一种场地原位采样检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种场地原位采样检测装置及方法，包括半透膜采样钻头、直推式钻机、土壤VOCs检测仪、气源系统、采样流量控制仪、温控仪、数据采集仪和测距仪；半透膜采样钻头与直推式钻机的钻杆连接，通过直推式钻机钻杆将半透膜采样钻头打入待检测位置土壤内；测距仪传感器位于钻杆上，用于测定钻杆向下的钻探深度；土壤VOCs检测仪通过采样流量控制仪与半透膜采样钻头连接，将半透膜采样钻头采集到的气体样品经采样流量控制仪，送入土壤VOCs检测仪中进行测定，测定数值信号发送至数据采集仪内进行记录；气源系统与土壤VOCs检测仪连接，用于向土壤VOCs检测仪中提供载气；温控仪位于土壤VOCs检测仪外部，用于为土壤VOCs检测仪提供测定所需温度。测定所需温度。测定所需温度。

【技术实现步骤摘要】
一种场地原位采样检测装置及方法


[0001]本专利技术属于土壤与地下水污染检测领域，具体涉及一种场地原位采样检测装置及其方法。

技术介绍

[0002]随着重点行业企业用地土壤污染状况调查工作的相继推进，以及化工园区应急土壤与地下水应急检测技术的快速筛查的要求，目前的检测技术主要以采样后进行异位快速筛查以送试验室进行检测为主，不仅速度慢、效率低，快筛结果无法实现定性与定量检测，而实验室的检测分析往往需要1
‑
2个月才能得到结果，长周期的检测结果，成本高；并且无法满足应急处置的要求，容易造成污染扩散或应急处置过量等问题。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种有机污染的总烃、总卤代烃的实时快速半定量检测装置，实现有机GC
‑
MS的定性与定量的快速检测。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：
[0005]一种场地原位采样检测装置，包括半透膜采样钻头、直推式钻机、土壤VOCs检测仪、气源系统、采样流量控制仪、温控仪、数据采集仪和测距仪；
[0006]所述半透膜采样钻头与直推式钻机的钻杆连接，通过直推式钻机钻杆将半透膜采样钻头打入待检测位置土壤内；
[0007]所述测距仪传感器位于钻杆上，用于测定钻杆向下的钻探深度，从而得到半透膜采样钻头的下探深度，并将测定数值信号发送至数据采集仪内进行记录；
[0008]所述土壤VOCs检测仪通过采样流量控制仪与半透膜采样钻头连接，将半透膜采样钻头采集到的气体样品经采样流量控制仪，送入土壤VOCs检测仪中进行测定，测定数值信号发送至数据采集仪内进行记录；
[0009]所述气源系统与土壤VOCs检测仪连接，用于向土壤VOCs检测仪中提供载气；
[0010]所述温控仪位于土壤VOCs检测仪外部，用于为土壤VOCs检测仪提供测定所需温度。
[0011]具体地，所述半透膜采样钻头包括负压半透膜采样器、加热装置、气体干燥器、电阻电极、钻头、耐磨绝缘塑料、钻头侧壁、塑料防水套管、运载氮气管、干燥氮气管、水分排出管、样品输送管、电源与热电偶线、电阻传输线；
[0012]所述负压半透膜采样器位于钻头侧壁上；所述的加热装置位于负压半透膜采样器的两侧，通过电源与热电偶线连接至温控仪；所述的气体干燥器底端连接于负压半透膜采样器的样品采集端；所述的干燥氮气管连接于气体干燥器的底部侧边进气口，夹带水分从水分排出管排出；所述运载氮气管连接至负压半透膜采样器内；所述的样品输送管连接于气体干燥器的顶端，将样品传送到地上；所述电阻电极位于钻头上部，其通过电阻传输线连
接至数据采集仪，电阻电极与钻头侧壁间通过耐磨绝缘塑料隔开；上述气管与线路一同经过位于塑料半透膜采样钻头顶部的防水套管连接至地上。
[0013]具体地，所述的负压半透膜采样器位于半透膜采样钻头的侧边，与土壤和地下水接触；其包括氮气进气管、采样器侧壁、样品出气管、半透膜和200目不锈钢网；所述的200目不锈钢网有两张，中间夹着半透膜，位于钻头侧壁上；所述的氮气进气管位于采样器侧壁上，数量为4个；所述的样品出气管位于采样器侧壁的底部。
[0014]具体地，所述土壤VOCs检测仪包括电磁四通阀、PID检测器、FID检测器、第一电磁三通阀、第一真空泵、第一质量流量计、ECD定量环、第一六联阀、总卤分离柱、ECD检测器、排放真空泵、第二电磁三通阀、第二真空泵、第二质量流量计、冷阱复合吸附管、第二六联阀、色谱柱和MS检测器；
[0015]所述的电磁四通阀连接于第三质量流量计、第一电磁三通阀、第二电磁三通阀、PID检测器之间；样品经第三质量流量计，通过电磁四通阀分别送入第一电磁三通阀、第二电磁三通阀、PID检测器；
[0016]所述的第一六联阀中有A1、A2、A3、A4、A5、A6通道，当定量富集过程时，样品由A1接入A2进入ECD定量环进行富集，尾气通过A4进入A3，通过第一质量流量计和第一真空泵排出；当检测过程时，氮气由A6进入A2将ECD定量环中样品解析后由A4进入A5进入总卤分离柱、ECD检测器进行检测，并由排放真空泵将尾气排空；
[0017]所述的第二六联阀中有B1、B2、B3、B4、B5、B6通道，当定量富集过程时，样品由B1接入B2进入冷阱复合吸附管进行富集，尾气通过B4进入B3，通过第二质量流量计和第二真空泵排出；当检测过程时，氩气由B6进入B2将冷阱复合吸附管中样品解析后由B4进入B5进入色谱柱和MS检测器进行检测，并由排放真空泵将尾气排空。
[0018]具体地，所述土壤VOCs检测仪中分为三套检测系统，分别为：
[0019]第一检测系统为半定量快速筛查总烃类化合物浓度系统，包括PID检测器、FID检测器，该系统检测方法如下：
[0020]设定采集的样品的氮气的流速为V1，将采集的样品通过电磁四通阀将1/2V1送入PID检测器进行总烃的检测，检测浓度为CPID0，最终浓度为CPID＝CPID0/ηi
平均
；样品通过PID检测后，进入FID检测器中，将样品与空气混合后点燃，检测浓度为CFID0，最终浓度为CFID＝CFID0/ηi
平均
；
[0021]第二检测系统为半定量快速筛查总卤代烃化合物浓度系统，包括第一电磁三通阀、第一真空泵、第一质量流量计、ECD定量环、第一六联阀、总卤分离柱、ECD检测器，该系统检测方法如下：
[0022]采集的样品通过电磁四通阀和第一真空泵、第一质量流量计将V2通过第一六联阀送入检测器ECD定量环进行总卤代烃进行浓缩，根据浓缩时间t1确定样品总量Q＝V2*t1；浓缩结束后，通过第一电磁三通阀关闭样品入口，打开氩气的通道，将流量为Var的载气吹入ECD定量环，将浓缩的总卤代烃吹扫，全部气体进入总卤分离柱、ECD检测器进行分离与检测，测得数值为CECD0；最终浓度为CECD＝CECD0/ηi
平均
；
[0023]第三检测系统为定性与定量GC
‑
MS检测系统组成，包括第二电磁三通阀、第二真空泵、第二质量流量计、冷阱复合吸附管、第二六联阀、色谱柱和MS检测器；当CPID或CFID或CECD大于C限时，通过第二电磁三通阀、第二真空泵、第二质量流量计，将流速为V3的样品通
过第二六联阀送入冷阱复合吸附管进行总卤代烃进行浓缩，根据浓缩时间t3确定样品总量Q＝V3*t3；浓缩结束后，通过第二电磁三通阀关闭样品入口，打开氩气的通道，第二质量流量计将流量为Var的载气吹入冷阱复合吸附管，将浓缩的总烃吹扫，全部气体进入色谱柱和MS检测器进行分离与检测，测得数值为Ci0；最终浓度为Ci＝Ci0/ηi；其中Ci为GC
‑
MS检测的组分i的浓度计算值；Ci0为GC
‑
MS检测的组分i的初始浓度检测值。
[0024]具体地，所述气源系统包括氮气瓶、空气瓶和氩气瓶；所述氮气瓶通过氮气质量流量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种场地原位采样检测装置，其特征在于，包括半透膜采样钻头(1)、直推式钻机(2)、土壤VOCs检测仪(3)、气源系统(4)、采样流量控制仪(5)、温控仪(6)、数据采集仪(7)和测距仪(8)；所述半透膜采样钻头(1)与直推式钻机(2)的钻杆连接，通过直推式钻机(2)钻杆将半透膜采样钻头(1)打入待检测位置土壤内；所述测距仪(8)传感器位于钻杆上，用于测定钻杆向下的钻探深度，从而得到半透膜采样钻头(1)的下探深度，并将测定数值信号发送至数据采集仪(7)内进行记录；所述土壤VOCs检测仪(3)通过采样流量控制仪(5)与半透膜采样钻头(1)连接，将半透膜采样钻头(1)采集到的气体样品经采样流量控制仪(5)，送入土壤VOCs检测仪(3)中进行测定，测定数值信号发送至数据采集仪(7)内进行记录；所述气源系统(4)与土壤VOCs检测仪(3)连接，用于向土壤VOCs检测仪(3)中提供载气；所述温控仪(6)位于土壤VOCs检测仪(3)外部，用于为土壤VOCs检测仪(3)提供测定所需温度。2.根据权利要求1所述的场地原位采样检测装置，其特征在于，所述半透膜采样钻头(1)包括负压半透膜采样器(101)、加热装置(102)、气体干燥器(103)、电阻电极(104)、钻头(105)、耐磨绝缘塑料(106)、钻头侧壁(107)、塑料防水套管(108)、运载氮气管(109)、干燥氮气管(110)、水分排出管(111)、样品输送管(112)、电源与热电偶线(113)、电阻传输线(114)；所述负压半透膜采样器(101)位于钻头侧壁(107)上；所述的加热装置(102)位于负压半透膜采样器(101)的两侧，通过电源与热电偶线(113)连接至温控仪(6)；所述的气体干燥器(103)底端连接于负压半透膜采样器(101)的样品采集端；所述的干燥氮气管(110)连接于气体干燥器(103)的底部侧边进气口，夹带水分从水分排出管(111)排出；所述运载氮气管(109)连接至负压半透膜采样器(101)内；所述的样品输送管(112)连接于气体干燥器(103)的顶端，将样品传送到地上；所述电阻电极(104)位于钻头(105)上部，其通过电阻传输线(114)连接至数据采集仪(7)，电阻电极(104)与钻头侧壁(107)间通过耐磨绝缘塑料(106)隔开；上述气管与线路一同经过位于塑料半透膜采样钻头(1)顶部的防水套管(108)连接至地上。3.根据权利要求2所述的场地原位采样检测装置，其特征在于，所述的负压半透膜采样器(101)位于半透膜采样钻头(1)的侧边，与土壤和地下水接触；其包括氮气进气管(10101)、采样器侧壁(10102)、样品出气管(10103)、半透膜(10104)和200目不锈钢网(10105)；所述的200目不锈钢网(10105)有两张，中间夹着半透膜(10104)，位于钻头侧壁(107)上；所述的氮气进气管(10101)位于采样器侧壁(10102)上，数量为4个；所述的样品出气管(10103)位于采样器侧壁(10102)的底部。4.根据权利要求3所述的场地原位采样检测装置，其特征在于，所述土壤VOCs检测仪(3)包括电磁四通阀(302)、PID检测器(303)、FID检测器(304)、第一电磁三通阀(305)、第一真空泵(306)、第一质量流量计(307)、ECD定量环(308)、第一六联阀(309)、总卤分离柱(310)、ECD检测器(311)、排放真空泵(312)、第二电磁三通阀(313)、第二真空泵(314)、第二质量流量计(315)、冷阱复合吸附管(316)、第二六联阀(317)、色谱柱(318)和MS检测器(319)；
所述的电磁四通阀(302)连接于第三质量流量计(503)、第一电磁三通阀(305)、第二电磁三通阀(313)、PID检测器(303)之间；样品经第三质量流量计(503)，通过电磁四通阀(302)分别送入第一电磁三通阀(305)、第二电磁三通阀(313)、PID检测器(303)；所述的第一六联阀(309)中有A1、A2、A3、A4、A5、A6通道，当定量富集过程时，样品由A1接入A2进入ECD定量环(308)进行富集，尾气通过A4进入A3，通过第一质量流量计(307)和第一真空泵(306)排出；当检测过程时，氮气由A6进入A2将ECD定量环(308)中样品解析后由A4进入A5进入总卤分离柱(310)、ECD检测器(311)进行检测，并由排放真空泵(312)将尾气排空；所述的第二六联阀(317)中有B1、B2、B3、B4、B5、B6通道，当定量富集过程时，样品由B1接入B2进入冷阱复合吸附管(316)进行富集，尾气通过B4进入B3，通过第二质量流量计(315)和第二真空泵(314)排出；当检测过程时，氩气由B6进入B2将冷阱复合吸附管(316)中样品解析后由B4进入B5进入色谱柱(318)和MS检测器(319)进行检测，并由排放真空泵(312)将尾气排空。5.根据权利要求4所述的场地原位采样检测装置，其特征在于，所述土壤VOCs检测仪(3)中分为三套检测系统，分别为：第一检测系统为半定量快速筛查总烃类化合物浓度系统，包括PID检测器(303)、FID检测器(304)，该系统检测方法如下：设定采集的样品的氮气(401)的流速为V1，将采集的样品通过电磁四通阀(302)将1/2V1送入PID检测器(303)进行总烃的检测，检测浓度为CPID0，最终浓度为CPID＝CPID0/ηi
平均
；样品通过PID检测后，进入FID检测器(304)中，将样品与空气(402)混合后点燃，检测浓度为CFID0，最终浓度为CFID＝CFID0/ηi
平均
；第二检测系统为半定量快速筛查总卤代烃化合物浓度系统，包括第一电磁三通阀(305)、第一真空泵(306)、第一质量流量计(307)、ECD定量环(308)、第一六联阀(309)、总卤分离柱(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟道旭，王水，尹业新，王涵文，柏立森，刘伟，陶景忠，武重阳，
申请(专利权)人：南京贻润环境科技有限公司常州磐诺仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：