本發(fā)明涉及樣品分析技術(shù)領(lǐng)域，更具體地涉及一種揮發(fā)性物質(zhì)自動(dòng)采樣/進(jìn)樣裝置及方法。

背景技術(shù)：

皮革、纖維、涂料等材料表面釋放的揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)，是我國(guó)大氣VOC的主要來源，這些VOC中含有的有毒物質(zhì)嚴(yán)重危害人體健康，同時(shí)VOC也是大氣二次有機(jī)物污染的重要因素。目前，國(guó)標(biāo)法雖然對(duì)部分產(chǎn)品中有毒化學(xué)品的添加做出明確規(guī)定，然而這些產(chǎn)品轉(zhuǎn)化成為生活材料后還會(huì)釋放VOC，對(duì)材料再釋放的VOC進(jìn)行檢測(cè)已成為環(huán)保和人體健康的迫切需要。這些材料樣品一般存在體積較大，用途多樣的特點(diǎn)。對(duì)于這些材料表面揮發(fā)物的檢測(cè)，往往需要按照材料的使用條件進(jìn)行揮發(fā)實(shí)驗(yàn)，這使得揮發(fā)實(shí)驗(yàn)操作困難，取樣繁瑣，難以自動(dòng)進(jìn)行，導(dǎo)致分析誤差較大。因此，需要開發(fā)一種能設(shè)置揮發(fā)條件，可自動(dòng)進(jìn)樣的材料表面揮發(fā)性物質(zhì)的采樣/進(jìn)樣裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種揮發(fā)性物質(zhì)采樣/進(jìn)樣裝置及方法，該裝置可在設(shè)定條件下自動(dòng)對(duì)不同性質(zhì)材料的表面揮發(fā)物進(jìn)行揮發(fā)實(shí)驗(yàn)，并可對(duì)目標(biāo)化合物進(jìn)行捕集，可直接與氣體分析儀器對(duì)接，也可用于揮發(fā)性氣體的收集。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，作為本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種揮發(fā)性物質(zhì)自動(dòng)采樣/進(jìn)樣裝置，包括：

并聯(lián)的多個(gè)恒溫?fù)]發(fā)箱1，用于分別放置多個(gè)待檢測(cè)的材料樣品，其中，所述多個(gè)恒溫?fù)]發(fā)箱1均能分別設(shè)定揮發(fā)溫度、載氣流速和平衡時(shí)間， 將所述多個(gè)待檢測(cè)的材料樣品散發(fā)的揮發(fā)性物質(zhì)按需要條件揮發(fā)至選定的載氣中；以及

氣路，用于為所述多個(gè)恒溫?fù)]發(fā)箱1分別提供載氣，并且提供用于將所述多個(gè)恒溫?fù)]發(fā)箱1中的氣體接入氣體分析儀，或?qū)胭A氣容器的接口。

作為優(yōu)選，所述氣路上還設(shè)置有吸附管2，用于對(duì)恒溫?fù)]發(fā)箱1揮發(fā)氣體中特定有機(jī)成分的捕集和解析；

作為本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明還提供了一種揮發(fā)性物質(zhì)自動(dòng)采樣/進(jìn)樣方法，其采用如上所述的揮發(fā)性物質(zhì)自動(dòng)采樣/進(jìn)樣裝置對(duì)所述待檢測(cè)的材料樣品散發(fā)出的揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行自動(dòng)采樣/進(jìn)樣。

基于上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明具有如下有益效果：適用于不同體積材料樣品表面揮發(fā)物的采集和分析；可同時(shí)對(duì)多個(gè)材料樣品、按不同揮發(fā)條件進(jìn)行揮發(fā)實(shí)驗(yàn)；可以對(duì)材料進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種方式揮發(fā)；可對(duì)揮發(fā)物質(zhì)進(jìn)行有目的的捕集；可與氣體分析儀對(duì)接進(jìn)行分析，還可以導(dǎo)入貯氣裝置或用吸附管采集樣品。本發(fā)明主要裝置集成于機(jī)箱內(nèi)，配有集成控制軟件，便于揮發(fā)條件、捕集方式及時(shí)間等參數(shù)的設(shè)置與操作，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)揮發(fā)、自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)采樣；本發(fā)明樣品接納性高、人為干擾少、可高效連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，為檢測(cè)材料樣品表面揮發(fā)物質(zhì)提供準(zhǔn)確、快速有效的采樣/進(jìn)樣方法，特別適用于材料樣品VOCs污染物排放特征、排放因子、成份譜等相關(guān)研究；本裝置可同時(shí)實(shí)現(xiàn)多個(gè)材料樣品表面揮發(fā)物的采集及順序進(jìn)樣，可用于涂料、航空、潔凈室等材料表面揮發(fā)物的采集與分析。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的揮發(fā)性物質(zhì)自動(dòng)采樣/進(jìn)樣裝置的外觀示意圖；

圖2A為本發(fā)明的揮發(fā)性物質(zhì)自動(dòng)采樣/進(jìn)樣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2B為本發(fā)明的揮發(fā)性物質(zhì)自動(dòng)采樣/進(jìn)樣裝置的控制面板布局示意圖；

圖2C為本發(fā)明的揮發(fā)性物質(zhì)自動(dòng)采樣/進(jìn)樣裝置的恒溫?fù)]發(fā)箱的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明中所使用的六通閥的工作原理示意圖。

圖中的附圖標(biāo)記說明如下：

1、恒溫?fù)]發(fā)箱，2、吸附管，3、減壓閥，4、干燥過濾器，5、流量控制器，6、電磁閥，7、三通，8、六通閥，9、GC載氣接入口，10、GC接口，11、出氣口，12、六位電磁閥，13、電子制冷器，14、保溫層，15、加熱器，16、恒溫箱蓋，17、密封圈，18、程序控制裝置，19、程序控制面板，20、溫控裝置，21、液晶顯示器，22、箱體。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明公開了一種揮發(fā)性物質(zhì)自動(dòng)采樣/進(jìn)樣裝置，該裝置包括多個(gè)恒溫?fù)]發(fā)箱、氣路和程序控制單元，其主要原理是將材料樣品置于恒溫?fù)]發(fā)箱內(nèi)，通過程序控制單元設(shè)定揮發(fā)溫度、載氣流速和平衡時(shí)間，將材料表面物質(zhì)按設(shè)定條件以兩種模式(靜態(tài)、動(dòng)態(tài))揮發(fā)至指定氣體中，然后口接入氣體分析儀，或?qū)胭A氣容器；還可以根據(jù)需要對(duì)揮發(fā)物質(zhì)進(jìn)行捕集，實(shí)現(xiàn)吸附管采樣，或可以再進(jìn)行解析并接入氣體分析儀。

更具體地，本發(fā)明的揮發(fā)性物質(zhì)自動(dòng)采樣/進(jìn)樣裝置，如圖1-3所示，包括：

并聯(lián)的多個(gè)恒溫?fù)]發(fā)箱1，用于分別放置多個(gè)待檢測(cè)的材料樣品，其中，所述多個(gè)恒溫?fù)]發(fā)箱1均能分別設(shè)定揮發(fā)溫度、載氣流速和平衡時(shí)間，將所述多個(gè)待檢測(cè)的材料樣品散發(fā)的揮發(fā)性物質(zhì)按需要條件揮發(fā)至選定的載氣中；以及

氣路，用于為所述多個(gè)恒溫?fù)]發(fā)箱1分別提供載氣，并且提供用于將所述多個(gè)恒溫?fù)]發(fā)箱1中的氣體接入氣體分析儀，或?qū)胭A氣容器的接口。

其中，該多個(gè)恒溫?fù)]發(fā)箱1均為不銹鋼材質(zhì)，并配有帶密封墊17的可開啟恒溫箱蓋16；多個(gè)恒溫?fù)]發(fā)箱1的容量可以任意設(shè)置，作為優(yōu)選可以均為1L，以方便制造和布局；多個(gè)恒溫?fù)]發(fā)箱1中均內(nèi)附獨(dú)立的加熱器15和隔熱層14。

該多個(gè)恒溫?fù)]發(fā)箱1通過在對(duì)應(yīng)氣路上設(shè)置電磁閥6，能夠分別獨(dú)立控制進(jìn)出所述多個(gè)恒溫?fù)]發(fā)箱1的載氣；在對(duì)應(yīng)氣路上還可以設(shè)置流量控制器5，能夠分別獨(dú)立設(shè)置進(jìn)入所述多個(gè)恒溫?fù)]發(fā)箱1的載氣的流速。在對(duì)應(yīng)氣路上還可以包括有減壓閥3和干燥過濾器4，以保證進(jìn)入所述多個(gè)恒溫?fù)]發(fā)箱1的載氣為恒壓干燥的氣體。

作為優(yōu)選，氣路上還設(shè)置有吸附管2，用于對(duì)恒溫?fù)]發(fā)箱1揮發(fā)氣體中特定有機(jī)成分的捕集和解析；其中，吸附管2可以有多個(gè)，例如為6個(gè)并聯(lián)，其中1根吸附管為空管，其它5根吸附管可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要選擇，每個(gè)吸附管都可以獨(dú)立拆卸。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，吸附管2通過一六通閥8與所述各恒溫?fù)]發(fā)箱1的總氣路出口相連接，通過六通閥8控制吸附管2進(jìn)行捕集或解析；其中，如圖3所示，六通閥8的端口1為氣路接入口、端口2和5之間聯(lián)接吸附管2、端口3為GC載氣接入口9、端口4為GC接口10、端口6為出氣口11，出氣口11配有1/16不銹鋼管末端接1/4英寸轉(zhuǎn)接口，用于將多個(gè)恒溫?fù)]發(fā)箱1排出的氣體或經(jīng)吸附管捕集后的氣體，接入氣體分析儀或?qū)胭A氣容器。

作為優(yōu)選，吸附管2附近裝設(shè)有電子制冷器13，為吸附管捕集和解析提供相應(yīng)溫度。

氣路上還可以設(shè)置有帶電磁閥的三通7，用于通過電磁閥選擇是將多個(gè)恒溫?fù)]發(fā)箱1內(nèi)的氣體導(dǎo)入吸附管2或氣體分析儀，或是將其排出。

作為優(yōu)選，如圖2B所示，該揮發(fā)性物質(zhì)自動(dòng)采樣/進(jìn)樣裝置還可以包括程序控制單元18和程序控制面板19，用于以程控方式分別獨(dú)立設(shè)置該多個(gè)恒溫?fù)]發(fā)箱1中每一個(gè)的揮發(fā)溫度、載氣流速和平衡時(shí)間，和操控該多個(gè)恒溫?fù)]發(fā)箱1中每一個(gè)的氣體分析方式和存貯方式。

本發(fā)明還公開了一種揮發(fā)性物質(zhì)自動(dòng)采樣/進(jìn)樣方法，采用如上所述的揮發(fā)性物質(zhì)自動(dòng)采樣/進(jìn)樣裝置對(duì)待檢測(cè)的材料樣品散發(fā)出的揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行自動(dòng)采樣/進(jìn)樣；

作為優(yōu)選，在正式處理之前，在不加熱條件下，將載氣充滿所述多個(gè)恒溫?fù)]發(fā)箱1后放空，重復(fù)2次，以便將多個(gè)恒溫?fù)]發(fā)箱1內(nèi)的氣體用載氣置換。

該方法中，可以將多個(gè)恒溫?fù)]發(fā)箱1設(shè)置為在設(shè)定溫度和時(shí)間內(nèi)，載氣保持設(shè)定流速經(jīng)多個(gè)恒溫?fù)]發(fā)箱1載帶待檢測(cè)的材料樣品散發(fā)出的揮發(fā)性物質(zhì)；或者，將多個(gè)恒溫?fù)]發(fā)箱1設(shè)置為在設(shè)定溫度和時(shí)間內(nèi)，載氣進(jìn)入多個(gè)恒溫?fù)]發(fā)箱1后關(guān)閉載氣，在設(shè)定溫度下，揮發(fā)設(shè)定的時(shí)間后，利用抽氣泵使待檢測(cè)的材料樣品散發(fā)出的揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)入后續(xù)氣路；

該方法中，可以將多個(gè)恒溫?fù)]發(fā)箱1散發(fā)出的揮發(fā)性物質(zhì)，經(jīng)六通閥8導(dǎo)入吸附管2，經(jīng)電子制冷器13調(diào)整適當(dāng)溫度捕集目標(biāo)化合物，完成吸附管2采樣；或者，將多個(gè)恒溫?fù)]發(fā)箱1散發(fā)出的揮發(fā)性物質(zhì)，經(jīng)六通閥8導(dǎo)入吸附管2后，六通閥8轉(zhuǎn)動(dòng)引入GC載氣，經(jīng)電子制冷器13調(diào)整適當(dāng)溫度解析捕集化合物，導(dǎo)入GC分析儀。

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。其中應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實(shí)施例僅為了說明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1

如圖1-3所示，一種揮發(fā)性物質(zhì)的自動(dòng)采樣/進(jìn)樣裝置，包括并聯(lián)的5個(gè)恒溫?fù)]發(fā)箱1、吸附管和氣路。其分析方式為，將待檢測(cè)的材料樣品分別置于不同恒溫?fù)]發(fā)箱1內(nèi)，密閉箱蓋16。連接所需要載氣，通過程序控制單元18選擇動(dòng)態(tài)揮發(fā)，設(shè)定各分氣路流量、各恒溫?fù)]發(fā)箱的揮發(fā)溫度。通過程序控制單元18選擇實(shí)時(shí)分析，將其出氣口11與氣體分析儀聯(lián)接。此時(shí)六通閥8處于1、2位相通，揮發(fā)氣體經(jīng)空吸附管，進(jìn)入氣體分析儀，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)揮發(fā)并檢測(cè)。

實(shí)施例2

本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別僅在于：將出氣口與貯氣裝置聯(lián)接，將揮發(fā)氣導(dǎo)入貯氣裝置，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)揮發(fā)物采集。

實(shí)施例3

本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別僅在于：通過程序控制單元18選擇靜態(tài)揮發(fā)，設(shè)定各恒溫?fù)]發(fā)箱的揮發(fā)溫度。將氣出氣口11與抽氣泵相連，再與貯氣裝置相連接，實(shí)現(xiàn)靜態(tài)揮發(fā)物采集。

實(shí)施例4

本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別僅在于：通過程序控制單元18選擇吸附分析，設(shè)置捕集溫度和解析溫度，將GC接口與GC聯(lián)接，儀器工作時(shí)六通閥8處于1、2位聯(lián)通位置，揮發(fā)氣體導(dǎo)入吸附管，然后六通閥8轉(zhuǎn)至2、 3位，由GC載氣將解析物質(zhì)帶入GC進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)揮發(fā)下特定物質(zhì)的捕集和檢測(cè)。

實(shí)施例5

本實(shí)施例與實(shí)施例4的區(qū)別僅在于：通過程序控制單元18選擇吸附采樣，設(shè)置捕集溫度，六通閥8處于1、2位保持不動(dòng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束取下吸附管，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)揮發(fā)下特定物質(zhì)捕集采樣。

通過實(shí)施例1、實(shí)施例2、實(shí)施例3、實(shí)施例4、實(shí)施例5的使用，可以實(shí)現(xiàn)不同材料表面揮發(fā)物的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)揮發(fā)，全氣體采集和分析，吸附管采樣和分析。

以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。