專利名稱：一種色譜分析控制氣路裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氣相分析儀器技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種色譜分析控制氣路裝置。
背景技術(shù)：
目前，在氣相色譜分析的控制氣路中，氣路的切換一般都采用旋轉(zhuǎn)閥，該技術(shù)已相 當(dāng)成熟且應(yīng)用普遍，但旋轉(zhuǎn)閥多依賴于進(jìn)口，價(jià)格較貴，而且旋轉(zhuǎn)閥對(duì)氣路的切換只能實(shí)現(xiàn) 兩態(tài)切換，分析樣品的定量都采用定量管來實(shí)現(xiàn)，定量管的容積決定了分析樣品的量的多 少，不能根據(jù)分析的需要調(diào)節(jié)和控制樣品的定量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而設(shè)計(jì)的一種色譜分析控制氣路裝置，它采 用兩路信號(hào)分別控制樣品氣的進(jìn)樣/取樣狀態(tài)的切換和色譜柱分析/反吹狀態(tài)的切換，實(shí) 現(xiàn)了氣路的三態(tài)靈活切換及不同定量容積的定量分析，可根據(jù)分析的需要方便地調(diào)節(jié)和控 制樣品氣量的大小，而且進(jìn)樣、取樣和分析、反吹相互獨(dú)立，互不干擾，操作方便、定量準(zhǔn)確。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種色譜分析控制氣路裝置，包括穩(wěn)流閥、定量管、 續(xù)流管、色譜柱、兩位三通A電磁閥、B電磁閥、C電磁閥和D電磁閥，其特點(diǎn)是A電磁閥的 a接口連接樣品氣入口；B電磁閥的a接口連接樣品氣出口；定量管兩端分別連接A電磁 閥和B電磁閥的b接口 ；續(xù)流管兩端分別連接A電磁閥和B電磁閥的c接口；C電磁閥的a 接口由管路與B電磁閥和D電磁閥的c接口并接，C電磁閥的c接口由管路與D電磁閥的 a接口和載氣出口并接；色譜柱兩端分別連接C電磁閥和D電磁閥的b接口 ；穩(wěn)流閥兩端分 別連接A電磁閥的c接口和載氣入口 ；A電磁閥、B電磁閥由A路信號(hào)控制；C電磁閥和D電 磁閥由B路信號(hào)控制。所述A路信號(hào)和B路信號(hào)為分時(shí)獨(dú)立控制，使一個(gè)分析周期內(nèi)呈現(xiàn)取樣分析、進(jìn)樣 分析和進(jìn)樣反吹三個(gè)不同的氣路狀態(tài)。所述取樣分析氣路狀態(tài)為A電磁閥和B電磁閥處于取樣狀態(tài)，C電磁閥和D電磁 閥處于分析狀態(tài)。所述進(jìn)樣分析氣路狀態(tài)為A電磁閥和B電磁閥處于進(jìn)樣狀態(tài)，C電磁閥和D電磁 閥處于分析狀態(tài)。所述進(jìn)樣反吹氣路狀態(tài)為A電磁閥和B電磁閥處于進(jìn)樣狀態(tài)，C電磁閥和D電磁 閥處于反吹狀態(tài)。所述取樣分析氣路狀態(tài)時(shí)續(xù)流管與定量管的最佳載氣流量比為1:5。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低，操作方便，而且進(jìn)樣、取樣和分析、 反吹相互獨(dú)立和互不干擾，可根據(jù)分析的需要方便地調(diào)節(jié)和控制樣品氣量的大小，定量準(zhǔn) 確，實(shí)現(xiàn)了氣路的三種不同狀態(tài)的靈活切換以及不同定量容積的定量分析的優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖
圖2為分析周期T的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖。
具體實(shí)施例方式參閱附圖1，本發(fā)明包括穩(wěn)流閥5、定量管6、續(xù)流管7、色譜柱8、兩位三通直動(dòng)式 A電磁閥1、B電磁閥2、C電磁閥3和D電磁閥4，A電磁閥1的a接口連接樣品氣入口 11 ； B電磁閥2的a接口連接樣品氣出口 21 ；定量管6兩端分別連接A電磁閥1和B電磁閥2 的b接口 ；續(xù)流管7兩端分別連接A電磁閥1和B電磁閥2的c接口 ；C電磁閥3的a接口 由管路與B電磁閥2和D電磁閥4的c接口并接，C電磁閥3的c接口由管路與D電磁閥4 的a接口和載氣出口 42并接；色譜柱8兩端分別連接C電磁閥3和D電磁閥4的b接口； 穩(wěn)流閥5用于穩(wěn)定載氣的流量，其兩端分別連接A電磁閥1的c接口和載氣入口 32 ；A電磁 閥1、B電磁閥2由A路信號(hào)9控制；C電磁閥3和D電磁閥4由B路信號(hào)10控制，A路信 號(hào)9和B路信號(hào)10為分時(shí)獨(dú)立控制，使一個(gè)分析周期T內(nèi)呈現(xiàn)取樣分析、進(jìn)樣分析和進(jìn)樣 反吹三個(gè)不同的氣路狀態(tài)，載氣出口 42可接FID檢測器。取樣分析氣路狀態(tài)為A電磁閥1和B電磁閥2處于取樣狀態(tài)，C電磁閥3和D電 磁閥4處于分析狀態(tài)；進(jìn)樣分析氣路狀態(tài)為A電磁閥1和B電磁閥2處于進(jìn)樣狀態(tài)，C電 磁閥3和D電磁閥4處于分析狀態(tài)；進(jìn)樣反吹氣路狀態(tài)為A電磁閥1和B電磁閥2處于進(jìn) 樣狀態(tài)，C電磁閥3和D電磁閥4處于反吹狀態(tài)；取樣分析氣路狀態(tài)時(shí)續(xù)流管7與定量管6 的最佳載氣流量比為1:5。A電磁閥1和B電磁閥2用于切換定量管6與樣品氣入口 11、樣品氣出口 21和載 氣入口 32的連接，A電磁閥1和B電磁閥2由A路信號(hào)9控制，當(dāng)控制信號(hào)9斷電時(shí)，A電 磁閥1的a接口與b接口導(dǎo)通，c接口與b接口截止，同時(shí)B電磁閥2的a接口與b接口導(dǎo) 通，c接口與b接口截止，此時(shí)定量管6兩端分別與樣品氣入口 11和樣品氣出口 21接通， 樣品氣由樣品氣入口 11進(jìn)入定量管6，A電磁閥1和B電磁閥2處于進(jìn)樣狀態(tài)。當(dāng)A路信 號(hào)9加電時(shí)，A電磁閥1的a接口與b接口截止，c接口與b接口導(dǎo)通，同時(shí)B電磁閥2的 a接口與b接口截止，c接口與b接口導(dǎo)通，此時(shí)定量管6與續(xù)流管7并聯(lián)，共同允許載氣 通過，A電磁閥1和B電磁閥2處于取樣狀態(tài)。C電磁閥3和D電磁閥4用于切換載氣在色譜柱8的運(yùn)行方向，控制色譜柱8的分 析或反吹兩種氣路狀態(tài)，C電磁閥3和D電磁閥4由B路信號(hào)10控制，當(dāng)B路信號(hào)10斷電 時(shí)，C電磁閥3的a接口與b接口導(dǎo)通，b接口與c接口截止，同時(shí)D電磁閥4的a接口與 b接口導(dǎo)通，b接口與c接口截止，載氣從C電磁閥3往D電磁閥4的方向運(yùn)行，此時(shí)，C電 磁閥3和D電磁閥4處于反吹狀態(tài)，當(dāng)B路信號(hào)10加電時(shí)，C電磁閥3的a接口與b接口 截止，b接口與c接口導(dǎo)通，D電磁閥4的a接口 b接口截止，b接口與c接口導(dǎo)通，載氣從 D電磁閥4往C電磁閥3的方向運(yùn)行，此時(shí)C電磁閥3和D電磁閥4處于分析狀態(tài)。A路信 號(hào)9用于控制A電磁閥1和B電磁閥2，B路信號(hào)10用于控制C電磁閥3和D電磁閥4，A、 B兩路信號(hào)9、10不同時(shí)觸發(fā)。定量管6用于控制最大的分析樣品量，續(xù)流管7用于A電磁閥1和B電磁閥2處 于進(jìn)樣狀態(tài)時(shí)保證載氣的通路，但續(xù)流管7的氣阻大于定量管6的氣阻，保證在A電磁閥1和B電磁閥2處于取樣狀態(tài)時(shí)載氣能大部分通過定量管6，色譜柱8用于分離通過其中的樣 品氣中各氣體的組分。參閱附圖2，在一個(gè)分析周期T內(nèi)，對(duì)A電磁閥1和B電磁閥2來說，包括取樣狀態(tài) 和進(jìn)樣狀態(tài)，兩種狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間分別為取樣時(shí)間和進(jìn)樣時(shí)間te，二者之和等于分析 周期τ ；而對(duì)于C電磁閥3和D電磁閥4來說，包括分析狀態(tài)和反吹狀態(tài)，二者所對(duì)應(yīng)的時(shí) 間分別為分析時(shí)間和反吹時(shí)間t&，二者之和同樣也等于分析周期T。在一個(gè)分析周期T內(nèi)，A電磁閥1、B電磁閥2、C電磁閥3和D電磁閥4的切換流 程為在、時(shí)刻啟動(dòng)分析，A電磁閥1和B電磁閥2切換為取樣狀態(tài)，同時(shí)C電磁閥3和D 電磁閥4切換為分析狀態(tài)；到t2時(shí)刻取樣結(jié)束，A電磁閥1和B電磁閥2切換為進(jìn)樣狀態(tài)； 到t3時(shí)刻分析過程結(jié)束，C電磁閥3和D電磁閥4切換到反吹狀態(tài)；到t4時(shí)刻反吹結(jié)束，同 時(shí)A電磁閥1和B電磁閥2進(jìn)樣狀態(tài)也結(jié)束，并進(jìn)入下一周期的分析。這樣在一個(gè)分析周 期T內(nèi)，氣路分別處于、一t2時(shí)間段、t2—t3時(shí)間段和t3_t4時(shí)間段三個(gè)不同的氣路狀態(tài)。以下將通過具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的闡述 實(shí)施例1
參閱附圖廣附圖2，本發(fā)明的A電磁閥1、B電磁閥2、C電磁閥3和D電磁閥4均為 兩位三通直動(dòng)式電磁閥，控制電壓為DC24V，載氣為氫氣，氫氣從載氣入口 32進(jìn)入，壓力為 lkg/cm2 ；調(diào)整穩(wěn)流閥5使氫氣流量控制為48ml/min ；定量管6為外徑3mm，內(nèi)徑2mm，長IOcm 定量為0. 314ml ；續(xù)流管7為長度可調(diào)，其外徑1. 5mm,內(nèi)徑0. 5mm，長度約0. 5m，適當(dāng)調(diào)整續(xù) 流管7的長度使A電磁閥1和B電磁閥2處于取樣狀態(tài)時(shí)續(xù)流管7與定量管6的流量之比 為1 5 ；色譜柱8為氣相填充柱，其外徑3. 2mm,內(nèi)徑2. 2mm,長2m，恒定柱溫70°C ；載氣出口 42接FID檢測器；樣品氣為含有甲烷、乙烷、丙烷、異丁烷、正丁烷、異戊燒和正戊烷7種成分的 烴類混合氣，烴類混合氣由樣品氣入口 U進(jìn)入，由樣品氣出口 21出去；A路信號(hào)9和B路信號(hào) 10為DC24V電壓信號(hào)，分別控制A電磁閥1、B電磁閥2、C電磁閥3和D電磁閥4的切換。本發(fā)明是這樣工作的初始狀態(tài)定為進(jìn)樣反吹狀態(tài):A路信號(hào)9和B路信號(hào)10均 不加電。此時(shí)A電磁閥1、B電磁閥2處于進(jìn)樣狀態(tài)，烴類混合氣由樣品氣入口 11進(jìn)入定量 管6，從樣品氣出口 21出來，其流量不作要求，但要保證在氣路狀態(tài)切換前烴類混合氣應(yīng)充 滿定量管6。在該狀態(tài)下氫氣僅通過續(xù)流管7，然后依次通過C電磁閥3的a和b接口、色 譜柱8、D電磁閥4的b和a接口，最后從載氣出口 42出來，因氫氣中不含烴類混合氣，氫 氣對(duì)色譜柱8進(jìn)行反吹，此狀態(tài)持續(xù)時(shí)間為90s，以保證對(duì)色譜柱8反吹干凈。然后切換至 取樣分析狀態(tài)A路信號(hào)9和B路信號(hào)10同時(shí)加電DC24V，此時(shí)A電磁閥1、B電磁閥2處于 取樣狀態(tài)，C電磁閥3和D電磁閥4處于分析狀態(tài)，在此狀態(tài)下氫氣分為兩路，一路通過續(xù) 流管7，另一路通過定量管6，推動(dòng)定量管6中的烴類混合氣前行完成取樣，由于此時(shí)通過續(xù) 流管7和定量管6的氫氣流量比例為1:5，氫氣總流量為48ml/min，所以流過定量管6的氫 氣流量為40ml/min，而定量管的容積為0. 314ml，把定量管6中的烴類混合氣推出定量管6 的時(shí)間為0. 314/40*60=0. 471s,當(dāng)取樣時(shí)間大于0. 471s時(shí)，定量管6中所有的烴類混合氣 用于分析，當(dāng)取樣時(shí)間小于0. 471s時(shí)，定量管6中只有部分的烴類混合氣用于分析，設(shè)取樣 時(shí)間為t取(t取<0. 471s)，流過定量管6的氫氣流量為F定，則用于分析的樣品量V分為
V分取XF定=40 t取
由上式可以看出，通過控制取樣時(shí)間的長短，可以實(shí)現(xiàn)不同容量樣氣的定量分析。在取樣時(shí)間結(jié)束時(shí)A路信號(hào)9斷電，A電磁閥1和B電磁閥2切換為進(jìn)樣狀態(tài)，C電磁閥3 和D電磁閥4仍保持分析狀態(tài)，整個(gè)氣路處于進(jìn)樣分析狀態(tài)。在該狀態(tài)下，從定量管6出來 的氫氣，攜帶著烴類混合氣依次經(jīng)過D電磁閥4的c和b接口、色譜柱8、C電磁閥3的b和 c接口，當(dāng)經(jīng)過色譜柱8時(shí)即完成對(duì)樣品氣中各烴類組分的分離，氫氣最后從載氣出口 42 出來進(jìn)入檢測器進(jìn)行檢測，當(dāng)烴類混合氣中所有的組分都被檢測到后，A路信號(hào)9和B路信 號(hào)10同時(shí)斷電，氣路切換到進(jìn)樣反吹狀態(tài)即初始狀態(tài)。在上述條件下，完全分析含有甲烷、 乙烷、丙烷、異丁烷、正丁烷、異戊烷和正戊烷7種成分的烴類混合氣，分析時(shí)間約為90s，再 加上反吹時(shí)間90s，整個(gè)分析周期為180s。 以上只是對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，并非用以限制本專利，凡為本發(fā)明等效實(shí)施， 均應(yīng)包含于本專利的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種色譜分析控制氣路裝置，包括穩(wěn)流閥、定量管、續(xù)流管、色譜柱、兩位三通A電 磁閥、B電磁閥、C電磁閥和D電磁閥，其特征在于A電磁閥的a接口連接樣品氣入口 ；B電 磁閥的a接口連接樣品氣出口 ；定量管兩端分別連接A電磁閥和B電磁閥的b接口 ；續(xù)流 管兩端分別連接A電磁閥和B電磁閥的c接口；C電磁閥的a接口由管路與B電磁閥和D 電磁閥的c接口并接，C電磁閥的c接口由管路與D電磁閥的a接口和載氣出口并接；色譜 柱兩端分別連接C電磁閥和D電磁閥的b接口 ；穩(wěn)流閥兩端分別連接A電磁閥的c接口和 載氣入口 ；A電磁閥、B電磁閥由A路信號(hào)控制；C電磁閥和D電磁閥由B路信號(hào)控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述色譜分析控制氣路裝置，其特征在于所述A路信號(hào)和B路信號(hào) 為分時(shí)獨(dú)立控制，使一個(gè)分析周期內(nèi)呈現(xiàn)取樣分析、進(jìn)樣分析和進(jìn)樣反吹三個(gè)不同的氣路 狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述色譜分析控制氣路裝置，其特征在于所述取樣分析氣路狀態(tài)為 A電磁閥和B電磁閥處于取樣狀態(tài)，C電磁閥和D電磁閥處于分析狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述色譜分析控制氣路裝置，其特征在于所述進(jìn)樣分析氣路狀態(tài)為 A電磁閥和B電磁閥處于進(jìn)樣狀態(tài)，C電磁閥和D電磁閥處于分析狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述色譜分析控制氣路裝置，其特征在于所述進(jìn)樣反吹氣路狀態(tài)為 A電磁閥和B電磁閥處于進(jìn)樣狀態(tài)，C電磁閥和D電磁閥處于反吹狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述色譜分析控制氣路裝置，其特征在于所述取樣分析氣路狀態(tài)時(shí) 續(xù)流管與定量管的最佳載氣流量比為1:5。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種色譜分析控制氣路裝置，其特點(diǎn)是A電磁閥a接口連接樣品氣入口；B電磁閥a接口連接樣品氣出口；定量管兩端分別連接A電磁閥和B電磁閥的b接口；續(xù)流管兩端分別連接A電磁閥和B電磁閥的c接口；C電磁閥a接口由管路與B電磁閥和D電磁閥的c接口并接，C電磁閥c接口由管路與D電磁閥的a接口和載氣出口并接；色譜柱兩端分別連接C電磁閥和D電磁閥的b接口。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低，操作方便，可根據(jù)分析的需要方便地調(diào)節(jié)和控制樣品氣量的大小，定量準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N30/26GK102004136SQ20101051443
公開日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月21日
發(fā)明者趙電波 申請(qǐng)人:上?？朴褪蛢x器制造有限公司