[发明专利]一种气溶胶碳质组分原位在线采集分析仪及其方法

摘要

本发明公布一种气溶胶碳质组分原位在线采集分析仪和操作方法，仪器包括载气和采样‑分析气路系统，载气气路系统包括He主气、He吹扫气、He/Ox气和He/CH4气气路；采样‑分析气路系统包括采样、解析‑氧化炉和分析气路；在线采集分析方法依次包括采样、吹扫、OC分析、EC分析、甲烷定量、甲烷标定、仪器冷却和待机。本发明在激光光路中不设置除石英膜外的其他结构，保证光路的准确性；实现透射激光和反射激光同时对切割点进行校正，综合反映膜黑度的变化；设计阀体使甲烷内标气的定量误差大大降低，保证内标气的稳定，提高EC、OC测量结果的准确性；设计气路保证分析阶段系统内载气成分单一和系统背景的稳定。

主权项

一种气溶胶碳质组分原位在线采集分析仪，包括载气气路系统和采样‑分析气路系统；所述载气气路系统包括He主气气路、He吹扫气气路、He/Ox气气路和He/CH4气气路；载气气路系统中使用的He气为99.99％的高纯He气，He/Ox为O2体积浓度为10％的混合气，He/CH4为CH4体积浓度为5％的混合气；所述He主气气路由依次连接的He气钢瓶气、第一减压阀、第一质量流量控制器和第一三通电磁阀组成；所述He吹扫气气路由依次连接的所述He气钢瓶气、所述第一减压阀和第二质量流量控制器组成；所述He/Ox气气路由依次连接的He/Ox气钢瓶气、第二减压阀、第三质量流量控制器、第二三通电磁阀和第三三通电磁阀组成；所述He/CH4气气路由依次连接的He/CH4气钢瓶气、第三减压阀、第四质量流量控制器和六通阀组成；所述第一减压阀通过第一三通接头与所述第一质量流量控制器和所述第二质量流量控制器相连；所述第一质量流量控制器通过第二三通接头与所述第一三通电磁阀的常开端和所述第二三通电磁阀的常闭端相连；所述第一三通电磁阀常闭端与所述六通阀的三口相连；所述第二三通电磁阀的常开端与所述第三三通电磁阀的公共端相连；所述第二三通电磁阀的公共端通过第三三通接头与所述第三质量流量控制器和所述六通阀的四口相连；所述六通阀的二口和五口相连，作为甲烷内标气的定量环；所述六通阀的六口设置为He/CH4气的排空端；所述第四质量流量控制器与所述六通阀的一口相连；所述采样‑分析气路系统包括采样气路、解析‑氧化炉和分析气路；所述解析‑氧化炉包括解析‑氧化炉管；所述解析‑氧化炉管包括解析炉主管、解析炉副管和氧化炉管；所述采样气路包括依次连接的切割头、挥发性有机化合物去除管、球阀、解析‑氧化炉管、二通电磁阀、第五质量流量控制器和采样泵；在所述采样气路中，所述挥发性有机化合物去除管与所述球阀的主进气口相连；所述球阀出气口前端设置一侧进气口，所述球阀出气口和所述球阀侧进气口相连通；所述球阀的侧进气口与所述第一三通电磁阀的公共端相连；所述球阀的出气口通过第一接头连接所述解析‑氧化炉管的解析炉主管；所述二通电磁阀主进气口后端设置一侧进气口，所述二通电磁阀的主进气口和所述二通电磁阀的侧进气口相连通；所述二通电磁阀的主进气口通过第二接头与所述解析‑氧化炉管的解析炉副管相连；所述二通电磁阀的侧进气口与所述第二质量流量控制器相连；所述二通电磁阀的出气口与所述第五质量流量控制器相连；所述分析气路包括依次连接的所述解析‑氧化炉的解析‑氧化炉管、第四三通电磁阀、非色散红外光谱检测器和流量计；所述第一接头和第二接头内部设置一反射激光校正系统和一透射激光校正系统；所述氧化炉管的出口通过第三接头与所述第四三通电磁阀的公共端相连；所述第四三通电磁阀的常闭端与所述第三三通电磁阀的常闭端相连；所述第四三通电磁阀的常开端与非色散红外光谱检测器的入口端相连；所述非色散红外光谱检测器出口端与所述流量计入口端相连；所述流量计出口端设置为尾气排空端。