[实用新型]一种用于样品中挥发性气体组分收集的快速真空脱附装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种固体、半固体中物易挥发成分的脱附系统，具体涉及一种用于样品中挥发性气体组分收集的快速真空脱附装置。

背景技术

通常土壤、木炭、其它吸附剂等固体物，所包含或吸附的易挥发成分，需要将样品破碎后，加入样品瓶内，添加适当液体，将瓶子封闭后再震动摇匀，然后将样品瓶加热便于易挥发性物质的挥发，然后再通过分析仪将含有挥发物质的气体抽出来分析。但其方法和设备的操作较为繁琐，不能简便的分析出易挥发成分。

中国专利申请号：2011100664865，发明名称：一种气筒式土壤剖面气体采集器，采用了真空泵等技术特征，但存在抽气负压低，脱附不彻底；操作繁琐(需要事先挖坑还要掩埋抽气筒)，无法定量测量，样品容易交叉干扰等缺点。

同样中国专利申请号：201210380335.1，发明名称：压力平衡式土壤气体采集便携装置，尽管采用了活塞等技术特征，但存在无法完成对样品吸附物质的分离，无法定量测量，操作繁琐等缺点。

实用新型内容

1、发明要解决的技术问题

针对现有技术中存在的气体脱附不彻底、操作繁琐、无法实现定量测量体积和样品容易交叉干扰等缺陷，本发明提供了一种用于样品中挥发性气体组分收集的快速真空脱附装置，通过高负压控制以保证气体的脱附过程更快更彻底，并带有残余气体量修正，可以解决无法快速分离样品中的挥发性组分的、对吸附物分离不彻底，难以实现定量测量，设备不易便携等缺点，获得了可以有效提高气体脱附效率，具备更大的脱附能力，降低监测成本，并具备便携特性，可以监测应用范围。

2、技术方案

发明原理：

设计一个活塞腔可产生一个大的真空环境，样品封闭到一个小的容器内，通过活塞腔的运动产生的高负压可以使得样品中易挥发的物质快速挥发到活塞缸内。为便于将挥发性气体排出，样品容器通道可与活塞缸通过电磁阀关闭，同理出气口也是通过电磁阀控制与活塞缸的连通或断开。

为了避免死体积对测量的影响，加入了气体压力传感器和温度传感器，以便于对活塞内气体的状态进行监控，就可以通过气体吸入前，吸入后，以及排出后气体真实排出脱附系统的量，以便于量化计算。

同时为了避免样品间的交叉干扰，样品瓶可以自由更换，同时还带着气体清洗功能，每次测量完毕都会对整个管路系统清洗。

为了避免在气体吸附到活塞缸内，我们设计了恒温加热功能，可以防止脱附气体再次吸附到其他物体表面，同时也减小了样品交叉污染的可能。

技术内容：

一种用于样品中挥发性气体组分收集的快速真空脱附装置，包含吸气缸(活塞缸)，吸气缸内部的吸气活塞以及它(吸气活塞)的延长部分活塞把手和介于两者之间的止动挂钩，吸气缸外周由加热层和保温层包裹，在吸气缸的底部有连接入气电磁阀的入气口，入气电磁阀下面旋接样品瓶，在吸气缸底部侧面分别设置有连接洗气电磁阀和出气电磁阀的洗气口和出气口，洗气电磁阀跟出气电磁阀分别连接机壳外的洗气口和出气口；吸气缸上部接有压力传感器与吸气缸内部连接，吸气缸下部外侧装温度传感器，与吸气缸内部连接；显示屏和主控板连接到装置机壳内部。

用于样品中挥发性气体组分收集的快速真空脱附装置的工作步骤为：

本发明通过活塞的移动为样品提供一个高负压环境，样品中的挥发性物质会蒸发到整个活塞缸内，挥发性物质首先被转移到缸体内，然后将入气口封闭，将出气口打开，将挥发性物质再转移到出气口连接的仪器或者容器内。装置工作中包括抽气、保持气缸稳定、排气三种工作状态，可完成样品气体脱附、气体转移、气缸清洗三个流程。

气体脱附流程是：

将样品瓶旋接到位，操作仪器进入气体脱附状态，此时入气电磁阀开启，洗气电磁阀跟出气电磁阀保持关闭状态，活塞从底部向上缓慢移动，到达最高点，通过止动挂钩保持容积不变。保持该状态一段时间等待扩散充分完成。操作仪器结束气体脱附状态，此时仪器内部的传感器记录此时整个缸体内的气体压力和温度，算出气缸内气体总标准体积V1。

完成记录之后操作仪器进入气体转移流程。

气体转移流程：此时入气电磁阀关闭，洗气电磁阀跟出气电磁阀保持关闭状态，活塞下移，等活塞内气压略高于外接大气压时，仪器自动将出气电磁阀打开，同时活塞继续向下移动，直到到达终点位置将气体全部排净，此时手动按键确认气体转移结束，此时仪器会记录下活塞内残余气体的气压和温度，并计算出剩余标准体积V2。