CN103063857A - 一种对液体进行采样和分析的装置 - Google Patents

Abstract

一种对液体进行采样和分析的装置，包括自动进样器和傅立叶变换红外气体分析仪。所述进样器上的出气口、进气口分别与傅立叶变换红外气体分析仪的进气口和出气口通过导管密封连接，构成一个分析系统。所述进样器通过液体进样口抽取被测水样，水样在所述进样器内进行恒温加热，水中的挥发气进入所述气体分析仪进行分析。本发明是对液体进行自动进样的分析装置，实现了对水中挥发物快速、简便和准确的分析。

Description

一种对液体进行采样和分析的装置

技术领域

本发明涉及液体检测技术领域，具体涉及一种对液体进行采样和分析的装置，其可以适用于检测水、各种水溶液等液体中的气体成分。 

背景技术

近些年来，由于傅立叶变换红外气体分析仪的可分析的物质成分多、分析时间短、操作方便、实时性强、消耗材料少以及定量定性算法软件的功能强大，越来越多地被人们使用。特别是在现场气体分析方面，专门的傅立叶变换红外气体分析仪在广泛的应用领域，如环境监测、劳动卫生、安全生产、消防应急等。但由于傅立叶变换红外气体分析仪的价格较高、一次性投资大，仪器只限于分析气体的局限性限制了其推广和应用。 

随着近年来水域污染越来越严重，对水质进行采样分析也变得非常重要。传统对水质进行分析的方法，通常是通过化学试剂进行人工分析，然而这种分析方法既不准确又不方便，而且分析时间长。因此，如何快速对水质进行分析是现在正在不断探索的技术方向。 

发明内容

鉴于现有技术所存在的问题，本发明的目的在于提供一种对液体进行采样和分析的装置，其包括：自动进样器(1)和傅立叶红外气体分析仪(2)和控制电路；其中所述自动进样器进气口(19)与所述傅立叶红外气体分析仪(2)出气口(4)通过导气软管密封连接；所述自动进样器出气口(20)通过导气软管与所述傅立叶红外气体分析仪(2)的进气口(3)密封连接；其特征在于： 

所述自动进样器(1)包括进液口(5)、出液口(6)、清洗液进口(7)、清洗液出口(8)、第一三通电磁阀(9)、第二三通电磁阀(10)、第一两通电磁阀(11)、蠕动泵(12)、样品室(13)、冷却腔(16)、疏水过滤器(17)、疏水过 滤器(18)、进样器进气口(19)、进样器出气口(20)、第二两通电磁阀(21)、第三两通电磁阀(22)；其中 

所述进样器进气口(19)在所述进样器内部与导气软管连接，该导气软管依次串接有第二两通电磁阀(21)和疏水过滤器(17)，该软管的另一端伸入到样品室(13)中，一直到接近样品室(13)的底部； 

所述进样器出气口(20)在所述进样器内部通过导气软管与制冷腔(16)一端连接，并在两者之间依次串接第三两通电磁阀(22)和疏水过滤器(18)； 

冷却腔(16)垂直地与样品室(13)密封连接； 

进样器内的进液口(5)通过导管与第一三通电磁阀(9)通气端连接，电磁阀(9)的输入端通过导管连接到清洗液进口(7)，电磁阀(9)的输出端通过导管与第二三通电磁阀(10)的通气端连接； 

第二三通电磁阀(10)的输入端通过导管与清洗液出口(8)连接，第二三通电磁阀(10)的输出端通过导管与蠕动泵(12)入口端连接，蠕动泵(12)的出口端与样品室(13)底部软管密封连接； 

样品室(13)顶部有软管与出液口(6)连接，该软管上串接有第一两通电磁阀(11)； 

所述控制电路控制第一三通电磁阀(9)、第二三通电磁阀(10)、第一两通电磁阀(11)、蠕动泵(12)、第二两通电磁阀(21)、第三两通电磁阀(22)协同工作。 

进一步，本发明所述的对液体进行采样和分析的装置，其特征在于所述自动进样器(1)还包括制冷装置(15)、所述冷却腔(16)外壁紧贴制冷装置(15)。 

进一步，本发明所述的对液体进行采样和分析的装置，其特征在于所述样品室(13)为一圆筒形瓶状物，底部为实体密封，顶部有一个凸出接头和一圆孔，凸出接头用来连接通往冷却腔的导管，圆孔被通往进样器进气口(19)的导管穿过一直到达接近瓶底的位置，该导管与所述圆孔的接触处密封。 

进一步，本发明所述的对液体进行采样和分析的装置，其特征在于所述样品室(13)为玻璃或不锈钢材料； 

进一步，本发明所述的对液体进行采样和分析的装置，其特征在于所述自动进样器(1)还包括恒温加热装置(14)，其中样品室(13)置于恒温加热装置(14) 内。 

进一步，本发明所述的对液体进行采样和分析的装置，其特征在于所述恒温加热装置(14)为圆桶状，内径大小为刚好装下样品室(13)，在其内壁为加热线缠绕，外壁为保温材。 

进一步，本发明所述的对液体进行采样和分析的装置，其特征在于所述冷却腔(17)为一上宽下窄圆椎体，窄部有接口与通往样品室的导管连接，宽部也有一出口接头，与通往进样器出气口(20)的导管连接。 

进一步，本发明所述的对液体进行采样和分析的装置，其特征在于所述制冷装置(15)为半导体制冷方式，其中半导体片的制冷面紧贴于冷却腔外表面，片的散热面贴有风扇。 

进一步，本发明所述的对液体进行采样和分析的装置，其特征在于所述疏水过滤器(17、18)内的疏水材料只能气体通过，液体无法通过。 

本发明所述的对液体进行采样和分析的装置可以自动进行水等液体的采样、对其中可挥发物进行析出和分析，实现了傅立叶变换红外气体分析仪快速分析水等液体中挥发成分的功能，从而扩展了此类仪器的分析范围和应用领域。 

附图说明

图1是本发明所述的对液体进行采样和分析的装置的结构图。 

1-自动进样器2-傅立叶红外气体分析仪3-分析仪进气口4-分析仪出气口5-进液口6-出液口7-清洗液进口8-清洗液出口9-电磁阀10-电磁阀11-电磁阀12-蠕动泵13-样品室14-恒温加热装置15-制冷装置16-冷却腔17-疏水过滤器18-疏水过滤器19-进样器进气口20-进样器出气口21-电磁阀22-电磁阀 

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。 

图1是本发明所述的对液体进行采样和分析的装置的结构图。如图所示，该装置包括：自动进样器1和傅立叶红外气体分析仪2；其中所述自动进样器进气口19与所述傅立叶红外气体分析仪2的出气口4通过导气软管密封连接；所述自动进样器出气口20通过导气软管与所述傅立叶红外气体分析仪2的进气口3密封连接；所述自动进样器1包括进液口5、出液口6、清洗液进口7、清洗液出口8、第一三通电磁阀9、第二三通电磁阀10、第一两通电磁阀11、蠕动泵12、样品室13、冷却腔16、疏水过滤器17、疏水过滤器18、进样器进气口19、 进样器出气口20、第二两通电磁阀21、第三两通电磁阀22；其中 

所述进样器进气口19在所述进样器内部与导气软管连接，该导气软管依次串接有第二两通电磁阀21和疏水过滤器17，该软管的另一端伸入到样品室13中，一直到接近样品室13的底部；。 

所述进样器出气口20在所述进样器内部通过导气软管与制冷腔16一端连接，并在两者之间依次串接第三两通电磁阀22和疏水过滤器18； 

疏水过滤器内有疏水材料为特氟隆过滤膜，只能气体通过，水及其它液体无法通过。这样可以保护分析仪器2不至有液体进入 

冷却腔16垂直地与样品室13密封连接；所述样品室(13)为一圆筒形瓶状物，可以为玻璃或不锈钢材料，其底部为实体密封，顶部有一个凸出接头和一圆孔，凸出接头用来连接通往冷却腔的导管，圆孔被通往进样器进气口(19)的导管穿过一直到达接近瓶底的位置，该导管与所述圆孔的接触处密封。 

软管与所述进样器的进液口5连接作为液体取样管，进样器内的进液口5通过导管与第一三通电磁阀9通气端连接，电磁阀9的输入端通过导管连接到清洗液进口7，电磁阀9的输出端通过导管与第二三通电磁阀10的通气端连接； 

第二三通电磁阀10的输入端通过导管与清洗液出口8连接，第二三通电磁阀10的输出端通过导管与蠕动泵12入口端连接，蠕动泵12的出口端与样品室13底部软管密封连接；从而在电磁阀9、10和11关闭的情况下，形成一个气体密封回路。 

样品室13顶部有软管与出液口6连接，该软管上串接有第一两通电磁阀11。 

所述自动进样器1还包括制冷装置15、所述冷却腔16外壁紧贴制冷装置15。 

进一步，本发明所述的对液体进行采样和分析的装置中所述自动进样器1还包括恒温加热装置14，其中样品室13置于恒温加热装置14内。所述恒温加热装置14为圆桶状，内径大小为刚好装下样品室13，在其内壁为加热线缠绕，外壁为保温材。 

进一步，本发明所述的对液体进行采样和分析的装置中所述冷却腔17为一上宽下窄圆椎体，窄部有接口与通往样品室的导管连接，宽部也有一出口接头，与通往进样器出气口20的导管连接。 

进一步，本发明所述的对液体进行采样和分析的装置中所述制冷装置15为 半导体制冷方式，其中半导体片的制冷面紧贴于冷却腔外表面，片的散热面贴有风扇。 

进一步，本发明所述的对液体进行采样和分析的装置中所述疏水过滤器17、18内的疏水材料只能气体通过，液体无法通过。：其中 

此外，本发明的控制电路自动控制恒温加热装置15为样品室13加热，使其内部的液体快速达到设定温度。在加热装置内，与样品室外壁接触的部位埋有温度传感器，将温度信号反馈给控制电路，控制电路采用PID控制方式使样品室外壁的温度升高并保持在所设定的温度，如40.0±0.1℃。 

再有，本发明的控制电路自动控制制冷装置(15)温度在2～4℃，以给冷却腔(16)降温，从而达到让通过的气体冷却后再通往仪器中，以免气体在分析仪器(2)内产生冷凝水。 

还有，本发明的控制电路通过程序还控制上述各个电磁阀的开启和关，或切换，以完成上述装置工作步骤中自检、进样品、挥发和分析、样品排除、清洗液体管路、清洗气体管路的功能。 

下面详细描述本发明所述对液体进行采样和分析装置的工作步骤： 

步骤一、设备连接：用导气管连接进样器出气口与傅立叶变换红外分析仪进气口，用导气管连接进样器进气口与所述分析仪出气口。 

步骤二、开机自检：打开进样器电源，进样器的所有电磁阀关闭，进气密性自检，恒温加热装置给样品室加温到所设温度，40℃～60℃。 

步骤三、液体进样：蠕动泵工作，从进液口吸入一定量的被测液体样品如20ml到样品室内，完毕后蠕动泵停止工作。 

步骤四、样品挥发和分析：控制电磁阀关闭进液口、出液口、清洗液进口、清洗液出口，打开通向进样器出气口和进气口的电磁阀，所述分析仪内置泵抽气，同时制冷装置工作为冷却腔降温，分析仪开始对样品室内液体样品进行分析。 

步骤五、检测完毕：等到所述分析仪的数据稳定或到达给定时间后，分析仪停止分析，同时分析仪抽气泵停止工作。 

步骤六、样品排除：控制电磁阀关闭所述进样器的进气口和出气口，打开通往出液口和进液口的电磁阀，蠕动泵电机反转，将样品室内液体排出进样器。 

步骤七、液体通道清洗：控制电磁阀关闭进样口并打开清洗液进口，蠕动泵 电机正转，将体积等于样品室容积的清洗液吸入样品市，然后，控制电磁阀接通通往清洗液出口的管路，蠕动泵电机反转，将样品室内的清洗液排空，完成一次液体管路清洗。为了更彻底的清洗，可反复进行几次清洗过程。 

步骤八、气体通道清洗：控制电磁阀关闭所述进样器清洗液进口、清洗液出口，打开所述进样器的进液口、出液口、进气口和出气口，启动所述分析仪内置气泵，连续抽气至少3分钟。 

本发明所述的对液体进样和检测装置通过所述进样器对液体进行自动进样，同时使液体中的可挥发物质在短时间内充分挥发成气体，自动进入傅立叶变换红外气体分析仪进行分析，实现了对液体的自动采样和其中可挥发物质的快速分析，将傅立叶变换红外气体分析仪应用到水检测中，大大扩展了仪器的应用范围，提高了设备的使用效率。 

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。 

Claims (9)

1.一种对液体进行采样和分析的装置，包括：自动进样器(1)和傅立叶红外气体分析仪(2)和控制电路；其中所述自动进样器进气口(19)与所述傅立叶红外气体分析仪(2)出气口(4)通过导气软管密封连接；所述自动进样器出气口(20)通过导气软管与所述傅立叶红外气体分析仪(2)的进气口(3)密封连接；其特征在于：

所述自动进样器(1)包括进液口(5)、出液口(6)、清洗液进口(7)、清洗液出口(8)、第一三通电磁阀(9)、第二三通电磁阀(10)、第一两通电磁阀(11)、蠕动泵(12)、样品室(13)、冷却腔(16)、疏水过滤器(17)、疏水过滤器(18)、进样器进气口(19)、进样器出气口(20)、第二两通电磁阀(21)、第三两通电磁阀(22)；其中

所述进样器进气口(19)在所述进样器内部与导气软管连接，该导气软管依次串接有第二两通电磁阀(21)和疏水过滤器(17)，该软管的另一端伸入到样品室(13)中，一直到接近样品室(13)的底部；

所述进样器出气口(20)在所述进样器内部通过导气软管与制冷腔(16)一端连接，并在两者之间依次串接第三两通电磁阀(22)和疏水过滤器(18)；

冷却腔(16)垂直地与样品室(13)密封连接；

进样器内的进液口(5)通过导管与第一三通电磁阀(9)通气端连接，电磁阀(9)的输入端通过导管连接到清洗液进口(7)，电磁阀(9)的输出端通过导管与第二三通电磁阀(10)的通气端连接；

第二三通电磁阀(10)的输入端通过导管与清洗液出口(8)连接，第二三通电磁阀(10)的输出端通过导管与蠕动泵(12)入口端连接，蠕动泵(12)的出口端与样品室(13)底部软管密封连接；

样品室(13)顶部有软管与出液口(6)连接，该软管上串接有第一两通电磁阀(11)；

所述自动控制电路控制第一三通电磁阀(9)、第二三通电磁阀(10)、第一两通电磁阀(11)、蠕动泵(12)、第二两通电磁阀(21)、第三两通电磁阀(22) 协同工作。

2.根据权利要求1所述的对液体进行采样和分析的装置，其特征在于所述自动进样器(1)还包括制冷装置(15)、所述冷却腔(16)外壁紧贴制冷装置(15)。

3.根据权利要求1所述的对液体进行采样和分析的装置，其特征在于所述样品室(13)为一圆筒形瓶状物，底部为实体密封，顶部有一个凸出接头和一圆孔，凸出接头用来连接通往冷却腔的导管，圆孔被通往进样器进气口(19)的导管穿过一直到达接近瓶底的位置，该导管与所述圆孔的接触处密封。

4.根据权利要求1、2或3所述的对液体进行采样和分析的装置，其特征在于所述样品室(13)为玻璃或不锈钢材料。

5.根据权利要求1、2/或3所述的对液体进行采样和分析的装置，其特征在于所述自动进样器(1)还包括恒温加热装置(14)，其中样品室(13)置于恒温加热装置(14)内。

6.根据权利要求5所述的对液体进行采样和分析的装置，其特征在于所述恒温加热装置(14)为圆桶状，内径大小为刚好装下样品室(13)，在其内壁为加热线缠绕，外壁为保温材。

7.根据权利要求1所述的对液体进行采样和分析的装置，其特征在于所述冷却腔(17)为一上宽下窄圆椎体，窄部有接口与通往样品室的导管连接，宽部也有一出口接头，与通往进样器出气口(20)的导管连接。

8.根据权利要求2所述的对液体进行采样和分析的装置，其特征在于所述制冷装置(15)为半导体制冷方式，其中半导体片的制冷面紧贴于冷却腔外表面，片的散热面贴有风扇。

9.根据权利要求1所述的对液体进行采样和分析的装置，其特征在于所述疏水过滤器(17、18)内的疏水材料只能气体通过，液体无法通过。 

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