *14.80421%= 67.2052 (μ I)。
[0012]也就是說，其他管路中的液體的體積不去計算，僅圖1中壓力傳感器中所占的容積，在18000ps i的壓力下，液體體積就會縮小67.2052 μ I。這在超高壓的以微升計的系統(tǒng)中，會使輸液泵無法正常供液。
[0013]圖1中“液體型腔”的上部和下部，也是死體積存在的巨大空間。由于液體的進出口都在型腔的中部，這在大流量的普通液相色譜儀中，通過加大流速，還可能使流動相得到置換；但在排量以微升計的超高壓系統(tǒng)中，上部和下部液體根本就不可能得到有效的置換，形成死體積(如圖2所示)。
[0014]第二種，如圖3所示，該壓力傳感器包括壓力感應面51、壓力傳感器主體52、第一液體型腔53、壓力傳感器外殼54、第二液體型腔55、進液口 56和出液口 57。進液路和出液路與壓力感應面也是垂直的，壓力傳感器各部分型腔的體積達到820 μ 1，在ISOOOps i的壓力下會被壓縮的體積達121.4 μ I (計算過程省略)；除此之外，壓力傳感器液體型腔中的液體幾乎是不可能被置換出來的，形成了絕對的死體積腔體(如圖4所示)。
[0015]第三種，參見申請?zhí)枮?01120132870.6的中國專利，設計者為了減小死體積，參見圖5，其中進液口 61、出液口 52的位置移到了頂端，同時減小了壓力傳感器液體的型腔，這種壓力傳感器提高了壓力傳感器的測量范圍(能夠檢42MPa至10MPa的壓力)。從圖5中看流路似乎沒有死體積；但從圖6看時仍有巨大的死體積的存在；同時由于進液路、出液路與壓力感應面也是垂直的，所以也必須要有一個型腔儲存感應液體，想繼續(xù)提高壓力傳感器的測量范圍，從原理上講幾乎是不可能的；另外，液路的進液口、出液口的上下移動，會加大壓力傳感器的整體體積和重量，這種隨意加大設計體積和重量的方式，在儀器設計行業(yè)里是很忌諱的；再有10MPa的壓力，對普通高效液相色譜儀的42MPa要求高了許多，但對微流超高效液相色譜系統(tǒng)125MPa的常用壓力(最高應該150MPa到180MPa)又明顯不足，因此，這樣使設計的產品在應用中處于一種很尷尬的地位。
[0016]綜上，現在的壓力傳感器，根本無法適應微流超高效液相色譜系統(tǒng)的需要。

【發(fā)明內容】

[0017]本發(fā)明的目的在于提供一種壓力傳感器，以解決現有技術中的的壓力傳感器無法適應微流超高效液相色譜系統(tǒng)的需要的技術問題。
[0018]本發(fā)明提供一種壓力傳感器，所述壓力傳感器包括壓力傳感器主體和設置在所述壓力傳感器主體內的感應器件部分；所述壓力傳感器主體包括依次連接的進液口、直線形的流路和出液口，所述進液口和所述出液口分別位于所述流路的長度方向的兩端；所述流路的與所述感應器件部分相對的面為壓力感應面，所述壓力感應面與所述流路中液體的流動方向平行設置。
[0019]進一步地，所述進液口的中心線、所述流路的中心線和所述出液口的中心線重合。
[0020]進一步地，所述壓力感應面為平面。
[0021]進一步地，所述流路的橫截面為U型。
[0022]進一步地，U型的所述流路的橫截面的第一部分為半圓形，第二部分為長方形，所述第二部分與所述感應器件部分相對設置。
[0023]進一步地，所述感應器件部分包括封閉型腔，所述封閉型腔與所述壓力感應面相對設置。
[0024]進一步地，所述進液口、所述流路和出液口一體設置。
[0025]進一步地，壓力傳感器主體的兩側分別設有管路接頭。
[0026]本發(fā)明還提供一種液相色譜儀，液相色譜儀包括高壓輸液泵和色譜柱，其中，所述液相色譜儀還包括本發(fā)明所述的壓力傳感器，所述壓力傳感器連接在所述高壓輸液泵和所述色譜柱之間。
[0027]進一步地，所述液相色譜儀為微流超高效液相色譜儀。
[0028]本發(fā)明提供的壓力傳感器，由于流路為直線形，并且所述進液口和所述出液口分別位于所述流路的長度方向的兩