[发明专利]一种用于分析气体样品碳氢同位素的取样装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种取样装置，尤其涉及一种用于分析气体样品碳氢同位素的取样装置,及其应用。

背景技术

碳氢同位素在油气地质学、环境科学、生物医学、考古学、食品科学等方面的应用研究日益广泛，已成为相关领域研究不可替代的手段。尤其是在油气地质、地球化学研究中，通过研究天然气中常规组分的碳氢同位素组成特征，对确定天然气的形成、运移、集聚以及气源对比、生烃潜力评价等都有着重要的理论价值和实际意义。在同位素分析测试过程中，无分馏取样对保证测试结果的准确性至关重要。当前，在连续流模式下，实验室内分析气体样品中各组份(二氧化碳，甲烷，乙烷，等)碳氢同位素比值测定，主要采用阀进样系统的色谱-同位素质谱分析仪，采用注射器取样，然后注入样品环中。虽然操作简单，但是在取样过程中会引起容器内负压，易造成同位素的分馏。同时手动注射器进样，对于大批量气体样品分析来说，难以实现测试工作的连续化、自动化。此外，现有的取样器适用的取样体积变化较小，并不适用于气体同位素分析的含量变化大的取气范围。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的问题和缺陷，本发明提供了一种用于分析气体样品碳氢同位素的取样装置，可适用于较宽范围的取样体积，可实现气体样品的无分馏取样，并且结构简单，易于拆卸、组装，方便维护，能与目前市场上普遍使用的连续流同位素分析系统、自动进样器等配套联用，因此特别有利于进行连续、批量、高效、准确的气体样品同位素分析。

本发明的一个目的在于，提供一种用于分析气体样品碳氢同位素的取样装置，包括进气管路、取样针和密封的气样瓶，所述进气管路的输出端和所述取样针的进样端均插入至所述气样瓶中，所述取样针的出样端与分析系统连接。

优选地，所述取样针的出样端与分析系统通过两通连接。

优选地，所述取样针为空心钢针。

根据本发明的取样装置，可通过进气管路向气样瓶中连续不断的通入载气，以使气样瓶中的气压稳定维持在一定水平(即大于等于大气压)，从而能够避免取样过程中气样瓶中的气压显著降低甚至变为负压状态而导致样品气发生同位素分馏，进而影响分析结果的准确性。同时，气样瓶中的样品气能够从取样针的出样端直接进入分析系统中，避免了移转过程造成的样品的损失或污染，因而易于实现批量样品分析工作的连续化、自动化。

在本发明的一个优选的实施方式中，所述进气管路的输出端位于所述取样针的进样端的上方。

通过上述设置，能够避免进气管路输出的气体(即载气)直接流入取样针的进样端导致不能实现取样，并能够延长由进气管路的输出端流向取样针的进样端的行程，能够延长载气在气样瓶中停留的时间，有助于载气和样品气在气样瓶中充分混合。

在本发明的另一个优选的实施方式中，所述进气管路包括第一进气管路、第二进气管路以及连接所述第一进气管路和所述第二进气管路的三通；

其中，所述第一进气管路的输出端与所述三通的第一端相连通，所述第二进气管路的输入端与所述三通的第二端相连通，所述第二进气管路的输出端插入至所述气样瓶中；

并且，所述取样针的出样端沿轴向贯穿所述第二进气管路后，依次贯穿所述三通的第二端和第三端与所述分析系统连接；

并且所述三通的第一端、第二端和第三端均以密封件密封。

通过上述设置，所述三通一方面能够对取样针和进气管路起到支撑和固定作用，另一反面能够提供载气流动的密闭腔室，有利于维持取样瓶中压力维持稳定和避免气体输送过程中的污染或损失。此外，上述设置的取样装置结构更为紧凑，有利于节约空间。

需要说明的是，所述第二进气管路的输出端为所述进气管路的输出端。

在本发明的另一个优选的实施方式中，所述取样装置还包括用于引导气体从所述进气管路的输出端输出后向上运动的导流件。

优选地，所述导流件为设置在所述取样针外壁上的漏斗形挡板，并且所述漏斗形挡板邻近于所述进气管路的输出端设置。

通过上述设置，进气管路输出的气体(即载气)从进气管路的输出端输出后没有直接向下运动至取样针的进样端，而是向上运动至气样瓶的顶部，在与气样瓶中的样品气充分混合后逐步流向取样针的进样端，从而能够避免进气管路输出的气体(即载气)直接流入取样针的进样端导致不能实现取样，并能够延长载气由进气管路的输出端流向取样针的进样端的行程，能够延长载气在气样瓶中停留的时间，更有助于载气和样品气在气样瓶中充分混合。

在本发明的另一个优选的实施方式中，所述密封件为石墨密封垫，更优选为锥形石墨密封垫，从而能够使取样装置实现更好的密封性能。