[发明专利]一种大气挥发性有机物冷凝浓缩取样装置及取样方法

权利要求书

1.一种大气挥发性有机物冷凝浓缩取样装置，其特征在于，包括：

低温环境箱，所述低温环境箱连接有压缩机，所述低温环境箱中设有低温冷阱装置，所述低温冷阱装置包括第一级冷阱以及第二级冷阱，所述第一级冷阱包括第一冷凝管、以及第一半导体制冷片组，所述第一冷凝管上缠绕有第一加热丝；所述第二级冷阱包括第二冷凝管、以及第二半导体制冷片组，所述第二冷凝管上缠绕有第二加热丝；

大气采样器，所述大气采样器的输出端连接到质量流量计的输入端，所述质量流量计的输出端连接到第一多通阀的第一端，所述第一多通阀的第二端连接有载气气源，所述第一多通阀的第三端连接到所述第一冷凝管的进口端；

所述第一冷凝管的出口端与所述第二冷凝管的进口端连接，所述第二冷凝管的出口端连接到第二多通阀的第一端，所述第二多通阀的第二端连接有反吹气源，所述第二多通阀的第三端连接到色谱仪的检测输入端。

2.如权利要求1所述的大气挥发性有机物冷凝浓缩取样装置，其特征在于：所述低温环境箱中设有第一制冷腔体和第二制冷腔体；所述第一冷凝管以及所述第一加热丝设置于所述第一制冷腔体中，所述第二冷凝管以及所述第二加热丝设置于所述第二制冷腔体中。

3.如权利要求1所述的大气挥发性有机物冷凝浓缩取样装置，其特征在于：所述第一半导体制冷片组包括两个以上贴合在一起的且并联电连接的半导体制冷片，所述第二半导体制冷片组包括三个以上贴合在一起的且并联电连接的半导体制冷片。

4.如权利要求2所述的大气挥发性有机物冷凝浓缩取样装置，其特征在于：所述第一制冷腔体和所述第二制冷腔体分别包裹有绝热保温材料。

5.如权利要求1所述的大气挥发性有机物冷凝浓缩取样装置，其特征在于：所述第一冷凝管和所述第二冷凝管均为不锈钢冷凝管。

6.如权利要求1所述的大气挥发性有机物冷凝浓缩取样装置，其特征在于：所述大气采样器为具有除尘功能的大气采样器。

7.如权利要求1所述的大气挥发性有机物冷凝浓缩取样装置，其特征在于：所述第一多通阀和所述第二多通阀均为多通电磁阀。

8.如权利要求1至7任一项所述的大气挥发性有机物冷凝浓缩取样装置，其特征在于：所述载气气源和所述反吹气源均为纯度大于99.9%的惰性气体。

9.如权利要求8所述的大气挥发性有机物冷凝浓缩取样装置，其特征在于:所述色谱仪为气相色谱仪或气相色谱质谱联用仪。

10.采用权利要求1所述的大气挥发性有机物冷凝浓缩取样装置的取样方法，其特征在于,包括以下步骤：

a.首先启动低温环境箱，使其处于制冷状态，使第一制冷腔体以及第一冷凝管达到-40℃至-50℃的低温，使第二制冷腔体以及第二冷凝管达到-145℃至-155℃的低温;

b.大气挥发性有机物经大气采样器采样后，开启第一多通阀，使大气采样器与低温环境箱连通，大气样品由质量流量计定量送入低温环境箱中，首先进入第一制冷腔体进行冷凝，大气样品中的含六个碳原子及以上的化合物及水分被冷凝在第一冷凝管内，转变为液态或固态；大气样品中含五个碳原子及以下的化合物，进入第二冷凝管内转化为液态或固态，而大气中的其它气体，并不被冷凝为液态或固态，而直接由第二多通阀排空;

c.待采样达到所需量后，控制第一多通阀，断开质量流量计与第一冷凝管的气体流动，开启第一制冷腔体内的第一加热丝，使第一制冷腔体内的第一冷凝管的温度升到10℃，并控制第一多通阀，使载气气源与第一冷凝管连通；第一冷凝管内被加热到10℃，此时，水处于液态，而其他被冷凝在第一冷凝管内的挥发性有机物组分，经加热气化后变为气相，并由载气气源将其吹扫进第二冷凝管进行低温冷凝浓缩，载气由第二多通阀排空;

d.5-10分钟后，开启第二冷凝管上的第二加热丝，使第二冷凝管加热到30-40℃，控制第二多通阀，使第二冷凝管与色谱仪相通，此时挥发性有机物组分转变为气态，并由载气气源将其带入色谱仪进行定量分析测量;

e.完成上述过程后，停止低温环境箱的制冷状态，开启第一加热丝及第二加热丝，使第一冷凝管及第二冷凝管温度升高到300℃，控制第二多通阀，使反吹气源与第二冷凝管连通，进行反吹清洗，操作时间为5-10分钟，反吹气体由第一多通阀排空;

f.反吹过程完成后，关闭第一加热丝及第二加热丝。