多通道電子制冷二級冷凍收集VOCs在線分析儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型一種多通道電子制冷二級冷凍收集VOCs在線分析儀，是利用多通道切換裝置（31）切換到所需進樣口，實現(xiàn)一臺儀器可循環(huán)進樣多個取樣點，還可按照用戶的具體需求來定做進樣口的數(shù)量，利用氣體推動觸發(fā)器（7）在第二收集器（12）開始升溫時關(guān)閉，升到設(shè)定溫度時瞬間輸出一股較大氣流，將吸附在第二收集器（12）中的VOCs集中快速的推出后進入色譜柱（8）進行分離，使得從C2到C12所有的VOCs都能很好的分離，利用氫火焰離子化檢測器（14）檢測出每個化合物的濃度，利用第一收集器（10）與第二收集器（12）同時冷凍到各自設(shè)定的溫度點后串聯(lián)進樣，其目的是既能物理除去樣品中的水又能將VOCs通過深度冷凍濃縮，提高對低碳VOCs的富集能力。
【專利說明】
多通道電子制冷二級冷凍收集VOCs在線分析儀
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種多通道電子制冷二級冷凍收集VOCs在線分析儀，是檢測大氣中易揮發(fā)性有機物濃度的分析儀器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前全球生產(chǎn)VOCs在線分析儀的公司有很多，大多數(shù)都是采用2臺儀器分別檢測C2到C6的低碳VOCs在線分析儀，以及C6到C12的高碳VOCs在線分析儀，這樣使得檢測VOCs的儀器成本很高，不利于VOCs檢測儀器的應用推廣。低碳VOCs分析儀是采用氧化鋁柱來分離VOCs，氧化鋁柱的特性是對C2到C6的VOCs分離很好，但是對C6到C12的VOCs分離就很差。而高碳VOCs分析儀是采用30米色譜柱來分離，由于是采用吸附劑吸附低溫冷凍，在脫附VOCs時由于柱流速只有2毫升每分鐘左右，加上升溫需要時間，因此C2到C6的VOCs就不能集中快速的進入色譜柱(8)，從而導致C2到C6的VOCs無法很好的分離，因此只能做成2臺儀器將VOCs按含碳量分段檢測。同時一臺儀器只有一個進樣口，只能監(jiān)測一個取樣點，對于相隔較近的多個取樣點，就要使用多臺儀器來分別監(jiān)測，增加了用戶的使用成本。
[0003]現(xiàn)有高碳VOCs在線分析儀和低碳VOCs在線分析儀最大缺點是:需要2臺儀器來檢測VOCs，采用分段的方法，同時一臺儀器只有一個進樣口，只能監(jiān)測一個取樣點，不科學更不經(jīng)濟，應用安裝都不方便，嚴重制約了 VOCs檢測儀器應用推廣，不利于大氣污染的防治。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述問題，本實用新型提供一種多通道電子制冷二級冷凍收集VOCs在線分析儀，通過在載氣的氣路上，使用氣體推動觸發(fā)器(7)就可用一臺儀器實現(xiàn)從C2到C12所有的VOCs都能進行完美的分離，一臺儀器實現(xiàn)2臺儀器的功能，同時通過安裝多通道切換裝置
(31)實現(xiàn)對多個取樣點的循環(huán)進樣，一臺儀器還可實現(xiàn)多臺儀器的功能，還可根據(jù)客戶的具體需求定做進樣口的數(shù)量，滿足客戶的需求。
[0005]為了達到上述目的，本實用新型多通道電子制冷二級冷凍收集VOCs在線分析儀，包括有標氣口(I)、氮氣口(2)、載氣口(3)、第一電子壓力控制器(4)、第一電磁閥(5)、第二電磁閥(6)、氣體推動觸發(fā)器(7)、色譜柱(8)、程序升溫控制箱(9)、第一收集器(10)、六通閥
(11)、第二收集器(12)、三通電磁閥(13)、氫火焰離子化檢查器(14)、針型調(diào)節(jié)閥(15)、質(zhì)量流量控制器(16)、第二電子壓力控制器(17)、第三電子壓力控制器(18)、排空口(19)、真空栗(20)、氫氣口(21)、空氣口(22)、第一進樣口(23)、第二進樣口(24)、第三進樣口(25)、第四進樣口(26)、第五進樣口(27)、第六進樣口(28)、第七進樣口(29)、第八進樣口(30)、多通道切換裝置(31 )、第三電磁閥(32 )、第四電磁閥(33 )和第五電磁閥(34 )連接而成，其中對多通道切換裝置(31)的描述是:完成對多路進樣口的循環(huán)進樣，可使用I對8的多通閥實現(xiàn)八個進樣口的循環(huán)進樣，使用I對16的多通閥實現(xiàn)十六個進樣口的循環(huán)進樣，使用20個獨立的電磁閥實現(xiàn)20個進樣口的循環(huán)進樣，還可使用其它裝置來實現(xiàn)進樣口的不同數(shù)量。其中對氣體推動觸發(fā)器(7)的描述是:是安裝在載氣口(3)的氣路上，只要能夠完成氣體的開啟與關(guān)閉，開啟時的流速能控制在I毫升每分鐘到1000毫升每分鐘之間的任何裝置，比如:可用電磁閥來控制氣體的開啟與關(guān)閉，用針法來調(diào)節(jié)流速在I毫升每分鐘到1000毫升每分鐘之間，其啟動的方法是在第二收集器(12)升溫開始時關(guān)閉柱流速，升到設(shè)定溫度時啟動，使得柱流速瞬間增大后又恢復到啟動前的柱流速，其目的是利用瞬間增大的柱流速來快速將第二收集器(12)解析出來的VOCs推出。
[0006]對多通道電子制冷二級冷凍收集VOCs在線分析儀的工作原理描述如下:
[0007]第一步:關(guān)閉所有電磁閥，同時冷凍第一收集器(10)與第二收集器(12)到_20°C，六通閥(11)切換到I與2，3與4，5與6相通位置。此步驟的目的是為進樣做準備。
[0008]第二步:將多通道切換裝置(31)切換到指定的進樣口，打開第三電磁閥(32)、第四電磁閥(33)、三通電磁閥(13)，其余電磁閥關(guān)閉，開啟質(zhì)量流量控制器(16)控制流速為100毫升每分鐘，開啟真空栗(20)，運行30秒。此步驟的目的是用樣品氣清洗進樣管路。
[0009]第三步:打開第三電磁閥(32 )、第五電磁閥(34)、三通電磁閥(13 )，其余電磁閥關(guān)閉，開啟質(zhì)量流量控制器(16)控制流速為100毫升每分鐘，開啟真空栗(20)，運行I分鐘，進樣體積為100毫升。此步驟的目的是采樣樣品氣100毫升。
[0010]第四步:升溫第一收集器(10)到10 °C，第二收集器二( 12)保持冷凍-20 °C，打開第二電磁閥(6)、第五電磁閥(34)、三通電磁閥(13)，其余電磁閥關(guān)閉，開啟質(zhì)量流量控制器
(16)控制流速為15毫升每分鐘，開啟真空栗(20)，運行3分鐘。此步驟的目的是將第一收集器(10)中氣化出來的高碳化合物轉(zhuǎn)移到第二收集器(12)。
[0011 ] 第五步:六通閥(11)切換到I與6，2與3，4與5相通位置，打開第二電磁閥(6)、第五電磁閥(34)，其余電磁閥關(guān)閉，升溫第一收集器(10)到150°C，升溫第二收集器(12)到220°C。關(guān)閉氣體推動觸發(fā)器(7)。此步驟的目的是用氮氣清洗第一收集器(10)，氣化第二收集器(12)中的VOCs。
[0012]第六步:當?shù)诙占?12)升到220°C時，啟動氣體推動觸發(fā)器(7)，啟動程序升溫控制箱(9)，運行4分鐘后六通閥(11)切換到I與2，3與4，5與6相通位置。此步驟的目的是將VOCs推進色譜柱(8)分離，然后進入氫火焰離子化檢查器(14)逐個檢測每個化合物的濃度。
[0013]第七步:打開第二電磁閥(6)、第五電磁閥(34 )，其余電磁閥關(guān)閉，關(guān)閉質(zhì)量流量控制器(16)，關(guān)閉真空栗(20)，升溫第二收集器(12)到250°C，運行2分鐘后降到150°C。一個樣品運行結(jié)束等待下次進樣。此步驟的目的是將第二收集器(12)中殘留物質(zhì)高溫清洗，然后進入常規(guī)清洗。
[0014]本實用新型與現(xiàn)有相關(guān)技術(shù)相比，具有以下有益效果:
[0015]本實用新型由于使用了二級深度冷凍收集技術(shù)，使得對大氣中揮發(fā)性有機物的富集能力得到了很大的提升，同時利用第一收集器(10)的功能有效的除去了樣品中的水，清除了空氣中因為濕度的變化而影響檢測數(shù)據(jù)的精準，又由于研發(fā)了獨創(chuàng)的瞬間增大柱流速推動技術(shù)，也是本實用新型的核心所在，將解析出來的VOCs集中快速的注入色譜柱(8 )，因此就可以用一根30米或60米的色譜柱完美的將VOCs中的C2到C12實現(xiàn)分離，用一臺儀器就可以實現(xiàn)，同時安裝了多通道切換裝置(31)，使得一臺儀器就可實現(xiàn)多個取樣點的循環(huán)進樣，一臺儀器頂多臺儀器使用，還可根據(jù)用戶的具體需求來定做進樣口的數(shù)量。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型關(guān)閉所電磁閥冷凍第一收集器(10)與第二收集器(12)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2是本實用新型用樣品氣清洗進樣管路的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3是本實用新型收集樣品氣的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖4是本實用新型將第一收集器(10)中高碳VOCs轉(zhuǎn)移到第二收集器(12)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖5是本實用新型將第二收集器(12)中的VOCs快速推出進入色譜柱(8)分離的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0021]圖6是本實用新型將第一收集器(10)與第二收集器(12)同時清洗的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0022]在圖1到圖6中:1.標氣口，2.氮氣口，3.載氣口，4.第一電子壓力控制器，5.第一電磁閥，6.第二電磁閥，7.氣體推動觸發(fā)器，8.色譜柱，9.程序升溫控制箱，10.第一收集器，
11.六通閥，12.第二收集器，13.三通電磁閥，14.氫火焰離子化檢查器，15.針型調(diào)節(jié)閥，16.質(zhì)量流量控制器，17.第二電子壓力控制器，18.第三電子壓力控制器，19.排空口，20.真空栗，21.氫氣口，22.空氣口，23.第一進樣口，24.第二進樣口，25.第三進樣口，26.第四進樣口，27.第五進樣口，28.第六進樣口，29.第七進樣口，30.第八進樣口，31.多通道切換裝置，32.第三電磁閥，33.第四電磁閥，34.第五電磁閥。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合說明書附圖對本實用新型做進一步的描述。
[0024]列舉實施例如下:
[0025]本實用新型的結(jié)構(gòu)原理圖如圖1所示，圖中顯示關(guān)閉所有的電磁閥，冷凍第一收集器(10)與第二收集器(12)冷凍到-30°c。然后進入如圖2所示。
[0026]本實用新型的結(jié)構(gòu)原理圖如圖2所示，圖中顯示將多通道切換裝置(31)切換到第一進樣口( 23 )，打開第三電磁閥(32 )、第四電磁閥(33)、三通電磁閥(13 )，其余電磁閥關(guān)閉，開啟質(zhì)量流量控制器(16)并將流速控制為100毫升每分鐘，開啟真空栗(20)，六通閥(11)轉(zhuǎn)動到I與2、3與4、5與6相通的位置，運行I分鐘。此步是用第一進樣口(23)的樣品氣清洗進樣管路，然后進入如圖3所示。
[0027]本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示，圖中顯示打開第三電磁閥(32)、第五電磁閥(34)、三通電磁閥(13)，其余電磁閥關(guān)閉，開啟質(zhì)量流量控制器(16)并將流速控制為100毫升每分鐘，開啟真空栗(20)，進樣2分鐘，進樣體積為200毫升。然后進入如圖4所示。
[0028]本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示，圖中顯示打開第二電磁閥(6 )、第五電磁閥
(34)、三通電磁閥(13)，其余電磁閥關(guān)閉，開啟質(zhì)量流量控制器(16)并將流速控制為15毫升每分鐘，開啟真空栗(20)，將第一收集器(10)升溫到10°C，第二收集器(12)保持冷凍到-30°C，運行2分鐘，將停留在第一收集器(10)中高碳VOCs進一步轉(zhuǎn)移到第二收集器(12)，運行完畢后進入如圖5所示。
[0029]本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示，圖中顯示六通閥(11)轉(zhuǎn)動到I與6、2與3、4與5相通的位置，啟動氣體推動觸發(fā)器(7)，開啟第二電磁閥(6)、第五電磁閥(34)，其余電磁閥關(guān)閉，關(guān)閉質(zhì)量流量控制器(16)，關(guān)閉真空栗(20)，將第一收集器(10)升溫到150°C，將第二收集器(12)升溫到220°C，啟動氣體推動觸發(fā)器(7)將當?shù)诙占?12)中VOCs推出后進入色譜柱(8)分離，并由氫火焰離子化檢查器(14)檢測出沒個化合物的濃度。運行4分鐘后進入如圖6所示。
[0030]本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖如圖6所示，圖中顯示打開第二電磁閥(6)、第五電磁閥
(34)，其余電磁閥關(guān)閉，六通閥(11)轉(zhuǎn)動到I與2、3與4、5與6相通的位置，第一收集器(10)的溫度到達150°C，將第二收集器(12)升溫到150°C，用氮氣清洗所有管路，以備下次進樣，如此周而復始的運行。
[0031]本實施例中，上述所提到的所有具體溫度點，具體流速值以及具體的運行時間等參數(shù)僅僅是一個實施例而已，并不限制本實用新型。
[0032]對本實用新型應當理解的是，以上所述的實施例，對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細的說明，以上僅為本實用新型的實施例而已，并不用于限定本實用新型，凡是在要將化合物注入色譜柱前使用瞬間增大載氣流速來推動化合物的方式就屬于本實用新型專利的精神原則，對其所做出的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)，比如:改變增大載氣氣流的啟動方式，冷凍溫度點的改變、冷凍方式的替換、將六通閥改成其它閥門、將收集器的不銹鋼管改成玻璃管或其它管等。本實用新型的保護范圍應該以權(quán)利要求所界定的保護范圍為準。
【主權(quán)項】
1.一種多通道電子制冷二級冷凍收集VOCs在線分析儀，包括標氣口(I)、氮氣口(2)、載氣口(3)、第一電子壓力控制器(4)、第一電磁閥(5)、第二電磁閥(6)、氣體推動觸發(fā)器(7)、色譜柱(8)、程序升溫控制箱(9)、第一收集器(10)、六通閥(11)、第二收集器(12)、三通電磁閥(13)、氫火焰離子化檢查器(14)、針型調(diào)節(jié)閥(15)、質(zhì)量流量控制器(16)、第二電子壓力控制器(17)、第三電子壓力控制器(18)、排空口(19)、真空栗(20)、氫氣口(21)、空氣口(22)、第一進樣口(23)、第二進樣口(24)、第三進樣口(25)、第四進樣口(26)、第五進樣口(27)、第六進樣口(28)、第七進樣口(29)、第八進樣口(30)、多通道切換裝置(31)、第三電磁閥(3 2 )、第四電磁閥(33 )和第五電磁閥(34 )連接而成，其中第一電磁閥(5 )的進口與標氣口(I)連接，第一電磁閥(5 )的出口、第二電磁閥(6 )的出口、第三電磁閥(3 2 )的出口與第四電磁閥(33 )的進口并聯(lián)后與第一收集器(1 )的一端連接，第二電磁閥(6 )的進口與氮氣口( 2 )連接，第一收集器(10)的另一端與六通閥(11)的第I接口連接，第一電子壓力控制器(4)的一端與氣體推動觸發(fā)器(7)的一端連接，第一電子壓力控制器(4)的另一端與載氣口(3)連接，氣體推動觸發(fā)器(7)的另一端與六通閥(11)的第4接口連接，第二收集器(12)的一端與六通閥(11)的第2接口連接，第二收集器(12)的另一端與六通閥(11)的第5接口連接，六通閥(11)的第3接口與色譜柱(8)的一端連接，色譜柱(8)的另一端與氫火焰離子化檢查器(14)連接，六通閥(11)的第6接口與第五電磁閥(34)的進口連接，第四電磁閥(33)的出口、第五電磁閥(34)的出口并聯(lián)與三通電磁閥(13)的進口連接，三通電磁閥(13)的出口與針型調(diào)節(jié)閥(15)的一端連接，針型調(diào)節(jié)閥(15)的另一端與排空口( 19)連接，三通電磁閥(13)的另一出口與質(zhì)量流量控制器(16 )的進口連接，質(zhì)量流量控制器(16)的出口與真空栗(20)的一端連接，第二電子壓力控制器(17)的一端與第三電子壓力控制器(18)的一端同時與氫火焰離子化檢查器(14)連接，第一電子壓力控制器(17)的另一端與氫氣口(21)連接，第三電子壓力控制器(18)的另一端與空氣口(22)連接，第三電磁閥(32)的進口與多通道切換裝置(31)的出口連接，第一進樣口(23)與多通道切換裝置(31)連接，第二進樣口(24)與多通道切換裝置(31)連接，第三進樣口(25)與多通道切換裝置(31)連接，第四進樣口(26)與多通道切換裝置(31)連接，第五進樣口(27)與多通道切換裝置(31)連接，第六進樣口(28)與多通道切換裝置(31)連接，第七進樣口(29)與多通道切換裝置(31)連接，第八進樣口(30)與多通道切換裝置(31)連接，色譜柱(8)是安裝在程序升溫控制箱(9)內(nèi)，其特征在于: 所述氣體推動觸發(fā)器(7)是安裝在載氣口(3)的氣路上，在載氣口(3)經(jīng)過電子壓力控制器(4)，再經(jīng)過六通閥(11)，流進色譜柱(8)進入氫火焰離子化檢查器(14)的氣路中引入了氣體推動觸發(fā)器(7)，其安裝的位置是在VOCs進入色譜柱(8)的后方。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多通道電子制冷二級冷凍收集VOCs在線分析儀，其特征在于:所述氣體推動觸發(fā)器(7)其結(jié)構(gòu)可使用電磁閥控制氣體的開與關(guān)，可使用針型調(diào)閥調(diào)節(jié)氣體的流速大小;還可用其它閥門控制氣體的開與關(guān)，用其它調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)輸出氣體的流速大小。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多通道電子制冷二級冷凍收集VOCs在線分析儀，其特征在于:所述氣體推動觸發(fā)器(7)是在收集器(12)的溫度沒有升到設(shè)定溫度值時關(guān)閉，升到設(shè)定溫度值時開始觸發(fā)，使得柱流速瞬間增大后立即關(guān)閉，恢復到觸發(fā)前的流速。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多通道電子制冷二級冷凍收集VOCs在線分析儀，其特征在于:在進樣口上安裝了多通道切換裝置(31)，用于擴充進樣口的數(shù)量。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多通道電子制冷二級冷凍收集VOCs在線分析儀，其特征在于:所述多通道切換裝置(31)是使用I對8的多通閥實現(xiàn)八個進樣口的循環(huán)進樣，使用I對16的多通閥實現(xiàn)十六個進樣口的循環(huán)進樣，使用20個獨立的電磁閥實現(xiàn)20個進樣口的循環(huán)進樣，還可使用其它裝置來實現(xiàn)進樣口的不同數(shù)量。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多通道電子制冷二級冷凍收集VOCs在線分析儀，其特征在于:是用電子制冷將第一收集器(10)與第二收集器(12)同時冷凍后前后串聯(lián)的結(jié)構(gòu)方式進樣收集VOCs。
【文檔編號】G01N30/20GK205670139SQ201620502914
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年5月30日
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請人】李勘