一种气体中水溶性成分的捕集提取装置及方法与流程

本发明涉及气体检测，具体为一种气体中水溶性成分的捕集提取装置及方法。

背景技术：

1、气体水溶性成分检测在生产中的多个领域应用广泛，如环境保护、工业生产、医疗健康、航空航天以及科学研究等，通过将气体中水溶性物质进行富集和洗脱提取并获取提取液，来对其中的水溶性物质进行定性定量检测。

2、现有的气体水溶性物质富集提取设备中，通常采用超纯水对富集在滤膜上的水溶性物质进行超声波洗脱，洗脱之后还要对滤膜进行清洁以使滤膜循环使用，存在洗脱用洗脱液（如超纯水）用量大、或滤膜浸没不够导致洗脱效果差，此外当洗脱液用量大洗脱充分时，洗脱所制备的提取液中水溶性物质浓度往往较低，导致检测难度大、检测精度低的技术问题，在一些场景下往往还需要对所制备的提取液进一步处理来获取适宜进行后续检测的样品液；此外在完成洗脱之后往往还需要对清洗产生的废液较难处理，费时费力。因而亟需一种易于操作、有利于提高检测精度且检测效率的富集提取设备。

技术实现思路

1、本发明公开了一种气体中水溶性成分的捕集提取装置及方法，它解决了现有技术中气体水溶性物质富集提取装置存在的洗脱液用量大、检测精度低、且不利于降低检测成本的技术问题，具有结构合理、方便操作、有利于提高水溶性物质检测精度和检测效率的技术效果。所采用的技术方案如下：

2、一种气体中水溶性成分的捕集提取装置，包括活动座、洗脱组件和第一驱动单元；

3、所述活动座上设有富集组件、转盘和第二驱动单元，所述转盘包括径向延伸且周向布置的若干支板，所述第二驱动单元可驱使转盘旋转，所述支板的末端设有滤膜；所述富集组件可使流经气体中的水溶性成分富集在滤膜上；

4、所述洗脱组件包括第一池体、第二池体和超声波发生器，所述第一池体套设在第二池体外，由所述超声波发生器发出的超声波可经第一池体内的液体传递至第二池体内的洗脱液；

5、当所述转盘旋转使一滤膜置于第二池体上方时，所述第一驱动单元可驱使活动座位移，使所述滤膜伸入至第二池体内进行洗脱以获取提取液。

6、在上述技术方案的基础之上，所述第一池体内液位高度不低于第二池体内液位高度，所述第一池体分别连通有第一进水口和第一出水口，所述第一进水口通过蠕动泵与水源连通，且所述第一出水口处设有第一排水阀，所述第二池体分别连通有第二进水口和第二出水口，所述第二进水口通过计量泵与洗脱液源连通，所述第二出水口与提取液收集管路连接。

7、在上述技术方案的基础之上，所述第二池体的内壁面与夹持滤膜的夹持组件外缘相适配，以使洗脱液更好地浸没滤膜。

8、在上述技术方案的基础之上，所述夹持组件包括下盖和上盖，所述下盖侧向与支板固接，所述上盖套设在下盖内以将滤膜压紧在下盖内壁面的环状凸缘上。

9、在上述技术方案的基础之上，所述上盖与下盖螺接，所述上盖内套设有中心环，且所述中心环通过周向布置的若干筋板与下盖的内壁面固接。

10、在上述技术方案的基础之上，还包括箱本体，所述箱本体的一侧设有开口，所述开口处铰接有门板，所述富集组件、洗脱组件和转盘容置于箱本体的一腔室内，以与其他构件相对分隔，所述腔室侧壁上设有供活动座上下位移的缺口，所述活动座外罩设有防尘布，且所述防尘布遮蔽缺口。

11、在上述技术方案的基础之上，所述富集组件包括上压紧盖、下压紧盖和第三驱动单元，所述上压紧盖通过软管连接有气体切割器，所述下压紧盖通过排气管路与外界连通，所述第三驱动单元可驱使上压紧盖和下压紧盖靠近或远离，当所述上压紧盖和下压紧盖靠近时，所述上压紧盖和下压紧盖可上下地夹紧滤膜并形成密闭腔室，以使经所述气体切割器进入密闭腔室内的气体中水溶性成分在滤膜上富集。

12、在上述技术方案的基础之上，所述软管被设计为，具有韧性，且当所述活动座在第一驱动单元作用下位移至下限位、滤膜浸没在第二池体内的洗脱液内时，所述软管被拉直。

13、在上述技术方案的基础之上，所述排气管路上沿气流方向依次设有干燥过滤器、流量计、稳压过滤器和真空泵，气体在所述真空泵作用下沿设定路径扩散，所述干燥过滤器用于干燥流经的气体，所述流量计用于监测气流大小且与外部控制器电性连接。

14、一种气体中水溶性成分的捕集提取方法，采用如上所述的捕集提取装置，包括如下步骤：

15、a.第二驱动单元作用驱使转盘旋动，使一洁净滤膜旋转至富集组件处；同时一采集完毕的滤膜旋动至第二池体上方；

16、b.所述第一驱动单元驱使活动座从上限位向下位移至下限位，使采集完毕的滤膜伸入至第二池体内的洗脱液液面下；同时所述富集组件夹持滤膜，气体流经所述滤膜使可溶性成分在滤膜上富集；

17、c.由所述超声波发生器发出的超声波可经第一池体内的液体传递至第二池体内的洗脱液，对所述滤膜上的水溶性物质进行洗脱，之后将所述第二池体内的提取液排出，之后向所述第二池体注入设定计量洗脱液；如此完成多次洗脱并获取多份提取液；

18、d.之后，所述第一驱动单元驱使活动座从下限位向上位移至上限位，所述洗脱后的滤膜置于第二池体上方；

19、e.之后，所述第二驱动单元驱使转盘旋动，使洗脱完的滤膜远离第二池体，之后将所述第二池体注入设定计量的洗脱液，且使相邻的另一采集完毕的滤膜旋动至第二池体上方。

20、有益效果

21、本发明结构合理，洗脱组件包括套设设置的第一池体和第二池体，设计巧妙，一方面第一池体和超声波发生器可选用现有技术中的产品，避免非标定制，有利于降低成本，使用灵活性好；另一方面第二池体结构形式灵活，可设计为与夹持滤膜的夹持组件外缘相适配的形式，如此在单次洗脱过程中，可以较少量的洗脱液保证足够的液位深度，使滤膜更好地浸没在洗脱液内，提高洗脱效果，相比于现有技术中直接在第一池体内进行洗脱、获取较大体量较低浓度的提取液来说，本技术中获取的提取液中水溶性成分浓度高，有利于提高后续检测精度；再一方面，本技术中同一滤膜通过多次洗脱之后可达到可溶性成分的提取和清洗滤膜的效果，避免废液产生，如此不仅大大减少可溶性成分的流失、进一步提高检测精度，而且还有利于减少洗脱液的用量，削减了废液处理的成本，有利于降低使用成本。

22、本发明中用于夹持滤膜的夹持组件包括上盖和下盖，上盖和下盖配合可更好的固定展平滤膜，提高可溶性物质在滤膜上富集的均匀性，进而有利于充分洗脱，同时上盖的中心环的可方便地将上盖和下盖旋拧配合。

23、本发明中富集组件、洗脱组件和转盘容置于箱本体的一腔室内，腔室侧壁的缺口处还设有防尘布，如此不仅将洗脱组件和富集组件与捕集提取装置的其他构件分隔，而且还与外界环境分隔，避免滤膜在等待洗脱或富集的过程中受到污染或影响。

24、本发明中连接气体切割器与上压紧盖的软管被设计为，当气体进入上下压紧盖内的密闭腔室内时，软管呈拉直状态，如此可大大减少气体中可溶性成分在软管内残留，有利于进一步提高检测精度。此外，流经滤膜的气体经排气管路向外排出，排气管路上设有干燥过滤器、流量计、稳压过滤器和真空泵，如此一方面可干燥气体避免损伤后续部件，另一方面可稳定气流，避免在富集组件工作时因气流不稳定影响可溶性成分在滤膜上的富集，有利于提高检测精度。