[发明专利]一种用于气相色谱检测材料中VOCs的自动化前处理设备

说明书

本发明属于材料中挥发性气体检测领域，公开了一种用于气相色谱检测材料中VOCs的自动化前处理设备。设备包括载气系统，空气净化系统，气体流量控制系统，样品处理系统，VOCs吸附解吸系统，电脑自动控制系统，气体干燥装置。该设备具有较广的使用范围，简化了样品前处理过程，具有较高的选择性和灵活性，提高了样品的处理效率，为后续分析系统的准确分析提供了可靠的保证。

技术领域

本发明属于材料中挥发性气体检测领域，具体涉及一种用于气相色谱检测材料中VOCs的自动化前处理设备。

背景技术

环境空气的品质显著影响人们的健康、舒适和工作效率，而建筑以及装潢材料中的挥发性有机物是造成环境空气品质降低的重要原因之一，因此对材料中挥发性有机物的检测是控制材料质量以及进行相关研究的重要组成部分，这就需要高效稳定的仪器来提高检测的稳定性和效率。

目前用于VOCs检测的前处理过程分为静态前处理过程和动态前处理过程，其中静态前处理过程有静态顶空进样和顶空-固相微萃取等方法，动态前处理过程有吹扫补集、环境测试舱等方法。对于静态顶空进样，当样品中挥发性物质的含量较低时，必须进行大体积进样才能达到仪器的检出限，而这样不利于气相色谱分析的进行，动态前处理过程使用的吹扫补集设备等成本较高，同时对样品有一定的限制，由于其进样瓶只有几毫升到几十毫升大，需要在上机前人工对一些较大的固体样品进行破碎，这会导致一部分样品的损失，检测结果会有一定误差，同时其吹扫过程中样品只能在常温下进行，无法实现温度的控制。在已有的VOCs的前处理设备中，为了实现低浓度样品的富集，增加了捕集阱，但是捕集阱的吸附材料一般比较单一，对有的样品的吸附效果不佳，在处理高浓度样品是有吸附饱和的可能，但是仪器中并未设置相应的报警装置，会造成很大的检测误差。

发明内容

为了解决材料中VOCs检测的前处理问题，本发明提供了一种多功能、处理样品范围广、选择性和灵活性较高的前处理设备。

本发明采用以下技术方案：

一种用于气相色谱检测材料中VOCs的自动化前处理设备，其特征在于：包括载气系统，空气净化系统，气体流量控制系统，样品处理系统，VOCs吸附解吸系统，电脑自动控制系统，气体干燥装置。其中载气系统包括高压高纯气体储存装置和气体输出压力控制装置，空气净化系统包括杂质吸附装置，气体流量控制系统包括载气流量控制器和空气流量控制器以及管路阀门，样品处理系统包括粉碎装置、振动摇匀装置、加热装置以及控制器组成，VOCs吸附解吸系统包括气体吸附管、加热器、VOCs报警器以及控制器组成，电脑自动控制系统包括可视化电脑工作站，气体干燥装置包括除水剂吸水剂。

本设备采用多功能的样品处理系统，系统的样品罐分为固体样品罐和液体样品罐，固体样品罐可对较大的固体样品进行破碎，系统配有振荡设备，可以使样品均匀分散在体系中，系统还配有温度控制设施，可以实现不同温度下对样品进行处理。

本设备配有多条载气管路，分为空气管路和其他载气管路，可根据实验需求选择合适的气体作为载气，在空气载气管路中配有气体处理设施，防止空气中的物质对检测形成干扰。气体流量的控制通过气体流量控制器进行自动控制，流量参数可在设备工作站中进行设置。

本设备采用可更换的气体吸附装置，对样品中的VOCs进行富集，可根据VOCs的性质选择合适的吸附管类型安装到设备上进行实验，提高了设备的选择性和使用范围。

本设备在气体吸附装置后装有VOCs报警器，防止气体吸附管吸附饱和，对后续的定量分析造成误差。

本设备在VOCs的解析过程中提供了多条载气管路，如果在气体富集过程中采用空气作为载气，则在气体的解吸过程中需要更换为气相色谱的载气进行解吸；如果在气体富集过程中采用氮气等惰性气体作为载气，则可根据气相色谱的分析需求进行选择，如果不会对后续分析过程造成干扰可不更换载气，若对后续分析会造成干扰，则需要更换气相色谱的载气，本装置提供了将气相色谱载气引入解吸系统的管路。