專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于氧化亞氮吹掃捕集的制冷捕集及加熱解析裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及富集水中溶存氣體的吹掃捕集裝置，特別是涉及適用于氧化亞氮等水
中溶存的低濃度氣體的吹掃捕集的制冷捕集及加熱解析裝置。
背景技術(shù)：
氧化亞氮(N20)是一種氮氧化合物，在全球氮循環(huán)中起著重要作用。氧化亞氮(N20)也是主要的溫室氣體之一，是已知溫室效應(yīng)氣體中在大氣中持留期最長(zhǎng)的(可達(dá)150年)。特別是，氧化亞氮(N20)對(duì)輻射的吸收波長(zhǎng)(7. 78 ym)正處于大氣熱傳導(dǎo)的主要譜線(xiàn)區(qū)(7 14iim)范圍內(nèi)，因而具有顯著的增溫效應(yīng)。 海洋是重要的N20源，分析研究海洋中N20的時(shí)空分布，有利于揭示N20在海洋中
的產(chǎn)生機(jī)制及控制因素。檢測(cè)海洋水體中溶存的^0，可為計(jì)算海洋與大氣之間^0通量提
供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對(duì)于研究區(qū)域性乃至全球尺度氮元素地球化學(xué)過(guò)程十分重要。由于水體中溶
存N20的量很低，因此，要對(duì)水體中溶存N20進(jìn)行研究必須有相應(yīng)的富集措施。 目前水中N20檢測(cè)主要采用吹掃捕集法作為樣品的前處理富集方式，由惰性氣體
連續(xù)通過(guò)水體樣品將其中的揮發(fā)組分萃取后在液氮冷阱中捕集，再進(jìn)行分析測(cè)定，是一種
非平衡態(tài)連續(xù)萃取過(guò)程。 圖1為采用液氮冷阱捕集的吹掃捕集儀結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，液氮冷阱捕集的吹掃捕集裝置包括吹掃瓶1、水冷凝器室2、熱解吸管3、液氮冷阱4以及連通的管路和控制閥門(mén)。圖1所示冷阱捕集的吹掃捕集儀工作時(shí)，惰性氣體的吹掃氣從吹掃瓶1底部連續(xù)吹掃瓶?jī)?nèi)的水樣，吹掃氣攜帶萃取水樣中揮發(fā)組分的N20經(jīng)水冷凝器室2進(jìn)入熱解吸管3，在熱解吸管3中吹出待測(cè)氣體，再經(jīng)采用液氮冷阱4捕集待測(cè)氣體。然后，將捕集待測(cè)氣體的液氮冷阱4升溫，待測(cè)氣體再隨惰性氣體進(jìn)入氣相色譜儀5進(jìn)行檢測(cè)。[0006] 圖1顯示的現(xiàn)有技術(shù)的吹掃捕集儀中，采用液氮冷阱制冷捕集，然后再加熱解析，為氣相色譜儀提供載有N20的待測(cè)氣體。采用液氮冷阱的吹掃捕集儀的富集效率可滿(mǎn)足針對(duì)VOCs等濃度較高氣體的一般檢測(cè)要求，而對(duì)于像水中溶存的N20這一類(lèi)痕量氣體的樣品來(lái)說(shuō)，其檢測(cè)靈敏度還達(dá)不到某些檢測(cè)項(xiàng)目的要求，而且又難以實(shí)現(xiàn)儀器自動(dòng)化在線(xiàn)連續(xù)操作，實(shí)驗(yàn)室之間同一種方法測(cè)定結(jié)果的重復(fù)性不好。

發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的吹掃捕集儀采用液氮冷阱制冷捕集所存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型推出一種用于氧化亞氮吹掃捕集的制冷捕集及加熱解析裝置，其目的在于采用具有吸附填料的捕集管和半導(dǎo)體制冷技術(shù)的冷阱聯(lián)合組成的裝置，代替吹掃捕集儀中的液氮冷阱，實(shí)現(xiàn)對(duì)水體中痕量溶存的N20進(jìn)行高富集效率的吹掃捕集，實(shí)現(xiàn)吹掃捕集的自動(dòng)化操作，提高檢測(cè)靈敏度。 本實(shí)用新型所涉及的用于氧化亞氮吹掃捕集的制冷捕集及加熱解析裝置，包括加熱制冷體、捕集管、半導(dǎo)體致冷片、加熱棒和溫度控制器。加熱制冷體為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，內(nèi)部為長(zhǎng)方體空腔，長(zhǎng)方體空腔內(nèi)設(shè)置捕集管。加熱制冷體長(zhǎng)方體空腔兩側(cè)的腔壁內(nèi)各有一圓柱 體空腔，圓柱體空腔內(nèi)設(shè)置加熱棒。加熱制冷體長(zhǎng)方體空腔另兩側(cè)的腔壁上設(shè)置半導(dǎo)體制 冷片。加熱棒和半導(dǎo)體制冷片分別與控制電路板連接，控制電路板連接溫度控制器。加熱 棒和半導(dǎo)體制冷片在溫度控制器的控制下，對(duì)加熱制冷體及其空腔內(nèi)的捕集管進(jìn)行加熱和制冷。 捕集管呈螺旋狀，置于加熱制冷體的長(zhǎng)方體空腔內(nèi)。捕集管兩端分別連接兩個(gè)高
溫電磁截止閥，通過(guò)高溫電磁截止閥連接在吹掃捕集儀的氣路上，使惰性氣體吹掃攜帶的
水體樣品中^0在捕集管中制冷捕集和加熱解析，便于氣相色諧儀對(duì)^0檢測(cè)。捕集管內(nèi)添
有碳分子篩等對(duì)^0具有吸附作用的填料，增進(jìn)對(duì)水體樣品中N20的捕集效果。 本實(shí)用新型的制冷捕集及加熱解析裝置，用于吹掃捕集儀中，可以大大提高水中
痕量溶存的N20的高富集效率，實(shí)現(xiàn)水體樣品中N20吹掃捕集的自動(dòng)化操作，提高檢測(cè)靈敏度。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的液態(tài)冷阱吹掃捕集儀結(jié)構(gòu)示意圖。[0012]圖2應(yīng)用本實(shí)用新型制冷捕集及加熱解析裝置的吹掃捕集儀的結(jié)構(gòu)示意圖。[0013]圖3為本實(shí)用新型的制冷捕集及加熱解析裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。[0014]圖中標(biāo)記說(shuō)明1、吹掃瓶2、水冷凝器室3、熱解吸管4、液氮冷阱5、氣相色譜儀6、惰性氣體瓶7、質(zhì)量流量控制器8、海水樣品瓶9、氣提室10、吸附管11、高溫電磁截止閥12、制冷捕集及加熱解析裝置13、高溫電磁截止閥14、氣相色譜儀15、加熱制冷體16、加熱棒17、半導(dǎo)體制冷片18、捕集管
具體實(shí)施方式現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)一步說(shuō)明。 圖2和圖3分別顯示本實(shí)用新型的制冷捕集及加熱解析裝置及其應(yīng)用的吹掃捕集 儀的基本結(jié)構(gòu)。 如圖2和圖3所示，本實(shí)用新型的制冷捕集及加熱解析裝置12包括加熱制冷體 15、捕集管18、半導(dǎo)體致冷片17、加熱棒16和溫度控制器。加熱制冷體15為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)， 內(nèi)部為長(zhǎng)方體空腔，長(zhǎng)方體空腔內(nèi)放置捕集管18。加熱制冷體15長(zhǎng)方體空腔兩側(cè)的腔壁內(nèi) 各有一圓柱體空腔，圓柱體空腔內(nèi)放置加熱棒16，加熱棒16與圓柱體空腔緊密接觸。加熱 制冷體15長(zhǎng)方體空腔另外兩側(cè)的腔壁上設(shè)置半導(dǎo)體制冷片17，半導(dǎo)體制冷片17緊貼在腔 壁上。加熱棒16和半導(dǎo)體制冷片17分別與控制電路板連接，控制電路板連接溫度控制器。 加熱棒16和半導(dǎo)體制冷片17用于對(duì)加熱制冷體15及其空腔內(nèi)的捕集管18進(jìn)行加熱和制冷。 捕集管18呈螺旋狀，置于加熱制冷體的長(zhǎng)方體空腔內(nèi)。捕集管18兩端分別連接 兩個(gè)高溫電磁截止閥11、13，通過(guò)高溫電磁截止閥11、13連接在吹掃捕集裝置的氣路上，使 惰性氣體吹掃攜帶的水體樣品中K0在捕集管18中制冷捕集和加熱解析，便于氣相色譜儀 對(duì)^0檢測(cè)。捕集管18內(nèi)添有碳分子蹄等對(duì)^0具有吸附作用的填料，增進(jìn)對(duì)水體樣品中 AO的捕集效果。 應(yīng)用本實(shí)用新型的吹掃捕集儀工作時(shí)，惰性氣體瓶6內(nèi)的惰性氣體在質(zhì)量流量控 制器7的控制下，通入海水樣品瓶8，海水樣品瓶8中的水體在壓力的作用下進(jìn)入到氣提室 9，惰性氣體從氣提室9的底部吹掃水體樣品中的KO，攜帶N20的惰性氣體載氣從氣提室9 進(jìn)入吸附管IO，載氣的水分和雜質(zhì)在吸附管10內(nèi)被吸收和去除，攜帶^0的載氣再經(jīng)高溫 電磁截止閥11進(jìn)入制冷捕集及加熱解析裝置12的捕集管18。制冷捕集及加熱解析裝置 12的加熱棒16和半導(dǎo)體制冷片17，對(duì)捕集管18進(jìn)行制冷和加熱，分別與控制電路板連接， 控制電路板連接溫度控制器。捕集管18在低溫下對(duì)N20進(jìn)行捕集，然后升溫將N20解析出 來(lái)，待解析結(jié)束之后，再通入載氣將N20經(jīng)高溫電磁截止閥13帶入到氣相色譜儀14中進(jìn)行 分析檢測(cè)。
權(quán)利要求一種用于氧化亞氮吹掃捕集的制冷捕集及加熱解析裝置，用于氧化亞氮的吹掃捕集儀中，其特征在于，包括加熱制冷體(15)、捕集管(18)、半導(dǎo)體致冷片(17)、加熱棒(16)和溫度控制器；加熱制冷體(15)為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，捕集管(18)置于加熱制冷體(15)的長(zhǎng)方體空腔內(nèi)，加熱棒(16)設(shè)置在加熱制冷體(15)長(zhǎng)方體空腔兩側(cè)，半導(dǎo)體制冷片(17)設(shè)置在加熱制冷體(15)長(zhǎng)方體空腔另外兩側(cè)；加熱棒(16)和半導(dǎo)體制冷片(17)分別連接溫度控制器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氧化亞氮吹掃捕集的制冷捕集及加熱解析裝置，其特征在于，加熱棒(16)設(shè)置在加熱制冷體(15)長(zhǎng)方體空腔兩側(cè)腔壁內(nèi)的圓柱體空腔內(nèi)，加熱棒(16) 與圓柱體空腔緊密接觸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氧化亞氮吹掃捕集的制冷捕集及加熱解析裝置，其特征在于，半導(dǎo)體制冷片(17)設(shè)置在加熱制冷體(15)長(zhǎng)方體空腔兩側(cè)的腔壁上，半導(dǎo)體制冷片(17) 緊貼在腔壁上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氧化亞氮吹掃捕集的制冷捕集及加熱解析裝置，其特征在于，置于加熱制冷體(15)長(zhǎng)方體空腔內(nèi)的捕集管(18)呈螺旋狀，兩端分別連接高溫電磁截止閥(11)和高溫電磁截止閥(13)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型所涉及的用于氧化亞氮吹掃捕集的制冷捕集及加熱解析裝置，包括加熱制冷體、捕集管、半導(dǎo)體致冷片、加熱棒和溫度控制器。捕集管設(shè)置在加熱制冷體長(zhǎng)方體空腔內(nèi)，加熱棒設(shè)置在加熱制冷體長(zhǎng)方體空腔兩側(cè)，半導(dǎo)體制冷片設(shè)置在加熱制冷體長(zhǎng)方體空腔另外兩側(cè)，加熱棒和半導(dǎo)體制冷片分別連接溫度控制器，加熱棒和半導(dǎo)體制冷片分別用于對(duì)加熱制冷體及其空腔內(nèi)的捕集管進(jìn)行加熱和制冷。捕集管呈螺旋狀，通過(guò)兩端分別連接的高溫電磁截止閥連接在吹掃捕集儀的氣路上，使惰性氣體吹掃攜帶的水體樣品中N2O在捕集管中制冷捕集和加熱解析，便于氣相色譜儀對(duì)N2O檢測(cè)，可以大大提高水中痕量溶存的N2O的高富集效率，實(shí)現(xiàn)水體樣品中N2O吹掃捕集的自動(dòng)化操作，提高檢測(cè)靈敏度。
文檔編號(hào)G01N30/06GK201464437SQ20092009780
公開(kāi)日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月17日
發(fā)明者劉廣生, 姚子偉, 趙冬梅, 趙化德 申請(qǐng)人:國(guó)家海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心