【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于质谱仪分析方法，具体涉及一种基于质子转移反应质谱仪的在线测量装置及测量方法。
技术介绍
1、质子转移反应质谱仪作为一种在线测量挥发性有机物的高分辨、高灵敏度的仪器，在实时测量过程中会遇到高、低不同浓度气体的检测。在检测高浓度气体时，由于离子数过多，检测大量离子信号时强度会失真。且检测的离子信号存在上限，对于高浓度气体由于检测到的离子信号已饱和，质子转移反应质谱仪的线性检测范围有限，定量测量误差偏大。
2、目前，对于高浓度气体大多数通过采样后稀释的方法进行检测，但无法同时实现高、低浓度挥发性气体的实时在线测量。
技术实现思路
1、本专利技术旨在提供一种基于质子转移反应质谱仪的在线测量装置及测量方法以克服现有技术的缺陷，从而提高仪器检测动态范围，满足挥发性有机物由低浓度到高浓度的全量程气体实时在线检测，进一步提高定量检测的准确性，无需手动采样。同时实现样品气的自动稀释，可根据测量信号自动判断稀释倍数并进行自动稀释。
2、为实现上述专利技术目的，本专利技术通过以下技术方案实现：
3、一种基于质子转移反应质谱仪的在线测量装置，包括：
4、进样组件，其包括样品气入口，所述进样组件的另一端连接有质子转移反应质谱仪；
5、样品稀释组件，其包括用于对样品气进行一级稀释的一级稀释组件以及用于对经过一级稀释后的混合气进行二级稀释的二级稀释组件，所述一级稀释组件的一端与进样组件相连接，所述一级稀释组件的另一端与二级稀释组件相连接，
6、质子转移反应质谱仪，其另一端与废气出口相连接，所述质子转移反应质谱仪包括检测仪以及经不同同位素标记的试剂源。
7、本专利技术的基于质子转移反应质谱仪的在线测量装置包括进样组件。进样组件包括样品气入口，进样组件的另一端连接有质子转移反应质谱仪。本专利技术的基于质子转移反应质谱仪的在线测量装置还包括样品稀释组件。样品稀释组件包括用于对样品气进行一级稀释的一级稀释组件以及用于对经过一级稀释后的混合气进行二级稀释的二级稀释组件。一级稀释组件的一端与进样组件相连接，一级稀释组件的另一端与二级稀释组件相连接，二级稀释组件的另一端与质子转移反应质谱仪相连接。本专利技术的基于质子转移反应质谱仪的在线测量装置还包括质子转移反应质谱仪。质子转移反应质谱仪的另一端与废气出口相连接，质子转移反应质谱仪包括检测仪以及经不同同位素标记的试剂源。
8、本专利技术通过在试剂源中增加同位素标记，从而改变待测样品气体组分形成的特征峰，进而形成含有同位素标记的待测样品气体。本专利技术通过自动改变不同试剂源中同位素的含量占比，从而改变含有同位素标记的待测样品气体和不含同位素标记的待测样品气体的响应信号占比，确保响应信号被控制在仪器的线性检测范围内。通过响应信号占比自动计算出待测样品气体的实际含量(即实际浓度)。本专利技术通过使用同位素试剂源，有效提高仪器检测动态范围，满足挥发性有机物由低浓度到高浓度的全量程气体实时在线检测，进一步提高定量检测的准确性，无需手动采样。本专利技术可根据测量得到的响应信号自动判断稀释倍数并进行自动稀释，从而实现对待测样品气体的自动稀释。同时，通过多级自动稀释，有效保障定量检测的准确性。
9、作为优选，所述样品气入口与质子转移反应质谱仪之间依次设置有第一三通阀、第一三通电磁阀、第二三通电磁阀、第二三通阀。
10、作为优选，所述一级稀释组件包括第一稀释气储气瓶以及第一混合池，所述第一稀释气储气瓶与第一混合池之间依次设置有第一稀释气流量控制器、第三三通阀，所述第三三通阀的另一端连接有样品气流量控制器，所述样品气流量控制器的另一端与第一三通阀相连接。
11、作为优选，所述二级稀释组件包括第二稀释气储气瓶以及第二混合池，所述第二稀释气储气瓶与第二混合池之间设置有第二稀释气流量控制器，所述第二混合池的另一端与第二三通电磁阀相连接。
12、作为优选，所述第一混合池的另一端连接有第二两通电磁阀，所述第二两通电磁阀的另一端连接有第四三通阀，所述第四三通阀的上端与第一三通电磁阀相连接，所述第四三通阀的下端设置有一级稀释气流量控制器，所述一级稀释气流量控制器的另一端与第二混合池相连接。
13、作为优选，所述第二三通阀与废气出口之间还设置有第一两通电磁阀。
14、作为优选，所述试剂源包括第一试剂源、第二试剂源以及第三试剂源，所述第一试剂源与检测仪之间设置有第一流量控制器，所述第二试剂源与检测仪之间设置有第二流量控制器，所述第三试剂源与检测仪之间设置有第三流量控制器。
15、作为进一步优选，所述第一试剂源为h2o，所述第二试剂源为d2o，所述第三试剂源为t2o。
16、一种应用如上所述的基于质子转移反应质谱仪的在线测量装置的方法，包括以下步骤：
17、(s.1)建立待测样品气体浓度与其响应强度之间的关系，得到待测样品气体的标准曲线图；(s.2)向质子转移反应质谱仪中通入待测样品气体进行预检测，并设置第一试剂源的流量参数，测定得到待测样品气体的质谱图ⅰ及其与第一试剂源反应生成的特征峰的响应强度ⅰ，根据响应强度ⅰ计算得到待测样品气体的实际浓度，并将多余气体排出；
18、(s.3)若检测到步骤(s.2)中的响应强度ⅰ达到饱和，重新设置第一试剂源的流量参数并设置第二试剂源的流量参数，且始终保持第一试剂源的流量参数以及第二试剂源的流量参数总和恒定，重复上述步骤(s.2)，对应测得含同位素标记的待测样品气体的质谱图ⅱ及其与第二试剂源反应生成的特征峰的响应强度ⅱ，根据响应强度ⅱ计算得到待测样品气体的实际浓度，并将多余气体排出；
19、(s.4)若检测到步骤(s.3)中的响应强度ⅱ达到饱和，重新设置第一试剂源的流量参数、第二试剂源的流量参数并设置第三试剂源的流量参数，且始终保持第一试剂源的流量参数、第二试剂源的流量参数以及第三试剂源的流量参数总和恒定，重复上述步骤(s.2)，对应测得含同位素标记的待测样品气体的质谱图ⅲ及其与第三试剂源反应生成的特征峰的响应强度ⅲ，根据响应强度ⅲ计算得到待测样品气体的实际浓度，并将多余气体排出。
20、作为优选，还包括以下步骤：
21、(s.5)根据步骤(s.4)中计算得到的待测样品气体的实际浓度计算出稀释倍数，然后根据稀释倍数对待测样品气体进行稀释并检测。
22、作为优选，若检测到步骤(s.2)中的响应强度ⅰ达到饱和时，待测样品气体的实际浓度计算方法如下：
23、
24、式(1)中：
25、c表示待测样品气体的实际浓度，ppb；
26、a表示第一试剂源的流量，ml/min；
27、b表示第二试剂源的流量，ml/min；
28、d表示根据待测样品气体与第二试剂源反应生成的特征峰的响应强度ⅱ计算出的与第二试剂源发生反应的部分待测样品气体的浓度，ppb；
29、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于质子转移反应质谱仪的在线测量装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于质子转移反应质谱仪的在线测量装置，其特征在于，所述样品气入口(8)与质子转移反应质谱仪(26)之间依次设置有第一三通阀(9)、第一三通电磁阀(10)、第二三通电磁阀(11)、第二三通阀(12)。
3.根据权利要求2所述的一种基于质子转移反应质谱仪的在线测量装置，其特征在于，所述一级稀释组件(29)包括第一稀释气储气瓶(15)以及第一混合池(19)，所述第一稀释气储气瓶(15)与第一混合池(19)之间依次设置有第一稀释气流量控制器(16)、第三三通阀(18)，所述第三三通阀(18)的另一端连接有样品气流量控制器(17)，所述样品气流量控制器(17)的另一端与第一三通阀(9)相连接。
4.根据权利要求3所述的一种基于质子转移反应质谱仪的在线测量装置，其特征在于，所述二级稀释组件(30)包括第二稀释气储气瓶(23)以及第二混合池(25)，所述第二稀释气储气瓶(23)与第二混合池(25)之间设置有第二稀释气流量控制器(24)，所述第二混合池(25)的另一端
5.根据权利要求4所述的一种基于质子转移反应质谱仪的在线测量装置，其特征在于，所述第一混合池(19)的另一端连接有第二两通电磁阀(20)，所述第二两通电磁阀(20)的另一端连接有第四三通阀(21)，所述第四三通阀(21)的上端与第一三通电磁阀(10)相连接，所述第四三通阀(21)的下端设置有一级稀释气流量控制器(22)，所述一级稀释气流量控制器(22)的另一端与第二混合池(25)相连接。
6.根据权利要求2所述的一种基于质子转移反应质谱仪的在线测量装置，其特征在于，所述第二三通阀(12)与废气出口(14)之间还设置有第一两通电磁阀(13)。
7.根据权利要求1所述的一种基于质子转移反应质谱仪的在线测量装置，其特征在于，所述试剂源(31)包括第一试剂源(1)、第二试剂源(2)以及第三试剂源(3)，所述第一试剂源(1)与检测仪(7)之间设置有第一流量控制器(4)，所述第二试剂源(2)与检测仪(7)之间设置有第二流量控制器(5)，所述第三试剂源(3)与检测仪(7)之间设置有第三流量控制器(6)。
8.一种应用如权利要求1～7中任意一项所述的基于质子转移反应质谱仪的在线测量装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种应用基于质子转移反应质谱仪的在线测量装置的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
10.根据权利要求8所述的一种应用基于质子转移反应质谱仪的在线测量装置的方法，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种基于质子转移反应质谱仪的在线测量装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于质子转移反应质谱仪的在线测量装置，其特征在于，所述样品气入口(8)与质子转移反应质谱仪(26)之间依次设置有第一三通阀(9)、第一三通电磁阀(10)、第二三通电磁阀(11)、第二三通阀(12)。
3.根据权利要求2所述的一种基于质子转移反应质谱仪的在线测量装置，其特征在于，所述一级稀释组件(29)包括第一稀释气储气瓶(15)以及第一混合池(19)，所述第一稀释气储气瓶(15)与第一混合池(19)之间依次设置有第一稀释气流量控制器(16)、第三三通阀(18)，所述第三三通阀(18)的另一端连接有样品气流量控制器(17)，所述样品气流量控制器(17)的另一端与第一三通阀(9)相连接。
4.根据权利要求3所述的一种基于质子转移反应质谱仪的在线测量装置，其特征在于，所述二级稀释组件(30)包括第二稀释气储气瓶(23)以及第二混合池(25)，所述第二稀释气储气瓶(23)与第二混合池(25)之间设置有第二稀释气流量控制器(24)，所述第二混合池(25)的另一端与第二三通电磁阀(11)相连接。
5.根据权利要求4所述的一种基于质子转移反应质谱仪的在线测量装置，其特征在于，所述第一混合池(19)的另一端连接有第二...
【专利技术属性】
技术研发人员：武彩虹，王海东，马乔，孙运，娄建秋，邓嘉辉，刘立鹏，高明星，韩双来，
申请(专利权)人：杭州谱育科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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