CN106093251B - 用于预浓缩气态样品的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

提供一种用于浓缩分析系统的气流中的分析物气体的系统。所述系统包含至少一个分离装置、至少一个气体入口管线、至少一个检测器、至少一个气体出口管线、连接到所述气体入口管线的第一分离管线以及用于控制所述第一分离管线中的气流的第一分离式阀。还提供一种用于浓缩分析物气体的方法。

Description

用于预浓缩气态样品的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种连续气流系统，其用于浓缩例如元素分析器、气体色谱仪和质谱仪的分析型工具中的样品。本发明另外涉及一种用于预浓缩分析型工具中的分析用样品的方法。
背景技术
元素分析是一种用于测定不同材料(包括液体、固体和气体)的碳、氮、氢、氧和/或硫组成的方法。在元素分析期间，样品通常通过在高温锅炉(一般为1000℃或高于1000℃)中燃烧转化成例如H2、CO、CO2、N2、SO2以及H2O的单种气体，一般借助于催化剂促进燃烧。燃烧产品通过惰性运载气体(He或Ar)运载到检测器。为了定量或定性测定各气体物质，在一个或多个色谱柱(例如气相色谱柱)中或通过吸附/热解吸技术分离混合物，并且使用例如热导检测(TCD)、UV荧光、吸光光谱法(UV，可见光或IR)、火焰光度检测、原子吸收光谱法、电感耦合等离子体发光光谱法(ICP-OES)、电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)、辉光放电质谱法(GD-MS)或针对同位素比率的质谱仪检测。
典型系统包含将样品材料转化成单种气体的反应器，吸附非所要气体分析物(例如H2O)的一个或多个化学捕集器、一个或多个分离柱以及可为例如气体传感器和/或质谱仪的检测器或上述其它检测系统中的一个。反应器和分离装置的吹扫体积决定系统中所需的运载气体流量，即吹扫体积越大，所需的气流越高。运载气体流量通常在40-300ml/min范围内，但可以低至几mL/min到高达1000mL/min。
使打算检测的气态燃烧产品由运载气体(例如氦气或氩气)传输通过系统。然而，运载气体稀释样品转化期间产生的气体分子。因此，难以精确和准确检测小气体量；换句话说，信噪比变得不利。
在检测之前浓缩样品气体代表这一困境的一种可能解决方案。本领域中已知预浓缩样品的方法。举例来说，常见预浓缩方法使用有时与低温捕集结合在一起的吸附和解吸附技术。一般来说，在吸附剂的表面上进行吸附。捕集器装载高样品量直到所捕集的分析物的量对于明显检测器信号来说足够。通常通过温度速变来控制分析物的释放。解吸附时间比吸附时间短得多，这最终使运载气体流中的分析物增加。
举例来说，Hansen和Sommer(《质谱学快报(Rapid Commun.Mass Spectrom)》2007；21:314-318)描述使用烟灰缸系统收集残余气体用于随后在质谱仪中检测。
其它预浓缩技术使用膜，其中所要分析物气体穿过膜，同时将剩余气体混合物排除在外。分析物的运载气体流量可以降低，引起使其浓缩。在US 5142143A中所述的方法中，吸附的气体随着低流量的运载气体释放成较低压力，其中解吸附的气体因此具有比运载气体高的密度。
US 6155097A描述使载剂介质(这一实例中是空气)通过膜气体分离器来提高所述载剂介质中痕量气相的浓度的系统。气体分离器优选地使痕量气相的一部分通过并且将全部载剂介质排除在外，只允许其通过极小部分。接着用涡轮分子泵压缩关于载剂介质在痕量气相中浓缩的样品，导致在泵的排气口处的痕量气相的密度提高。
US6649129中描述本领域中已知的另一系统，其披露使用低温聚集器浓缩气体样品以传递到气相色谱的系统。
US 4872334披露用于程序升温毛细管气相色谱的设备和方法。所述设备的特征在于其具有两个用于运载气体的流动路径，所述运载气体可在样品注射装置之前连接到一个流动路径，并且流动路径中的一个具有可快速停止或降低所述流动路径中运载气体的流量的阀。
US 2014/0283580披露一种基于借助于吸气衬底捕集以获得超浓缩稀有气体的分析稀有气体的系统，所述超浓缩稀有气体随后提取以供分析。
在WO 2011/070574中，描述包括用于浓缩气态样品中的至少一种分析物的腔室的设备。浓缩分析物之后，使用运载气体将浓缩的分析物转移到色谱分离器中以供分析和随后检测。
全部这些事先描述的系统都有需要辅助装置(例如捕集器、膜或吸附剂材料)来浓缩分析物气体的缺点。
本发明已针对这一背景提供用于预浓缩分析物的系统和方法，这解决了所述问题中的一个或多个。
发明内容
本发明提供一种能够通过不使用膜、捕集器或溶剂来降低运载气体在连续流动系统中的流量并且维持流动方向的浓缩分析物气体的系统。所述系统因此不减少所分析的分析物的量就能够提高分析物分离期间的检测信号的信噪比。
根据本发明的第一方面，提供一种浓缩分析系统的气流中的分析物气体的系统，所述系统包含：(i)至少一个分离装置，用于分离分析物气体的组分；(ii)至少一个气体入口管线，用于将分析物气体从分析物气体的供给源传递到分离装置；(iii)至少一个检测器，用于检测分析物气体的组分；(iv)至少一个气体出口管线，用于将组分从分离装置传递到检测器；以及(v)在第一接头处与气体入口管线流体联通的第一分离管线，以及用于控制第一分离管线中的气流的第一分离式阀。在一个优选实施例中，所述系统进一步包含在检测器上游在第二接头处与气体出口管线流体联通的第二分离管线，以及用于控制第二分离管线中的气流的第二分离式阀。在一些实施例中，所述系统包含一个气体入口管线和一个气体出口管线，用于将分析物气体传递到分离装置中以及从分离装置传递。在一些实施例中，可以在所述系统中布置多个分离装置，其中在第一分离装置的气体出口管线上布置一个或多个额外分离装置。最后一个分离装置的出口优选地连接到检测器。
本发明还可以延伸到元素分析器中的或与元素分析器组合的此类系统。本发明可进一步延伸到质谱仪中的或与质谱仪组合的此类系统。
本发明的另一个方面涉及一种元素分析器，其具有用于如本文所述浓缩分析物气体的系统。
本发明的另一个方面提供一种浓缩样品气体的方法，所述样品气体用于在基于滞留并且具有气体入口和气体出口的连续流动的分析型装置中检测，所述方法包含以下步骤：(i)以第一流动速率向分析型装置中提供气体物料流，其中气体含有暂时保留于装置中的分析物气体以及不保留的运载气体；(ii)在分析物气体在分析型装置的气体出口处显现之前使进入分析型装置的运载气体的流动速率降低到第二流动速率，其中第二流动速率低于第一流动速率。进入分析型装置的流动速率降低的结果是，分析物气体随着以第二流动速率行进通过基于滞留的分析型装置时在运载气体中浓缩。基于滞留的分析型装置可以是色谱柱，例如气相色谱柱。
所述方法优选地进一步包含提供在气体入口上游的用于气流的第一分离管线并且提供在用于分析物和运载气体的出口下游的第二分离管线；以及进一步包含在气体以第一流动速率流入装置时使第一分离管线关闭并且使第二分离管线打开，并且在运载气体以第二流动速率流入装置中时使第一分离管线打开并且第二分离管线关闭。气体从装置的出口流入检测器。进入检测器的流动速率优选保持为恒定或大体上恒定流动速率。
在一些实施例中，分析物气体包含暂时保留于分离装置中的多种组分(例如N2、CO2以及SO2)；所述方法进一步包含在分析物气体的至少一种所选组分(例如SO2)在分析型装置的气体出口处显现之前使进入分析型装置的运载气体的流动速率降低到第二流动速率；由此分析物气体的至少一种所选组分随着以第二流动速率行进通过基于滞留的分析型装置而在运载气体中浓缩。在一些实施例中，在分析物气体的至少一种未选择组分在分析型装置的气体出口处显现之后使进入分析型装置的运载气体的流动速率降低到第二流动速率。
在一些实施例中，浓缩样品气体的方法涉及在如本文所述的系统中浓缩样品气体的方法。
在这一情形中，分析系统为用于产生、分离和/或检测样品或样品组分的系统。分析系统可例如是用于检测样品的一种或多种分子组分的系统。分析型样品可例如来自元素分析器(例如锅炉和相关下游色谱仪)，其可与质谱仪组合使用。
在本发明情形中，分离装置为用于分离样品组分的装置。分离装置一般为分离样品的分子组分的装置，即所述装置将此类物质的样品内的一种或多种分子物质与其它一种或多种分子物质分离。分离机制可包含固定相的吸附或吸收或这些的组合。在一些实施例中，分离装置为气相色谱仪(GC)。GC可例如是装填GC柱或毛细管GC柱。使用GC柱，分离机制可以是大体上吸附(例如装填柱)或大体上吸收(例如毛细管柱)。在一些实施例中，分离装置为填充有吸附样品的材料并且接着加热以选择性解吸附样品组分的吸附柱。
在本发明情形中，分析物气体为含有至少一种打算分析的组分的气体。分析物气体可例如为样品气体。
在本发明情形中，气体管线是指任何用于传输气体的通道、管、管道、毛细管等。技术人员将显而易知，额外组件可配置于气体管线上，例如接头、阀、流量限制器、流量控制器、计量表等。这些组件有时也可与气体管线流体连接。
在本发明情形中，分离管线为转移气体远离另一气体管线的气体管线。两个气体管线(分离管线和气体管线)在两个管线流体联通的街头处会合。
分析物气体可以并且通常提供于运载气体中。运载气体可以是适合惰性气体，例如氦气或氩气。分析物气体可以由化学反应器，例如元素分析器的化学反应器或化学锅炉提供。样品还可以由化学捕集器、低温或顶部空间平衡装置提供。
一般来说，第一分离式阀可以连接于第一分离管线上或与第一分离管线流体偶接，随着阀状态的改变允许气体离开气体入口管线流入第一分离管线。同样，第二分离式阀可连接到第二分离管线或与第二分离管线流体偶接，随着阀状态的改变允许气体离开气体出口管线流入第二分离管线。在一个实施例中，第一和/或第二分离式阀具有气体能够流过分离管线的第一位置，和防止气体流过分离管线的第二位置。
在一些实施例中，第一分离管线或第二分离管线或第一和第二分离管线向大气敞开。然而，分离管线中的一个或多个还可以配置成与其它气体管线(例如向分析物气体的供给源(例如化学反应器)提供气体的气体管线)流体连接。在另一配置中，分离管线中的一个或两个配置成向样品引入系统(例如样品注射器或样品自动注射器)中提供气流。在其它配置中，分离管线连接到可利用从系统的气体入口和/或气体出口管线分离的气流的其它气体系统。
第一分离式阀或第二分离式阀或第一或第二分离式阀两个可分别配置在第一和/或第二接头处或分别与第一和/或第二接头流体联通。阀的位置可以决定分离管线中的气流。还可以配置阀的位置来决定气体入口和/或气体出口管线中的气流。用于控制气流的第一分离式阀可以配置在第一接头处，所述阀具有气体能够通过第一分离管线和气体入口管线流向分离装置的第一位置(第一分离打开位置)，以及气体能够沿气体入口管线流向分离装置但防止流过第一分离管线的第二位置(第一分离关闭位置)。同样，用于控制气流的第二分离式阀可以配置在第二接头处，所述阀具有气体能够通过第二分离管线和气体出口管线流向检测器的第一位置(第二分离打开位置)，以及气体能够沿气体出口管线流向检测器但防止沿第二分离管线流动的第二位置(第二分离关闭位置)。
因此可以通过第一和第二分离式阀的位置提供流量开关。在一种配置中，第一和第二分离式阀都关闭，并且保持气流通过气体入口和气体出口管线。可以通过打开第一和/或第二分离式阀来提供流量开关，使气体流过分离管线。在一种配置中，改变第一分离式阀的位置以允许气体流过第一分离管线。在这一配置中，将由两个气体管线的尺寸决定通过气体入口管线和第一分离管线的气体相对流量。同样，可以改变第二分离式阀的位置以允许气体流过第二分离管线。
在一个实施例中，气体入口管线上存在第一分离管线。第一分离管线可优选地配置于分离装置的上游。由于一些气体通过第一分离管线释放，因此打开第一分离管线将导致进入分离装置的气流减少。如果在分析物在运载气流中进入分离装置之后打开第一分离管线，那么分析物将以降低的流动速率移动通过分离装置，因为运载气体的一部分通过第一分离管线释放。因此，分析物从分离装置释放时将更浓缩，并且因此将提高用于在检测器中检测分析物的信噪比。
在另一实施例中，存在两个分离管线，第一分离管线和第二分离管线。第二分离管线可优选地配置于分离装置的下游，在分离装置和检测器之间。有利的是，第一分离管线和第二分离管线经构造以提供在固定压力下通过分离管线的基本上类似的气流。第一分离管线和第二分离管线例如优选地可具有大体上类似的尺寸。这种配置的优势在于可以通过第一和第二分离管线的两种不同配置向检测器中提供恒定流量的气体。在一个配置中，两个分离式阀都关闭，并且由气体入口管线中的气流决定进入检测器的气体流量。在另一配置中，第一分离管线或第二分离管线中的任一个保持打开。同时切换第一和第二分离管线中的阀的位置将确保进入检测器中的气流恒定。因此，有利的是控制第一和/或第二分离式阀从而在分析物气体浓缩或未浓缩时提供大体上类似或相同的进入检测器的气体流动速率。举例来说，在第一背景中，尽管配置第一分离式阀使得第一分离管线关闭，但可以通过打开第二分离式阀而打开第二分离管线，并且通过第二分离管线释放的气体的量减少进入检测器的气流。接着改变第二分离式阀的位置以防止流入第二分离管线(第二分离管线关闭)。同时，改变第一分离式阀位置以允许气体流过第一分离管线(第一分离打开)。由于两个分离管线允许相同气流，因此通过第一分离管线释放的气流将与第二分离管线相同。因此，通过同时更换第一和第二分离式阀的位置，将提供进入检测器的恒定气流。然而，在第一构造(第二分离管线打开，第一分离管线关闭)中，有高气流进入分离装置(例如可为分离柱)中。如果在这一进入分离装置的高气流内向装置中提供样品气体，并且如果在分析物从分离装置显现到气体出口管线中之前切换到第二构造(第一分离管线打开，第二分离管线关闭)，那么分析物将以降低的流动速率移动通过分离装置。因此，分析物从分离装置显现出来时将比其进入装置时更浓缩，而流入检测器时保持恒定。
释放到第一和/或第二分离管线中的气体对于系统的背景来说是过量气体，即实现系统的所要作用不需要或不合意的气体。举例来说，第二分离管线处的过量气流可代表检测器中不合意的气流，从而使通过第一分离管线的开口释放过量气体提供进入分析型装置的较低气体流动速率时的基线作用降到最低。过量气体还可以是在其他方面将导致检测器中极高信号和/或信号饱和度(例如由于高样品负荷引起)的气体。
在检测器处具有恒定气流的另一优势在于相较于进入检测器的气流减少的情境将存在较少基线转移。
优选地可以包括在分离装置上游，在气体入口管线上的化学捕集器。化学捕集器可以例如是用于将水吸收到载剂和/或分析物气体中的捕集器。所述系统的一个优势在于通过减少流过打开的分离管线的载剂，系统中的载剂流动气体将减少。因此，化学捕集器上的负荷将较小，因此延长其寿命。
分析物气体可以是分析系统中产生的任何气体。分析物气体的供给源可因此为提供用于分离和检测的分析物的任何适合分析系统。在一些实施例中，分析物气体为元素分析反应器(例如锅炉或燃烧室)中产生的气体。此类气体或气体组分包括例如N2、CO2、SO2、CO以及H2。分析物气体还可以包括H2O，其在一些配置中不合需要并且因此可借助于化学捕集器去除。
可以在分析期间的任何适宜时间借助于第一和第二分离管线将进入分离装置的高气流切换成减少的气流。切换可例如基于系统的检测器处的具体分析物的外观选择性进行。切换还可以基于系统的配置(例如其容量或体积)和运载气体流动速率预编程。举例来说，在一个配置中，N2和CO2气体可用第一(高)流动速率离开气相色谱柱。通过检测器检测之后，通过任一种上述方式减少气流，从而使分析物(例如打算在柱上浓缩的SO2)具有较长滞留时间。
元素分析器中产生的分析物气体在运载气体中传输通过系统。元素分析系统需要相当大流量的运载气体，通常可以是约100-200mL/min。因为运载气体可能相当昂贵，所以有利的是在本发明的气体系统中能够在两个或更多个载剂源之间切换。在一个此类布置中，在气体入口管线上，在分析物气体供给源(例如元素分析反应器)和第一分离管线之间提供第二运载气体入口。第二运载气体入口管线可以在在分析物气体供给源和第一分离管线之间的运载气体接头处流体连接到气体入口管线。这一第二运载气体入口管线可用于将第二运载气体传递到气体入口管线中。举例来说，来自分析物气体供给源的分析物气体可以借助于第一运载气体传递到分离装置中。接着可能需要切换到已传递通过第二运载气体入口管线的不同运载气体的第二来源，例如因为第二气体具有更好的色谱特性。
第二运载气体入口管线可具有用于控制进入气体入口管线中的气流的气流控制构件。
流量控制构件一般可通过任何流量控制器或调节阀提供。流量控制构件可例如为质量流量控制器或比例阀、体积流量控制器或允许在不连续步骤中调整流量的固定流量限制器的可切换组合。此类流量控制构件描述于US 7,928,369和WO 2007/112876中。流量控制构件可以手动或自动操作。其也可包含一个或多个自动或手动压力调节器，其与压力调节器下游的至少一个流量限制器组合。流量控制构件可以是自动、电子或数字流量控制器，例如如WO 2007/112876中所披露。流量控制构件的实例为来自赛默飞世尔科技公司(Thermo Scientific)的ConFloIVTM。
第二运载气体入口管线上的气流控制构件因此可作为阀形式提供。阀可以例如是调节阀或比例阀。
在一个实施例中，阀配置于运载气体接头处或与运载气体接头流体联通，其中所述阀具有气体能够从分析物气体供给源通过气体入口管线流向第一接头并且防止第二运载气体流入气体入口管线的第一位置，以及防止气体从分析物气体供给源通过气体入口管线流向第一接头并且第二运载气体能够流入气体入口管线，流向第一接头的第二位置。因此，可以通过改变单个阀的位置来进行一种运载气体到另一种运载气体的切换。在阀的一个位置中，运载气体流过分析物气体供给源，通过气体入口管线并且进入分离装置。同时，通过阀的位置防止第二运载气体流入气体入口管线。在阀的第二位置中，第二运载气体能够流入气体入口管线并且流入分离装置，同时现在防止第一运载气体流过气体入口管线并且流入分离装置中。在一个实施例中，被防止流入气体入口管线的气体排放到大气中。还可配置系统使得被防止流入气体入口管线的气体例如借助于流体连接到其它气体管线进行再循环，所述其它气体管线例如用于向分析物气体供给源(例如化学反应器)中提供气体的气体管线。在另一配置中，气体可以再循环以向样品引入系统(例如样品注射器或样品自动注射器)中提供气流。
在气体入口管线上还可以存在额外分离管线，其在运载气体供给源之间切换时适用。因此，可以提供配置于气体入口管线上，在分析物气体供给源和运载气体接头之间的分析物气体分离管线。分析物气体分离管线可以具有用于引导气流通过分析物气体分离管线的阀。所述阀可以作为切换阀提供于分析物气体分离管线与气体入口管线之间的接头处。所述阀可具有气体能够流过分析物气体分离管线并且防止气体流过分析物气体分离管线下游的气体入口管线的第一位置，以及防止气体流过分析物气体分离管线但能够流过气体入口管线的第二位置。在这一配置中，可优选地使阀配置于运载气体接头处或与运载气体接头流体联通，其中所述阀具有气体能够从分析物气体供给源通过气体入口管线流向第一接头并且防止第二运载气体流入气体入口管线的第一位置，以及防止气体从分析物气体供给源通过气体入口管线流向第一接头并且第二运载气体能够流入气体入口管线，流向第一接头的第二位置。借助于这两个阀，可以进行两个运载气体源之间的切换。在一种配置中，气体从分析物气体供给源流过气体入口管线，并且进入分离装置。用于控制分析物气体分离管线中的气流的阀对于分离管线中的气流可关闭，因此使气流来自分析物气体供给源并且进入分离装置。然而，可关闭运载气体入口管线上的阀来防止第二运载气体流入运载气体入口管线中。通过打开运载气体入口管线上的阀切换两个阀的位置导致切换气流，使得第二运载气体现在由第二气体供给源提供。分析物气体分离管线处的阀可以对分析物气体分离管线中的气流打开，但防止气体从分析物气体供给源流入气体入口管线，流向分离装置。接着流过分析物气体分离管线的气体可以排放到空气中，或者可以再循环用于其它用途。还可任选地提供运载气体供给源，用于向第二气体供应管线中供应气体。
在系统的某些配置中，在气体出口管线上，在分离装置下游配置第二分离装置可能适用。例如当分析高气体负荷时，和/或当需要改良的峰形状时此类布置可能适用，从而使分离达到最佳。在一些配置中，第二分离装置与第一分离装置相同。在其它配置中，第二分离装置与第一分离装置不同。第二分离装置可例如包含基本上与第一色谱柱相同的第二气相色谱柱。第二分离装置还可以包含与第一色谱柱显著不同的气相色谱柱。在一些实施例中，第二分离装置提供于第二分离管线的下游，在第二分离管线与检测器之间。
在一些实施例中，第一分离管线和第二分离管线在分离管线接头处会合，此处可以是第三气体管线，例如流量控制气体管线。因此，两个分离管线可以在三通接头处会合，其中一个气体管线用于调节两个分离管线中的流量。在一个实施例中，分离管线接头包含用于选择性控制第一分离管线、第二分离管线和/或流量控制气体管线中的气流的分离管线阀。
分离式阀可具有气体能够流过第一分离管线并且流入流量控制气体管线中，当防止流过第二分离管线的第一位置，以及气体能够流过第二分离管线并且流入流量控制气体管线但防止流过第一分离管线的第二位置。换句话说，分离式阀可选择性调节第一分离管线和第二分离管线中的气流。分离式阀可以是切换阀，其在一个位置允许流过第一分离管线并且流入流量控制气体管线，并且在第二位置允许流过第二分离管线并且流入流量控制气体管线。在任一配置中，切换阀将防止气体流过另一分离管线并且流入流量控制气体管线。
流量控制气体管线可进一步包括流量控制装置。应了解，流量控制装置可以是用于控制气流的任何适合装置，例如质量流量控制器或比例阀、体积流量控制器或允许在不连续步骤中调整流量的固定流量限制器的可切换组合。
流量控制装置可优选地作为固定流量限制器的可切换组合形式提供。在一个实施例中，流量控制装置呈在限制接头处会合的第一限制管线和第二限制管线提供，且其中第一限制管线和第二限制管线各自包含用于控制气流的固定流量限制器。
可进一步提供阀用于控制限制接头处的气流。阀可以例如是切换阀。在一个实施例中，阀具有气体能够流过第一限制管线但防止流过第二限制管线的第一位置，以及气体能够流过第二限制管线但防止流过第一限制管线的第二位置。
应了解，在根据本发明的系统的这种配置中，可能不需要第一分离式阀和第二分离式阀，因为使用分离管线阀调节第一和第二分离管线中的流量。因此，在一些配置中，在不具有第一和/或第二分离管线阀的系统上配置分离管线阀。因此，具有这种配置的系统可以省略第一分离式阀和第二分离式阀。
可以提供根据本发明的分离管线的布置和/或构造，在气体通过分离管线排放时实现气体入口和/或气体出口管线中任何所要流动速率改变。举例来说，分离管线可以经构造使得通过分离管线的流量与通过气体入口和/或气体出口管线的流量的比率在2:1到20:1范围内。在一个优选实施例中，通过分离管线的流量比通过气体入口和/或气体出口管线的流量的比率在2:1到10:1范围内。在另一优选实施例中，通过分离管线的流量比通过气体入口和/或气体出口管线的流量的比率在2:1到5:1、2:1到4:1或2:1到3:1范围内。
根据本发明的气体入口管线和/或气体出口管线中的流动速率可以在10到1000mL/min范围内。在一些优选实施例中，气体入口管线中的流动速率在20到800mL/min范围内，30到600mL/min范围内，40到400mL/min范围内，50到200mL/min范围内，或60到100mL/min范围内。在一些实施例中，流动速率为约60mL/min、约70mL/min、约80mL/min、约90mL/min或约100mL/min。根据本发明的方法的较高流动速率(即用于降低流动速率的分离管线关闭时的流动速率)可以在上述范围中。在第一分离管线下游和/或在气体出口管线中，在第二分离管线下游，气体入口管线中的较低流动速率可以在5到700mL/min范围内，例如10到500mL/min范围内，20到400mL/min范围内，30到300mL/min范围内，40到200mL/min范围内，50到150mL/min范围内或50到100mL/min范围内。
如技术人员将了解，根据本发明预浓缩分析物样品的作用是用于检测分析物的提高的信噪比。这是由于c＝n/V，其中c是浓度，n是分析物分子的数目(或分析物的摩尔量)，并且V是体积。通过减少体积来增加分析物的浓度。根据本发明的分离管线在一些实施例中可以对空气敞开。在一些实施例中，分离管线中的至少一个连接到其它气体管线，例如用于使气体在系统中再循环和/或使气体再循环到样品传递装置(例如自动采样器)的气体管线。
根据本发明的系统可经配置以包括至少一个控制器来控制至少一个阀的阀位置。控制器可优选地经调适使得其可接收关于至少一个反映系统中气体的存在和/或不存在、浓度或压力的参数的输入，并且基于参数信息向至少一个阀提供信号。在一些实施例中，控制器经调适以接收与关于至少一种分析物气体或分析物气体的组分的浓度有关的输入，并且其中控制器能够给予至少一个测量单元参数调整至少一个阀在系统中的位置。在一些配置中，控制器经调适以调整存在控制器的第一分离式阀、第二分离式阀和/或分离管线阀的位置。阀可因此也经调适以能够接收来自控制器的输入，视来自控制器的信号来改变其位置。
控制器可接收关于至少一种分析物气体或分析物气体的组分在气体出口管线中(例如检测器处)的浓度和/或存在或不存在的输入。至少一种气体的量的测定用于对系统中的至少一个阀的位置作出判断。举例来说，考虑仅包括第一分离管线的本发明的一个实施例。控制器可以从检测器接收关于来自燃烧反应器的分析物(例如N2和/或CO2)存在的信息，所述分析物通常首先在分离装置(例如气相色谱柱)中洗脱。控制器随后可向第一分离管线阀发送信号，所述阀改变其位置从而允许气体流入第一分离管线中。这导致进入柱的气流减少，并且因此，柱上任何具有预期低浓度的后续洗脱分析物(例如SO2)将以比其进入柱时的浓度高的浓度洗脱，导致提高用于其检测的信噪比。
控制器在另一实施例中可以配置成控制分离管线阀的阀位置，从而调节第一和第二分离管线中的气流。举例来说，分离管线阀可以作为切换阀提供。在第一位置中，气体流过第二分离管线并且流入流量控制气体管线。遵照来自检测器的信号，控制器向分离管线阀发送信号，所述阀改变位置从而防止在第二分离管线中流动，同时打开第一分离管线供流入流量控制气体管线中。以这种方式，进入分离装置的气体流动速率降低，而检测器处的气体流动速率基本上恒定。
在某些实施例中，根据本发明的系统中的分析物气体供应源为元素分析器。分析器可以具有用于将元素分析器的化学反应器中产生的分析物传输到气体入口管线中的运载气体供给源。另外，系统可包括超过一个运载气体供给源。
在本发明的某些实施例中，气体管线上的一个或多个接头(例如第一接头、第二接头、运载气体接头、分离管线接头和/或限制接头)以T接头形式提供。在这一情形中，T接头意指三个流道的任何接头，即含有三个臂的接头。T接头可作为T形件、Y形件或三个正交通道的接头形式提供。接头可另外作为二维接头提供，其中三个通道处于同一平面内，或接头可作为三维结构提供，其中三个通道不全部处于同一平面内(即三维“三角架”形式)。
例如气体入口管线、气体出口管线、分离管线和流量限制管线且包括本文中所述的气体管线接头的根据本发明的系统的组件可提供于机械加工块体中，即呈一个机械片件形式。这意味着可通过从整个材料(例如金属块)机械加工来制造系统。另外，在或不在机械加工块体中制造的情况下使用T接头确保流经接头中的开口是在完全机械控制下。T接头设计确保扩散路径良好地分离，这促进系统的设置和校准，因为其流动特性为充分确定且可预测的。
另外，应了解本发明可与本领域中已知的气体入口系统组合，包含例如提供用于通过系统的分析物气体供应源和气体入口和出口管线传输分析物气体的运载气体入口系统。通常将提供此类气体入口系统从而向分析物气体供应源中提供气体，所述气体随后引导到根据本发明的气体入口管线中。
根据本发明的系统可以与用于检测气态分析物的任何适合检测器组合提供或包括所述检测器。在一些实施例中，检测器为热导检测器(TCD)。检测器或者可以是或也可以是质谱仪，或任何其它适合类型的用于气态分析物的检测器。在一些实施例中，系统可包括热导检测器与质谱仪的组合。
在下文实例中进一步描述上述特征连同本发明的额外细节。
附图说明
技术人员将理解下文所述的图式仅出于说明的目的。这些图式不打算以任何方式限制本传授内容的范围。
图1示出了元素分析系统的布局，其包括根据本发明的实施例的用于浓缩气体的系统。
图2示出了示范预浓缩的作用的色谱。
图3示出了第二实施例，其中仅提供第一分离管线。
图4示出了第三实施例，其中系统包括第一和第二分离管线，并且进一步包括用于提供第二运载气体的四通阀。
图5示出了另一实施例，其中提供第二运载气体并且包括用于从反应器排放气体的额外分路。
图6示出了第五实施例，其中系统包括两个分离装置。
图7示出了第六实施例，其中第一和第二分离管线合并，并且其中第一和第二分离管线中的流动速率通过配置于各别限制管线上的固定流量限制器调节。
具体实施方式
在下文中，将参看图式描述本发明的示范性实施例。提供这些实例以提供对本发明的进一步理解而不是限制其范围。
在以下描述中，描述一系列步骤。技术人员将了解，除非上下文要求，否则步骤次序对于所得配置和其作用并非至关重要。另外，技术人员将显而易知的是无关于步骤次序，所述步骤中的一些或全部之间可存在或不存在步骤之间的时间延迟。
应了解，本发明适用于调节气流从而浓缩分析物气体，并且可适用于多种分析系统中。另外，在实施例中采用元素分析器的优选实施例说明根据本发明的系统和方法，但应了解本发明也适用于其它针对气体分析的分析系统。因此，系统中分析的气体将可变。
参看图1，示意性地显示与根据本发明的气体系统相连接的化学反应器1。所述系统具有气体入口管线7，用于提供来自反应器并且进入气相色谱柱4的分析物气流。在气体入口管线上配置有化学捕集器3，用于从穿过气体入口管线的分析物气体去除残余水。提供气体出口管线10将气体从柱4向检测器6引导。
在柱和化学捕集器上游提供第一分离管线2，并且在第一分离管线上提供第一分离式阀11。在气体出口管线上，在柱和检测器之间提供第二分离管线5，并且在上面提供第二分离式阀12。第一分离管线与气体入口管线在第一接头8处会合，而第二分离管线与气体出口管线在第二接头9处会合。尽管显示分离阀分别位于第一和第二分离管线上，但应了解第一和第二分离阀可分别提供于第一和第二接头处。一般来说，沿气体入口和气体出口管线优选具有尽可能少的阀。因此，优选在分离接头与分离开口之间配置分离式阀。
如果第一分离式阀和第二分离式阀都关闭，和/或都定位使得提供气流通过气体入口管线和气体出口管线但防止气流通过第一和第二分离管线，那么将有气流以离开反应器进入气体入口管线的气体流动速率所提供的流动速率来自化学反应器。举例来说，这一流动速率可以是80mL/min。为了在检测器6处提供恒定基线信号，关闭第一分离式阀11，使得在向系统中提供分析物气体之前，气体不流入第一分离管线2。在这一布置中，气体入口管线中存在首先相对高流动速率的气流并且进入气体出口管线。在这一实例中，第一流动速率将为80mL/min。因为第二分离式阀12打开，所以气流的一部分(过量气体)通过第二分离管线5释放，向检测器中提供第二相对低流动速率的气体。举例来说，第二流动速率可以是30mL/min(即分离掉50mL)。随后，以第一流动速率向系统中提供分析物气体。分析物气体将以第一流动速率进入分离装置。在提供于运载气体物流中的分析物气体进入柱4之后，并且在需要浓缩的分析物出现在气体出口管线中之前，通过改变第一分离式阀11的位置打开第一分离管线2从而使气体流过第一分离管线。以此方式，气体以第二较低流动速率流入柱4。在这一实例中，此为流动速率30mL/min(即50mL通过第一分离管线分离掉)。同时，改变第二分离式阀12的位置，从而防止气流通过第二分离管线并且保持第二流动速率(30mL/min)进入检测器中。第一分离管线的限制应该与第二分离管线和GC柱的限制总和相同。两个分离管线中的限制因此将经调整是的通过检测器的所得流量保持恒定。分离柱将向第一分离式阀之后的系统增加额外限制。然而，气相色谱柱的限制通常太小，以致可以忽略。在此类情境中，两个分离管线具有大体上相等的尺寸，因此允许在任何指定压力下基本上相同的气流。在其它实施例中，两个分离管线中的限制将不同，是气相色谱柱中的限制的原因。因此，在同时改变通过第一和第二分离管线的气流期间和之后，进入检测器的气流将保持为第二流动速率。然而，进入柱的气流现在是较低的第二流动速率，这导致柱上的剩余所要分析物气体浓缩。当分析物气体离开柱时，其将还是第二流动速率，导致检测分析物的信噪比增加。在这一实例中，分析物浓缩2.66倍。
优选由控制器(未示出)控制第一和第二分离式阀的位置切换。控制器可配置成基于预设参数(例如时间、检测器6处特定气体的浓度或不存在或存在)发送信号来改变阀的位置。举例来说，化学反应器(尤其燃烧反应器)产生的分析物气体可含有气体混合物(包括N2、CO2、H2O以及SO2)。一般来说，样品化合物中N和C比S丰富得多。因此，元素分析反应器中燃烧和还原产生的SO2的浓度将比N2和CO2低得多。离开化学反应器的分析物气体含有N2、CO2、H2O以及SO2的混合物。通过化学捕集器3去除水，而N2、CO2和SO2基本上同时以第一流动速率进入分离柱。然而，N2和CO2最先离开分离柱。通过打开第二分离管线分离掉这些气体的过量部分。一旦通过检测器检测到这些气体，控制器设定成向阀发信号，使得同时切换第一和第二分离式阀的位置。因此，SO2气体以第二流动速率移动通过柱，并且将全部出现在检测器处(由于第二分离管线关闭)并且比进入柱时浓缩。
转而参看图2，示出了示范性预浓缩作用。所示为两个色谱图，代表不使用(上部色谱图)和使用(下部色谱图)样品气体的预浓缩进行分析。在两个色谱图中，显示约1.05mg泥沼质土的分析结果。以200mL/min的第一流动速率提供含有N2、CO2和SO2的混合物的样品气体。在正常模式中，即不改变流动速率，检测器处出现的分析物气体的量如上部色谱图中所示。样品中SO2的量比N2和CO2低，导致信噪比相对差。下部色谱图中示出了预浓缩的作用。此处，柱中流动速率从200mL/min降低到80mL/min导致大体上增加的峰高度(强度增加2/3)和峰面积(增加约3倍的面积)，因此SO2在较低流动速率下流动，并且SO2通过分离管线无损失。如可进一步了解，SO2与其它气体在柱上充分分离。
转而参看图3，显示替代实施例，其含有配置在柱和化学捕集器上游的单个分离管线2。通过打开分离管线，将减少分离柱中的气流。因此，可使例如N2和/或CO2的样品气体以第一流动速率进入柱，并且随后通过打开分离管线2上的阀11降低流动速率。应了解因为不存在第二分离管线，所以检测器6处的气流将相伴减少。因此，尽管这一实施例表示简化的布置，但当气体流动速率降低时，检测器处可存在基线转移。
在一些实施例中，可以在分离柱4之前经分离管线2分离掉高负荷的分析物气体，从而避免柱超负荷作用。如果使用H2O捕集器3，那么降低的气体负荷扩大捕捉能力。对于这一类型的分析，运载气体流量通常增加到140-300mL/min。
在图4中，在气体入口管线上，在反应器1下游并且在第一分离管线2上游，配置4通阀13。所述阀连接到第二运载气体供给源(未示出)，并且还含有向大气敞开的管线。借助于这个阀，可以改变系统中的运载气体。因此，在第一位置中，阀处于实线指示的位置。在这一位置，来自反应器的分析物气体能够穿过阀并且进入分离柱。同时，二次运载气体的任何流量将被排放到空气。在这一排放口处可以配置大限制器，使得第二运载气体在排放到空气时的消耗极低。在将样品装载到柱上的期间可以打开第二分离管线5，减少检测器处的样品量。在装载分离柱之后，可以改变阀13的位置，使得气流沿虚线。在这一配置中，来自反应器的气体排放到空气，同时阀将二次运载气体的流量引导到分离柱中。这种配置的优势在于可能在色谱期间改变运载气体，并且还减少第二运载气体的需要量。第二运载气体可以例如是氦气，其比其它类型的运载气体(例如氩气)昂贵，但对色谱分辨率有利。因此，有利的是在作为运载气体的氩气中提供高流量气体通过反应器，并且将柱上的运载气体切换成氦气。
图5示出了替代布置，其中四通阀换成两个阀和一个额外分离管线。因此，运载气体供给源(未示出)提供进入气体入口管线7的第二运载气体源。通过阀25调节二次运载气体的流量。所述阀显示为配置于从二次运载气体供应源到运载气体接头26的管线上。或者，所述阀可以作为切换阀提供于运载气体接头处。此外，在反应器1的下游提供额外分析物气体分离管线23。在气体入口管线7和分析物气体分离管线23之间的接头处提供切换阀24。在正常操作中，气体从反应器1，通过气体入口管线7流向第一分离管线2。此时，阀24和25都关闭，从而防止第二气体流入气体入口管线并且通过分析物气体分离管线23排放分析物气体。通过改变切换阀24的位置，来自反应器1的分析物气体排放到大气中。同时，可以打开阀25使第二运载气体流入气体入口管线中。可以在提供第二运载气体的气体管线上配置额外流量控制器(未示出)。因此，在这一替代布置中，可以在系统的分离柱和检测器中切换运载气体，并且流过反应器的气体将排放到空气。技术人员也将了解，阀和分离管线的替代配置和组合可以配置成模仿4通阀的功能。
转而参看图5，示出存在两个分离柱4和14的实施例。在这一情形中，第一分离柱4预先分离分析物气体的组分。第二柱配置在第二分离管线的下游。可以如上文所述借助于第一和第二分离管线调整通过第一柱的气流。因此，第二分离管线在样品装载期间可保持打开以分离掉过量N2和CO2。在这些气体穿过第二分离管线之后，关闭管线，同时打开第一分离管线，从而降低第一分离柱中的流动速率。然而，第二分离柱将在较低第二流动速率下连续操作。这种配置可适用于第一分离柱存在高样品负荷时的实例。通过第二分离管线分离掉一部分气流将导致第二柱的样品负荷较少，导致分离和峰形状的改善。第二分离柱14可以选择低流动速率来改善峰形状。
在图6中，示出了本发明的另一变体。此处，通过固定流量限制器提供控制分离管线中的气流的构件，并且通过切换阀提供限制器之间的切换。因此，转而参看图6，分离管线2(虚线)和5(实线)在分离管线接头15处会合。在接头处配置切换阀22来选择性控制第一和第二分离管线中的气流。切换阀进一步连接到流量控制气体管线21。在流量控制气体管线上配置第二分离式阀16用于将气流选择性引导至第一限制管线18或第二限制管线17中。分别借助于第一流量限制器20和第二流量限制器19控制第一和第二限制管线中的流量。借助于两个切换阀，第一和/或第二分离管线中的流量可以选择性引导到第一或第二限制管线中，因此提供选择性控制各分离管线中的气流的可能性。第一切换阀22选择性打开第一或第二分离管线中的流量，而第二切换阀16选择性地对两个限制管线中的任一个打开，用于选择性控制所述分离管线中的流量。如果总限制要求由于系统条件的改变而改变，那么这将适用。
技术人员将了解可适合地配置其它限制管线从而提供第一和第二分离管线中气流的额外控制。
作为这一实施例的优势的说明，可以加热第二分离柱。由于加热的作用，对柱的限制将提高，导致气流减少。这可以通过切换到对限制管线增加的限制，通过改变切换阀16的位置来平衡。
如基于本发明的前述描述应了解，本发明提供简单并且低成本的解决方案在连续流动系统中浓缩分析物气体，而不需要捕集器或其它用于吸附和解吸附分析物的构件。另外，本发明提供一种减少分析期间使用的气体的量的方式，这将降低柱过载的风险，并且也将导致用于吸附气体管线中的水的化学捕集器的寿命延长。可以基于任何指定分析的需要来调整通过分离管线释放的样品的量(即所谓的分离比)。还可以根据任何具体分析的需要(例如运载气体的类型和流量以及打算分离的分析物的形式)选择分离柱。另外，通过在分离管线的排放端配置切换阀，可以用自动方式调节分离管线中的气流。可任选地包括额外限制器，提供其它流量控制机会。
如本文所用，包括在权利要求书中，除非上下文另外指示，否则术语的单数形式应理解为也包括复数形式，并且反之亦然。因此，应注意，除非上下文另外明确规定，否则如本文所用，单数形式“一(a/an)”和“所述”包括多个参考物。
在整个说明书和权利要求书中，术语“包含”、“包括”、“具有”和“含有”以及其变化形式应理解为意指“包括(但不限于)”，且并不打算排除其它组分。
应了解，可对本发明的上述实施例作出变化，但这些变化仍属于本发明的范围内。除非另外说明，否则说明书中所披露的特征可经用于相同、等效或类似目的的替代特征替换。因此，除非另外说明，否则所披露的每个特征表示一系列通用等效或类似特征的一个实例。
使用例如“举例来说”、“例如(such as、for example)”等的示范性语言仅打算更好地说明本发明且不指示对本发明的范围的限制，除非如此要求。除非上下文另外明确指示，否则说明书中描述的任何步骤可按任何次序进行或同时进行。
说明书中所披露的所有特征和/或步骤可按任何组合来组合，至少一些特征和/或步骤相互排斥的组合除外。具体来说，本发明的优选特征适用于本发明的所有方面并且可以任何组合形式使用。

Claims (41)

1.一种用于浓缩分析系统的气流中的分析物气体的系统，所述浓缩系统包含至少一个分离装置，用于分离分析物气体的组分；
至少一个气体入口管线，用于将来自分析物气体供给源的分析物气体传递到所述分离装置；
至少一个检测器，用于检测所述分析物气体的组分；
至少一个气体出口管线，用于将所述组分从所述分离装置传递到所述检测器；
在第一接头处与所述气体入口管线流体联通的第一分离管线，以及用于控制所述第一分离管线中的气流的第一分离式阀；
其中所述第一分离管线的开口通过所述第一分离管线释放气流的一部分并且由此降低通过所述分离装置的流动速率。
2.根据权利要求1所述的系统，其进一步包含在所述检测器上游在第二接头处与所述气体出口管线流体联通的第二分离管线，以及用于控制所述第二分离管线中的气流的第二分离式阀。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述第一和/或第二分离式阀具有气体能够流过所述分离管线的第一位置，以及防止气体流过所述分离管线的第二位置。
4.根据权利要求2所述的系统，其中所述第一分离管线和/或所述第二分离管线向大气敞开。
5.根据权利要求2所述的系统，其中所述第一分离管线和/或所述第二分离管线连接到气体供应管线用于向分析物气体的供给源提供气体和/或连接到样品引入系统用于向分析物气体的供给源提供样品。
6.根据权利要求2所述的系统，其中用于控制气流的所述第一分离式阀配置在所述第一接头处，所述第一分离式阀具有气体能够通过所述第一分离管线和所述气体入口管线流向所述分离装置的第一位置，以及气体能够沿所述气体入口管线流向所述分离装置但防止流过所述第一分离管线的第二位置。
7.根据权利要求2所述的系统，其中用于控制气流的所述第二分离式阀配置在所述第二接头处，所述第二分离式阀具有气体能够通过所述第二分离管线和所述气体出口管线流向所述检测器的第一位置，以及气体能够沿所述气体出口管线流向所述检测器但防止沿所述第二分离管线流动的第二位置。
8.根据权利要求1所述的系统，其中所述分析物气体提供于运载气体中。
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述运载气体选自氦气和氩气。
10.根据权利要求1所述的系统，其中所述分析物气体的供给源通过化学反应器提供。
11.根据权利要求1所述的系统，其进一步包含在所述气体入口管线上配置在所述分离装置上游的化学捕集器。
12.根据权利要求11所述的系统，其中所述化学捕集器配置在所述分离装置和所述第一接头之间。
13.根据权利要求2所述的系统，其进一步包含第二运载气体入口管线，其在所述分析物气体供给源与所述第一分离管线之间的运载气体接头处流体连接到所述气体入口管线。
14.根据权利要求13所述的系统，其中所述第二运载气体入口管线具有用于控制进入所述气体入口管线的气流的气流控制构件。
15.根据权利要求13所述的系统，其进一步包含配置在所述气体入口管线上的在所述分析物气体供给源与所述运载气体接头之间的分析物气体分离管线，所述分析物气体分离管线进一步包含用于引导气流通过所述分析物气体分离管线的阀，所述用于引导气流通过所述分析物气体分离管线的阀具有分析物气体能够流过所述分析物气体分离管线并且防止气体流过在所述分析物气体分离管线下游的所述气体入口管线的第一位置，以及防止分析物气体流过所述分析物气体分离管线但能够流过所述气体入口管线的第二位置。
16.根据权利要求13所述的系统，其进一步包含配置在所述运载气体接头处或与所述运载气体接头流体联通的阀，其中所述配置在所述运载气体接头处或与所述运载气体接头流体联通的阀具有气体能够从所述分析物气体供给源通过所述气体入口管线流向所述第一接头并且防止第二运载气体流入所述气体入口管线中的第一位置，以及防止分析物气体从所述分析物气体供给源通过所述气体入口管线流向所述第一接头并且第二运载气体能够流入所述气体入口管线，流向所述第一接头的第二位置。
17.根据权利要求16所述的系统，其中所述配置在所述运载气体接头处或与所述运载气体接头流体联通的阀进一步配置成使得被防止流入所述气体入口管线的气体排放到大气。
18.根据权利要求1所述的系统，其进一步包含第二分离装置，其中所述第二分离装置配置在所述第二分离管线下游，在所述第二分离管线和所述检测器之间。
19.根据权利要求2所述的系统，其中所述第一分离管线和所述第二分离管线在分离管线接头处交会，并且其中流量控制气体管线连接到所述分离管线接头。
20.根据权利要求19所述的系统，其中所述分离管线接头包含用于选择性控制所述第一分离管线、所述第二分离管线和/或所述流量控制气体管线中的气流的分离管线阀。
21.根据权利要求20所述的系统，其中所述分离管线阀具有气体能够流过所述第一分离管线并且流入所述流量控制气体管线，但防止流过所述第二分离管线的第一位置，以及气体能够流过所述第二分离管线并且流入所述流量控制气体管线但防止流过所述第一分离管线的第二位置。
22.根据权利要求19所述的系统，其中所述流量控制气体管线进一步包含流量控制装置。
23.根据权利要求22所述的系统，其中所述流量控制装置呈在限制接头处会合的第一限制管线和第二限制管线提供，所述限制接头流体连接到所述流量控制气体管线，且其中所述第一限制管线和所述第二限制管线各自包含用于控制气流的固定的流量限制器。
24.根据权利要求23所述的系统，其中用于控制气流的阀定位在所述限制接头处，所述用于控制气流的阀具有气体能够流过所述第一限制管线但防止流过所述第二限制管线的第一位置，以及气体能够流过所述第二限制管线但防止流过所述第一限制管线的第二位置。
25.根据权利要求2-7、13-17、19-24中任一项所述的系统，其进一步包含用于控制所有阀中的至少一个的阀位置的控制器。
26.根据权利要求25所述的系统，其中所述控制器接收来自所述检测器的输入，且其中所述至少一个阀的位置是基于所述分析物气体的至少一种组分的存在或不存在的判断。
27.根据权利要求25所述的系统，其中所述控制器接收来自所述检测器的关于至少一种分析物气体的输入，且其中基于所述分析物气体的浓度的测定调整所述至少一个阀的位置。
28.根据权利要求25所述的系统，其中所述控制器配置成同时调整两个或更多个阀的所述位置。
29.根据权利要求28所述的系统，其中所述控制器配置成调整所述第一分离式阀和所述第二分离式阀的所述位置，使得当所述第一分离式阀打开时所述第二分离式阀关闭，并且因此当所述第一分离式阀关闭时所述第二分离式阀打开。
30.根据权利要求1所述的系统，其中所述分离装置为气相色谱。
31.一种浓缩样品气体的方法，所述样品气体用于在基于滞留并且具有气体入口和气体出口的连续流动的分析型装置，具体来说根据前述权利要求中任一项所述的系统中检测，所述方法包含以下步骤：
提供以第一流动速率进入所述分析型装置的气流，其中所述气体含有包含保留于所述装置中的至少一种组分和不保留的运载气体的分析物气体；
通过由第一分离管线分离掉所述气流的一部分，在所述分析物气体的至少一种所选组分在所述分析型装置的所述气体出口处显现之前使进入所述分析型装置的所述运载气体的所述流动速率降低到第二流动速率，所述第一分离管线在连接到所述气体入口的气体入口管线上或与所述气体入口管线流体联通，
其中所述第二流动速率低于所述第一流动速率；
所述分析物气体的所述至少一种所选组分由此在以所述第二流动速率行进通过所述基于滞留的分析型装置时在所述运载气体中浓缩。
32.根据权利要求31所述的方法，其中所述分析型装置为分离装置。
33.根据权利要求32所述的方法，其中所述分离装置为气相色谱。
34.根据权利要求31至33中任一项所述的方法，其中所述第一流动速率在40到400mL/min范围内，且其中所述第二流动速率在10到100mL/min范围内。
35.根据权利要求34所述的方法，其中所述第一流动速率与所述第二流动速率的比率在2:1到10:1范围内。
36.根据权利要求31到33中任一项所述的方法，其中所述运载气体的流动速率到所述第二流动速率的所述降低在所述分析物气体与运载气体的混合物置换成运载气体的同时进行或在其之后立即进行。
37.根据权利要求31到33中任一项所述的方法，其中通过位于所述分离装置内或在所述分离装置下游的分析物气体检测器监测分析物气体在所述分离装置的所述出口处的所述显现。
38.根据权利要求37所述的方法，其中通过由第二分离管线分离掉过量气流来保持进入所述分析物气体检测器的气体流动速率从而大体上等于当所述气体以所述第一流动速率进入所述分析型装置时的所述第二流动速率，所述第二分离管线在所述分析型装置的所述出口与所述检测器之间的气体出口管线上或与所述气体出口管线流体联通，所述第二分离管线在所述气体以所述第二流动速率进入所述分析型装置时关闭。
39.根据权利要求31到33中任一项所述的方法，其进一步包含提供在所述气体入口上游的用于所述气流的第一分离管线并且提供在用于所述分析物和运载气体的所述出口下游的第二分离管线；以及进一步包含在所述气体以所述第一流动速率流入所述装置时使所述第一分离管线关闭并且使所述第二分离管线打开，并且在所述运载气体以所述第二流动速率流入所述装置中时使第一分离管线打开并且所述第二分离管线关闭。
40.根据权利要求31到33中任一项所述的方法，其中所述分析物气体包含暂时保留于所述装置中的多种组分；所述方法进一步包含在所述分析物气体的至少一种所选组分在所述分析型装置的所述气体出口处显现之前使进入所述分析型装置的所述运载气体的所述流动速率降低到所述第二流动速率；由此所述分析物气体的所述至少一种所选组分随着以所述第二流动速率行进通过所述基于滞留的分析型装置而在所述运载气体中浓缩。
41.根据权利要求40所述的方法，其进一步包含在所述分析物气体的至少一种未选择组分在所述分析型装置的所述气体出口处显现之后使进入所述分析型装置的所述运载气体的所述流动速率降低到所述第二流动速率。
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