[发明专利]元素分析仪

说明书

本发明涉及元素分析仪，并且具体地而非排他地涉及有机元素分析仪和同位素比质谱(IRMS)元素分析仪。一种用于分析材料样品的成分的分析系统，所述系统包括：用于供应第一气体(70a)源的参考供应导管(2)；用于供应所述第一(70a)或第二气体(70b)源的载体供应导管(4)；第一(30a)和第二(30b)反应器；用于提供一种或多种材料样品的第一自动进样器(20a)；用于提供一种或多种材料样品的第二自动进样器(20b)；用于识别每个通道中的气体的相对导率的具有第一(15)和第二通道(13)的热导检测器(10)，其特征在于：所述系统进一步包括阀系统(80，100)。

本发明涉及元素分析仪，并且具体地而非排他地涉及有机元素分析仪和同位素比质谱(IRMS)元素分析仪。

有机元素分析仪是已知的，例如由赛默科技公司(Thermo Scientific)制造的Flash 2000元素分析仪。在这些装置中，使用热导检测器来比较样品材料(其沿着热导检测器(TCD)的“测量”通道通过)的反应产物的一部分的导率与参考气体(其沿着热导检测器的“参考”通道通过)的导率。还已知的是同位素比质谱(IRMS)元素分析仪，例如EA IsoLinkIRMS系统，其包括由赛默科技公司制造的Flash IRMS元素分析仪。在EA IsoLink IRMS系统中，使用质谱仪来测量样品材料的反应产物中的元素的同位素比。本发明将主要在有机元素分析仪的上下文中进行描述，但是应当理解，本发明也可应用于与IRMS连接的元素分析仪。

材料样品由自动进样器提供，其可以装载有一种或多种材料的多个样品并将这些递送到反应器中进行反应。重要的是，样品不被污染并且因此自动进样器被供应有载体气体，并且样品材料在载体气体的存在下被递送到反应器中。反应器可以是例如燃烧反应器、燃烧/还原反应器或热解反应器。然后将反应的产物，例如CO₂、CO、NO_x、N₂、H₂、H₂O和/或SO₂与载体气体一起进料到热导检测器的测量通道。可以与载体气体相同的参考气体被传送到热导检测器的参考通道。以这种方式，可以测量反应产物的量以及因此可以测定元素含量(例如C、H、N、S和/或O中的一种或多种的含量)。在IRMS元素分析仪的情况下，反应产物可以在反应器的下游(任选地在TCD的下游，如果存在的话)电离，并且然后进行质量分析以确定一种或多种反应产物的同位素比。

为了进一步避免污染，有必要的是系统保持持续地供应有载体气体以防止任何未来的实验被环境气体污染。

典型地，在反应器与热导检测器之间将提供其他装置。例如，反应器的输出可以传递到吸附(或吸收)阱以从气体流(例如水)中除去特定物种，如进行的特定分析所要求的，并且从那里到分离装置(例如色谱柱)以分离反应产物，从而允许它们依次通过热导检测器。

这样的系统可以被配置用于“CHNS测定”(碳、氢、氮、硫)或“O测定”(氧气)。在此上下文下，“CHNS测定”包括这些元素的任何子集的任何测定，例如像CHN或NCS测定。在这些配置中的每一个中，系统需要不同的配置并且可以使用不同的载体和参考气体。

重新配置不灵活的并且不允许提前排定各种不同的分析的现有系统是有问题的。因此，这要求硬件修改(其是耗费时间的并且减少仪器的操作时间)，并且因此显著降低实验室处理量和仪器自动化。此外，当装置不使用时连续供应载体气体的要求鉴于相对于非常高的需求的全球氦供应短缺是昂贵的并且越来越有问题的。

因此，需要克服这些缺点并提供更灵活的自动化系统，所述系统可以增加样品处理量，可以减少维护间隔并且可以增加自动化。