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一種針對揮發(fā)性有機(jī)物的濃縮儀及分析系統(tǒng)的制作方法_3

文檔序號:9162697閱讀:來源:國知局
狀態(tài)時(shí),第一接口 Gl連通第六接口G6,第二接口 G2連通第三接口 G3,第四接口 G4連通第五接口 G5出位狀態(tài)時(shí),第一接口 Gl連通第二接口 G2,第三接口 G3連通第四接口 G4,第五接口 G5連通第六接口 G6。所述電磁切換閥7、8和9用于通過電磁控制方式實(shí)現(xiàn)如下兩種狀態(tài)的氣路切換:常開狀態(tài)(即NO狀態(tài)),公共口連通常開口,同時(shí)隔斷常閉口 ;常閉狀態(tài)(即NC狀態(tài)),公共口連通常閉口,同時(shí)隔斷常開口。所述捕集裝置5和所述聚集裝置6為一種即可實(shí)現(xiàn)冷阱捕集方式富集揮發(fā)性有機(jī)物、又可實(shí)現(xiàn)對富集揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行熱脫附的裝置,兩者的具體區(qū)別在如下兩個(gè)方面:一是可能采樣不同的制冷方式,二是配置尺寸大小不同。此外,在所述濃縮儀的結(jié)構(gòu)中,所述十通閥3、六通閥4以及所有流通發(fā)性有機(jī)物氣體的管路均設(shè)有控溫元件,以便對管路進(jìn)行保溫控制。通過控溫元件保持的溫度值可根據(jù)具體情況設(shè)置,在本實(shí)施例中,在各種工作狀態(tài)下,均保持180°C。
[0038]如圖1所示,所述濃縮儀的工作原理是:通過所述采樣裝置1、抽氣栗12、質(zhì)量流量控制器10和11、十通閥3、六通閥4和電磁切換閥7、8和9控制各種工作狀態(tài)的氣體流路,從而實(shí)現(xiàn)揮發(fā)性有機(jī)物的濃縮目的,進(jìn)而為與所述載氣導(dǎo)入管15和所述載氣導(dǎo)出管14連接的氣相色譜儀提供高質(zhì)量的揮發(fā)性有機(jī)物。具體的工作流程如下:在采樣氣體進(jìn)入所述濃縮儀后,先通過所述捕集裝置5富集采樣氣體中的揮發(fā)性有機(jī)物;然后切換氣體流路,加熱所述捕集裝置5,對揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行熱脫附,并通過處于低溫狀態(tài)的所述聚焦裝置6對揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行再次富集;再后切換氣體流路,加熱所述聚焦裝置6,將在所述聚焦裝置6中熱脫附的揮發(fā)性有機(jī)物,隨著來自氣相色譜儀的載氣送入氣相色譜儀中進(jìn)行定性定量分析。由于所述濃縮儀中配置有包括聚焦裝置的二級脫附結(jié)構(gòu),具有吸附容量大、檢出限低和峰形佳等色譜性能方面上的優(yōu)點(diǎn),可大幅度的減少監(jiān)測頻次,提高監(jiān)測效果,使得其與氣相色譜儀聯(lián)機(jī)構(gòu)成的分析系統(tǒng),可采用色譜系統(tǒng)能夠完成揮發(fā)性有機(jī)物的分析,且具有分析性能優(yōu)良、檢出限低和分析頻次高的特點(diǎn),同時(shí)還具有能耗低、運(yùn)行成本低、體積小和抗振能力強(qiáng)的特點(diǎn),既可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場采樣-實(shí)驗(yàn)室分析,又可應(yīng)用于固定點(diǎn)位或移動(dòng)式的自動(dòng)在線連續(xù)監(jiān)測,具有普遍的實(shí)用性。
[0039]具體的,所述采樣裝置I包括八路閥101、采樣氣體輸入管102、內(nèi)標(biāo)氣輸入管103、標(biāo)準(zhǔn)氣體輸入管104 ;所述八路閥101的第一輸入接口 SI連接所述采樣氣體輸入管102,所述八路閥101的第七輸入接口 S7連接所述采樣裝置I的零氣導(dǎo)入管,所述八路閥101的第八輸入接口 S8封閉;所述八路閥101剩余的各個(gè)輸入接口分別連接所述內(nèi)標(biāo)氣輸入管103和標(biāo)準(zhǔn)氣體輸入管104,或者封閉。所述采樣裝置I用于通過所述八路閥101選擇導(dǎo)入采樣氣體(采集到的環(huán)境空氣或者廢氣)、內(nèi)標(biāo)氣體(以高純氮?dú)饣蚝鉃橄♂寶?,含有自然界中難尋、或者不存在的物質(zhì),它們濃度確定,并且與目標(biāo)揮發(fā)性有機(jī)物的性質(zhì)接近)、標(biāo)準(zhǔn)氣體(以高純氮?dú)饣蚝鉃橄♂寶?,含有確定濃度的揮發(fā)性有機(jī)物)和零氣(一種高純氮?dú)?、氦氣或零級空氣,不含揮發(fā)性有機(jī)物,用于判斷系統(tǒng)是否存在殘留、清洗氣的純度等,起到質(zhì)量控制與清洗作用)等其它氣體,從而實(shí)現(xiàn)不同的測量分析目的。如圖1所示,所述采氣裝置I中配置有一根連接所述八路閥101的第一輸入接口 SI的采樣氣體輸入管102,兩根分別連接所述八路閥101的第二輸入接口 S2和第三輸入接口 S3的內(nèi)標(biāo)氣輸入管103,三根分別連接所述八路閥101的第四輸入接口 S4、第五輸入接口 S5和第六輸入接口 S6的標(biāo)準(zhǔn)氣體輸入管104,將所述八路閥101的輸出管切換至各個(gè)輸入接口時(shí),可實(shí)現(xiàn)對應(yīng)氣體的導(dǎo)入,例如,將所述八路閥101的輸出管切換到第一接口 SI,可通過所述采樣氣體輸入管102向所述濃縮儀的內(nèi)部導(dǎo)入采樣氣體;將所述八路閥101的輸出管切換到第八輸入接口S8時(shí),可實(shí)現(xiàn)關(guān)閉所述采氣裝置的效果。進(jìn)一步具體的,所述采樣裝置I還包括連接所述八路閥101的第一輸入接口 SI的氮?dú)夥创递斎牍?05。所述氮?dú)夥创递斎牍?05用于提供高純度的氮?dú)?,反吹清洗所述采樣氣體輸入管。
[0040]具體的,所述捕集裝置5為風(fēng)冷捕集裝置或電子制冷捕集裝置。詳細(xì)的,所述電子制冷捕集裝置包括第一去活化石英管、第一加熱絲、第一導(dǎo)熱片、第一電子制冷片和第一散熱器;所述第一加熱絲外纏繞在所述第一去活化石英管上,且被所述第一導(dǎo)熱片包裹,并固定在一個(gè)密閉隔熱的腔體中;所述第一導(dǎo)熱片連接所述第一電子制冷片,所述第一電子制冷片連接所述第一散熱器。通過所述第一加熱絲和所述第一電子制冷片,可實(shí)現(xiàn)以電子方式控制所述電子制冷捕集裝置的溫度,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)冷阱捕集或熱脫附揮發(fā)性有機(jī)物的目的。而所述風(fēng)冷捕集裝置包括第二去活化石英管、第二加熱絲和風(fēng)扇;所述第二加熱絲外纏繞在所述第二去活化石英管上,且固定在一個(gè)設(shè)有入風(fēng)口和出風(fēng)口的腔體中;所述風(fēng)扇設(shè)置在所述腔體的入風(fēng)口處。通過所述第二加熱絲和所述風(fēng)扇,可實(shí)現(xiàn)另一種方式控制所述風(fēng)冷捕集裝置的溫度,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)冷阱捕集或熱脫附揮發(fā)性有機(jī)物的目的。
[0041]進(jìn)一步詳細(xì)的,所述第一去活化石英管和所述第二去活化石英管中設(shè)有吸附材料層,還設(shè)有用于固定吸附材料層的去活化石英棉塞和/或惰性處理的金屬篩網(wǎng)。所述吸附材料層中的填充料可參考《環(huán)境空氣揮發(fā)性有機(jī)物的測定吸附管采樣-熱脫附/氣相色譜-質(zhì)譜法》(HJ 644-2013)進(jìn)行配置,以保證捕集裝置具有足夠的吸附容量。
[0042]進(jìn)一步詳細(xì)的,所述第一加熱絲和第二加熱絲設(shè)有用于測溫的熱電偶或熱電阻。通過設(shè)置所述熱電偶或熱電阻的設(shè)置,可在溫控過程中使用熱電偶補(bǔ)償?shù)姆绞?,通過所述加熱絲的焊接處冷點(diǎn)位置的溫度與所述去活化石英管的內(nèi)部溫度的對照關(guān)系,從而精確控制所述去活化石英管的內(nèi)部溫度。
[0043]具體的,所述聚焦裝置6可以但不限于為電子制冷聚焦裝置,其結(jié)構(gòu)與所述電子制冷捕集裝置的結(jié)構(gòu)相同,不再贅述。
[0044]上述提供的針對揮發(fā)性有機(jī)物的濃縮儀,具有如下技術(shù)效果:(I)由于所述濃縮儀中配置有包括聚焦裝置的二級脫附結(jié)構(gòu),具有吸附容量大、檢出限低和峰形佳等色譜性能方面上的優(yōu)點(diǎn),可大幅度的減少監(jiān)測頻次,提高監(jiān)測效果;(2)由于無需外接制冷劑,還具有耗能低、體積小和散熱性好的優(yōu)點(diǎn),可便于自動(dòng)化和連續(xù)監(jiān)測,提升所述濃縮儀的適用性。(3)由所述濃縮儀與氣相色譜儀聯(lián)機(jī)構(gòu)成的分析系統(tǒng),可采用單色譜系統(tǒng)完成揮發(fā)性有機(jī)物的分析,且具有分析性能優(yōu)良、檢出限低和分析頻次高的特點(diǎn),同時(shí)還具有能耗低、運(yùn)行成本低、體積小和抗振能力強(qiáng)的特點(diǎn),既可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場采樣-實(shí)驗(yàn)室分析,又可應(yīng)用于固定點(diǎn)位或移動(dòng)式的自動(dòng)在線連續(xù)監(jiān)測,具有普遍的實(shí)用性。
[0045]實(shí)施例二
[0046]圖2示出了本實(shí)用新型提供的第二種針對揮發(fā)性有機(jī)物的濃縮儀的結(jié)構(gòu)示意圖。實(shí)施例二作為實(shí)施例一所述濃縮儀的一種優(yōu)化方案,其提供的所述濃縮儀與實(shí)施例提供的所述濃縮儀的不同之處在于:所述濃縮儀還包括連接在所述十通閥3的第二接口 P2和所述十通閥3的第六接口 P6之間的脫水裝置16。所述脫水裝置16用于對輸入的采樣氣體或其它氣體進(jìn)行脫水處理,實(shí)現(xiàn)除去雜質(zhì)的目的,還可確保后續(xù)所述捕集裝置中的吸附材料對揮發(fā)性有機(jī)物具有足夠的吸附力。
[0047]上述提供的針對揮發(fā)性有機(jī)物的濃縮儀,具有如下技術(shù)效果:可對輸入的采樣氣體進(jìn)行的脫水處理,實(shí)現(xiàn)除去雜質(zhì)的目的,還可確保后續(xù)所述捕集裝置中的吸附材料對揮發(fā)性有機(jī)物具有足夠的吸附力,進(jìn)而確保所述濃縮儀的吸附容量。
[0048]實(shí)施例三
[0049]圖3示出了本實(shí)用新型提供的針對揮發(fā)性有機(jī)物的分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖,圖4示出了本實(shí)用新型提供的在針對揮發(fā)性有機(jī)物的分析系統(tǒng)的使用方法中待機(jī)步驟的狀態(tài)圖,圖5示出了本實(shí)用新型提供的在針對揮發(fā)性有機(jī)物的分析系統(tǒng)的使用方法中采樣步驟的狀態(tài)圖,圖6試出了本實(shí)用新型提供的在針對揮發(fā)性有機(jī)物的分析系統(tǒng)的使用方法中干吹步驟的狀態(tài)圖,圖7示出了本實(shí)用新型提供的在針對揮發(fā)性有機(jī)物的分析系統(tǒng)的使用方法中聚焦步驟的狀態(tài)圖,圖8示出了本實(shí)用新型提供的在針對揮發(fā)性有機(jī)物的分析系統(tǒng)的使用方法中預(yù)熱步驟的狀態(tài)圖,圖9示出了本實(shí)用新型提供的在針對揮發(fā)性有機(jī)物的分析系統(tǒng)的使用方法中進(jìn)樣步驟的狀態(tài)圖,圖10示出了本實(shí)用新型提供的在針對揮發(fā)性有機(jī)物的分析系統(tǒng)的使用方法中清洗捕集裝置步驟的狀態(tài)圖,圖11示出了本實(shí)用新型提供的在針對揮發(fā)性有機(jī)物的分析系統(tǒng)的使用方法中清洗聚焦裝置步驟的狀態(tài)圖。所述針對揮發(fā)性有機(jī)物的分析系統(tǒng),包括如實(shí)施例一或?qū)嵤├龅臐饪s儀和氣相色譜儀17 ;所述濃縮儀的載氣導(dǎo)出管14連接所述氣相色譜儀17的載氣回流管,所述濃縮儀的載氣導(dǎo)入管15連接所述氣相色譜儀17的載氣輸出管。
[0050]所述針對揮發(fā)性有機(jī)物的分析系統(tǒng)為二級脫附的濃縮儀連接氣相色譜儀的結(jié)構(gòu),在配合所述濃縮儀的工作情況下,由所述氣相色譜儀的載氣回流管導(dǎo)入揮發(fā)性有機(jī)物,先通過內(nèi)部的色譜柱進(jìn)行組分分離,然后通過內(nèi)部的檢測器進(jìn)行定量分析。
[0051]進(jìn)一步具體的,所述氣相色譜儀1
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