一种避免背景氮气污染的气相色谱进样管路反吹装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术专利公开了一种避免背景氮气污染的气相色谱进样管路反吹装置，属于反吹装置技术领域，包括电子气路控制装置、进气管、蠕动泵、气相色谱、三通和排气管。所述气相色谱的排气口连接有三通；所述三通连接有可以控制气体流量和压力的电子气路控制装置；所述电子气路控制装置连接有高纯氦气(纯度99.999％)；所述三通还连接有排气管；所述气相色谱的进气口外接有蠕动泵；所述蠕动泵另外一端连接有进气管。所述反吹装置能够实现气相色谱整个进气管路(包含气相色谱内的样品定量环和样品进样口以及外部的进样管路)的反吹并显著降低所述气相色谱分析系统在进气过程中管路残留气体及外界空气对样品的污染。外界空气对样品的污染。外界空气对样品的污染。

【技术实现步骤摘要】
一种避免背景氮气污染的气相色谱进样管路反吹装置


[0001]本技术专利属于反吹装置
，具体涉及一种避免背景氮气污染的气相色谱进样管路反吹装置。

技术介绍

[0002]自然界中，反硝化作用是活性氮以惰性氮(N2)的形式离开其内生循环返回大气的最主要过程。对于自然生态系统而言，活性氮通过反硝化过程转化为N2后可消除对生态环境的不利影响，但对于农田生态系统而言，反硝化会造成肥料氮损失并对全球气候变化有着十分重要的影响。基于此，开展反硝化过程的相关研究有着非常重要的意义，但在以往反硝化的研究中，有关反硝化终端产物N2排放的研究相对较少，主要原因是空气中存在高背景浓度的N2(78％)，要在如此高的N2浓度背景下实现对反硝化过程产生的微量N2的直接定量十分困难。迄今为止，对河流、湖泊的反硝化N2的直接定量可通过膜进样质谱结合N2/Ar法实现主要原因是淹水界面的存在可一定程度上阻滞气体交换，水体溶解性N2浓度受大气背景N2影响有限。但是对于旱地反硝化过程终端产物N2的直接定量依旧是个巨大挑战。
[0003]近年来，有学者结合安捷伦气相色谱7890B的四阀五柱温室气体检测系统研制了一种基于氦环境法的反硝化气体直接测定系统——Robot系统(Robotized incubation system),可以对土壤样品排放的N2进行定量测定。该系统的主要原理是将土壤样品放入120ml顶空瓶的密闭环境，然后使用抽真空的方式对顶空瓶进行抽真空处理，在将顶空瓶抽到一定真空度后向瓶内充入高纯氦气(纯度99.999％，后文中所述高纯氦气若无特别说明纯度均为99.999％)，进一步的反复进行该抽
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充过程，进而将顶空瓶中的顶空气体最大程度的置换为高纯氦气，实现显著降低背景N2浓度的目的。随后通过使用特制的取样针(可减少密闭系统外界N2渗漏)对顶空气体进行取样并注入气相色谱检测，这样即可实现对样品反硝化过程产生微量N2的直接监测。并且该系统可通过机械臂与蠕动泵的协同工作将培养系内顶空瓶中的顶空气体自动采集进入气相色谱并完成测定。为了减少体系中的潜在背景N2污染，气相色谱在运行过程中需要对系统进行反吹，但是市面上现有的技术多为安捷伦自行设计的反吹模块，其工作原理是当最后的目标气体流出色谱柱后，反吹模块立即使柱内载气流向反向将系统内的残留气体反向吹出气相色谱，从而可以达到减少样品污染和得到更好分析结果的效果。
[0004]但是安捷伦自行设计的反吹模块仅能实现进样口、色谱柱的反吹，无法完成进样管路的反吹。主要原因是安捷伦厂家将气相色谱的样品进样口与废气排气口功能区分明显，即样品进样口只能进样而废气排气口只能排气，因此安捷伦公司的反吹模块仅能实现将气相色谱内的气体反吹后从废气排气口吹出，无法从进气口吹出，不能实现进样管路的反吹。而进样管路是气相色谱在样品测定时一个重要的背景污染源，尤其是对于N2这种在环境中有高背景浓度的气体，如果在进样时不进行进样管路的反吹会造成严重的污染。因此，对于反硝化气体直接定量系统——Robot系统来说亟需一种反吹装置来实现对气相色谱进样管路的反吹，以降低进样管路对于样品的背景N2污染。而对于其他的气相色谱系统，
若能实现进样管路的反吹也能进一步提高样品检测的准确度。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种避免背景氮气污染的气相色谱进样管路反吹装置，解决现有技术中无法实现进样管路反吹的技术问题。
[0006]本技术专利公开了一种避免背景氮气污染的气相色谱进样管路反吹装置，属于反吹装置
，包括电子气路控制装置、进气管、蠕动泵、气相色谱、三通和排气管。所述气相色谱的排气口连接有三通；所述三通连接有可以控制气体流量和压力的电子气路控制装置；所述电子气路控制装置连接有高纯氦气；所述三通还连接有排气管；所述气相色谱的进气口外接有蠕动泵；所述蠕动泵另外一端连接有进气管。所述反吹装置能够实现气相色谱整个进气管路(包含气相色谱内的样品定量环和样品进样口以及外部的进样管路)的反吹并显著降低所述气相色谱分析系统在进气过程中管路残留气体及外界空气对样品的污染。
[0007]工作原理：由于当气相色谱样品定量环处于样品进气准备状态时气相色谱的进气口与排气口相通(此为气相色谱系统自身设计)，而通过我们的装置将气相色谱排气口与三通连接且三通另连接有由电子气路控制装置控制流量与压力的高纯氦气，因此在此状态下就实现了高纯氦气与进气口相通。当向气相色谱进样时，使蠕动泵正向转动，样品通过蠕动泵进气管正向向气相色谱输送，此时体系多余的气体将通过不锈钢三通连接的排气管排出,如图2所示。当进样结束，样品定量环会与气相色谱同时进入测定状态，但随后当样品定量环中的样品全部进入气相色谱后，样品定量环会重新回到样品进气准备状态(此为气相色谱系统自身设计)，此时使蠕动泵反向转动，由于三通的连接使气相色谱的进气口与高纯氦气相连，这时蠕动泵可将电子气路控制装置通出的高纯氦气通过进样管路抽取过来并通过进气管排出，实现整个进样管路的反吹，如图3所示。通过设置蠕动泵、三通和电子气路控制装置，能够实现整个进样管路的反吹，有效减少进样管路对样品的污染，提高实验检测精度，尤其可以显著提高旱地土壤反硝化过程终端产物N2的测定精度。
[0008]进一步的，所述电子气路控制装置的出气流量在对进样管路进行反吹时要大于从排气管与蠕动泵排出的气体流量之和。
[0009]通过设置电子气路控制装置的出气流量，可以避免出现蠕动泵从排气管倒吸空气的情况，从而提高反吹的稳定性。
[0010]进一步的，所述出气管长度为20
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40cm。
[0011]进一步的，所述排气管为1/16”不锈钢管。
[0012]进一步的，所述三通为低死体积不锈钢三通。
[0013]通过设置排气管和三通的材质，可以避免排气管与三通出现腐蚀，能够延长该装置的使用寿命。通过设置三通为低死体积三通，可以有效避免存在于三通的死体积气体对系统的污染。
[0014]本技术的有益效果为：
[0015]1.通过设置蠕动泵、电子气路控制装置和三通，能够实现对进样管路的反吹，有效减少进样管路对样品的污染，提高实验检测精度，尤其可以显著提高旱地土壤反硝化测定时N2的测定精度；
[0016]2.通过设置电子气路控制装置的出气流量，避免出现蠕动泵从出气管倒吸空气的情况，提高反吹的稳定性；
[0017]3.通过设置排气管和三通的材质，可以避免排气管和三通出现腐蚀，能够延长装置的使用寿命。
[0018]4.通过设置三通为低死体积三通，可以有效避免存在于三通的死体积气体对系统的污染。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施方式，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种避免背景氮气污染的气相色谱进样管路反吹装置，包括电子气路控制装置(1)、进气管(2)、蠕动泵(3)、气相色谱(4)、三通(5)和排气管(6)，其特征在于，所述气相色谱(4)的仪器排气口连接有三通(5)，所述三通(5)连接有可以控制气体的流量和压力的电子气路控制装置(1)，所述电子气路控制装置(1)连接有高纯氦气，所述三通(5)还连接有排气管(6)，所述气相色谱(4)的进气口外接有蠕动泵(3)，所述蠕动泵(3)另一端连接有进气管(2)。2.根据权利要求1所述的一种避免背景氮气污染的气相色谱进样管路反吹装置，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：单军，李承霖，魏志军，颜晓元，
申请(专利权)人：中国科学院南京土壤研究所，
类型：新型
国别省市：