[实用新型]一种痕量气体采样连接装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及痕量气体N₂O、CH₄、CO₂等温室气体的稳定同位素分析技术领域，具体是一种与痕量气体分析仪相连接的气体采样连接装置。 

背景技术

气候变化是当今国际社会普遍关注的全球性问题，也是人类面临的最为严峻的全球环境问题。人们将具有吸收地表红外辐射，增加地表和近地层大气温度的气体称为温室气体。气候变化的主要原因是由于人类活动向大气中排放过量的二氧化碳(CO₂)、甲烷(CH₄)和氧化亚氮(N₂O)等温室气体而引起的。政府间气候变化专业委员会(IPCC)指出，如果温室气体以目前排放速率持续下去，则地球表面的气温有可能每10年上升0.2℃。因此，如何减少大气中的温室气体，已经成为各国政府最关心的全球大气环境问题。CO₂、CH₄和N₂O作为3种最主要的温室气体，它们对地表热辐射的吸收容量，对温室效应的贡献和在大气中停留的时间各不相同。为了研究地球变暖和臭氧层破坏的问题，人类对大气中这些微量气体的关注日趋强烈。 

目前对于温室气体的研究较多集中于准确测定陆地生态系统温室气体排放通量，如监测不同生态条件下(土壤种类、耕作制度、气候、水分条件以及肥料施用量等)下，土壤向大气发射这些气体的通量。但是监测这种通量中气体浓度的变化，仅反映这些气体整个累积过程的情况，无法确定这些变化的原因，也就限制了如何减少温室气体排放的有效措施的制定和形成。稳定同位素技术作为一种强有力的分析工具，不仅可以追踪生源要素如碳、氮和水等的地球化学循环过程，还可研究生态系统的气体交换、生态系统功能及对全球变化的响应等，利用轻元素(C、N、O)的稳定性同位素比值的变化可以研究这些微量温室气体的来源和释放规律，从而有助于人们深化有关这些气体的源和汇的理解，并为人们制定温室气体的减排措施提供科学依据。 

由于这些气体在大气中的浓度较低，限制了人们对于这些痕量气体的地球累积的研究。国内外一些研究工作者曾利用多种浓缩装置和气相色谱和质谱(GC/MS)联机装置来测定这些微量气体中的稳定性同位素比值。但使用传统技术时，需要的样品气体量很大，以CH₄工作为例，一般做一个样品需要50L的空气。目前市场上最常用测定微量气体稳定同位素的痕量气体分析仪主要有两种，一是与ThermoFinnigan MAT-253同位素质谱仪相连接的带有全自动气相色谱(GC)预浓缩接口装置(PreCon)，另外一种是与Isoprime100同位素比质谱仪连接的全自动痕量气体预浓缩装置TraceGas；这两种痕量气体分析仪可以用于温室气体N₂O、CO₂、CH₄等微量与痕量气体中C、N、O等稳定同位素比的测定分析。PreCon和TraceGas的原理相似，都是利用载气将玻璃采气管中的气体提取纯化、捕集，最后由载气吹扫进入同位素质谱仪并由其测定稳定同位素组成。但是这两种痕量气体分析仪都是用接口螺母加垫圈来固定与连接玻璃采气管，而这种连接存在如下弊端：(1)垫圈易松动，产生不易察觉的漏气，(2) 垫圈不易买到，且必须从国外仪器生产商处购买，(3)每次更换玻璃采气管样品都要旋开与拧紧接口螺母，不但费时费力，而且增加了玻璃采气管的易碎性。 

发明内容

为了克服现有痕量气体分析仪中固定与连接玻璃采气管的弊端，本实用新型提供一种痕量气体采样连接装置，该装置不仅降低了垫圈的损耗，降低了测试成本，而且不易产生漏气，更简化了玻璃采气管的更换步骤，使操作变得简便省时省力。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种痕量气体采样连接装置，包括两端带有真空阀及磨砂头的玻璃气体采样管，实验固定夹及带有垫圈的连接头；首先将带有垫圈连接头的后端通过仪器自身的接口螺母与仪器进行固定连接，然后采用实验固定夹将玻璃气体采样管两端的磨砂头与带有垫圈的连接头夹住进行固定。 

利用仪器自身固定玻璃气体采样管的接口螺母将带有垫圈的连接头进行固定后，更换玻璃气体采样管时只需松开实验固定夹，而无需旋开与拧紧仪器自身的接口螺母。 

玻璃气体采样管具直路真空阀，真空阀外侧的磨砂头可以与连接头的垫圈以实验固定夹夹住即可达到密封效果，不易产生漏气。