[发明专利]用于对瓶内气体减压速率进行控制的方法、装置和系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于对容纳了气体试样的瓶(vial)内的减压进行控制的系统和方法。更具体地，本发明涉及用于在预定速率下对容纳气体试样的瓶进行减压的系统和方法。

背景技术

在通常的顶空进样分析中，液体或固体试样容纳在连接到顶空进样装置的瓶中。顶空进样(head space sampling)装置用于在瓶内对试样上方的顶部空间进行采样。通常，加热试样以制造充满顶部空间的蒸气。在顶空进样之前，以受控的方式用提供到瓶的气体对瓶进行加压。例如，通常可以通过气体对瓶进行加压，直到达到所选压力。当在顶空进样装置内存在所需压力特征时，来自顶部空间的气体可以被引导至顶空分析器。

通常的顶空进样装置具有采样环，所述采样环用于接收瓶的顶部空间内的气体试样的一部分。这些顶空装置通常具有通风阀，从而将气体试样的一部分从瓶抽吸到采样环，所述通风阀用于使气体从顶部空间经过采样环而排出到外部压力环境。但是，现有的顶空进样装置无法被编程以精确地控制将气体从顶部空间经过采样环而排除到外部压力环境。因此，从瓶转移到采样环的气体试样的数量会根据试样不同而显著改变。此外，由于将气体从顶部空间经过采样环排出到外部压力环境而引起的突然的压力变化，会使之前在系统内建立的任何液/气平衡偏移，从而导致不一致的结果。此外，将气体从顶部空间排出到不合需要的低压，会导致采样环内压力不足，因此导致采样环内气体试样浓度不足。

一些通常的顶空进样装置具有背压调节器，所述背压调节器用于将瓶和采样环内的压力主动维持在所需水平。但是，这些装置需要附加的气体源来主动调节排放压力。此外，在对瓶进行加压之后，通风阀的开口会使得瓶和采样环内的压力快速降低到由背压调节器设置的压力。压力的所述快速降低使得很难将一致数量的气体传送到采样环和顶空分析器，导致顶空分析过程中的区域重复性差。

因此，相关领域中需要用于以渐进的、受控的方式在顶部空间内减压的自动可编程的系统和方法，从而维持发送到气体分析器的气体试样浓度的一致性。相关领域中还需要以所需速率在顶部空间内减压到所需压力的自动可编程的系统和方法，所述所需速率和所述所需压力适合于任意采样环容积。

发明内容

本发明公开了一种用于对瓶内的气体减压的速率进行控制的方法，所述瓶具有要由顶空进样装置进行采样的顶部空间，所述顶空进样装置具有通风路径和采样环，所述通风路径可连接成与低压力环境流体连通，所述采样环可连接在所述顶部空间和所述通风路径之间并与所述顶部空间和所述通风路径流体连通，所述方法包括如下步骤：在所述采样环和所述顶部空间之间建立流体连通；在所述顶部空间内建立试样气体压力，所述试样气体压力高于所述低压力环境中的压力；通过所述通风路径将所述采样环连接成与所述低压力环境流体连通；以预定速率将气体从所述顶部空间经过所述采样环排出到所述低压力环境，从而使试样气体能够从所述顶部空间流动到所述采样环。

本发明还公开了一种顶空进样装置，用于对来自瓶的顶部空间的气体试样进行采样，所述顶空进样装置包括：加压气体导管，其具有用于接收加压气体的入口，所述加压气体导管可连接成与所述顶部空间流体连通；压力传感器，其用于对所述加压气体导管内的气体压力进行测量，所述压力传感器被构造成产生表示所述气体压力的压力信号；通风路径，其可连接成与低压力环境流体连通；采样环，其可连接在所述顶部空间和所述通风路径之间并与所述顶部空间和所述通风路径流体连通；通风阀，其位于所述通风路径中，并且能被选择性地调节以对气体从所述顶部空间经过所述采样环流动到所述低压力环境的速率进行控制；控制器，其与所述通风阀通信并适于调节所述通风阀，以对所述加压气体导管内的压力进行控制，所述控制器被构造成接收来自所述压力传感器的所述压力信号，其中，所述控制器适于调节所述通风阀，使得以预定速率将气体从所述顶部空间经过所述采样环排出到所述低压力环境。

附图说明

在参考附图的详细描述中，本发明的优选实施例的这些和其他特征将更加显而易见，其中：

图1是如本说明所述示出了用于对瓶内的气体加压的速率进行控制的示例性方法的流程图，所述瓶具有顶部空间，所述顶部空间容纳气体试样，通过顶空进样装置对所述气体试样进行采样。

图2是如本说明所述示出了用于对瓶内的气体加压的速率进行控制的另一示例性方法的流程图，所述瓶具有顶部空间，所述顶部空间容纳气体试样，通过顶空进样装置对所述气体试样进行采样。

图3是如本说明书所述的示例性顶空进样装置的示意图。