[发明专利]一种水中VOCs在线分析仪

说明书

技术领域

本发明涉及在线监测仪器技术领域，特别涉及一种水中VOCs在线分析仪。

背景技术

环境水体中挥发性有机物（VOCs）含量低（μg/L～ng/L），易挥发，定量分析困难。采用高灵敏度仪器，发展新的前处理技术可以解决这一难题。

目前市场上出现的分析仪器不足以直接检测水中的VOCs，所以，研究样品前处理过程变得非常关键。传统实验室分析方法采用的是液液萃取（LLE）和固相萃取（SPE）存在明显的劣势：前者大量使用大量有机溶剂，容易产生乳化现象，需要进一步浓缩，对易挥发性有机物灵敏度低；后者的处理过程繁琐，固相微萃取柱昂贵，成本较高。挥发性有机化合物种类繁多，我国饮用水水源已经受到一定程度污染，直接影响着人类的生命健康。

当前，饮用水的一些重要的指标全部依赖定期定点的现场采样和实验室分析，由于实验室分析前处理非常麻烦，分析周期较长，无法获得大量预警和监控的支撑数据，难以应对突发性有机污染事件。

因此，研制出一种水中VOCs在线分析设备意义重大。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种水中VOCs在线分析仪，可获得实时、准确的挥发性有机物监测数据，从而全面掌握水源地所面临的污染状况和变化趋势，分析污染原因，有的放矢，制定合理有效的治理措施。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种水中VOCs在线分析仪，由自动进样模块、吹扫管、六通切换阀、捕集模块、色谱柱模块、检测器模块和控制系统集合而成；

所述控制系统包括分别用于控制自动进样、所述六通切换阀状态切换、所述捕集模块、所述色谱柱模块和所述检测器模块的控制模块，以及协调模块和控制软件；

其中自动进样的控制模块和所述捕集模块的密闭控制及其加热控制均采用时序逻辑，所述六通切换阀状态切换、所述色谱柱模块和所述检测器模块的控制模块和所述捕集模块的打开控制采用温度反馈和时序逻辑结合的方式，所述温度的信号来自于所述捕集模块、所述色谱柱模块和所述检测器模块中的温度传感器；

所述协调模块连接在所述控制软件与各控制模块之间，所述控制软件通过RS-485总线、采用MODBUS通讯协议与所述协调模块连接、通讯，通过所述控制软件同时具备控制仪器操作和数据采集以及处理功能。

优选的，所述自动进样的控制模块包括三通电磁阀、进样两通电磁阀和溢流两通电磁阀；

所述三通电磁阀设置在所述自动进样模块的干路上，所述三通电磁阀的两个进口分别连通水样入口和标样入口，所述三通电磁阀的出口连通于进样驱动装置的入口，所述进样两通电磁阀的两端分别连通于所述进样驱动装置的出口和所述吹扫管的进样口；

在所述吹扫管的侧壁上开设有用于定量进样的溢流结构，所述溢流两通电磁阀的一端连通于所述溢流结构的出口。

优选的，所述进样驱动装置采用蠕动泵、注射泵或者脉冲泵。

优选的，所述捕集模块包括捕集阱和加热部件；所述捕集模块的控制模块包括：设置在所述加热部件上的温度感应器、连接于所述温度感应器的温控电路板和分别设置在所述捕集阱的入口端和出口端的两个两通电磁阀，通过上述两个两通电磁阀实现所述捕集模块的密闭和打开。

优选的，所述捕集阱为缠绕所述加热部件的螺栓形中空管，管内壁涂覆的材料可以为：Tenax、Carbopack C、Carbopack B、Carboxen-1000、Carboxen-1001其中的一种或者几种结合组成。

优选的，所述捕集阱的孔径不大于0.5mm。

优选的，所述色谱柱模块包括色谱柱和加热配件，所述色谱柱的一端连通于色谱柱入口，另一端连通于色谱柱出口；所述色谱柱模块的控制模块包括温度感应器和温控电路板；

所述色谱柱为毛细管柱结构，其螺旋的直径为5cm-20cm。

优选的，所述加热配件包括线状的加热丝和导热纤维，所述加热丝和所述导热纤维同所述色谱柱一同绕成圆圈状，且在绕成的上述圆圈结构外部包有密闭铝箔。

优选的，所述色谱柱采用DB-1、HP-5、DM-AQUA石英毛细管柱，其长度在30-60米之间，膜厚在0.25-5μm之间，内径在0.25-0.53mm之间。

优选的，所述色谱柱采用DM-AQUA石英毛细管柱，长度为60m，内径为0.32mm，膜厚为1.4μm。