CN215678237U - 一种带有冷阱采集功能的在线热脱附仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种带有冷阱采集功能的在线热脱附仪包括采样气路、解析气路、进样气路、第一六通阀以及第二六通阀；采样气路的气路管道、第一捕集阱的进出口均与第一六通阀相连，第一电子流量计的两端分别与第一六通阀和取样泵相连；解析气路的氮气/氦气供给装置与第二电子流量计的进口相连，第二电子流量计的出口与第一六通阀相连，第一六通阀和第二捕集阱的进出口均与第二六通阀相连；进样气路的色谱载气进管道和气相色谱/质谱进样管道均与第二六通阀相连；第一捕集阱和第二捕集阱均设有控温模块。本实用新型能够避免样品穿透、采样温度可以精确控制、保证样品管的吸附/解析效率一致，不仅提高了试验的便利性，还保证了试验结果的准确度、真实性。

Description

一种带有冷阱采集功能的在线热脱附仪

【技术领域】

本实用新型涉及热脱附仪技术领域，具体涉及一种带有冷阱采集功能的在线热脱附仪。

【背景技术】

通常采用环境测试舱检测材料中有害物质释放量时，将气体抽样系统(大气采样器)与环境测试舱的气体出口相连，采集环境测试舱内的已平衡的样品气体。样品气体通过吸附管将有害物质吸附采集在吸附管中，通过热脱附仪对吸附管中的有害物质进行解吸、再将有害物质进样到气相色谱仪中进行定量分析，进而计算出有害物质释放量。现有的实验过程中，环境测试舱中的气体温度可达60℃，吸附管的吸附能力是与其吸附气体的温度成反比，因此高温会直接导致吸附管吸附能力随之下降，进而造成样品穿透，影响试验结果准确性；同时因气体温度无法准确测量，导致采样体积无法换算成标准状态下的采样体积，因而无法准确计算样品气体中的有害物质含量。普通热脱附仪使用的吸附管吸附效率无法保证每一根吸附管保持一致，且吸附效率随着使用次数的增加而降低，影响试验结果重复性；另，采用热脱附仪对吸附管采集的有害物质进行解吸时，存在吸附管解吸效率较低的问题。综上所述，针对环境测试舱检测材料中有害物质释放量试验，目前暂无设备可以同时解决样品穿透、采样温度无法控制、吸附管吸附效率无法统一、吸附管解吸效率较低等问题。经查新发现现有专利或者文献中没有专门针对热脱附装置能够同时解决以上问题。

【实用新型内容】

本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种带有冷阱采集功能的在线热脱附仪，其能够避免样品穿透、采样温度可以精确控制、保证样品管的吸附/解析效率一致，不仅提高了试验的便利性，更重要的是保证了试验结果的准确度、真实性以及提高了试验数据的可重复性。

本实用新型是这样实现的：

一种带有冷阱采集功能的在线热脱附仪，所述在线热脱附仪包括采样气路、解析气路、进样气路、第一六通阀以及第二六通阀；

所述采样气路包括气路管道、第一捕集阱、第一电子流量计以及取样泵，所述气路管道的出口、所述第一捕集阱的进出口均与第一六通阀相连，所述第一电子流量计的进口与第一六通阀相连，所述第一电子流量计的出口与取样泵的进口相连，所述气路管道的进口与环境测试舱相连；

所述解析气路包括氮气/氦气供给装置、第二电子流量计以及第二捕集阱，所述氮气/氦气供给装置与第二电子流量计的进口相连，所述第二电子流量计的出口与第一六通阀相连，所述第一六通阀和所述第二捕集阱的进出口均与第二六通阀相连；

所述进样气路包括色谱载气进管道和气相色谱/质谱进样管道，所述色谱载气进管道的出口和气相色谱/质谱进样管道的进口均与第二六通阀相连；所述色谱载气进管道的进口与色谱载气装置相连，所述气相色谱/质谱进样管道的出口与色谱/质谱系统相连；

所述取样泵的出口与第一排空管道相连，所述第二六通阀还与一第二排空管道相连；

所述第一捕集阱设置有第一控温模块，所述第二捕集阱设置有第二控温模块，所述第一控温模块和第二控温模块用于控制对应的所述第一捕集阱和所述第二捕集阱的温度。

进一步的，所述在线热脱附仪还包括分流管，所述分流管上设置有第三电子流量计，所述分流管设置在所述第一六通阀和所述第二六通阀之间的管道上。

进一步的，所述在线热脱附仪还包括反吹清洗系统，所述反吹清洗系统通过一阀门连接至所述第一电子流量计的进口与第一六通阀之间的管道上。

本实用新型的优点在于：

本实用新型能够避免样品穿透、采样温度可以精确控制、保证样品管的吸附/解析效率一致，不仅提高了试验的便利性，更重要的是保证了试验结果的准确度、真实性以及提高了试验数据的可重复性，为材料的环保性能提供有力的检测装置，适用于材料中有害物质释放量检测试验中环境测试舱内的样品采集。

【附图说明】

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。

图1是本实用新型一种带有冷阱采集功能的在线热脱附仪的结构示意图。

【具体实施方式】

下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1所示，本实用新型的一种带有冷阱采集功能的在线热脱附仪，所述在线热脱附仪包括采样气路、解析气路、进样气路、第一六通阀1以及第二六通阀2；

所述采样气路包括气路管道3、第一捕集阱4、第一电子流量计5以及取样泵6，所述气路管道3的出口、所述第一捕集阱4的进出口均与第一六通阀1相连，所述第一电子流量计5的进口与第一六通阀1相连，所述第一电子流量计5的出口与取样泵6的进口相连，所述气路管道3的进口与环境测试舱7相连；

所述解析气路包括氮气/氦气供给装置8、第二电子流量计9以及第二捕集阱10，所述氮气/氦气供给装置8与第二电子流量计9的进口相连，所述第二电子流量计9的出口与第一六通阀1相连，所述第一六通阀1和所述第二捕集阱10的进出口均与第二六通阀2相连；

所述进样气路包括色谱载气进管道11和气相色谱/质谱进样管道12，所述色谱载气进管道11的出口和气相色谱/质谱进样管道12的进口均与第二六通阀2相连；所述色谱载气进管道11的进口与色谱载气装置相连，所述气相色谱/质谱进样管道12的出口与色谱/质谱系统相连；

所述取样泵6的出口与第一排空管道13相连，所述第二六通阀2还与一第二排空管道14相连；

所述第一捕集阱4外侧设置有第一控温模块15，所述第二捕集阱10外侧设置有第二控温模块16，所述第一控温模块15和第二控温模块16用于控制对应的所述第一捕集阱4和所述第二捕集阱10的温度。

在具体实施中，优选的一实施例：所述在线热脱附仪还包括分流管17，所述分流管17上设置有第三电子流量计18，所述分流管17设置在所述第一六通阀1和所述第二六通阀2之间的管道上。

在具体实施中，优选的一实施例：所述在线热脱附仪还包括反吹清洗系统19，所述反吹清洗系统19通过一阀门20连接至所述第一电子流量计5的进口与第一六通阀1之间的管道上。

在本实用新型的另一个实施例中，所述在线热脱附仪的工作过程如下：

1、采样过程：将第一六通阀1切换到采样气路(即环境测试舱7、气路管道3、第一捕集阱4、第一电子流量计5、取样泵6连通)；

开启取样泵6，设置采样时间，通过控制第一电子流量计5及第一捕集阱4处的第一控温模块15，精确控制采样流量及第一捕集阱4的温度，使环境测试舱7中的样品气体进入第一捕集阱4，并将有害物质富集在第一捕集阱4中。

此采样过程中可准确控制采样流量和采样温度，故采样体积可按标准换算成标准状态下的采样体积；另外第一控温模块15(带有制冷单元、加热单元和温度传感单元)可控制第一捕集阱4的温度，防止高温造成的样品穿透，实现样品气体的完全吸附。

2、二次吸附过程(一次解析过程)：当采样过程结束时，第一六通阀1和第二六通阀2切换到解析气路(即氮气/氦气供给装置8、第二电子流量计9、第一捕集阱4、第三电子流量计18、第二捕集阱10连通)。

通过第二电子流量计9控制氮气/氦气供给装置8的高纯氮气/氦气的流量，对第一捕集阱4进行低温干吹，可除水除二氧化碳；

然后，设置第一控温模块15的升温，对第一捕集阱4进行加热解析；此过程的升温应分阶梯、缓慢升温，以保证富集在第一捕集阱4的有害物质充分解析。

设置第二控温模块16进行降温，将第一捕集阱4解析出来的样品气体中有害物质富集在第二捕集阱10，完成样品气体的的二次吸附。

若样品气体浓度过高，通过设置分流比控制第三电子流量计18的流量，以减少二次吸附的样品浓度。

3、进样过程：当二次吸附结束时，第二六通阀2切换至进样气路(即色谱载气装置、色谱载气进管道11、第二捕集阱10、气相色谱/质谱进样管道12、色谱/质谱系统(GC/GC-MS)连通)。

通过控制色谱载气的流量并设置第二控温模块16的升温程序，对第二捕集阱10进行加热解析，样品气体进入GC/GC-MS，完成进样；此过程的升温程序应短暂且快速，缩短进样时长，以得到较好的峰形。

4、自清洁过程：当完成进样过程后，切换第一六通阀1、第二六通阀2以及各相应阀门，将第一捕集阱4通过第一电子流量计5、取样泵6与第一排空管13连通，将第二捕集阱10与第二排空管14连通，通过设置第一控温模块15跟第二控温模块16的温度，对第一捕集阱4跟第二捕集阱10进行加热解析，以保证无残留。

综上，本申请在环境测试舱气体进入捕集阱的气路上控温模块及电子流量计，并通过六通阀控制采集、进样模式之间的切换，可精确控制气体温度和采样流量，并调节捕集阱在低温条件下对样品进行吸附，可解决穿透及吸附管吸附效率存在差异的问题。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本实用新型的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本实用新型的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本实用新型的权利要求所保护的范围内。

Claims (3)

1.一种带有冷阱采集功能的在线热脱附仪，其特征在于：所述在线热脱附仪包括采样气路、解析气路、进样气路、第一六通阀以及第二六通阀；

所述采样气路包括气路管道、第一捕集阱、第一电子流量计以及取样泵，所述气路管道的出口、所述第一捕集阱的进出口均与第一六通阀相连，所述第一电子流量计的进口与第一六通阀相连，所述第一电子流量计的出口与取样泵的进口相连，所述气路管道的进口与环境测试舱相连；

所述解析气路包括氮气/氦气供给装置、第二电子流量计以及第二捕集阱，所述氮气/氦气供给装置与第二电子流量计的进口相连，所述第二电子流量计的出口与第一六通阀相连，所述第一六通阀和所述第二捕集阱的进出口均与第二六通阀相连；

所述进样气路包括色谱载气进管道和气相色谱/质谱进样管道，所述色谱载气进管道的出口和气相色谱/质谱进样管道的进口均与第二六通阀相连；所述色谱载气进管道的进口与色谱载气装置相连，所述气相色谱/质谱进样管道的出口与色谱/质谱系统相连；

所述取样泵的出口与第一排空管道相连，所述第二六通阀还与一第二排空管道相连；

所述第一捕集阱设置有第一控温模块，所述第二捕集阱设置有第二控温模块，所述第一控温模块和第二控温模块用于控制对应的所述第一捕集阱和所述第二捕集阱的温度。

2.如权利要求1所述的一种带有冷阱采集功能的在线热脱附仪，其特征在于：所述在线热脱附仪还包括分流管，所述分流管上设置有第三电子流量计，所述分流管设置在所述第一六通阀和所述第二六通阀之间的管道上。

3.如权利要求1所述的一种带有冷阱采集功能的在线热脱附仪，其特征在于：所述在线热脱附仪还包括反吹清洗系统，所述反吹清洗系统通过一阀门连接至所述第一电子流量计的进口与第一六通阀之间的管道上。

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