[发明专利]一种具有小死体积的气体污染物采样管及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及气体污染物的分析技术领域，尤其涉及一种具有小死体积的气体污染物采样管及其制造方法，所述采样管可以与空气采样器、气相色谱仪、热解吸仪配套使用。

背景技术

气体污染物的分析测定目前广泛采用“固体吸附/热脱附-气相色谱法”，例如“GB 50325-2010民用建筑工程室内环境污染控制规范”、“HJ 583-2010环境空气苯系物的测定固体吸附/热脱附-气相色谱法”、“GB/T 18883-2002室内空气质量标准”等。

采样管是完成上述检测的重要部件。传统的采样管都是在直型的外管中部装填吸附剂，外管的规格按标准规定为外径6mm，内径4～5mm，长90～180mm的不锈钢管或玻璃管。其中外径6mm，内径5mm，长150mm的尺寸使用最为普遍。这种采样管其吸附管内腔体积为2.94mL，吸附剂装填量一般为150～200mg，所占体积约为0.3～0.4mL，其余部分全部留空，这样就形成了2.5mL以上的死体积。吸附管在热解吸进样操作时要与0.53μm内径的毛细管色谱柱串联使用，其流量一般小于5mL/min，因此使用这种采样管时，由于有较大死体积，导致进样的初始峰宽在0.5min以上，这样就造成了色谱柱效和分离能力的降低以及检测灵敏度的下降。虽然减小采样管内径也可达到减小死体积的目的，但会增加吸附剂填充长度，从而导致采样的气流阻力超过国标规定。例如“GB 50325-2010民用建筑工程室内环境污染控制规范”中规定采样管在空气流量为0.5L/min时阻力应在5～10kPa之间，若使用内径小于4mm的采样管，阻力将显著超过上述规定。

为了改善采样管的使用效果，目前采样管的研究都集中在寻找更好的吸附剂上，例如国家发明专利“CN 201965043U采样管和大气痕量挥发性有机物采样-富集-热解析装置”、“CN 201156024Y用于烹调油烟挥发性有机化合物分析的采样管”等。但上述方法都没有解决采样管死体积大的问题。通过改进采样管内部构造达到减小死体积、同时不增加气流阻力的研究还未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有小死体积的气体污染物采样管及其制造方法。该采样管可以将死体积减小到0.5mL以下，从而使进样的初始峰宽减小到0.1min以下、获得更高的柱效。

本发明为解决上述技术问题所采用的方案为：

一种具有小死体积的气体污染物采样管，所述采样管包括外管、第一内衬管、第二内衬管、吸附剂、第一过滤网及第二过滤网；所述吸附剂装填于所述外管内的中部，所述第一和第二过滤网分别设置于所述吸附剂的两端，所述第一内衬管设置在第一过滤网与外管其中一个管口之间形成的空间内，所述第二内衬管设置在第二过滤网与外管另一个管口之间形成的空间内，所述第一内衬管和第二内衬管的外径均与外管的内径相匹配。

上述方案中，所述第一内衬管和第二内衬管的内径均为1mm，长度为40～70mm。

上述方案中，所述采样管的死体积小于0.5mL，采样时气流阻力不大于10KPa。

上述方案中，所述采样管还包括第一固定卡环及第二固定卡环，所述第一固定卡环及第二固定卡环分别用于固定第一内衬管、第二内衬管、吸附剂、第一过滤网及第二过滤网。

上述方案中，所述第一内衬管和第二内衬管的两端均为90°角内圆锥型。

上述方案中，所述吸附剂与所述外管的两端管口的距离相同。

上述方案中，所述第一内衬管和第二内衬管的材质为经过表面脱活处理的不锈钢、石英玻璃、硬质玻璃或聚四氟乙烯。

所述的气体污染物采样管的制造方法，包括如下步骤：

1)将预定种类和质量的吸附剂紧密装入到外管的中部，使吸附剂与所述外管的两端管口的距离相同，然后装入第一和第二过滤网使吸附剂不会漏出；

2)测量第一过滤网与外管其中一个管口之间形成的空间的长度Lmm，按Lmm-3mm的长度截取第一和第二内衬管；

3)将第一和第二内衬管分别插入至过滤网和外管管口形成的两段空间中，然后用第一固定卡环及第二固定卡环固定。

上述方案中，所述步骤2)还包括将第一和第二内衬管的两端加工为90°角内圆锥型的步骤。

气体污染物采样管在空气采样器及配热解吸进样装置的气相色谱仪中的应用。

可以理解的是，外管的尺寸为：外径6mm、内径4～5mm、长度150～180mm，其中内径的加工公差为-0mm～+0.05mm。外管的材质为不锈钢、硬质玻璃或石英玻璃中的一种，并且经过表面脱活处理。