專利名稱：揮發(fā)性有機(jī)物連續(xù)監(jiān)測(cè)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種環(huán)保監(jiān)測(cè)設(shè)備，特別涉及一種能夠連續(xù)在線監(jiān)測(cè)環(huán)境空氣中
揮發(fā)性有機(jī)氣體濃度的儀器。
背景技術(shù)：
VOCs(揮發(fā)性有機(jī)物)是大氣中一類十分重要的污染物，其特點(diǎn)是濃度低、活性 強(qiáng)、危害大，除甲烷外，其余V0C在大氣中的平均體積濃度分?jǐn)?shù)一般都小于1 X 10—9，但在污 染比較嚴(yán)重的區(qū)域，如大城市，某些成分的體積濃度可能達(dá)到1X10—7或是更高。目前，由于 人類活動(dòng)改變了大氣化學(xué)成分的動(dòng)態(tài)平衡，引起大氣化學(xué)成分的變化，比如煤、石油和天然 氣等資源的不斷開發(fā)利用，使得大氣中V0Cs種類越來越多，大氣降解成分越來越復(fù)雜，對(duì) 環(huán)境與氣候的影響也越來越顯著。尤其是在城市大氣中V0Cs來源廣泛、品種繁多、濃度分 布范圍廣、在大氣中的化學(xué)反應(yīng)極其復(fù)雜。因此，可靠的VOCs測(cè)量數(shù)據(jù)是研究其對(duì)環(huán)境和 人類健康影響的基礎(chǔ)。由于V0Cs的精確測(cè)量技術(shù)復(fù)雜，我國城市V0Cs的研究在目標(biāo)化合 物數(shù)量、時(shí)間分辨率和監(jiān)測(cè)時(shí)段等方面還非常有限。此外，監(jiān)測(cè)到的V0Cs大氣濃度受源變 化、氣象條件、化學(xué)反應(yīng)過程以及采樣時(shí)間、地點(diǎn)和持續(xù)時(shí)間等因素的影響。所以，只有通過 長期連續(xù)的監(jiān)測(cè)才能揭示出大氣中V0Cs濃度水平變化的特征和一般趨勢(shì)，為環(huán)境質(zhì)量控 制對(duì)策提供科學(xué)依據(jù)。 目前應(yīng)用最廣泛的V0Cs采樣方法為不銹鋼罐采樣、吸附劑采樣、氣袋采樣以及低 溫冷凝法采樣。采集的樣品必須經(jīng)過固相萃取、溶劑解析、低溫預(yù)濃縮熱解析等方法進(jìn)行預(yù) 處理。樣品分析主要依靠氣相色譜法、高效液相色譜法、氣相色譜_質(zhì)譜、熒光分光光度法 等。現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)大氣VOCs監(jiān)測(cè)的技術(shù)仍然存在以下問題 1、樣品采集依靠傳統(tǒng)的氣體采集方法，比如上述的不銹鋼罐采樣、吸附劑采樣、氣 袋采樣以及低溫冷凝法采樣等，這些采集方法由于客觀因素的限制，已經(jīng)逐步滿足不了當(dāng) 前的應(yīng)用需求，尤其對(duì)于采集環(huán)境空氣中微量的VOCs氣體時(shí)存在吸附操作復(fù)雜、成本高、 效率低等缺陷。 2、采用上述的樣品采集方法必須要經(jīng)過樣品的預(yù)處理才可以用來分析，由于預(yù)處 理的過程復(fù)雜、且在預(yù)處理時(shí)的人工干預(yù)中難免會(huì)對(duì)樣品造成人為的污染，整個(gè)過程周期 長，且會(huì)帶來一定的誤差。 3、由于環(huán)境空氣中VOCs組分的復(fù)雜性以及濃度水平極低， 一般混合比從10卯tv 至幾十個(gè)PPtv，因此實(shí)現(xiàn)VOCs樣品的連續(xù)自動(dòng)分析較為困難，尤其對(duì)主機(jī)的線性范圍要求 較寬。目前常用的分析方法為氣相色譜法和氣相色譜-質(zhì)譜法多數(shù)采用離線分析技術(shù)，其 時(shí)間分辨率低，且不能反映大氣中VOCs的連續(xù)變化。 目前投入使用的在線測(cè)定VOC和OVOC的一體化氣相色譜技術(shù)有兩類一類是多通 道在線GC-FID/MS技術(shù)，美國商業(yè)部高空大氣學(xué)實(shí)驗(yàn)室的Goldan等人首先將這一技術(shù)應(yīng)用 于OVOCs的測(cè)量，并一直致力于主機(jī)的改進(jìn)優(yōu)化，已形成一套相對(duì)完整的分析系統(tǒng)(Goldan et al. ，2004);另外一類是GC-RGD (Reduction Gas Detector)，這一技術(shù)首選被美國國家航空航天局采用(Singh， 1995)。此外，質(zhì)子轉(zhuǎn)移質(zhì)譜(PTR-MS)也被發(fā)展為一種有效的在線 測(cè)量大氣中痕量揮發(fā)性有機(jī)物技術(shù)，包括0V0Cs，這一技術(shù)首先是由奧地利因斯布魯克大學(xué) 的Lindinger及其同事發(fā)展起來的(Lindinger， et al. ， 1998) 。 GC-MS技術(shù)用在揮發(fā)性、半 揮發(fā)性化合物及其衍生物已得到了普遍的應(yīng)用，而且正在向在線測(cè)量及小型化方向發(fā)展。 我國對(duì)環(huán)境空氣揮發(fā)性有機(jī)物的研究起步較晚，目前尚未有類似商品化的分析 儀，盡管國內(nèi)科研機(jī)構(gòu)有類似的產(chǎn)品雛形，但其采用的是一種轉(zhuǎn)動(dòng)鼓結(jié)構(gòu)，如CN1632570A 所述，將多根采樣吸附管設(shè)置在一轉(zhuǎn)動(dòng)鼓上，通過旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)鼓來實(shí)現(xiàn)采樣和分析的不間斷 進(jìn)行。這種方法由于機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可操作性差，實(shí)現(xiàn)過程繁瑣且連續(xù)工作易出現(xiàn)漏氣現(xiàn) 象。因此我國對(duì)環(huán)境空氣揮發(fā)性有機(jī)物的連續(xù)自動(dòng)采集和分析儀器主要依靠國外進(jìn)口設(shè) 備，但其價(jià)格昂貴、分析過程復(fù)雜，采樣和分析的時(shí)間分辨率較低，且尚未實(shí)現(xiàn)連續(xù)的監(jiān)測(cè) 分析。 所以，研究新一代VOCs的采樣方法和分析技術(shù)，發(fā)展高靈敏度、操作簡便、經(jīng)濟(jì)適 用且易于維護(hù)的VOCs分析儀，發(fā)展VOCs在線連續(xù)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)，在環(huán)境空氣監(jiān)測(cè)研究領(lǐng)域 具有重要意義。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有的揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測(cè)設(shè)備分析過程復(fù)雜、
時(shí)間分辨率低、無法實(shí)現(xiàn)連續(xù)的在線分析的問題，本實(shí)用新型的監(jiān)測(cè)儀可對(duì)通過吸附管和 濃縮管的樣氣實(shí)現(xiàn)兩級(jí)吸附、濃縮并能快速加熱解析，然后送入氣相色譜柱和離子化檢測(cè) 器定量分析，實(shí)現(xiàn)了在常溫條件下對(duì)環(huán)境空氣中揮發(fā)性有機(jī)物的快速、高效、準(zhǔn)確的連續(xù)自 動(dòng)監(jiān)測(cè)。 為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是，一種揮發(fā)性有機(jī)物連續(xù)
監(jiān)測(cè)儀，其具有主機(jī)，所述主機(jī)包括吸附和熱解析裝置、氣相色譜柱和離子化檢測(cè)器，所述 主機(jī)上設(shè)置有樣氣進(jìn)口 、樣氣出口 、載氣進(jìn)口 、空氣進(jìn)口 ，其特征在于，所述主機(jī)還包括一 電
動(dòng)六通閥，所述電動(dòng)六通閥連接主機(jī)的采樣管路、載氣管路和標(biāo)氣管路；所述吸附和熱解析 裝置具有一支架，支架上設(shè)有一吸附管和一濃縮管， 一軸流風(fēng)機(jī)設(shè)置在支架一側(cè)，所述吸附 管的輸入端經(jīng)所述電動(dòng)六通閥與樣氣進(jìn)口相連，所述吸附管輸出端經(jīng)電動(dòng)六通閥連接一氣 泵，所述濃縮管輸入端與所述電動(dòng)六通閥連接，所述吸附管還與載氣管路連接，吸附管和濃 縮管上分別繞設(shè)有電加熱絲，所述電加熱絲與設(shè)置在支架上的高溫接線端子連接；所述氣 相色譜柱的輸入端與所述濃縮管的輸出端相連；所述離子化檢測(cè)器的輸入端連接所述氣相 色譜柱的輸出端。 其中，所述揮發(fā)性有機(jī)物連續(xù)監(jiān)測(cè)儀還包括制冷單元、流量檢測(cè)控制單元、供電單 元和嵌入式計(jì)算機(jī)控制處理顯示單元、汽化室和氫空一體機(jī)，汽化室輸入端連接所述主機(jī) 的樣氣進(jìn)口，氫空一體機(jī)的氫氣出口通過載氣進(jìn)口連接吸附管，氫空一體機(jī)的空氣出口連 接主機(jī)的空氣進(jìn)口。所述吸附和熱解析裝置的支架為上、下雙層結(jié)構(gòu)，吸附管位于下層、濃 縮管位于上層，支架上下層設(shè)置為錯(cuò)層結(jié)構(gòu)，支架的軸流風(fēng)機(jī)風(fēng)向朝向所述支架中心。所述 電加熱絲表面還設(shè)置有溫度傳感器；所述吸附管和濃縮管的輸入端和輸出端均設(shè)有氣嘴， 所述氣嘴內(nèi)套有錐形卡套，所述錐形卡套為聚四氟乙烯材質(zhì)。所述吸附管和濃縮管材質(zhì)為 石英玻璃，所述吸附管長度為80mm-100mm，內(nèi)徑為3_3. 5mm，外徑為4. 5_5. 5mm，所述濃縮管長度為80mm-100mm，內(nèi)徑為0. 2_0. 4mm，外徑為0. 4_0. 6mm。所述吸附管和濃縮管材質(zhì)為 不銹鋼，所述吸附管和濃縮管長度為20mm-60mm，外徑為1. 5-3mm，內(nèi)徑為l-2mm，所述吸附 管和濃縮管經(jīng)過硅烷化處理，且所述不銹鋼管繞制成螺旋狀固定于支架上。所述吸附管和 濃縮管內(nèi)填充有吸附劑，吸附劑兩端分別設(shè)有石英玻璃毛或經(jīng)硅烷化處理后的不銹鋼網(wǎng)； 所述吸附管內(nèi)填充有兩段吸附劑，分別為20-40目的Carbotr即石墨化碳黑和60-80目的 Carbosieve SIII碳分子篩；所述濃縮管內(nèi)填充有一段吸附劑，為60-80目的Carbopack B 石墨化碳黑。所述氣相色譜柱設(shè)置于一程序控溫柱箱內(nèi)，所述程序控溫柱箱內(nèi)設(shè)置有一銅 板，所述氣相色譜柱盤繞固定在所述銅板上表面，所述銅板下面設(shè)置有加熱片，所述加熱片 下方設(shè)置有隔熱板，所述隔熱板下方設(shè)置有軸流風(fēng)機(jī)，所述氣相色譜柱的材質(zhì)為石英玻璃， 氣相色譜柱長度為20-35米。所述程序控溫柱箱一側(cè)開設(shè)有兩個(gè)小槽，氣相色譜柱的輸入 端和輸出端分別穿過所述兩小槽；所述程序控溫柱箱上設(shè)置有柱箱蓋，所述柱箱蓋上設(shè)置 有同步電機(jī)，所述柱箱蓋為雙層結(jié)構(gòu)，且柱箱蓋上有4個(gè)花瓣式開孔，所述柱箱蓋內(nèi)嵌套另
一同樣結(jié)構(gòu)的花瓣扇門，所述同步電機(jī)安裝固定在柱箱蓋上，所述同步電機(jī)軸穿過柱箱蓋
的中心孔與所述箱蓋內(nèi)嵌套花瓣扇門中心相連固定，所述柱箱蓋上面與電機(jī)座之間的同步
電機(jī)軸上設(shè)置固定有一光控板，所述光控板邊有設(shè)置有光電開關(guān)固定于所述柱箱蓋上面。
所述離子化檢測(cè)器為光離子化檢測(cè)器或火焰離子化檢測(cè)器。 本實(shí)用新型所能達(dá)到的有益效果是 1、本實(shí)用新型通過吸附管對(duì)環(huán)境空氣中揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行在線吸附，通過一級(jí)的 快速熱解析后將樣氣送入濃縮管進(jìn)行二次濃縮和熱解析，實(shí)現(xiàn)了在常溫條件下對(duì)環(huán)境空氣 中揮發(fā)性有機(jī)物，特別是對(duì)C4-C12痕量有機(jī)物的采樣和濃縮； 2、本實(shí)用新型通過將濃縮管中濃縮的有機(jī)物快速加熱解析，然后送入氣相色譜柱 中，通過色譜柱中的固定相進(jìn)行分離，分離后的樣品進(jìn)入到離子化檢測(cè)器，可實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境空 氣中有機(jī)物C4-C12非甲烷碳?xì)浠衔锏倪B續(xù)自動(dòng)檢測(cè)； 3、本實(shí)用新型體積小，結(jié)構(gòu)簡單，通過單根吸附管可實(shí)現(xiàn)最長30分鐘得到一組采 樣結(jié)果的時(shí)間分辨率，且靈敏度可達(dá)到0. Olppbv，其運(yùn)行和維護(hù)成本低，可操作性強(qiáng)，特別 適合城市和污染源區(qū)環(huán)境空氣的連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例揮發(fā)性有機(jī)物連續(xù)監(jiān)測(cè)儀整體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1中的樣品吸附和熱解析裝置A-A向示意圖； 圖3是圖1中的程序控溫色譜柱箱B-B向剖視圖。 圖中標(biāo)號(hào)說明 1-樣品吸附和熱解析裝置 101-輸入氣嘴lOl'-輸出氣嘴102-輸入氣嘴102'-輸出氣嘴 103-支架 104-隔熱板 105-軸流風(fēng)機(jī) 106-底板 107-濃縮管 108、108'-電加熱絲 109-吸附管 110-高溫接線端子 Hl、lll'-溫度傳感器112-高溫接線端子 2-程序控溫色譜柱箱 201-同步電機(jī)202-電機(jī)支架203-卡槽式光電開關(guān)204-光控板[0028] 205-柱箱蓋 206-花瓣式扇門 207-銅板 208-隔熱板 209-柱箱體210-氣相色譜柱211-加熱片 212-軸流風(fēng)機(jī) 3-氫火焰離子化檢測(cè)器 4-汽化室 5-電動(dòng)六通閥 6-樣品制冷單7-流量檢測(cè)控制單元8-供電單元 9-嵌入式計(jì)算機(jī)控制處理顯示單元
具體實(shí)施方式參閱圖l，為本實(shí)用新型實(shí)施例揮發(fā)性有機(jī)物連續(xù)監(jiān)測(cè)儀的整體結(jié)構(gòu)圖，其具有主 機(jī)，主機(jī)包括吸附和熱解析裝置1、程序控溫色譜柱箱2、離子化檢測(cè)器3、電動(dòng)六通閥5，本 監(jiān)測(cè)儀還進(jìn)一步包括汽化室4、樣品制冷單元6、流量檢測(cè)控制單元7、供電單元8、嵌入式計(jì) 算機(jī)控制處理顯示單元9和氫空一體機(jī)(圖中未示出)。所述主機(jī)上設(shè)置有樣氣進(jìn)口、樣氣 出口、載氣進(jìn)口、空氣進(jìn)口。 汽化室4輸入端連接所述主機(jī)的樣氣進(jìn)口，氫空一體機(jī)的氫氣出口連接所述主機(jī) 的載氣入口 ，氫空一體機(jī)的空氣出口連接主機(jī)的空氣進(jìn)口 。 如圖2所示樣品吸附和熱解析裝置結(jié)構(gòu)示意圖，其具有一支架103，一隔熱板104 將支架103分為濃縮層和吸附層上下兩層，支架上下層為錯(cuò)層設(shè)置。下層吸附層設(shè)置有輸 入氣嘴101和輸出氣嘴101'，高溫接線端子112安裝在支架103的底板106上，吸附管109 通過氣嘴101及氣嘴101'穿設(shè)固定在兩端支架間；在吸附管109上纏繞有電加熱絲108， 其兩端分別接于高溫接線端子112的接線柱上，一溫度傳感器111安裝固定在高溫接線柱 112的中間，所述溫度傳感器111的溫度感應(yīng)面緊貼在吸附管109上的電加熱絲表面；一軸 流風(fēng)機(jī)105安裝在支架底板106上，其風(fēng)向出口對(duì)準(zhǔn)吸附管109 ;輸入氣嘴101經(jīng)電動(dòng)六通
閥接于樣氣進(jìn)口，輸出氣嘴ior經(jīng)電動(dòng)六通閥等管路接于一抽氣泵入口。上層濃縮層具有
與吸附層類似的結(jié)構(gòu)，在隔熱板104上安裝有高溫接線端子IIO，支架的兩端設(shè)置安裝有輸 入氣嘴102和輸出氣嘴102';—濃縮管107通過兩氣嘴穿設(shè)固定在支架103間；在濃縮管 107上纏繞有電加熱絲108'，電加熱絲108'的兩端分別接于高溫接線端子110的接線柱上；
一溫度傳感器iir安裝固定在高溫接線柱iio的中間，所述溫度傳感器iir的溫度感應(yīng)
面緊貼在濃縮管107上繞制的電加熱絲108的表面；輸入氣嘴102接于電動(dòng)六通閥的其中 一輸出端口上，輸出氣嘴102'接于氣相色譜柱的輸入端。上述吸附管和濃縮管的輸入和輸 出氣嘴內(nèi)均套有由聚四氟乙烯材質(zhì)制成的錐形卡套。 本實(shí)用新型中，對(duì)于吸附管和濃縮管有如下的特別設(shè)計(jì)，吸附管和濃縮管材質(zhì)為 石英玻璃，吸附管長度為80mm-100mm，內(nèi)徑為3_3. 5mm，外徑為4. 5_5. 5mm，所述濃縮管長度 為80mm-100mm，內(nèi)徑為0. 2_0. 4mm，外徑為0. 4_0. 6mm?；蛘咚鑫焦芎蜐饪s管材質(zhì)為 不銹鋼，所述吸附管和濃縮管長度為20mm-60mm，外徑為1. 5-3mm，內(nèi)徑為l-2mm。所述吸 附管和濃縮管經(jīng)過硅烷化處理，且所述不銹鋼管繞制成螺旋狀固定于支架上。吸附管和濃 縮管內(nèi)填充有吸附劑，吸附劑兩端分別設(shè)有石英玻璃毛或經(jīng)硅烷化處理后的不銹鋼網(wǎng)。其 中，所述吸附管內(nèi)填充有兩段吸附劑，所述吸附劑分別為Carbotr即(20-40目)石墨化碳 黑，和Carbosieve SIII (60-80目)碳分子篩。濃縮管內(nèi)填充有一段吸附劑，所述吸附劑為 Carbopack B (60-80目)石墨化碳黑。[0038] 進(jìn)一步參閱圖3，為圖1中程序控溫色譜柱箱部件2的B-B向剖視圖，其為一圓柱 形箱體結(jié)構(gòu)，包括一柱箱體209， 一軸流風(fēng)機(jī)212設(shè)置安裝在柱箱底部，該軸流風(fēng)機(jī)212工作 時(shí)的風(fēng)向沿柱箱中心的風(fēng)道向上吹風(fēng)，柱箱內(nèi)安裝有隔熱板208，隔熱板208的上面設(shè)置一 加熱片211，在加熱片的上面安裝固定一銅板207，氣相色譜柱210盤繞在銅板207的表面， 氣相色譜柱210的輸入端和輸出端分別穿過程序控溫柱箱一側(cè)開設(shè)的兩個(gè)小槽。柱箱的上 面設(shè)置一柱箱蓋205，所述柱箱蓋205為雙層結(jié)構(gòu)，且柱箱蓋上有4個(gè)花瓣式開孔，所述柱 箱蓋內(nèi)嵌套另一同樣結(jié)構(gòu)的花瓣扇門構(gòu)成花瓣式扇門206，在柱箱蓋的上面安裝有一電機(jī) 支架202，同步電機(jī)201安裝固定在電機(jī)支架202上，該同步電機(jī)軸經(jīng)柱箱蓋205的中心孔 與內(nèi)嵌的花瓣式扇門206的中心相連固定。在電機(jī)與柱箱蓋之間的電機(jī)軸上裝設(shè)有一光控 板204，并且在光控板204邊緣安裝有一卡槽式光電開關(guān)203。其中，氣相色譜柱210的材 質(zhì)為石英玻璃，所述氣相色譜柱長度可為20-35米。 本實(shí)施例中的離子化檢測(cè)器采用氫火焰離子化檢測(cè)器，也可采用光離子化檢測(cè) 器。 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型實(shí)施例揮發(fā)性有機(jī)物連續(xù)監(jiān)測(cè)儀的工作過程主要包括 以下幾大步驟 A、吸附管的輸出氣嘴101'在抽氣泵的抽氣動(dòng)力下，樣品氣體(待測(cè)氣體)由主機(jī) 的進(jìn)樣口及過濾器等管路，經(jīng)電動(dòng)六通閥由圖2中輸入氣嘴101端進(jìn)入吸附管109。啟動(dòng) 一級(jí)吸附的樣品制冷單元6，樣品氣體中的揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)被高效地吸附到吸附管109的 吸附劑中進(jìn)行采樣，采樣完畢后，一級(jí)吸附的樣品制冷單元6停止運(yùn)行、切換電動(dòng)六通閥5， 抽氣泵繼續(xù)抽氣使采樣管路處于連續(xù)排空狀態(tài)。氫空一體機(jī)中產(chǎn)生的氫氣載氣由輸出氣嘴 101'端吹向輸入氣嘴101端，并經(jīng)電動(dòng)六通閥排出，完成對(duì)吸附管109中采集樣品的吹洗。 吹洗完畢后通過切換電動(dòng)六通閥使吸附管109的輸入氣嘴101端與濃縮管107端的氣路相 通，并將繞制在吸附管109上的電加熱絲快速升溫至300度，在載氣的推動(dòng)下將吸附管109 中的樣品氣體解析并由輸入氣嘴102端進(jìn)入濃縮管107中進(jìn)行濃縮，同時(shí)啟動(dòng)濃縮管部分 的制冷單元。該解析過程完畢后，啟動(dòng)軸流風(fēng)機(jī)105對(duì)吸附管109散熱并將吸附管溫度降 至環(huán)境溫度。重新啟動(dòng)抽氣泵，進(jìn)行下一個(gè)采樣狀態(tài)。 B、在吸附管進(jìn)行下一個(gè)采樣的同時(shí)，濃縮管部分的制冷單元停止運(yùn)行，將濃縮管 的電加熱絲108快速升溫至250度，使?jié)饪s管107中的氣體樣品在載氣的推動(dòng)下，經(jīng)102' 端瞬間進(jìn)入氣相色譜柱。 C、當(dāng)樣品由濃縮管熱解析進(jìn)入色譜柱210時(shí)，通過程序控制銅板207對(duì)色譜柱210 按一定的溫度和升溫速率進(jìn)行升溫，以適合不同沸點(diǎn)的化合物在色譜柱中更有效地分離。 由于毛細(xì)管氣相色譜柱中固定相填料對(duì)樣品中各化合物成分的作用力大小不同，使各化合 物經(jīng)色譜柱到達(dá)離子化檢測(cè)器的先后順序不同，從而實(shí)現(xiàn)了物質(zhì)的有效分離。當(dāng)樣品分析 完成后，開啟同步電機(jī)201帶動(dòng)柱箱蓋205的花瓣式扇門206轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)動(dòng)位置通過光控板 204和光電開關(guān)203來確定剛好打開扇門為止，同時(shí)開啟軸流風(fēng)機(jī)212對(duì)色譜柱吹風(fēng)，使之 降至環(huán)境溫度為止，當(dāng)溫度到達(dá)設(shè)置點(diǎn)，重新關(guān)閉扇門206，關(guān)閉軸流風(fēng)機(jī)212進(jìn)入下一個(gè) 分析過程。 D.氫火焰離子化檢測(cè)器對(duì)不同揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行定性定量測(cè)量。 E.當(dāng)用主機(jī)進(jìn)行標(biāo)定時(shí)，將標(biāo)準(zhǔn)樣品注入樣品汽化室，再重復(fù)以上A、B、C、D幾個(gè)過程即可。 本工作過程實(shí)現(xiàn)了采用單根吸附管和單根濃縮管將樣品的采集和分離發(fā)生在同 一時(shí)間段內(nèi)，有效地縮短了工作周期，提高了主機(jī)的工作效率，30分鐘內(nèi)即可完成一組樣品 的采集和分析。 本實(shí)用新型的吸附管起到對(duì)環(huán)境空氣樣品的快速捕集高效吸附作用，濃縮管起到 對(duì)樣品氣的濃縮優(yōu)化及改善色譜分離效果的作用。采用本實(shí)用新型的環(huán)境空氣揮發(fā)性有機(jī) 物在線分析儀在中心城區(qū)室外環(huán)境下采集大氣樣品進(jìn)行在線實(shí)際監(jiān)測(cè)，在30分鐘內(nèi)即得 到一組分析結(jié)果，并從譜圖上至少可以分辨出30種以上的不同揮發(fā)性有機(jī)物，通過標(biāo)樣即 可確定揮發(fā)性有機(jī)物的種類及在環(huán)境空氣中的濃度。采用本實(shí)用新型的環(huán)境空氣揮發(fā)性有 機(jī)物在線分析儀，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)大氣和污染源環(huán)境揮發(fā)性有機(jī)物中C4-C12非甲烷碳?xì)涞然?合物進(jìn)行自動(dòng)在線或機(jī)動(dòng)監(jiān)測(cè)，其體積小，結(jié)構(gòu)簡單，僅采用兩根單管即可實(shí)現(xiàn)連續(xù)的樣品 采集和分析，運(yùn)行和維護(hù)成本低，可操作性強(qiáng)，特別適合城市和污染源區(qū)環(huán)境空氣的連續(xù)自 動(dòng)監(jiān)測(cè)。 綜上所陳，僅為本實(shí)用新型之一較佳實(shí)施例而已，并非用來限定本實(shí)用新型實(shí)施 之范圍。即凡依本實(shí)用新型申請(qǐng)專利范圍所做之均等變化與修飾，皆為本實(shí)用新型專利范 圍所涵蓋。
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權(quán)利要求一種揮發(fā)性有機(jī)物連續(xù)監(jiān)測(cè)儀，其具有主機(jī)，所述主機(jī)包括吸附和熱解析裝置、氣相色譜柱和離子化檢測(cè)器，所述主機(jī)上設(shè)置有樣氣進(jìn)口、樣氣出口、載氣進(jìn)口、空氣進(jìn)口，其特征在于，所述主機(jī)還包括一電動(dòng)六通閥，所述電動(dòng)六通閥連接主機(jī)的采樣管路、載氣管路和標(biāo)氣管路；所述吸附和熱解析裝置具有一支架，支架上設(shè)有一吸附管和一濃縮管，一軸流風(fēng)機(jī)設(shè)置在支架一側(cè)，所述吸附管的輸入端經(jīng)所述電動(dòng)六通閥與樣氣進(jìn)口相連，所述吸附管輸出端經(jīng)電動(dòng)六通閥連接一氣泵，所述濃縮管輸入端與所述電動(dòng)六通閥連接，所述吸附管還與載氣管路連接，吸附管和濃縮管上分別繞設(shè)有電加熱絲，所述電加熱絲與設(shè)置在支架上的高溫接線端子連接；所述氣相色譜柱的輸入端與所述濃縮管的輸出端相連；所述離子化檢測(cè)器的輸入端連接所述氣相色譜柱的輸出端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的揮發(fā)性有機(jī)物連續(xù)監(jiān)測(cè)儀，其特征在于，所述揮發(fā)性有機(jī)物 連續(xù)監(jiān)測(cè)儀還包括制冷單元、流量檢測(cè)控制單元、供電單元和嵌入式計(jì)算機(jī)控制處理顯示 單元、汽化室和氫空一體機(jī)，汽化室輸入端連接所述主機(jī)的樣氣進(jìn)口，氫空一體機(jī)的氫氣出 口通過載氣進(jìn)口連接吸附管，氫空一體機(jī)的空氣出口連接主機(jī)的空氣進(jìn)口。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的揮發(fā)性有機(jī)物連續(xù)監(jiān)測(cè)儀，其特征在于，所述吸附和熱解 析裝置的支架為上、下雙層結(jié)構(gòu)，吸附管位于下層、濃縮管位于上層，支架上下層設(shè)置為錯(cuò) 層結(jié)構(gòu)，支架的軸流風(fēng)機(jī)風(fēng)向朝向所述支架中心。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的揮發(fā)性有機(jī)物連續(xù)監(jiān)測(cè)儀，其特征在于，所述電加熱絲表面 還設(shè)置有溫度傳感器；所述吸附管和濃縮管的輸入端和輸出端均設(shè)有氣嘴，所述氣嘴內(nèi)套 有錐形卡套。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的揮發(fā)性有機(jī)物連續(xù)監(jiān)測(cè)儀，其特征在于，所述吸附管和濃縮 管材質(zhì)為石英玻璃，所述吸附管長度為80mm-100mm，內(nèi)徑為3_3. 5mm，外徑為4. 5_5. 5mm，所 述濃縮管長度為80mm-100mm，內(nèi)徑為0. 2-0. 4mm，外徑為0. 4-0. 6mm。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的揮發(fā)性有機(jī)物連續(xù)監(jiān)測(cè)儀，其特征在于，所述吸附管和濃縮 管材質(zhì)為不銹鋼，所述吸附管和濃縮管長度為20mm-60mm，外徑為1. 5-3mm，內(nèi)徑為l-2mm， 所述吸附管和濃縮管繞制成螺旋狀固定于支架上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的揮發(fā)性有機(jī)物連續(xù)監(jiān)測(cè)儀，其特征在于，所述吸附管和濃 縮管內(nèi)填充有吸附劑，吸附劑兩端分別設(shè)有石英玻璃毛或經(jīng)硅烷化處理后的不銹鋼網(wǎng)；所 述吸附管內(nèi)填充有兩段吸附劑；所述濃縮管內(nèi)填充有一段吸附劑。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的揮發(fā)性有機(jī)物連續(xù)監(jiān)測(cè)儀，其特征在于，所述氣相色譜柱 設(shè)置于一程序控溫柱箱內(nèi)，所述程序控溫柱箱內(nèi)設(shè)置有一銅板，所述氣相色譜柱盤繞固定 在所述銅板上表面，所述銅板下面設(shè)置有加熱片，所述加熱片下方設(shè)置有隔熱板，所述隔熱 板下方設(shè)置有軸流風(fēng)機(jī)，所述氣相色譜柱的材質(zhì)為石英玻璃，氣相色譜柱長度為20-35米。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的揮發(fā)性有機(jī)物連續(xù)監(jiān)測(cè)儀，其特征在于，所述程序控溫柱箱 一側(cè)開設(shè)有兩個(gè)小槽，氣相色譜柱的輸入端和輸出端分別穿過所述兩小槽；所述程序控溫 柱箱上設(shè)置有柱箱蓋，所述柱箱蓋上設(shè)置有同步電機(jī)，所述柱箱蓋為雙層結(jié)構(gòu)，且柱箱蓋上 有4個(gè)花瓣式開孔，所述柱箱蓋內(nèi)嵌套另一同樣結(jié)構(gòu)的花瓣扇門，所述同步電機(jī)安裝固定在柱箱蓋上，所述同步電機(jī)軸穿過柱箱蓋的中心孔與所述箱蓋內(nèi)嵌套花瓣扇門中心相連固 定，所述柱箱蓋上面與電機(jī)座之間的同步電機(jī)軸上設(shè)置固定有一光控板，所述光控板設(shè)置 有光電開關(guān)，所述光電開關(guān)固定于所述柱箱蓋上面。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的揮發(fā)性有機(jī)物連續(xù)監(jiān)測(cè)儀，其特征在于，所述離子化檢 測(cè)器為光離子化檢測(cè)器或火焰離子化檢測(cè)器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種揮發(fā)性有機(jī)物連續(xù)監(jiān)測(cè)儀，其主要包括吸附和熱解析裝置、氣相色譜柱、離子化檢測(cè)器和一電動(dòng)六通閥，所述電動(dòng)六通閥連接主機(jī)的采樣管路、載氣管路和標(biāo)氣管路；所述吸附和熱解析裝置具有一支架，支架上設(shè)有一吸附管和一濃縮管，一軸流風(fēng)機(jī)設(shè)置在支架一側(cè)，所述吸附管的輸入端經(jīng)所述電動(dòng)六通閥與樣氣進(jìn)口相連，所述吸附管輸出端經(jīng)電動(dòng)六通閥連接一氣泵，所述濃縮管輸入端與所述電動(dòng)六通閥連接，所述吸附管還與載氣管路連接；所述氣相色譜柱的輸入端與所述濃縮管的輸出端相連；所述離子化檢測(cè)器的輸入端連接所述氣相色譜柱的輸出端。本實(shí)用新型體積小，結(jié)構(gòu)簡單，其運(yùn)行和維護(hù)成本低，可操作性強(qiáng)，適合城市和污染源區(qū)環(huán)境空氣的連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)。
文檔編號(hào)G01N30/02GK201477082SQ200920164089
公開日2010年5月19日 申請(qǐng)日期2009年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月15日
發(fā)明者曾立民, 朱志超, 李虹杰, 李金平, 汪天照, 范新峰, 陳長生 申請(qǐng)人:武漢市天虹儀表有限責(zé)任公司