多传感色谱检测仪及其检测方法技术

一种多传感色谱检测仪，包括依次连接的电磁阀、检测支路和传感阵列，其中检测支路至少为一条，每一条检测支路至少包括一色谱柱，其中：色谱柱，用于对进入检测支路的气体样品进行成分分离得到分离的待检测气体；电磁阀，用于控制气体样品进入色谱柱，并控制经色谱柱分离得到的分离的待检测气体逐一传输至传感阵列；传感阵列，用于检测分离的待检测气体，得到检测结果。本发明专利技术中气体样品在色谱柱中实现成分分离，从而避免了气体样品中除待检测气体外的其他成分的干扰，且检测分析时间不超过5分钟，因此可实现复杂混合气体的无干扰快速高灵敏度检测。

Multi sensor chromatographic detector and detection method thereof

A multi sensor detection instrument comprises a solenoid valve, detection branch and sensor array, wherein at least one detection branch, each branch detection includes at least a chromatographic column, wherein: column for gas sample into the component detection branch were isolated by detecting the electromagnetic gas; valve is used to control the gas sample into a chromatographic column, gas to be detected one by one transmission to the sensor array and control by column chromatography and isolated; sensor array for detecting gas to be detected, separation, detection results. The gas sample in the implementation of component separation in the column, in addition to other components so as to avoid the interference of the gas to be detected in gas samples, and the detection time is not more than 5 minutes, so as to realize the rapid detection of high complex gas mixtures without interference sensitivity.

【技术实现步骤摘要】
多传感色谱检测仪及其检测方法
本专利技术属于气体检测领域，更具体地涉及一种多传感色谱检测仪及其检测方法。
技术介绍
在通过呼吸性气体快速检测诊断疾病、管道泄漏快速诊断、工业废气排放监测以及突发性爆炸事故现场毒气检测等领域，都需要大量的高灵敏度、广谱检测器来实现现场监测。但在众多现有的检测技术中，大多采用多传感器集成的检测仪或者各种色谱检测仪，例如光离子化色谱检测仪(GC-PID)、氢火焰离子化色谱检测仪(GC-FID)、离子迁移谱色谱法(GC-IMS)等。采用多传感器集成的检测仪，虽然能实现某些成分的检测，但成分之间的干扰很大，如在检测H2S时SO2、NO2会干扰检测结果；检测C2H6时CH4会干扰检测结果；检测丙酮时苯及苯系物会干扰检测结果(呼出气体中，丙酮超标是糖尿病的早期症状)；检测氨气(NH3)时H2S、NO2会干扰检测结果(肾脏病人一般呼出气体中NH3浓度很高)。因此，当检测的混合气体中含有这些相互干扰的气体成分时，就很难确定某成分的具体含量。采用色谱检测仪，由于外围气路系统及温控系统体积大，使得检测仪的体积很大，虽然能解决组分相互干扰的问题，但其存在体积大、功耗高、分析时间长、操作复杂以及高成本等问题，这极大限制了色谱检测仪的广泛应用，使得色谱检测仪很难推广普及。
技术实现思路
基于以上问题，本专利技术的主要目的在于提出一种多传感色谱检测仪及其检测方法，用于解决以上技术问题中的至少之一。为了实现上述目的，作为本专利技术的一个方面，本专利技术提出一种多传感色谱检测仪，包括依次连接的电磁阀、检测支路和传感阵列，检测支路至少为一条，每一条检测支路包括色谱柱，其中：色谱柱，用于对进入检测支路的气体样品进行成分分离得到分离的待检测气体；电磁阀，用于控制气体样品进入色谱柱；并用于控制经色谱柱分离得到的分离的待检测气体，逐一地传输至传感阵列；传感阵列，用于检测分离的待检测气体，得到检测结果。在本专利技术的一些实施例中，上述检测支路有多条，且不同检测支路中的色谱柱填充有不同的固定相。在本专利技术的一些实施例中，上述色谱柱包括微型色谱柱、毛细色谱柱或填充柱。在本专利技术的一些实施例中，上述多传感色谱检测仪还包括：信号采集及数据处理单元，与传感阵列连接，用于采集、处理、并显示传感阵列的检测结果，逐一得到气体样品中分离的待检测气体的含量。在本专利技术的一些实施例中，上述多传感色谱检测仪还包括：与检测支路并行的参考支路，通过控制电磁阀，选择控制气体样品只通过该参考支路传输至传感阵列，检测得到待检测气体的总量。在本专利技术的一些实施例中，上述每一条检测支路还包括：单向阀，位于色谱柱和传感阵列之间。在本专利技术的一些实施例中，上述多传感色谱检测仪还包括：干燥净化装置，位于电磁阀之前的气体管路中，用于干燥和净化气体样品。在本专利技术的一些实施例中，上述多传感色谱检测仪还包括位于电磁阀之前的气体管路中的气体入口和气泵，其中：气泵，用于将气体样品、驱动气体通过气体入口输送到气体管路中。在本专利技术的一些实施例中，上述多传感色谱检测仪还包括：富集器，位于电磁阀之前的气体管路中，用于提高进入检测支路的气体样品的浓度；其中，富集器内填充的吸附剂材料与待检测气体相匹配。在本专利技术的一些实施例中，上述传感阵列包括单个气体传感器、单个检测器和/或几种气体传感器组成的分立/集成结构；其中，气体传感器包括金属氧化物传感器、半导体型传感器、电化学传感器、催化燃烧式传感器、光离子化检测器、氢火焰离子化检测器、氦离子化检测器、热导式传感器或红外线传感器。为了实现上述目的，作为本专利技术的另一个方面，本专利技术提出一种多传感色谱检测方法，采用上述的多传感色谱检测仪，包括以下步骤：步骤1、开启并控制电磁阀，使气体样品进入至少一条检测支路中；待0.5～3秒后，关闭电磁阀；步骤2、再次开启电磁阀，引入驱动气体，该驱动气体驱使经由色谱柱分离气体样品而得到的分离的待检测气体逐一传输至传感阵列；步骤3、传感阵列检测分离的待检测气体，得到气体样品中分离的待检测气体的含量。本专利技术提出的多传感色谱检测仪及其检测方法，具有以下有益效果：1、本专利技术通过控制电磁阀，可将气体样品推入至色谱柱中，气体样品在色谱柱中实现成分分离，再将分离的成分逐一传输至传感阵列中，从而避免了待检测气体中除检测成分外的其他成分的干扰，精准确定检测成分的具体含量，且检测分析时间不超过5分钟，因此可实现复杂混合气体的无干扰快速高灵敏度检测；2、本专利技术去掉了传统色谱仪所需要的载气系统，只需要通过控制电磁阀，即可引入驱动气体(纯净空气或污染轻的空气)作为载气，使得检测仪的整体重量不超过2Kg，具有结构简单、成本低及体积微小的特点，提高了系统的集成度与便捷性，可以实现便携式/手持式，易于在多领域广泛使用；3、本专利技术可设置多条检测支路，通过电磁阀切换不同的支路，且不同支路中的色谱柱特异性不一样，从而可实现不同的易干扰气体的分离，实现复杂混合气的高分辨率检测。附图说明图1是本专利技术一实施例提出的多传感色谱检测仪的结构示意图；图2是本专利技术另一实施例提出的多传感色谱检测仪的结构示意图；图3是本专利技术再一实施例提出的多传感色谱检测仪的结构示意图；图4是本专利技术又一实施例提出的多传感色谱检测仪的结构示意图。【附图标记说明】1-进气口；2-干燥净化装置；3-泵；4-电磁阀；5-检测支路；6-参考支路；7-传感阵列；8-信号采集及数据处理单元；9-色谱柱；10-单向阀；11-富集器。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术作进一步的详细说明。为了解决呼吸性气体的检测、管道泄漏检测及突发性爆炸事故现场检测等领域，对高灵敏、无干扰、微型化快速检测的迫切需求，本专利技术设计了一种多传感色谱检测仪，在结构上具有以下改进：1、去掉了传统色谱仪所需要的载气系统，大幅减小了系统的体积与重量；2、在传感器之前集成快速分离色谱柱，利用色谱的强大分离能力来解决气体之间的相互干扰问题；3、利用海量的传感器，可以实现宽范围有毒有害气体的高灵敏检测。经上述设计后的多气体检测色谱仪，其重量不超过2Kg，一次分析时间不超过5分钟，可以实现复杂混合气体无干扰快速高灵敏检测。本专利技术公开了一种多传感色谱检测仪，包括依次连接的电磁阀、检测支路和传感阵列，检测支路至少为一条，每一条检测支路包括色谱柱，其中：色谱柱，用于对进入检测支路的气体样品进行成分分离得到分离的待检测气体；电磁阀，用于控制气体样品进入色谱柱；并用于控制经色谱柱分离得到的分离的待检测气体，逐一地传输至传感阵列；传感阵列，用于检测分离的待检测气体，得到检测结果。具体地，传感阵列用于定性/定量检测分离的待检测气体的名称及质量浓度。因此，本专利技术通过控制电磁阀，可将气体样品推入至色谱柱中，气体样品在色谱柱中实现成分分离，从而将分离的成分逐一传输至传感阵列中，从而避免了待检测气体中除检测成分外的其他成分的干扰，精准确定检测成分的具体含量，且检测分析时间不超过5分钟，因此可实现复杂混合气体的无干扰快速高灵敏度检测。在本专利技术的一些实施例中，上述多传感色谱检测仪还包括：信号采集及数据处理单元，与传感阵列连接，用于采集、处理、并显示传感阵列的检测结果，逐一得到气体样品中分离的待检测气体的含量。从而可用于作为环本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多传感色谱检测仪，包括依次连接的电磁阀、检测支路和传感阵列，其中所述检测支路至少为一条，每一条所述检测支路至少包括一色谱柱，其中：色谱柱，用于对进入所述检测支路的气体样品进行成分分离得到分离的待检测气体；电磁阀，用于控制所述气体样品进入所述色谱柱，并用于控制经所述色谱柱分离得到的所述分离的待检测气体逐一地传输至所述传感阵列；传感阵列，用于检测所述分离的待检测气体，得到检测结果。

【技术特征摘要】
1.一种多传感色谱检测仪，包括依次连接的电磁阀、检测支路和传感阵列，其中所述检测支路至少为一条，每一条所述检测支路至少包括一色谱柱，其中：色谱柱，用于对进入所述检测支路的气体样品进行成分分离得到分离的待检测气体；电磁阀，用于控制所述气体样品进入所述色谱柱，并用于控制经所述色谱柱分离得到的所述分离的待检测气体逐一地传输至所述传感阵列；传感阵列，用于检测所述分离的待检测气体，得到检测结果。2.如权利要求1所述的多传感色谱检测仪，其中，所述检测支路为多条，不同的检测支路中的色谱柱填充有不同的固定相；所述色谱柱包括微型色谱柱、毛细色谱柱或填充柱。3.如权利要求1所述的多传感色谱检测仪，其中，所述多传感色谱检测仪还包括：信号采集及数据处理单元，与所述传感阵列连接，用于采集、处理、并显示所述传感阵列的检测结果，逐一得到所述气体样品中分离的待检测气体的含量。4.如权利要求1所述的多传感色谱检测仪，其中，所述多传感色谱检测仪还包括：与所述检测支路并行的参考支路，通过控制所述电磁阀，选择控制气体样品只通过所述参考支路传输至传感阵列，检测得到所述待检测气体的总量。5.如权利要求2所述的多传感色谱检测仪，其中，每一条所述检测支路还包括：单向阀，位于所述色谱柱和传感阵列之间。6.如权利要求1所述的多传感色谱检测仪，其中，所述多传感色谱检测仪还包括：干燥净化装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙建海，
申请(专利权)人：中国科学院电子学研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11