[发明专利]基于ICP-MS的在线检测仪及检测方法

说明书

本发明提供了一种基于ICP‑MS的在线检测仪及检测方法，基于ICP‑MS的在线检测仪包括前置处理模块、与前置处理模块的输出端连通的进样控制模块、与进样控制模块的输出端连通的ICP‑MS检测模块以及用于控制前置处理模块、进样控制模块和ICP‑MS检测模块工作的控制模块，前置处理模块包括液化模组、与液化模组的输出端连通的计量模组以及与计量模组的输出端连通的消解模组。本发明的基于ICP‑MS的在线检测仪通过控制模块进行控制，可以根据前置处理模块、进样控制模块和ICP‑MS检测模块的运行状态，通过进样控制模块向ICP‑MS检测模块中输入消解样品，避免带来人为误差和试剂污染，实现在线制样、消解以及检测。

技术领域

本发明涉及空气颗粒物无机元素分析技术领域，特别地，涉及一种基于ICP-MS的在线检测仪。此外，本发明还涉及一种采用上述基于ICP-MS的在线检测仪的在线检测方法。

背景技术

目前随着工业和经济的快速发展以及人口数量的剧增，大气中的重金属污染成为当今世界面临的主要污染之一，其主要来自于工业生产、机动车尾气、采矿、锅炉燃煤和汽车轮胎磨损产生的大量含重金属的有害气体和粉尘。重金属污染物主要附着在PM2.5和PM10颗粒物上，PM2.5和PM10指的是空气动力学当量直径小于等于2.5微米和10微米的可吸入颗粒物，这些可吸入颗粒物具有较强的吸附能力，是包括重金属元素在内的多种污染物的“载体”和“催化剂”，可以在大气中长时间的停留和远距离传输。重金属污染物在自然的大气环境中难以降解，能在动植物体内长期积累，并通过食物链逐步富集，浓度能成几十上百甚至成万倍的增加，最终进入人体并沉积于肺部，直接参与血液循环，对人体的危害程度巨大。因此，对空气中颗粒物成分的检测十分有必要。

目前，空气颗粒物成分检测的在线仪器(无人值守)主要是基于XRF(X射线荧光法)但由于XRF仪器检出限高、检测参数有限以及校准困难等缺陷，导致实际应用性不高。相比而言，ICP-MS(电感耦合等离子体质谱法)的抗干扰能力、准确性和检出限性能更优。由于ICP-MS仪器需要专业的实验人员通过大量的现场操作才能完成检测，目前主要用于实验室检测。ICP-MS仪器需要人工根据仪器运行状态，手动地添加标准样品和待测样品，导致带来人为误差和试剂污染。而且，ICP-MS仪器主要通过实验人员人为地去判断仪器状态，且操作繁杂，很难得到较为精准的检测结果。例如，观察点火处火焰来进行判断。因此，开发一种基于ICP-MS的在线仪器显得尤为重要。

发明内容

本发明提供了一种基于ICP-MS的在线检测仪及检测方法，以解决ICP-MS仪器需要人工根据仪器运行状态，手动地添加待测样品，导致带来人为误差和试剂污染的问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明一方面提供了一种基于ICP-MS的在线检测仪，包括前置处理模块、与前置处理模块的输出端连通的进样控制模块、与进样控制模块的输出端连通的ICP-MS检测模块以及用于控制前置处理模块、进样控制模块和ICP-MS检测模块工作的控制模块，前置处理模块包括液化模组、与液化模组的输出端连通的计量模组以及与计量模组的输出端连通的消解模组。

进一步地，液化模组包括采样管路、设置在采样管路上并用于从空气中抽取样气至采样管路中的采样泵、用于产生蒸汽的蒸汽发生装置、设置在采样管路上并与蒸汽发生装置的输出端连通的混气池以及设置在采样管路上并与混气池的输出端连通的样品收集装置，混气池用于使样气与蒸汽混合后冷却液化以制得待测样品。

进一步地，蒸汽发生装置包括用于产生或储存超纯水的超纯水装置以及与超纯水装置的输出端和混气池的输入端分别连通并用于使超纯水蒸发以产生蒸汽的蒸汽发生器。

进一步地，采样管路上设有与混气池的输入端连通并用于对样气中的颗粒物进行切割分类的颗粒物切割器；采样管路上设有与样品收集装置的输出端连通并用于测量采样流量的流量测量装置；采样管路上设有与样品收集装置的输出端和流量测量装置的输入端分别连通并用于过滤杂质以防止杂质堵塞流量测量装置的过滤器。