本发明涉及气相色谱分析，具体而言，尤其涉及一种色谱柱加热装置。
背景技术：
1、气相色谱仪广泛应用于生化、食品、化工、环保等多个领域。利用气相色谱分析待测物时，通过设定程序升温方式升高色谱柱的温度可扩展分析范围、减少峰展宽并缩短分析时间。在分析结束后，色谱柱需要从较高柱温降回初始柱温以开始下一次分析。程序升温已经成为色谱分析极为常用的基本技术。目前，传统气相色谱仪利用柱箱中的空气浴进行加热与降温。这种方式利用空气浴实现高的色谱柱温度均匀度，装置结构简单、可靠性好，但其缺点为柱箱体积庞大。传统柱箱的尺寸导致其加热过程的功耗在千瓦量级，降温过程耗时较长，严重拉长了分析周期。
2、气相色谱仪的加热柱箱是整机功耗与体积最大的部分，降低加热柱箱的功耗与体积会显著降低整机的功耗与体积。而传统柱箱的空气浴原理限制了其进一步缩小，缩小柱箱会导致降温过程中柱箱内边界层对内部空气浴的反向加热，导致柱箱温度下降速度减慢甚至出现温度回升现象。目前微型气相色谱加热装置研究较多的是圆筒式、平板式、直热式等，这些加热装置为降低加热过程的功耗，往往需要用较厚的保温材料将色谱柱严密包裹，导致降温过程十分缓慢。因此，研究体积小、升温功耗低、降温速度快的微型色谱柱加热装置是气相色谱仪推向小型化、便携化亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、鉴于现有技术的不足，本申请提供一种色谱柱加热装置。色谱柱通过空腔内无自然对流空气层保温，散热时通过强制对流直接给色谱柱降温，大幅降低了降温时间。
2、本发明采用的技术手段如下：
3、一种色谱柱加热装置，包括外壳、保温层、空腔、风口、外风道、加热板、色谱柱、色谱柱接口以及监测控制模块，其中：
4、所述保温层紧贴于外壳内壁，形成一空腔，外壳侧面相对设置2个风口贯穿所述外壳与保温层将空腔与外界环境连通，任意风口均连接一条外风道，加热板固定于上方保温层内部且加热板下表面位于空腔内，色谱柱固定于加热板下表面且位于空腔内，色谱柱接口贯穿外壳与上方保温层连接于所述色谱柱的两端；
5、所述风口通过监测控制模块的控制或外风道中产生的风压保持关闭或开启状态，两侧风口均关闭时空腔与外界环境无气体交换，当需要降温时，两侧风口打开，外界环境中的空气通过两侧外风道与风口在空腔中流动，当色谱柱温度降低至所设定值后，两侧外风道停止工作，两侧风口关闭；
6、所述色谱柱由气相色谱毛细管柱盘绕后胶粘或捆绑成平板形，气相色谱毛细管柱的两端与色谱柱接口相连接，毛细管柱上贴附有与监测控制模块相连的温度传感器；
7、所述监测控制模块一方面用于监测色谱柱与色谱柱接口温度并且调节加热板与色谱柱接口加热功率，另一方面还用于控制风口与外风道工作状态。
8、进一步地，所述加热板包含加热元件与同加热元件和色谱柱相接触的均温板，其中加热元件可在监测控制模块的控制下使色谱柱的温度保持在40～400℃内一恒定温度或从40～400℃范围内的某一温度以2～200℃/min的速度升高，这一过程中两侧风口均保持关闭，均温板由热扩散率高于0.5cm2s-1的高导热材料制成。
9、进一步地，所述空腔为单层腔体或由表面反射率高于0.8的薄层材料分隔而成的2～5层腔体，每层腔体的厚度为3～9mm。
10、进一步地，所述保温层为导热系数低于0.5wm-1k-1的保温材料，保温层与色谱柱正对的表面覆盖表面反射率高于0.8的薄层材料。
11、进一步地，所述外风道内部包含风扇、气泵以及散热片，降温阶段结束后通过外风道与风口将空腔中的气体抽出，使得空腔内保持较低的压强，之后关闭两侧风口开始加热。
12、进一步地，所述色谱柱接口内具有与监测控制模块相连的温度传感器与加热元件，能够将色谱柱接口内的气相色谱毛细管柱保持在60～400℃范围内的任一恒定温度。
13、较现有技术相比，本发明具有以下优点：
14、1、本发明中色谱柱通过空腔内无自然对流空气层而不是包裹在保温材料内保温，散热时通过强制对流直接给色谱柱降温，大幅降低了降温时间。
15、2、本发明通过色谱柱与加热板直接接触热传导而不是通过空气浴热传导，降低了加热功耗，提高了升温速度。
16、3、本发明中无自然对流空气层导热系数极低，降低了加热功耗。
17、4、本发明中色谱柱接头位于保温材料内部且具有伴热，防止色谱分析过程中出现冷区。
18、5、本发明整个装置体积小热容低，降低了加热功耗，提高了降温速度。
1.一种色谱柱加热装置，其特征在于，包括外壳(101)、保温层(102)、空腔(103)、风口(104)、外风道(105)、加热板(106)、色谱柱(107)、色谱柱接口(108)以及监测控制模块，其中：
2.根据权利要求1所述的一种色谱柱加热装置，其特征在于，所述加热板(106)包含加热元件与同加热元件和色谱柱(107)相接触的均温板，其中加热元件可在监测控制模块的控制下使色谱柱(107)的温度保持在40～400℃内一恒定温度或从40～400℃范围内的某一温度以2～200℃/min的速度升高，这一过程中两侧风口(104)均保持关闭，均温板由热扩散率高于0.5cm2s-1的高导热材料制成。
3.根据权利要求1所述的一种色谱柱加热装置，其特征在于，所述空腔(103)为单层腔体或由表面反射率高于0.8的薄层材料分隔而成的2～5层腔体，每层腔体的厚度为3～9mm。
4.根据权利要求1所述的一种色谱柱加热装置，其特征在于：所述保温层(102)为导热系数低于0.5wm-1k-1的保温材料，保温层(102)与色谱柱(107)正对的表面覆盖表面反射率高于0.8的薄层材料。
5.根据权利要求1所述的一种色谱柱加热装置，其特征在于：所述外风道(105)内部包含风扇、气泵以及散热片，降温阶段结束后通过外风道(105)与风口(104)将空腔(103)中的气体抽出，使得空腔(103)内保持较低的压强，之后关闭两侧风口(104)开始加热。
6.根据权利要求1所述的一种色谱柱加热装置，其特征在于：所述色谱柱接口(108)内具有与监测控制模块相连的温度传感器与加热元件，能够将色谱柱接口(108)内的气相色谱毛细管柱保持在60～400℃范围内的任一恒定温度。
