減壓液體采樣的制作方法
【專利摘要】通過將包括液體試樣的容器(200)中的壓力減小到小于大氣壓力并且在所述容器中維持減小的壓力來處理含有分析物(206)的所述液體試樣(204)。減小所述容器(200)中的所述壓力，可選地，攪拌所述液體試樣增加了所述液體試樣上方的汽相分析物(206)的量。在一些情況下，所述汽相分析物的濃度被(例如)用化學(xué)捕集器(502)進(jìn)一步增大?？梢詫⑺銎喾治鑫锾峁┙o化學(xué)分析器(302)。
【專利說明】減壓液體采樣
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求于2011年6月22日提交的美國臨時(shí)申請(qǐng)序列號(hào)61/500，054的優(yōu)先權(quán)，通過引用將其并入本文。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及減壓液體采樣。
【背景技術(shù)】
[0004]化學(xué)分析工具(如氣相色譜儀(“GC”)、質(zhì)譜儀(“MS”)、離子遷移光譜儀(“IMS”)以及各種其它工具)通常用于識(shí)別汽相試樣中的微量化學(xué)物質(zhì)，包括(例如)化學(xué)戰(zhàn)劑、爆炸物、麻醉劑、有毒工業(yè)化學(xué)品、揮發(fā)性有機(jī)化合物、半揮發(fā)性有機(jī)化合物、碳?xì)浠衔铩廨d污染物、除草劑、殺蟲劑以及其它各種有害污染物排放。然而，檢測和分析液體試樣中的微量化學(xué)物質(zhì)時(shí)可能在將所述試樣引入到汽相檢測裝置之前需要額外的制備技術(shù)，如液相色譜、電噴霧離子源、大氣壓化學(xué)電離或固相微萃取。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本公開的實(shí)施方式涉及用于減壓液體采樣的裝置、系統(tǒng)以及技術(shù)。在一個(gè)總體方面中，處理含有分析物的液體試樣包括將包括所述液體試樣的容器中的壓力減小到小于大氣壓力并在所述容器中維持減小的壓力。如本文所述，減小所述容器中的壓力增加了所述液體試樣上方的汽相分析物的量。在另一個(gè)總體方面中，液體試樣處理系統(tǒng)包括容器和耦連到所述容器的真空設(shè)備。所述液體采樣處理系統(tǒng)被配置成通過將所述容器中的壓力減小到小于大氣壓力并在所述容器中維持減小的壓力來增加所述容器中的液體試樣上方的汽相分析物的量。
[0006]這些和其它實(shí)施方式均可以可選地包括以下特征中的一個(gè)或多個(gè)。所述液體采樣處理系統(tǒng)可以包括耦連到所述容器的攪拌設(shè)備?？梢詳嚢杷鲆后w試樣，同時(shí)在所述容器中維持減小的壓力。攪拌液體試樣可以包括使用脈沖閥、泄漏閥、真空調(diào)節(jié)器或其組合將所述液體試樣進(jìn)行曝氣。攪拌所述液體試樣可以進(jìn)一步包括用超聲換能器激勵(lì)所述液體來提高攪拌效率?？梢悦芊馑鋈萜魇沟盟鋈萜鞑煌笟饣驇缀醪煌笟?。減小所述壓力可以包括將所述壓力減小到高于所述液體試樣沸騰的壓力。
[0007]在一些情況下，可以將所述汽相分析物中的一些從所述液體試樣上方除去，并且可以使從所述液體試樣上方所除去的所述汽相分析物的濃度相對(duì)于所述液體試樣上方的所述汽相分析物的濃度而增大。相對(duì)于所述液體試樣上方的所述汽相分析物的濃度而增大從所述液體試樣上方除去的所述汽相分析物的濃度可以包括使用化學(xué)捕集器將從所述液體試樣上方除去的所述汽相分析物進(jìn)行濃縮，并將所述汽相分析物從所述化學(xué)捕集器釋放到化學(xué)分析器。在某些情況下，可以在將所述汽相分析物釋放到所述化學(xué)分析器之前減小所述化學(xué)捕集器中的壓力。所述化學(xué)分析器可以是(例如)質(zhì)譜儀、氣相色譜儀、離子遷移譜儀或本領(lǐng)域中已知的其它化學(xué)分析器。
[0008]在一些情況下，可以密封所述容器使得所述容器是氣密性的，S卩，不透氣或幾乎不透氣。在某些情況下，所述容器包括入口和出口用于串聯(lián)液體采樣。所述液體試樣處理系統(tǒng)可以包括耦連到所述容器的壓力監(jiān)測設(shè)備、耦連到所述容器的壓力控制設(shè)備或兩者。所述攪拌設(shè)備可以包括(例如)噴射設(shè)備、機(jī)械設(shè)備、超聲波設(shè)備等或其任意組合。在一個(gè)實(shí)例中，噴射設(shè)備包括脈沖閥、泄漏閥、真空調(diào)節(jié)器或其組合。化學(xué)捕集器(如預(yù)濃縮器)可以耦連到所述容器。所述化學(xué)分析器可以耦連到所述容器、所述化學(xué)捕集器、所述真空設(shè)備或其任意組合。
[0009]如本文所述，所述液體處理方法和設(shè)備包括在不加熱所述液體試樣的情況下使分析物從所述液體試樣的釋放增強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，從而使得試樣處理更為容易。減壓液體采樣的系統(tǒng)和方法可以用于包括分析液體試樣中的化學(xué)品(例如，有毒化學(xué)品或化學(xué)戰(zhàn)劑)、配水質(zhì)量控制、消耗液體的質(zhì)量控制以及再生、再利用或回收液體的質(zhì)量監(jiān)測的應(yīng)用中。
[0010]附圖和下文的描述中闡釋了本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案的細(xì)節(jié)。從說明書和附圖以及從權(quán)利要求中，本發(fā)明的其它特征、目的以及優(yōu)點(diǎn)將是顯而易見的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1示出若干種化學(xué)品的克勞修斯-克拉貝龍(Clausius-Clapeyron)關(guān)系。
[0012]圖2描述出了一種用于減壓液體采樣的設(shè)備。
[0013]圖3描述出一種用于處理液體試樣的系統(tǒng)。
[0014]圖4描述出一種用于處理液體試樣的系統(tǒng)。
[0015]圖5描述出一種用于處理液體試樣的系統(tǒng)。
[0016]圖6描述出一種用于處理液體試樣的系統(tǒng)。
[0017]圖7是示出液體試樣的處理的流程圖。
[0018]圖8示出了來自含水試樣的蒸汽的質(zhì)譜，其中含有IOppb的苯和IOppb的氯仿。
[0019]在各圖中，類似的參考符號(hào)表示類似的元件。
【具體實(shí)施方式】
[0020]如本文所述，減壓液體采樣是通過將盛有所述液體試樣的容器中的壓力減少到低于大氣壓，從而增加所述液體試樣上方處于汽相的分析物的量，并且將所述蒸汽的一部分提供到化學(xué)分析器而實(shí)現(xiàn)的。在下文的描述中，出于解釋之目的，闡釋了與使用質(zhì)譜儀來評(píng)估含水試樣中的分析物的存在有關(guān)的具體實(shí)例，以便提供對(duì)本說明書中所述的主題的實(shí)施方式的透徹理解。應(yīng)理解的是，本文所述的實(shí)施方式也可以用于其它功能中，并且不一定局限于特定分析物、溶劑或化學(xué)分析器，而是可以用來改進(jìn)其它裝置和技術(shù)的操作。因此，其它實(shí)施方式也在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
[0021]為了將化學(xué)品從液體或固體狀態(tài)進(jìn)行轉(zhuǎn)變，通常將所述化學(xué)品熱化成汽相或使其沸騰。分子離開液體表面并進(jìn)入所述汽相的速度與所述化學(xué)品所經(jīng)受的溫度和壓力之間的關(guān)系是眾所周知的。例如，根據(jù)以下方程，克勞修斯-克拉珀龍關(guān)系將處于液-蒸汽邊界的物質(zhì)的壓力描述為所述物質(zhì)所經(jīng)受的溫度的函數(shù):[0022]
【權(quán)利要求】
1.一種處理含有分析物(206)的液體試樣(204)的方法，所述方法包括: 將包括所述液體試樣(204)的容器(200)中的壓力減小到小于大氣壓力； 其中減小所述容器(200)中的所述壓力增加了所述液體試樣(204)上方的汽相分析物(206)的量。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括攪拌所述液體試樣(204)，同時(shí)在所述容器(200)中維持減小的壓力。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中攪拌所述液體試樣(204)包括使用脈沖閥、泄漏閥、真空調(diào)節(jié)器或其組合來攪拌所述液體試樣。
4.如權(quán)利要求2或3所述的方法，其中攪拌所述液體試樣(204)進(jìn)一步包括用超聲波換能器激勵(lì)所述液體試樣來提高攪拌效率。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括密封所述容器(200)使得所述容器是氣密性的。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其中減小所述壓力包括將所述壓力減小到高于所述液體試樣(204)沸騰的壓力。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括從所述液體試樣(204)的上方除去一些所述汽相分析物(206)，并且相對(duì)于所述液體試樣上方的所述汽相分析物的濃度而增大從所述液體試樣的上方除去的所述汽相分析物的濃度。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中相對(duì)于所述液體試樣上方的所述汽相分析物的濃度而增大從所述液體試樣(204)上方除去的所述汽相分析物(206)的濃度包括:使用化學(xué)捕集器(502)將從所述液體試樣上方除去的所述汽相分析物進(jìn)行濃縮，并將所述汽相分析物從所述化學(xué)捕集器釋放到化學(xué)分析器(302)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，進(jìn)一步包括在將所述汽相分析物(206)釋放到所述化學(xué)分析器(302)之前減小所述化學(xué)捕集器(502)中的壓力。
10.如權(quán)利要求8或9所述的方法，其中將所述汽相分析物(206)釋放到所述化學(xué)分析器(302)包括將所述汽相分析物釋放到質(zhì)譜儀。
11.一種液體試樣處理系統(tǒng)(300),包括: 容器(200);以及 真空設(shè)備(214)，該真空設(shè)備(214)耦連到所述容器； 其中所述液體采樣處理系統(tǒng)被配置成通過將所述容器中的壓力減小到低于大氣壓力來增加所述容器(200)中的液體試樣(204)上方的汽相分析物(206)的量。
12.如權(quán)利要求11所述的液體試樣處理系統(tǒng)，進(jìn)一步包括耦連到所述容器(200)的攪拌設(shè)備(402)。
13.如權(quán)利要求11或12所述的液體采樣處理系統(tǒng)，其中所述容器(200)包括入口(602)和出口 (604)。
14.如權(quán)利要求11至13中任一項(xiàng)所述的液體試樣處理系統(tǒng)，進(jìn)一步包括耦連到所述容器(200)的壓力監(jiān)測設(shè)備(308)。
15.如權(quán)利要求11至14中任一項(xiàng)所述的液體試樣處理系統(tǒng)，進(jìn)一步包括耦連到所述容器(200)的壓力控制設(shè)備(404)。
16.如權(quán)利要求12至15中任一項(xiàng)所述的液體試樣處理系統(tǒng)，其中所述攪拌設(shè)備(402)包括噴射設(shè)備(408)。
17.如權(quán)利要求16所述的液體試樣處理系統(tǒng)，其中所述噴射設(shè)備(408)包括脈沖閥、泄漏閥、真空調(diào)節(jié)器或其組合。
18.如權(quán)利要求16或17所述的液體試樣處理系統(tǒng)，其中所述攪拌設(shè)備(402)進(jìn)一步包括超聲波攪拌器以提高攪拌效率。
19.如權(quán)利要求11至18中任一項(xiàng)所述的液體試樣處理系統(tǒng)，進(jìn)一步包括耦連到所述容器(200)的化學(xué)捕集器(502)。
20.如權(quán)利要求19所述的液體試樣處理系統(tǒng)，其中所述化學(xué)捕集器(502)是預(yù)濃縮器。
21.如權(quán)利要求11至20中任一項(xiàng)所述的液體試樣處理系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括化學(xué)分析器(302)，該化學(xué)分析器(302)耦連到所述容器(200)、所述化學(xué)捕集器(502)、所述真空設(shè)備(214)或其任意組合。
22.如權(quán)利要求 21所述的液體試樣處理系統(tǒng)，其中所述化學(xué)分析器(302)是質(zhì)譜儀。
【文檔編號(hào)】B01D3/10GK103620370SQ201280030968
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2012年6月21日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月22日
【發(fā)明者】D.拉弗蒂, A.莉雅茲, M.斯潘塞, W.R.斯托特, J.懷爾德 申請(qǐng)人:第一探測公司