多通道电子制冷二级冷冻收集VOCs在线分析仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型一种多通道电子制冷二级冷冻收集VOCs在线分析仪，是利用多通道切换装置（31）切换到所需进样口，实现一台仪器可循环进样多个取样点，还可按照用户的具体需求来定做进样口的数量，利用气体推动触发器（7）在第二收集器（12）开始升温时关闭，升到设定温度时瞬间输出一股较大气流，将吸附在第二收集器（12）中的VOCs集中快速的推出后进入色谱柱（8）进行分离，使得从C2到C12所有的VOCs都能很好的分离，利用氢火焰离子化检测器（14）检测出每个化合物的浓度，利用第一收集器（10）与第二收集器（12）同时冷冻到各自设定的温度点后串联进样，其目的是既能物理除去样品中的水又能将VOCs通过深度冷冻浓缩，提高对低碳VOCs的富集能力。
【专利说明】
多通道电子制冷二级冷冻收集VOCs在线分析仪
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种多通道电子制冷二级冷冻收集VOCs在线分析仪，是检测大气中易挥发性有机物浓度的分析仪器。
【背景技术】
[0002]目前全球生产VOCs在线分析仪的公司有很多，大多数都是采用2台仪器分别检测C2到C6的低碳VOCs在线分析仪，以及C6到C12的高碳VOCs在线分析仪，这样使得检测VOCs的仪器成本很高，不利于VOCs检测仪器的应用推广。低碳VOCs分析仪是采用氧化铝柱来分离VOCs，氧化铝柱的特性是对C2到C6的VOCs分离很好，但是对C6到C12的VOCs分离就很差。而高碳VOCs分析仪是采用30米色谱柱来分离，由于是采用吸附剂吸附低温冷冻，在脱附VOCs时由于柱流速只有2毫升每分钟左右，加上升温需要时间，因此C2到C6的VOCs就不能集中快速的进入色谱柱(8)，从而导致C2到C6的VOCs无法很好的分离，因此只能做成2台仪器将VOCs按含碳量分段检测。同时一台仪器只有一个进样口，只能监测一个取样点，对于相隔较近的多个取样点，就要使用多台仪器来分别监测，增加了用户的使用成本。
[0003]现有高碳VOCs在线分析仪和低碳VOCs在线分析仪最大缺点是:需要2台仪器来检测VOCs，采用分段的方法，同时一台仪器只有一个进样口，只能监测一个取样点，不科学更不经济，应用安装都不方便，严重制约了 VOCs检测仪器应用推广，不利于大气污染的防治。
【发明内容】
[0004]针对上述问题，本实用新型提供一种多通道电子制冷二级冷冻收集VOCs在线分析仪，通过在载气的气路上，使用气体推动触发器(7)就可用一台仪器实现从C2到C12所有的VOCs都能进行完美的分离，一台仪器实现2台仪器的功能，同时通过安装多通道切换装置
(31)实现对多个取样点的循环进样，一台仪器还可实现多台仪器的功能，还可根据客户的具体需求定做进样口的数量，满足客户的需求。
[0005]为了达到上述目的，本实用新型多通道电子制冷二级冷冻收集VOCs在线分析仪，包括有标气口(I)、氮气口(2)、载气口(3)、第一电子压力控制器(4)、第一电磁阀(5)、第二电磁阀(6)、气体推动触发器(7)、色谱柱(8)、程序升温控制箱(9)、第一收集器(10)、六通阀
(11)、第二收集器(12)、三通电磁阀(13)、氢火焰离子化检查器(14)、针型调节阀(15)、质量流量控制器(16)、第二电子压力控制器(17)、第三电子压力控制器(18)、排空口(19)、真空栗(20)、氢气口(21)、空气口(22)、第一进样口(23)、第二进样口(24)、第三进样口(25)、第四进样口(26)、第五进样口(27)、第六进样口(28)、第七进样口(29)、第八进样口(30)、多通道切换装置(31 )、第三电磁阀(32 )、第四电磁阀(33 )和第五电磁阀(34 )连接而成，其中对多通道切换装置(31)的描述是:完成对多路进样口的循环进样，可使用I对8的多通阀实现八个进样口的循环进样，使用I对16的多通阀实现十六个进样口的循环进样，使用20个独立的电磁阀实现20个进样口的循环进样，还可使用其它装置来实现进样口的不同数量。其中对气体推动触发器(7)的描述是:是安装在载气口(3)的气路上，只要能够完成气体的开启与关闭，开启时的流速能控制在I毫升每分钟到1000毫升每分钟之间的任何装置，比如:可用电磁阀来控制气体的开启与关闭，用针法来调节流速在I毫升每分钟到1000毫升每分钟之间，其启动的方法是在第二收集器(12)升温开始时关闭柱流速，升到设定温度时启动，使得柱流速瞬间增大后又恢复到启动前的柱流速，其目的是利用瞬间增大的柱流速来快速将第二收集器(12)解析出来的VOCs推出。
[0006]对多通道电子制冷二级冷冻收集VOCs在线分析仪的工作原理描述如下:
[0007]第一步:关闭所有电磁阀，同时冷冻第一收集器(10)与第二收集器(12)到_20°C，六通阀(11)切换到I与2，3与4，5与6相通位置。此步骤的目的是为进样做准备。
[0008]第二步:将多通道切换装置(31)切换到指定的进样口，打开第三电磁阀(32)、第四电磁阀(33)、三通电磁阀(13)，其余电磁阀关闭，开启质量流量控制器(16)控制流速为100毫升每分钟，开启真空栗(20)，运行30秒。此步骤的目的是用样品气清洗进样管路。
[0009]第三步:打开第三电磁阀(32 )、第五电磁阀(34)、三通电磁阀(13 )，其余电磁阀关闭，开启质量流量控制器(16)控制流速为100毫升每分钟，开启真空栗(20)，运行I分钟，进样体积为100毫升。此步骤的目的是采样样品气100毫升。
[0010]第四步:升温第一收集器(10)到10 °C，第二收集器二( 12)保持冷冻-20 °C，打开第二电磁阀(6)、第五电磁阀(34)、三通电磁阀(13)，其余电磁阀关闭，开启质量流量控制器
(16)控制流速为15毫升每分钟，开启真空栗(20)，运行3分钟。此步骤的目的是将第一收集器(10)中气化出来的高碳化合物转移到第二收集器(12)。
[0011 ] 第五步:六通阀(11)切换到I与6，2与3，4与5相通位置，打开第二电磁阀(6)、第五电磁阀(34)，其余电磁阀关闭，升温第一收集器(10)到150°C，升温第二收集器(12)到220°C。关闭气体推动触发器(7)。此步骤的目的是用氮气清洗第一收集器(10)，气化第二收集器(12)中的VOCs。
[0012]第六步:当第二收集器(12)升到220°C时，启动气体推动触发器(7)，启动程序升温控制箱(9)，运行4分钟后六通阀(11)切换到I与2，3与4，5与6相通位置。此步骤的目的是将VOCs推进色谱柱(8)分离，然后进入氢火焰离子化检查器(14)逐个检测每个化合物的浓度。
[0013]第七步:打开第二电磁阀(6)、第五电磁阀(34 )，其余电磁阀关闭，关闭质量流量控制器(16)，关闭真空栗(20)，升温第二收集器(12)到250°C，运行2分钟后降到150°C。一个样品运行结束等待下次进样。此步骤的目的是将第二收集器(12)中残留物质高温清洗，然后进入常规清洗。
[0014]本实用新型与现有相关技术相比，具有以下有益效果:
[0015]本实用新型由于使用了二级深度冷冻收集技术，使得对大气中挥发性有机物的富集能力得到了很大的提升，同时利用第一收集器(10)的功能有效的除去了样品中的水，清除了空气中因为湿度的变化而影响检测数据的精准，又由于研发了独创的瞬间增大柱流速推动技术，也是本实用新型的核心所在，将解析出来的VOCs集中快速的注入色谱柱(8 )，因此就可以用一根30米或60米的色谱柱完美的将VOCs中的C2到C12实现分离，用一台仪器就可以实现，同时安装了多通道切换装置(31)，使得一台仪器就可实现多个取样点的循环进样，一台仪器顶多台仪器使用，还可根据用户的具体需求来定做进样口的数量。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型关闭所电磁阀冷冻第一收集器(10)与第二收集器(12)的结构示意图。
[0017]图2是本实用新型用样品气清洗进样管路的结构示意图。
[0018]图3是本实用新型收集样品气的结构示意图。
[0019]图4是本实用新型将第一收集器(10)中高碳VOCs转移到第二收集器(12)的结构示意图。
[0020]图5是本实用新型将第二收集器(12)中的VOCs快速推出进入色谱柱(8)分离的结构原理图。
[0021]图6是本实用新型将第一收集器(10)与第二收集器(12)同时清洗的结构原理图。
[0022]在图1到图6中:1.标气口，2.氮气口，3.载气口，4.第一电子压力控制器，5.第一电磁阀，6.第二电磁阀，7.气体推动触发器，8.色谱柱，9.程序升温控制箱，10.第一收集器，
11.六通阀，12.第二收集器，13.三通电磁阀，14.氢火焰离子化检查器，15.针型调节阀，16.质量流量控制器，17.第二电子压力控制器，18.第三电子压力控制器，19.排空口，20.真空栗，21.氢气口，22.空气口，23.第一进样口，24.第二进样口，25.第三进样口，26.第四进样口，27.第五进样口，28.第六进样口，29.第七进样口，30.第八进样口，31.多通道切换装置，32.第三电磁阀，33.第四电磁阀，34.第五电磁阀。
【具体实施方式】
[0023]下面结合说明书附图对本实用新型做进一步的描述。
[0024]列举实施例如下:
[0025]本实用新型的结构原理图如图1所示，图中显示关闭所有的电磁阀，冷冻第一收集器(10)与第二收集器(12)冷冻到-30°c。然后进入如图2所示。
[0026]本实用新型的结构原理图如图2所示，图中显示将多通道切换装置(31)切换到第一进样口( 23 )，打开第三电磁阀(32 )、第四电磁阀(33)、三通电磁阀(13 )，其余电磁阀关闭，开启质量流量控制器(16)并将流速控制为100毫升每分钟，开启真空栗(20)，六通阀(11)转动到I与2、3与4、5与6相通的位置，运行I分钟。此步是用第一进样口(23)的样品气清洗进样管路，然后进入如图3所示。
[0027]本实用新型的结构示意图如图3所示，图中显示打开第三电磁阀(32)、第五电磁阀(34)、三通电磁阀(13)，其余电磁阀关闭，开启质量流量控制器(16)并将流速控制为100毫升每分钟，开启真空栗(20)，进样2分钟，进样体积为200毫升。然后进入如图4所示。
[0028]本实用新型的结构示意图如图4所示，图中显示打开第二电磁阀(6 )、第五电磁阀
(34)、三通电磁阀(13)，其余电磁阀关闭，开启质量流量控制器(16)并将流速控制为15毫升每分钟，开启真空栗(20)，将第一收集器(10)升温到10°C，第二收集器(12)保持冷冻到-30°C，运行2分钟，将停留在第一收集器(10)中高碳VOCs进一步转移到第二收集器(12)，运行完毕后进入如图5所示。
[0029]本实用新型的结构示意图如图5所示，图中显示六通阀(11)转动到I与6、2与3、4与5相通的位置，启动气体推动触发器(7)，开启第二电磁阀(6)、第五电磁阀(34)，其余电磁阀关闭，关闭质量流量控制器(16)，关闭真空栗(20)，将第一收集器(10)升温到150°C，将第二收集器(12)升温到220°C，启动气体推动触发器(7)将当第二收集器(12)中VOCs推出后进入色谱柱(8)分离，并由氢火焰离子化检查器(14)检测出没个化合物的浓度。运行4分钟后进入如图6所示。
[0030]本实用新型的结构示意图如图6所示，图中显示打开第二电磁阀(6)、第五电磁阀
(34)，其余电磁阀关闭，六通阀(11)转动到I与2、3与4、5与6相通的位置，第一收集器(10)的温度到达150°C，将第二收集器(12)升温到150°C，用氮气清洗所有管路，以备下次进样，如此周而复始的运行。
[0031]本实施例中，上述所提到的所有具体温度点，具体流速值以及具体的运行时间等参数仅仅是一个实施例而已，并不限制本实用新型。
[0032]对本实用新型应当理解的是，以上所述的实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细的说明，以上仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限定本实用新型，凡是在要将化合物注入色谱柱前使用瞬间增大载气流速来推动化合物的方式就属于本实用新型专利的精神原则，对其所做出的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内，比如:改变增大载气气流的启动方式，冷冻温度点的改变、冷冻方式的替换、将六通阀改成其它阀门、将收集器的不锈钢管改成玻璃管或其它管等。本实用新型的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
【主权项】
1.一种多通道电子制冷二级冷冻收集VOCs在线分析仪，包括标气口(I)、氮气口(2)、载气口(3)、第一电子压力控制器(4)、第一电磁阀(5)、第二电磁阀(6)、气体推动触发器(7)、色谱柱(8)、程序升温控制箱(9)、第一收集器(10)、六通阀(11)、第二收集器(12)、三通电磁阀(13)、氢火焰离子化检查器(14)、针型调节阀(15)、质量流量控制器(16)、第二电子压力控制器(17)、第三电子压力控制器(18)、排空口(19)、真空栗(20)、氢气口(21)、空气口(22)、第一进样口(23)、第二进样口(24)、第三进样口(25)、第四进样口(26)、第五进样口(27)、第六进样口(28)、第七进样口(29)、第八进样口(30)、多通道切换装置(31)、第三电磁阀(3 2 )、第四电磁阀(33 )和第五电磁阀(34 )连接而成，其中第一电磁阀(5 )的进口与标气口(I)连接，第一电磁阀(5 )的出口、第二电磁阀(6 )的出口、第三电磁阀(3 2 )的出口与第四电磁阀(33 )的进口并联后与第一收集器(1 )的一端连接，第二电磁阀(6 )的进口与氮气口( 2 )连接，第一收集器(10)的另一端与六通阀(11)的第I接口连接，第一电子压力控制器(4)的一端与气体推动触发器(7)的一端连接，第一电子压力控制器(4)的另一端与载气口(3)连接，气体推动触发器(7)的另一端与六通阀(11)的第4接口连接，第二收集器(12)的一端与六通阀(11)的第2接口连接，第二收集器(12)的另一端与六通阀(11)的第5接口连接，六通阀(11)的第3接口与色谱柱(8)的一端连接，色谱柱(8)的另一端与氢火焰离子化检查器(14)连接，六通阀(11)的第6接口与第五电磁阀(34)的进口连接，第四电磁阀(33)的出口、第五电磁阀(34)的出口并联与三通电磁阀(13)的进口连接，三通电磁阀(13)的出口与针型调节阀(15)的一端连接，针型调节阀(15)的另一端与排空口( 19)连接，三通电磁阀(13)的另一出口与质量流量控制器(16 )的进口连接，质量流量控制器(16)的出口与真空栗(20)的一端连接，第二电子压力控制器(17)的一端与第三电子压力控制器(18)的一端同时与氢火焰离子化检查器(14)连接，第一电子压力控制器(17)的另一端与氢气口(21)连接，第三电子压力控制器(18)的另一端与空气口(22)连接，第三电磁阀(32)的进口与多通道切换装置(31)的出口连接，第一进样口(23)与多通道切换装置(31)连接，第二进样口(24)与多通道切换装置(31)连接，第三进样口(25)与多通道切换装置(31)连接，第四进样口(26)与多通道切换装置(31)连接，第五进样口(27)与多通道切换装置(31)连接，第六进样口(28)与多通道切换装置(31)连接，第七进样口(29)与多通道切换装置(31)连接，第八进样口(30)与多通道切换装置(31)连接，色谱柱(8)是安装在程序升温控制箱(9)内，其特征在于: 所述气体推动触发器(7)是安装在载气口(3)的气路上，在载气口(3)经过电子压力控制器(4)，再经过六通阀(11)，流进色谱柱(8)进入氢火焰离子化检查器(14)的气路中引入了气体推动触发器(7)，其安装的位置是在VOCs进入色谱柱(8)的后方。2.根据权利要求1所述的一种多通道电子制冷二级冷冻收集VOCs在线分析仪，其特征在于:所述气体推动触发器(7)其结构可使用电磁阀控制气体的开与关，可使用针型调阀调节气体的流速大小;还可用其它阀门控制气体的开与关，用其它调节装置调节输出气体的流速大小。3.根据权利要求1所述的一种多通道电子制冷二级冷冻收集VOCs在线分析仪，其特征在于:所述气体推动触发器(7)是在收集器(12)的温度没有升到设定温度值时关闭，升到设定温度值时开始触发，使得柱流速瞬间增大后立即关闭，恢复到触发前的流速。4.根据权利要求1所述的一种多通道电子制冷二级冷冻收集VOCs在线分析仪，其特征在于:在进样口上安装了多通道切换装置(31)，用于扩充进样口的数量。5.根据权利要求1所述的一种多通道电子制冷二级冷冻收集VOCs在线分析仪，其特征在于:所述多通道切换装置(31)是使用I对8的多通阀实现八个进样口的循环进样，使用I对16的多通阀实现十六个进样口的循环进样，使用20个独立的电磁阀实现20个进样口的循环进样，还可使用其它装置来实现进样口的不同数量。6.根据权利要求1所述的一种多通道电子制冷二级冷冻收集VOCs在线分析仪，其特征在于:是用电子制冷将第一收集器(10)与第二收集器(12)同时冷冻后前后串联的结构方式进样收集VOCs。
【文档编号】G01N30/20GK205670139SQ201620502914
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年5月30日
【发明人】不公告发明人
【申请人】李勘