一种用于在线质谱中全自动双路切换的吸附-热解吸进样装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于在线质谱中全自动双路切换的吸附-热解吸进样装置。该装置使用温度控制器，以所需的时序控制5个高温电磁阀和两位三通电磁阀的通断以及两个采样泵的开关，以达到双路切换的目的，并控制2路吸附-热解吸装置的温度改变，以实现全自动吸附-热解吸-进样过程。使用不锈钢毛细管将热解吸释放的气体样品引入飞行时间质谱仪的电离室，电离之后由飞行时间质谱仪的质量分析器进行分析。该装置由温度控制器程序控温，使温度在室温～350℃可调。整套装置可应用于焚烧烟气中二恶英前生体类样品的在线检测，可在无人值守下自动运行，在环境污染的检测与控制方面具有广阔的应用前景。

Adsorption pyrolysis sampling device for full-automatic double path switching in on-line mass spectrometry

The present invention discloses an adsorption pyrolysis sampling device for fully automatic double path switching in on-line mass spectrometry. The device uses the temperature controller to control the timing required for the 5 and two high temperature solenoid valve three solenoid valve and two sampling pump switch, in order to achieve the dual purpose of handover, and control of 2 adsorption - desorption device temperature change, to achieve automatic thermal desorption - Sampling process. Using a stainless steel capillary, thermal desorption gas samples were introduced into the ionization chamber of the time-of-flight mass spectrometer. After ionization, the mass analyzer was analyzed by time-of-flight mass spectrometer. The device is controlled by a temperature controller, and the temperature is adjustable at room temperature to 350 DEG c.. The complete set of devices can be applied to on-line detection of dioxin precursor samples in incineration flue gas, which can be operated automatically under unattended condition, and has broad application prospects in the detection and control of environmental pollution.

【技术实现步骤摘要】
一种用于在线质谱中全自动双路切换的吸附-热解吸进样装置
本专利技术属于环境分析领域，涉及一种双路切换的二恶英前生体在线检测质谱仪的进样装置，通过温度控制器与控制时序，自动的控制两路吸附-热解吸装置的吸附与热解吸过程转换，双路切换设计，大大缩短了二恶英前生体的检测周期，有利于烟气中二恶英前生体的快速在线检测，可在无人值守情况下长时间快速在线分析垃圾焚烧烟气中二恶英前生体等高沸点气体样品。
技术介绍
垃圾焚烧法是目前国内外普遍应用的垃圾处理方式，但焚烧过程中会产生具有致畸、致突变作用的二恶英类持久性污染物，严重危害人类健康。因此通过对焚烧烟气中二恶英进行检测来控制二恶英的排放，对保障人类健康至关重要，然而焚烧烟气中二恶英种类繁多，浓度极低，在ppqv量级，直接在线检测几乎无法实现。目前二恶英测量一般采用离线分析，高分辨色谱质谱联用技术(HRGC/HRMS)是应用最广泛的二恶英分析仪器，预处理按照EPA23/EPA1613标准进行，经过提取、纯化、浓缩等一系列复杂的预处理后最终进高分辨色谱质谱联机检测，往往需要几周的时间才能完成一次检测，在一定程度上失去了样品的代表性和可靠性。因此，急需一种在线监测的手段来实时分析焚烧烟气中的二恶英浓度。近年来，二恶英类前生体的提出，为二恶英类快速检测提供了新途径。其主要思路是通过在线监测形成二恶英类的前生体来实现在线分析二恶英类浓度的目的。前生体主要包括氯苯，氯酚，多氯联苯和多环芳烃等物质。据文献报道，前生体和二恶英类的总量和毒性当量存在良好的线性相关性，另外，前生体的浓度相对较高，结构相对简单，比较容易实现在线检测。通常前生体的浓度在pptv-ppbv水平，为了实现低浓度前生体的测定，以及现场无人值守的快速在线检测，设计了此全自动双路切换的吸附-热解吸进样装置。吸附-热解吸装置包括吸附，热解吸和降温三个过程，之前使用的单路装置，设定的吸附时间为15min，热解吸10min降温5min，完成一次检测周期需要30min。为了进一步缩短检测周期，设计了此双路切换的进样装置，两路切换工作，可以在30min内完成两次检测，有效的将整个检测周期缩短为原来的一半。通过时序与温度控制器，自动的控制样品的吸附，热解吸与进样采集过程以及双路的切换。整套装置可应用于烟道气中二恶英前生体类样品的在线检测，如今检测周期大大缩短，更能细致的反映焚烧状况，在环境污染的检测与控制方面具有广阔的应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于在线质谱中全自动双路切换的吸附-热解吸进样装置。包括吸附-热解吸装置1的一端经一个三通与采样泵1相连，吸附-热解吸装置2的一端经一个三通与采样泵2相通；两个三通的第三个端口分别与两位三通电磁阀的b端和c端相连，两位三通电磁阀的a端通尾吹氮气源；还包括5个两通高温电磁阀，分别为高温电磁阀VAL1、高温电磁阀VAL2、高温电磁阀VAL3、高温电磁阀VAL4和高温电磁阀VAL5；吸附-热解吸装置1的另一端经三通分别与高温电磁阀VAL2和高温电磁阀VAL3的一个端口相连，高温电磁阀VAL2的另一个端口与第一三通的一个端口相连，高温电磁阀VAL3的另一个端口与第二三通的一个端口相连；吸附-热解吸装置2的另一端经三通分别与高温电磁阀VAL1和高温电磁阀VAL4的一个端口相连，高温电磁阀VAL1的另一个端口与第一三通的第二个端口相连，高温电磁阀VAL4的另一个端口与第二三通的第二个端口相连；第一三通的第三个端口与待测气气源相连；第二三通的第三个端口经高温电磁阀VAL5、两通、毛细管与质谱进样口相连。两通(10)为一个1/16英寸转6mm两通；分别与两位三通电磁阀的b端和c端相连的两个三通为6mm不锈钢三通。5个高温电磁阀与其中4个6mm不锈钢三通和1/16英寸转6mm两通的6mm接口之间使用6mm不锈钢管连接，连接方式为卡套式；1/16英寸转6mm两通的1/16英寸接口与不锈钢毛细管相连。5个高温电磁阀和两位三通电磁阀分别通过导线与温度控制器相连，温度控制器与外界电源相连；于吸附-热解吸装置1和吸附-热解吸装置2上分别设有温度传感器，温度传感器与温度控制器信号连接；采样泵2、采样泵1均通过导线经温度控制器与外界电源相连。吸附-热解吸装置1、吸附-热解吸装置2以卡套式与6mm不锈钢三通的一端相连，6mm不锈钢三通的另一端与采样泵2、采样泵1的一端以硅胶软管相连，采样泵2、采样泵1的另一端与尾气相连。不锈钢毛细管外径Φ1.6mm，内径为Φ127μm，长度7cm，另一端与质谱仪真空腔体相连，毛细管外壁缠绕有电加热带，电加热带通过导线与温度控制器相连，温度控制器与外界电源相连；毛细管外壁上设有温度传感器，温度传感器与温度控制器信号连接；通过温度控制器控制温度为150℃。高温电磁阀VAL1、高温电磁阀VAL2、高温电磁阀VAL3、高温电磁阀VAL4和高温电磁阀VAL5可承受0-220℃的温度和0-1Mpa的压力，工作时通过温度控制器控制温度为150℃。两位三通电磁阀a端口为公共端，不通电时只有a端口与c端口通，通电时只有a端口与b端口通；采样泵2和采样泵1的抽速为0-5L/min可调，工作时通过转子流量计控制流速为3L/min。吸附-热解吸装置1和吸附-热解吸装置2分别由三根Tenax-TA采样管并联组成，Tenax-TA采样管规格为长度15cm，内径Φ5mm，外径Φ6mm，填充物质量200mg，通过温度控制器控制温度变化。温度控制器通过控制电压输出来控制其负载元件的工作状态变化，并通过所需的时序，控制5个高温电磁阀、两位三通电磁阀和采样泵2、采样泵1的开关来实现全自动的双路切换。控制时序的所有动作变化均由温度控制器自动控制，无需人为操作。本专利技术提供的进样装置，有效的将整个分析周期缩短为原来的一半，吸附-热解吸、双路切换与信号采集均实现自动化控制，可实现无人值守的二恶英前生体现场连续监测，每一个监测周期只需15分钟，性能卓越，与飞行时间质谱仪联用，可应用于实际垃圾焚烧场中焚烧烟气的在线监测，为垃圾焚烧中二恶英的控制提供可靠数据。附图说明图1为本专利技术的进样装置示意图；其中：1-采样泵2；2-高温电磁阀VAL1；3-6mm不锈钢三通；4-高温电磁阀VAL2；5-吸附-热解吸装置1；6-采样泵1；7-两位三通电磁阀；8-高温电磁阀VAL3；9-不锈钢毛细管；10-1/16英寸转6mm两通；11-高温电磁阀VAL5；12-高温电磁阀VAL4；13-吸附-热解吸装置2；14-温度控制器。具体实施方式该装置原理示意图如图1所示，主要由5个高温电磁阀、2个采样泵、1个两位三通电磁阀、两路吸附-热解吸装置、不锈钢毛细管以及温度控制器组成。温度控制器，以所需的时序控制5个高温电磁阀和两位三通电磁阀的通断以及两个采样泵的开关，以达到双路切换的目的，并控制2路吸附-热解吸装置的温度改变，以实现全自动吸附-热解吸-进样过程。使用不锈钢毛细管将热解吸释放的气体样品引入飞行时间质谱仪的电离室，电离之后由飞行时间质谱仪的质量分析器进行分析。具体实验流程如下：1.焚烧烟气从6mm不锈钢三通一端进入系统，打开高温电磁阀VAL2，高温电磁阀VAL4，高温电磁阀VAL5，和采样泵1，并打开两本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在线质谱中全自动双路切换的吸附‑热解吸进样装置，其特征在于：包括吸附‑热解吸装置1(5)的一端经一个三通与采样泵1(6)相连，吸附‑热解吸装置2(13)的一端经一个三通与采样泵2(1)相通；两个三通的第三个端口分别与两位三通电磁阀(7)的b端和c端相连，两位三通电磁阀(7)的a端通尾吹氮气源；还包括5个两通高温电磁阀，分别为高温电磁阀VAL1(2)、高温电磁阀VAL2(4)、高温电磁阀VAL3(8)、高温电磁阀VAL4(12)和高温电磁阀VAL5(11)；吸附‑热解吸装置1(5)的另一端经三通分别与高温电磁阀VAL2(4)和高温电磁阀VAL3(8)的一个端口相连，高温电磁阀VAL2(4)的另一个端口与第一三通(3)的一个端口相连，高温电磁阀VAL3(8)的另一个端口与第二三通的一个端口相连；吸附‑热解吸装置2(13)的另一端经三通分别与高温电磁阀VAL1(2)和高温电磁阀VAL4(12)的一个端口相连，高温电磁阀VAL1(2)的另一个端口与第一三通(3)的第二个端口相连，高温电磁阀VAL4(12)的另一个端口与第二三通的第二个端口相连；第一三通(3)的第三个端口与待测气气源相连；第二三通的第三个端口经高温电磁阀VAL5(11)、两通(10)、毛细管(9)与质谱进样口相连。...

【技术特征摘要】
1.一种用于在线质谱中全自动双路切换的吸附-热解吸进样装置，其特征在于：包括吸附-热解吸装置1(5)的一端经一个三通与采样泵1(6)相连，吸附-热解吸装置2(13)的一端经一个三通与采样泵2(1)相通；两个三通的第三个端口分别与两位三通电磁阀(7)的b端和c端相连，两位三通电磁阀(7)的a端通尾吹氮气源；还包括5个两通高温电磁阀，分别为高温电磁阀VAL1(2)、高温电磁阀VAL2(4)、高温电磁阀VAL3(8)、高温电磁阀VAL4(12)和高温电磁阀VAL5(11)；吸附-热解吸装置1(5)的另一端经三通分别与高温电磁阀VAL2(4)和高温电磁阀VAL3(8)的一个端口相连，高温电磁阀VAL2(4)的另一个端口与第一三通(3)的一个端口相连，高温电磁阀VAL3(8)的另一个端口与第二三通的一个端口相连；吸附-热解吸装置2(13)的另一端经三通分别与高温电磁阀VAL1(2)和高温电磁阀VAL4(12)的一个端口相连，高温电磁阀VAL1(2)的另一个端口与第一三通(3)的第二个端口相连，高温电磁阀VAL4(12)的另一个端口与第二三通的第二个端口相连；第一三通(3)的第三个端口与待测气气源相连；第二三通的第三个端口经高温电磁阀VAL5(11)、两通(10)、毛细管(9)与质谱进样口相连。2.根据权利要求1所述的进样装置，其特征在于：两通(10)为一个1/16英寸转6mm两通；分别与两位三通电磁阀(7)的b端和c端相连的两个三通为6mm不锈钢三通。3.根据权利要求1所述的进样装置，其特征在于：5个高温电磁阀与其中4个6mm不锈钢三通和1/16英寸转6mm两通(10)的6mm接口之间使用6mm不锈钢管连接，连接方式为卡套式；1/16英寸转6mm两通(10)的1/16英寸接口与不锈钢毛细管(9)相连。4.根据权利要求1所述的进样装置，其特征在于：5个高温电磁阀和两位三通电磁阀(7)分别通过导线与温度控制器(14)相连，温度控制器(14)与外界电源相连；于吸附-热解吸装置1(5)和吸附-热解吸装置2(13)上分别设有温度传感器，温度传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海洋，刘巍，蒋吉春，齐雅晨，李金旭，陈平，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁,21