[发明专利]一种低压气体自动进样装置及使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测器技术领域，特别是涉及一种用于检测分析仪器进样口 前端的低压气体自动进样装置及使用方法。

背景技术

挥发性有机物(VOCs)是形成大气复合污染的主要成分之一，由于与人类生活 密切相关，因此备受关注。通常使用采样分析法对大气中的VOCs物种进行定性和 定量分析。国内外多采用美国环保局的标准方法，即用真空采样罐在现场直接采 集空气样品，将采样后的气体送回实验室，用气相色谱仪GC及其联用技术进行定 性、定量分析。但是对于同一采样钢罐的样品而言，在分析完VOCs后，通常都无 法用GC及其联用技术直接获得甲烷(CH₄)、非甲烷总烃(NMHC)和一氧化碳(CO) 的检测数据。而要想获得这三者的相关数据，就需要分别选用合适的检测方法对 它们加以测定，但是由于检测的条件发生改变，检测所获得的数据与前面的VOCs 组分不具备直接的可比性。

经过研究，CH₄、NMHC、CO这三类气体，都可用气相色谱仪方法来进行检测。 鉴于这个共同的特点，对同一采样罐气体样品而言，用GC-MS进行常规的VOCs分 析之后，剩余的气体可继续用来进行下一步的CH₄、NMHC、CO分析。这样做一方面， 可比较不同挥发性物种各自占气体样品总挥发性有机物(TVOCs)的比值，从而确 定不同物种对TVOCs的贡献率，为环保政策的制定提供重要的数据支持；另一方 面，这种分析过程还可充分利用采样罐内剩余的气体样品，提高样品的利用率， 从而节约配套费用，降低检测成本。

由于采样罐内的气体一部分已经先行用在常规VOCs分析中，因此将剩余的气 体导出进行后续CH4、NMHC、CO的检测分析并非易事。对于同一采样罐中的待测 气体样品而言，在经过最初的常规VOCs分析之后，罐内压强降至0.3个大气压左 右。由于剩余气体样品压强远小于1个大气压，因此难以导出到气相色谱仪中加 以分析。若想将剩余气体样品顺利导出并进行后续检测分析，就必须在保证气体 样品不被污染的前提下对其进行升压操作。目前，在气相色谱仪中，普遍采用气 体进样阀或手动注射器来进样，均难以实现低压气体自动进样。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种用于气相色谱仪进样口前端，通过 气路中的压强变换，使低压气体自动导出，提高了待测气体样品的利用率，并有 效避免二次污染的低压气体自动进样装置及使用方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种低压气体样品自动进样装 置，其包括一个壳体，所述壳体内部设置有气路系统和电路系统，其特征在于： 所述气路系统包括样品气路系统和空气气路系统，其中空气气路系统为样品气路 系统中气缸的往复运动提供动力。

所述样品气路系统包括第一电磁阀，第二电磁阀，第三电磁阀，第一三通， 第二三通，一个四通，一个真空泵，一个压力传感器，一个采样罐和一个压缩组 件；所述空气气路系统包括第一、第二三通电磁阀和气缸。

所述样品气路系统的四通其中三个接口连接所述第一、第二和第三电磁阀， 所述第一电磁阀的另一端通过串接的所述第一、第二三通与所述真空泵连接，所 述第二电磁阀的另一端口为气体样品的出口，所述第三电磁阀的另一端接所述采 样罐，所述四通剩余的一个接口连接所述压缩组件的出口，所述压力传感器连接 在所述四通与所述第三电磁阀之间。

所述空气气路系统的所述第一三通电磁阀的NC端与所述第一三通连接，其C 端与所述气缸连接；所述第二三通电磁阀的NC端与所述第二三通连接，其C端与 所述气缸连接；所述样品气路系统的压缩组件通过活塞连杆与所述空气气路系统 的气缸相连。

所述电路系统包括一单片机控制单元，与所述样品气路系统和所述空气气路 系统电连接。

所述压缩组件包括压缩套筒、活塞、垫圈、螺母、活塞连杆；所述活塞活动 设置在所述压缩套筒中，所述活塞上部镶嵌所述垫圈，所述螺母螺设在所述垫圈 上，所述活塞连杆的一端穿过所述垫圈和螺母，固定在所述活塞上，所述活塞连 杆的另一端伸设入所述气缸内，将所述气缸的气室分隔为上气室和下气室两部分。

所述电路系统的单片机控制单元包括I/O开关控制单元和模/数转换器，所述 第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第一三通电磁阀、第二三通电磁阀和真 空泵与单片机的I/O开关控制单元电连接，所述压力传感器与所述单片机的模/数 转换器电连接。