一种气体预浓缩设备制造技术

本申请公开一种气体预浓缩设备，包括进样装置、第一流量控制装置、第二流量控制装置、加热控制装置、制冷装置、捕集装置、通路调节装置和控制器；捕集装置包括捕集阱、热电偶、冷盘，热电偶的测温探头安装于捕集阱之上，捕集阱安装于所述冷盘之上；通路调节装置及捕集阱通过气体管路相连，捕集阱与加热控制装置通过导线相连；第一流量控制装置、第二流量控制装置分别与通路调节装置通过气体管路相连；制冷装置的冷端与冷盘相连，且制冷装置的冷端、捕集装置相连。本方案中的设备结构简单、浓缩效率高、重复性好，可用于多种温室气体的在线监测。可用于多种温室气体的在线监测。可用于多种温室气体的在线监测。

【技术实现步骤摘要】
一种气体预浓缩设备


[0001]本技术涉及气体分析设备
，具体而言，涉及一种气体预浓缩设备。

技术介绍

[0002]随着全球变暖的不断加剧，人为温室气体排放已经引起了国际社会的广泛关注。完全由人为排放的温室气体，如氢氟碳化物(HFCs)、全氟碳化物(PFCs) 在环境空气中的含量在万亿份之一(10
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，ppt)级别，现有仪器由于检测限问题，无法直接分析，必须采取预浓缩的方式提高目标物质的浓度。而同时具有天然源和人为源的温室气体，如二氧化碳(CO2)、氧化亚氮(N2O)等，为了区分天然源和人为源的贡献，需要对其同位素含量进行分析。以二氧化碳(CO2) 为例，传统方法测定空气中C
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14需要将足量气体溶解与碱性溶液，再经沉淀、焙烧等过程转化为纯CO2气体，最后采用液体闪烁谱仪进行测量。其缺点是处理过程繁琐，所用仪器昂贵，无法实现在线监测。目前，已有激光光谱等便携式技术可用于CO2、N2O同位素的在线测量，但由于同位素含量在目标气体中的含量在千分之一量级，对目标气体进行预浓缩仍然是必备的步骤。
[0003]现有技术的预浓缩装置大都针对挥发性有机化合物(VOC)所设计，采用半导体制冷对目标物质进行冷凝浓缩，但由于半导体制冷能力有限(最低温度通常仅有
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40℃)，难以对CO2、N2O等温室气体进行浓缩，且现有技术均采用多级冷阱，预浓缩过程复杂，重复性也难以保证

技术实现思路

[0004]本申请要解决的技术问题是现有气体预浓缩方案存在的结构复杂、重复性无法保证且仅适用于个别化合物的问题，因此，本申请提供一种气体预浓缩设备。
[0005]针对上述技术问题，本申请提供如下技术方案：
[0006]本申请实施例提供一种气体预浓缩设备，包括：
[0007]进样装置，用于接入样品气体；
[0008]第一流量控制装置，用于接入载气并调节载气的流量；
[0009]捕集装置，包括捕集阱、热电偶和冷盘，所述热电偶的测温探头设置于所述捕集阱上，所述捕集阱设置于所述冷盘上；
[0010]加热控制装置，与所述捕集装置中的所述热电偶和所述捕集阱连接；
[0011]制冷装置，其制冷端与所述捕集装置中的所述冷盘连接；
[0012]第二流量控制装置，用于对输入其内部的气体流量进行调节；
[0013]通路调节装置，所述通路调节装置的第一接口与分析仪器连接，第二接口与所述捕集阱的一端连接，第三接口与第二流量控制装置的入口连接，第四接口与所述进样装置的出口连接，第五接口与所述捕集阱的另一端连接，第六接口与所述第一流量控制装置连接；
[0014]控制器，与所述加热控制装置、所述制冷装置、所述第一流量控制装置、所述第二
流量控制装置以及所述通路调节装置连接，所述控制器控制所述通路调节装置的不同接口连通或断开从而控制气体预浓缩设备分别工作于富集模式、解析模式或清扫模式。
[0015]在一些实施例中提供的所述的气体预浓缩设备，所述通路调节装置包括六通多位阀门，所述六通多位阀门的接口一作为所述第一接口，所述六通多位阀门的接口二作为所述第二接口，所述六通多位阀门的接口三作为所述第三接口，所述六通多位阀门的接口四作为所述第四接口，所述六通多位阀门的接口五作为所述第五接口，所述六通多位阀门的接口六作为所述第六接口。
[0016]在一些实施例中提供的所述的气体预浓缩设备，所述通路调节装置包括四通两位阀门和六通多位阀门，所述四通两位阀门的接口一与所述六通多位阀门的接口一连接，所述四通两位阀门的接口三与所述六通多位阀门的接口六连接；
[0017]所述四通两位阀门的接口四作为所述第一接口；所述六通多位阀门的接口二作为所述第二接口；所述六通多位阀门的接口三作为所述第三接口；所述六通多位阀门的接口四作为所述第四接口；所述六通多位阀门的接口五作为所述第五接口；所述四通两位阀门的接口二作为所述第六接口。
[0018]在一些实施例中提供的所述的气体预浓缩设备，所述捕集阱包括中空的圆柱形底座、两个直管部分和连接两个直管部分的盘管部分，所述的盘管部分套设于所述的圆柱形底座的外壁，所述热电偶的测温探头设置于所述圆柱形底座的内壁。
[0019]在一些实施例中提供的所述的气体预浓缩设备，还包括：
[0020]除水装置，所述除水装置设置于所述进样装置和所述通路调节装置的第四接口之间。
[0021]在一些实施例中提供的所述的气体预浓缩设备，所述进样装置包括多个并联的电磁阀，不同电磁阀的进口分别用于连接样品入口或标气入口，所述控制器通过控制不同电磁阀的开闭以控制进入所述进样装置内的气体通路；或者，
[0022]所述进样装置包括多通进样阀，所述多通进样阀的不同进口端分别用于连接样品入口或标气入口，所述控制器通过控制所述多通进样阀的导通支路以控制进入所述进样装置内的气体通路。
[0023]在一些实施例中提供的所述的气体预浓缩设备，还包括：
[0024]过滤器，设置于所述通路调节装置的第三接口与所述第二流量控制装置之间。
[0025]在一些实施例中提供的所述的气体预浓缩设备，还包括：
[0026]真空舱，所述制冷装置的冷端和所述捕集装置置于真空舱体中；
[0027]真空泵，与所述真空舱的通气孔连接；
[0028]或者，
[0029]保温材料，所述制冷装置的冷端和所述捕集装置整体包覆于所述保温材料的内部。
[0030]本申请的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：
[0031]本申请提供的气体预浓缩设备，包括进样装置、第一流量控制装置、第二流量控制装置、加热控制装置、制冷装置、捕集装置、通路调节装置和控制器；捕集装置包括捕集阱、热电偶、冷盘，热电偶的测温探头安装于捕集阱之上，捕集阱安装于所述冷盘之上；通路调节装置及捕集阱通过气体管路相连，捕集阱与加热控制装置通过导线相连；第一流量控制
装置、第二流量控制装置分别与通路调节装置通过气体管路相连；制冷装置的冷端与冷盘相连，且制冷装置的冷端、捕集装置在真空环境下相连。本方案采用单个捕集阱即可实现多种温室气体的富集和解析，具有结构简单、无须使用液氮等复杂制冷方式、富集温度低、富集效率高、重复性好等优点；可与多种分析仪器搭配使用，可用于便携式或在线测量仪器结，可用于多种温室气体的在线监测。
附图说明
[0032]下面将通过附图详细描述本申请中优选实施例，将有助于理解本申请的目的和优点，其中:
[0033]图1为本申请一个实施例所述气体预浓缩设备的结构示意图；
[0034]图2为本申请另一个实施例所述气体预浓缩设备的结构示意图；
[0035]图3为图2所示设备在富集模式时的气路走向示意图；
[0036]图4为图2所示设备在解析模式时的气路走向示意图；
[0037]图5为本申请又一个实施例所述气体预浓缩设备的结构示意图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气体预浓缩设备，其特征在于，包括：进样装置，用于接入样品气体；第一流量控制装置，用于接入载气并调节载气的流量；捕集装置，包括捕集阱、热电偶和冷盘，所述热电偶的测温探头设置于所述捕集阱上，所述捕集阱设置于所述冷盘上；加热控制装置，与所述捕集装置中的所述热电偶和所述捕集阱连接；制冷装置，其制冷端与所述捕集装置中的所述冷盘连接；第二流量控制装置，用于对输入其内部的气体流量进行调节；通路调节装置，所述通路调节装置的第一接口与分析仪器连接，第二接口与所述捕集阱的一端连接，第三接口与第二流量控制装置的入口连接，第四接口与所述进样装置的出口连接，第五接口与所述捕集阱的另一端连接，第六接口与所述第一流量控制装置连接；控制器，与所述加热控制装置、所述制冷装置、所述第一流量控制装置、所述第二流量控制装置以及所述通路调节装置连接，所述控制器控制所述通路调节装置的不同接口连通或断开从而控制气体预浓缩设备分别工作于富集模式、解析模式或清扫模式。2.根据权利要求1所述的气体预浓缩设备，其特征在于：所述通路调节装置包括六通多位阀门，所述六通多位阀门的接口一作为所述第一接口，所述六通多位阀门的接口二作为所述第二接口，所述六通多位阀门的接口三作为所述第三接口，所述六通多位阀门的接口四作为所述第四接口，所述六通多位阀门的接口五作为所述第五接口，所述六通多位阀门的接口六作为所述第六接口。3.根据权利要求1所述的气体预浓缩设备，其特征在于：所述通路调节装置包括四通两位阀门和六通多位阀门，所述四通两位阀门的接口一与所述六通多位阀门的接口一连接，所述四通两位阀门的接口三与所述六通多位阀门的接口六连接；所述四...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚波，胡运兴，于海波，刘宇杰，
申请(专利权)人：华纳创新苏州先进制造有限公司，
类型：新型
国别省市：