【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及色谱分离和检测设备领域，尤其涉及一种微型的离子预处理和检测装置。
技术介绍
1、如图3所示，常规色谱分离和检测系统主要包括色谱柱105、抑制器106和检测器107，还包括淋洗液罐101、提供动力的输送泵102、调控用的六通阀103及废液罐104，以上设备按照设计通过管道依次连通。工作时，淋洗液罐内的淋洗液通过输送泵供应到色谱柱105内完成进样作业，通过色谱柱105分离后进入抑制器106内完成预处理，随后进入检测器107中完成检测作业。
2、当前技术方案的结构比较复杂，主要具有以下几个问题：
3、1)系统平衡长，无法运用到现场应急监测；
4、2)检测器及抑制器是单独的模块，整机体积大，不适合便携应用；一般常规抑制器的尺寸为200～400cm3级别，常规检测器的尺寸为300～500cm3；
5、3)淋洗液消耗较多，不够绿色环保；
6、4)检测器和抑制器中间多余的流路是造成峰展宽的柱外效应；
7、5)难以整体控温，导致受环境温度影响大。
8、因此，如何开发一款全新的微型的离子预处理和检测装置，通过芯片技术实现抑制器和检测器的微型一体化集成设计，安装操作简单方便，减少连接管路，从而降低漏液的风险，成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种微型的离子预处理和检测装置，解决现有技术多个设备间通过管道连接，结构复杂，整体体积较大，携带不方便以及整体温控实现困
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
3、本专利技术一种微型的离子预处理和检测装置，包括外壳，所述外壳内腔的中上部并排设置有预处理单元和检测单元，所述预处理单元和检测单元的下方安装有温控模块，还包括外置的控制器，所述温控模块、预处理单元和检测单元均与所述控制器电连接；所述外壳的两侧预留有与毛细管离子交换色谱柱连通用的管道通过口；
4、检测时，含有氯离子、氟离子的阴离子混合样品随着淋洗液经过毛细管离子交换色谱柱进行分离，氯离子、氟离子在所述预处理单元进行除盐前处理，之后进入所述检测单元完成分析检测，设定时间内获得多种无机阴离子分析结果并传输至所述控制器上。
5、优选的，所述预处理单元包括离子交换膜和电极，两个所述电极分别沉积在上盖板和下盖板上，两层所述离子交换膜对称分布在所述电极之间，单侧的所述离子交换膜与所述电极之间形成废液道，两层所述离子交换膜中间中空设置并形成样品流通道，所述样品流通道的左侧通过进液口、管道与所述毛细管离子交换色谱柱的出液端连通，所述样品流通道的右侧与所述检测单元的检测模块流通道连通，所述废液道通过管道与外置的废液罐连通；
6、分离后的淋洗液进入到所述预处理单元内，通过所述离子交换膜和电极的共同作用，分离后的淋洗液内部的不同极性离子进行分离，待检测的离子跟随液体通过所述样品流通道进入到所述检测单元内，不需要的离子分离后游离进入到所述废液道内排出。
7、优选的，所述外壳采用双层或多层结构，包括支撑本体和内防护层，所述支撑本体采用金属板构成，所述内防护层采用具有屏蔽信号干扰和保温功能的材料；所述温控模块采用加热棒完成控温作业。
8、优选的，所述上盖板、下盖板采用聚醚醚酮制成，上盖板、下盖板的表面设置有再生液入口和再生液出口，所述再生液入口和再生液出口的位置斜对称分布，且距离盖板的边缘5～20毫米。
9、优选的，所述样品流通道的尺寸为：宽度设置为400～800微米，深度设置为50～100微米，长度为20～50毫米。
10、优选的，所述电极之间形成抑制器电极室通道，所述抑制器电极室通道的尺寸：宽度为400～800微米，深度为100～200微米，长度为20～50毫米。
11、优选的，所述检测单元包括非接触电极、绝缘电极和芯片，所述芯片安装在所述外壳的内部，所述芯片围成检测模块流通道，两组所述非接触电极沉积在所述芯片上且靠近所述检测模块流通道一侧，所述绝缘电极位于两组所述非接触电极中间，所述检测模块流通道的进液端与所述样品流通道连通。
12、优选的，所述检测模块流通道的进液端设置有筛板。
13、优选的，所述检测模块流通道的内径范围为50～300微米。
14、优选的，所述非接触电极的材料为惰性金属，所述惰性金属包括铂、钛；所述惰性金属通过溅射技术沉积在所述芯片的表面。
15、与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果：
16、本专利技术一种微型的离子预处理和检测装置，包括外壳，外壳内腔的中上部并排设置有预处理单元和检测单元，预处理单元和检测单元的下方安装有温控模块，还包括外置的控制器，所述温控模块、预处理单元和检测单元均与控制器电连接；外壳的两侧预留有与毛细管离子交换色谱柱连通用的管道通过口；检测时含有氯离子、氟离子的阴离子混合样品随着淋洗液经过毛细管离子交换色谱柱进行分离，氯离子、氟离子在预处理单元、检测单元完成除盐和分析检测，获得多种无机阴离子分析结果。
17、1)具备离子分离和抑制功能，取代常规抑制器和检测器单独模块的方案，相比常规实验室离子色谱，具备更小的体积，较好的灵敏度、更少的溶剂消耗，且能更快的达到平衡。
18、2)通过芯片技术实现抑制器和检测器的微型一体化集成设计，有效减少连接管路的使用，安装更加简单快捷；不需要管路和接头，很大程度降低了漏液的风险，同时降低维护难度，方便客户自己安装；
19、3)非接触式电导设计，减少气泡、流量压力干扰，电极寿命长。
20、4)预处理和检测模块安装在一个外壳内，实现了整体温控，基线更稳定；且能在极端环境条件下使用，避免现有技术下预处理部分温度失控导致的重复性差的问题；
21、5)整体布局紧凑，体积小，可以应用于特殊场景。
22、本专利技术提出一种微型的离子预处理和检测装置，同时具备样品离子抑制和分析的功能，微型、灵敏度高、产生废液少、可长时间运行减少平衡时间，适配现场应急监测、航空航天等场景。
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1.一种微型的离子预处理和检测装置，其特征在于：包括外壳(1)，所述外壳(1)内腔的中上部并排设置有预处理单元和检测单元，所述预处理单元和检测单元的下方安装有温控模块(2)，还包括外置的控制器，所述温控模块(2)、预处理单元和检测单元均与所述控制器电连接；所述外壳(1)的两侧预留有与毛细管离子交换色谱柱连通用的管道通过口；
2.根据权利要求1所述的微型的离子预处理和检测装置，其特征在于：所述预处理单元包括离子交换膜(4)和电极(5)，两个所述电极(5)分别沉积在上盖板(51)和下盖板(52)上，两层所述离子交换膜(4)对称分布在所述电极(5)之间，单侧的所述离子交换膜(4)与所述电极(5)之间形成废液道(12)，两层所述离子交换膜(4)中间中空设置并形成样品流通道(3)，所述样品流通道(3)的左侧通过进液口(11)、管道与毛细管离子交换色谱柱的出液端连通，所述样品流通道(3)的右侧与所述检测单元的检测模块流通道(10)连通，所述废液道(12)通过管道与外置的废液罐连通；
3.根据权利要求2所述的微型的离子预处理和检测装置，其特征在于：所述外壳(1)采用双层
4.根据权利要求2所述的微型的离子预处理和检测装置，其特征在于：所述上盖板(51)、下盖板(52)采用聚醚醚酮制成，上盖板(51)、下盖板(52)的表面设置有再生液入口和再生液出口，所述再生液入口和再生液出口的位置斜对称分布，且距离盖板的边缘5～20毫米。
5.根据权利要求2所述的微型的离子预处理和检测装置，其特征在于：所述样品流通道(3)的尺寸为：宽度设置为400～800微米，深度设置为50～100微米，长度为20～50毫米。
6.根据权利要求2所述的微型的离子预处理和检测装置，其特征在于：所述电极(5)之间形成抑制器电极室通道，所述抑制器电极室通道的尺寸：宽度为400～800微米，深度为100～200微米，长度为20～50毫米。
7.根据权利要求2所述的微型的离子预处理和检测装置，其特征在于：所述检测单元包括非接触电极(6)、绝缘电极(8)和芯片(9)，所述芯片(9)安装在所述外壳(1)的内部，所述芯片(9)围成检测模块流通道(10)，两组所述非接触电极(6)沉积在所述芯片(9)上且靠近所述检测模块流通道(10)一侧，所述绝缘电极(8)位于两组所述非接触电极(6)中间，所述检测模块流通道(10)的进液端与所述样品流通道(3)连通。
8.根据权利要求7所述的微型的离子预处理和检测装置，其特征在于：所述检测模块流通道(10)的进液端设置有筛板(7)。
9.根据权利要求7所述的微型的离子预处理和检测装置，其特征在于：所述检测模块流通道(10)的内径范围为50～300微米。
10.根据权利要求7所述的微型的离子预处理和检测装置，其特征在于：所述非接触电极(6)的材料为惰性金属，所述惰性金属包括铂、钛；所述惰性金属通过溅射技术沉积在所述芯片(9)的表面。
...【技术特征摘要】
1.一种微型的离子预处理和检测装置，其特征在于：包括外壳(1)，所述外壳(1)内腔的中上部并排设置有预处理单元和检测单元，所述预处理单元和检测单元的下方安装有温控模块(2)，还包括外置的控制器，所述温控模块(2)、预处理单元和检测单元均与所述控制器电连接；所述外壳(1)的两侧预留有与毛细管离子交换色谱柱连通用的管道通过口；
2.根据权利要求1所述的微型的离子预处理和检测装置，其特征在于：所述预处理单元包括离子交换膜(4)和电极(5)，两个所述电极(5)分别沉积在上盖板(51)和下盖板(52)上，两层所述离子交换膜(4)对称分布在所述电极(5)之间，单侧的所述离子交换膜(4)与所述电极(5)之间形成废液道(12)，两层所述离子交换膜(4)中间中空设置并形成样品流通道(3)，所述样品流通道(3)的左侧通过进液口(11)、管道与毛细管离子交换色谱柱的出液端连通，所述样品流通道(3)的右侧与所述检测单元的检测模块流通道(10)连通，所述废液道(12)通过管道与外置的废液罐连通；
3.根据权利要求2所述的微型的离子预处理和检测装置，其特征在于：所述外壳(1)采用双层或多层结构，包括支撑本体和内防护层，所述支撑本体采用金属板构成，所述内防护层采用具有屏蔽信号干扰和保温功能的材料；所述温控模块(2)采用加热棒完成控温作业。
4.根据权利要求2所述的微型的离子预处理和检测装置，其特征在于：所述上盖板(51)、下盖板(52)采用聚醚醚酮制成，上盖板(51)、下盖板(52)的表面设置有再生液入口和再生液出口，所述再生...
【专利技术属性】
技术研发人员：张晶，李晓亚，张永涛，左海英，
申请(专利权)人：中国地质科学院水文地质环境地质研究所，
类型：发明
国别省市：
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