一种痕量多组分挥发性有机物的进样及分析系统的制作方法

1.本实用新型属于分析化学技术领域，具体涉及一种痕量多组分挥发性有机物的进样及分析系统。


背景技术：

2.痕量是指化学上指极小的量,指物质组成中含量在百万分之一以下的物质，痕量气体是大气中浓度低于10-6
的粒种。指总数为1,000,000个分子中只有一个待研究分子，如大气中的co、n2o、so2、o3、no、no2、ch4、nh3、h2s、卤化物、挥发性有机化物等等都属于痕量气体。
3.对于环境空气中的挥发性有机物（vocs）现行的监测对象包括烷烃、烯烃、芳香烃、含氧挥发性有机物、卤代烃等，且含量多为痕量级，而现有的检测仪器如气相色谱无法达到痕量级的检测要求，现有的方法是在分析检测前采用预浓缩仪进行预浓缩处理，但是市面上的预浓缩仪价格昂贵、体积大、且预浓缩后需要对气路进行保温处理。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种痕量多组分挥发性有机物的进样及分析系统，解决现有含量较低的vocs多组分气体浓缩时采用的预浓缩仪价格昂贵、体积大的问题。
5.为解决上述技术问题，本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种痕量多组分挥发性有机物的进样及分析系统，包括预浓缩系统和分析系统，所述预浓缩系统包括样品气体进样单元和气体预浓缩单元，所述样品气体进样单元、气体预浓缩单元和分析系统分别连接六通阀a；
6.其中，所述样品气体进样单元包括样品气体进样通道和排空通道，所述样品气体进样通道和排空通道共同连接有四通阀，且四通阀与六通阀a串联；
7.所述气体预浓缩单元包括多模式进样口或程序升温进样口、载气流入通道和样品气体流出通道，所述多模式进样口或程序升温进样口的进出端、载气流入通道和样品气体流出通道分别与六通阀a连接；
8.所述分析系统包括十通阀和与十通阀连接的两个定量环，各定量环连接通路形成独立的第一分析通路和第二分析通路，所述第一分析通路依次经六通阀b、预分离柱、六通阀b、第一分离柱、六通阀b及第一检测器串联形成；
9.所述第二分析通路依次包括第二分离柱和第二检测器。
10.进一步地，所述排空通道上设置有mfc。
11.进一步地，所述样品气体流出通道上设置有mfc。
12.进一步地，所述样品气体进样通道上设置有减压阀和截止阀。
13.进一步地，所述第一检测器为fid检测器，所述第二检测器为质谱或者fid检测器。
14.与现有技术相比，本实用新型具有以下优点和有益效果：本实用新型公开了一种痕量多组分挥发性有机物的进样及分析系统，痕量的多组分挥发性有机物通过气体预浓缩
单元的多模式进样口或程序升温进样口的衬管中，先冷却吸附痕量挥发性有机物，再程序升温将吸附在衬管中的挥发性有机物在载气的作用下带入分析系统中进行检测；本实用新型采用多模式进样口或程序升温进样口组成的系统对痕量多组分挥发性有机物进行预浓缩，替代了现有技术中的预浓缩仪，显著降低了成本、且该系统节约空间、通路短，不需对预浓缩后的多组分挥发性有机物进行保温处理。本实用新型适用于痕量多组分挥发性有机物的检测分析，多组分气体所需要分析的组分根据含碳数量分为两组进行分析，轻重组分的分析互相之间无干扰，在轻组分分析时，利用反吹技术将重组分集中且优先出峰，避免了重组分在轻组分分离柱的停留，提高了分析效率。
附图说明
15.图1为本实用新型结构示意图。
16.图2为本实用新型预浓缩系统气体进样路线示意图。
17.图3为本实用新型预浓缩系统气体出样路线示意图。
18.图4为本实用新型分析系统反吹路线示意图。
19.其中，1-样品气体进样单元；2-气体预浓缩单元；3-四通阀；4-六通阀a；5-样品气体进样通道；6-排空通道；7-载气流入通道；8-样品气体流出通道；9-减压阀；10-截止阀；11-十通阀；12-定量环；13-六通阀b；14-预分离柱；15-第一分离柱；16-第一检测器；17-第二分离柱；18-第二检测器。
具体实施方式
20.下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步的描述，本实用新型的保护范围不局限于以下所述：
21.如图1所示，一种痕量多组分挥发性有机物的进样及分析系统，包括预浓缩系统和分析系统，所述预浓缩系统包括样品气体进样单元1和气体预浓缩单元2，所述样品气体进样单元1、气体预浓缩单元2和分析系统分别连接六通阀a 4；
22.其中，所述样品气体进样单元1包括样品气体进样通道5和排空通道6，所述样品气体进样通道5和排空通道6共同连接有四通阀3，且四通阀3与六通阀a 4串联；作为优选方案，所述排空通道6上设置有质量流量控制器（简称mfc），所述样品气体进样通道上5设置有减压阀9和截止阀10，气体进样单元1对样品气体进行减压和控制排空流量；
23.所述气体预浓缩单元2包括多模式进样口（简称mmi）或程序升温进样口（简称ptv）、载气流入通道7和样品气体流出通道8，所述mmi或ptv的进出端分别连接六通阀a 4；所述载气流入通道7和样品气体流出通道8分别与六通阀a 4连接，所述样品气体流出通道8上设置有mfc，用以调节并控制样品气体经过mmi或ptv的流量。气体预浓缩单元2通过在mmi或ptv的衬管中加入吸附材料，所述吸附材料具体对应需要预浓缩的痕量挥发性有机物气体组分进行选择，且材料为现有技术，在此不进行累赘。先通过冷阱冷却气体保证痕量目标组分挥发性有机物吸附在吸附材料上，然后打开程序升温将吸附在衬管中的痕量目标组分挥发性有机物在载气的作用下带入分析系统。
24.所述分析系统包括十通阀11和与十通阀11连接的两个定量环12，各定量环12连接通路形成独立的第一分析通路和第二分析通路，所述第一分析通路依次经六通阀b 13、预
分离柱14、六通阀b 13、第一分离柱15、六通阀b 13及第一检测器16串联形成；所述第一检测器16为氢火焰离子化检测器检测器（简称fid检测器）。在载气的作用下分析气体进入第一分析通路，调节六通阀b 13，使分析气体中c
2-c
x
的目标组分经过六通阀14、第一分离柱15、六通阀b 13形成的气路上时，切换六通阀14进行反吹，以反吹路线进入第一检测器16进行检测分析。
25.所述第二分析通路依次包括第二分离柱17和第二检测器18，所述第二检测器18为质谱或者fid检测器。经第二分离柱17分离至少含碳数大于x以上的组分。
26.本实用新型可以检测痕量多组分挥发性有机物，例如现行重点地区环境空气挥发性有机物监测方案中规定的57种挥发性有机物（pams），现以样品气中含有痕量的乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、异丁烷、正丁烷、乙炔、苯、甲苯、乙苯、苯乙烯为例进一步说明本实用新型的工作原理。
27.如图1所示，打开减压阀9和截止阀10，样品气体进样通道5中通入待检测的样品气体，样品气体通过四通阀3中的a-b经排空通道6排空，通过设置在排空通道6上的mfc控制气体流量；待气体流量稳定后，连通四通阀3的a-c；mmi的衬管中加入吸附材料玻璃小球，载气流入通道7中通入载气，连通六通阀a 4的e-f，样品气流向六通阀a 4，经六通阀a 4中的e-f流向mmi，打开mmi的冷阱按钮，样品气中痕量目标组分的挥发性有机物吸附在玻璃小球上，被吸附后的样品气经过六通阀a 4的j-k从流出通道8排出，通过设置流出通道8上的mfc控制样品气通过mmi的流速和时间，气体流向如图2中箭头所指方向进行。
28.待mmi中的多组分挥发性有机物达到可检测的浓度，关闭截止阀10，断开四通阀3中的a-c，连通六通阀4中的i-j，设定mmi的程序升温进样口温度，载气流入通道7中载气经六通阀4中的i-j流向mmi，衬管中吸附的挥发性有机物在高温下变为气体，在载气的作用下经六通阀4中的f-h通路流向分析系统，气体流向如图3中箭头所指方向进行。
29.待分析气体充满定量环12后调节十通阀11，使各定量环12对应的载体通路连通，十通阀11中通入载气，在载气的作用下分析气体进入第一分析通路，即分析气体依次经过六通阀b 13、预分离柱14、六通阀b 13、第一分离柱15，调节六通阀b 13，使分析气体中c2-c3的目标组分经过六通阀b 13、第一分离柱15、六通阀b 13形成的气路上时，切换六通阀14进行反吹，以图4所述的反吹路线进入第一检测器fid（苯、甲苯、乙苯、苯乙烯作为一个合峰先流出），定量分析的组分为乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、异丁烷、正丁烷、乙炔。
30.在载气的作用下另一定量环12中的分析气体进入第二分析通路，经第二分离柱17分离苯、甲苯、乙苯、苯乙烯，分离后的组分进入第二检测器质谱18进行定量分析，c2-c3由于无法有效分离，通过溶剂延迟不在质谱上定量分析。
31.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都涵盖在本实用新型的保护范围之内。