CN106770810A - 在线便携式气相色谱仪和环境监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种在线便携式气相色谱仪和环境监测装置，该在线便携式气相色谱仪包括：进给装置，气路切换装置，样品富集装置，组分分离装置，组分检测装置和数据传输装置，其中，进给装置的输入端用于采集样品气体；气路切换装置分别与进给装置的输出端、样品富集装置和组分分离装置相连接，用于切换样品气体在进给装置、样品富集装置和组分分离装置中的流向；样品富集装置用于富集样品气体；组分分离装置用于分析样品富集装置中富集的样品气体，以得到目标化合物；组分检测装置用于对目标化合物进行分析；数据传输装置与组分检测装置电连接，用于传输组分检测装置分析得到的数据。本发明缓解了传统的气相色谱仪的实用性较差的技术问题。

Description

在线便携式气相色谱仪和环境监测装置

技术领域

本发明涉及仪器仪表的技术领域，尤其是涉及一种在线便携式气相色谱仪和环境监测装置。

背景技术

在环境监测领域中，随着监测需求不断增多，因此提出了对环境空气、工业园区、企业厂界、固定污染源排放气等进行非甲烷总烃及VOCs组分浓度进行监测的需求。国家标准《固定源非甲烷总烃的测定气相色谱法》(HJ38－1999)和《环境空气苯系物的测定固体吸附热脱附－气相色谱法》(HJ 583－2010)所规定检测控制的空气污染物中的非甲烷总烃及苯系物，通常需要经现场采样富集到实验室解析后，用气相色谱仪进行检测。

气相色谱技术是基于待分离组分的挥发性和极性不同而进行分离分析的一门技术，因此气相色谱能够对混合样品中的多组分有机化合物进行定性和定量分析。气态有机组分或者加热后挥发为蒸汽的组分进人到色谱分离柱后，在固定相和流动相之间进行分配，从而达到分离的目的，从色谱柱尾部流出的组分进人到检测器中产生信号，从而达到定性和定量的目的。

传统的气相色谱仪，一般包括以下几个组件：1、载气流量控制系统；2、死体积小的进样系统；3、用于恒温或者程序升温分析的柱温箱系统；4、用于快速分析的高灵敏度的检测器；5、记录仪或者色谱数据记录系统。由于传统的气相色谱仪用大的柱箱来调节快速升温和降温，因此体积都比较庞大，而且需要外配电脑来进行数据处理及计算，因此只能在实验室中使用，这在某种程度上限制了气相色谱仪的应用范围。

目前能够形成商业化的便携式气相色谱仪还很少，但也都存在着明显的不足，主要表现在以下几个方面：1、体积仍然较大，重量较重，移动起来也比较困难；2、类似于将实验室的设备搬到现场，需要外配采样设备进行采样，需要外置电脑及外配220V的电源，不够便携；3、检测的数据不能进行实时在线传输，不利于环保监管部门实时掌握污染物情况；4、常采用热导检测器(TCD)，灵敏度较低；5、采用光离子化检测器(PID)，由于不同物质的离子化效率差别很大，除BTEX以外，光离子化检测器(PID)对其他物质的相应较差，且光离子化检测器(PID)的寿命较短；6、检测非甲烷总烃和VOCs组分浓度，传统的气相色谱仪一般采用两套仪器或一套仪器进行两次进样的方式，装置复杂、成本高，且操作复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够同时检测非甲烷总烃和VOCs组分的在线便携式气相色谱仪和环境监测装置，以缓解传统的气相色谱仪的实用性较差的技术问题。该在线便携式气相色谱仪体积小、方便携带、内置数据处理器、一次进样同时检测非甲烷总烃及VOCs组分浓度、测量数据可实时进行数据传输、内置富集装置、操作简单。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种在线便携式气相色谱仪，包括：气路切换装置，样品富集装置，组分分离装置和组分检测装置，其中，所述进给装置的输入端用于采集样品气体，所述样品气体包括以下至少之一：所述在线便携式气相色谱仪所处室内的室内气体，所述在线便携式气相色谱仪所处室外的室外气体，固定污染源排口排放的气体；所述气路切换装置分别与所述进给装置的输出端、所述样品富集装置和所述组分分离装置相连接，用于切换所述样品气体在所述进给装置、所述样品富集装置和所述组分分离装置中的流向；所述样品富集装置的数量为多个，用于富集所述样品气体；所述组分分离装置通过所述气路切换装置与所述样品富集装置相连接，且所述组分分离装置与所述样品富集装置对应设置，用于分离所述样品富集装置中富集的所述样品气体，以得到目标化合物；所述组分检测装置与所述组分分离装置相连接，用于对所述目标化合物进行分析，得到分析结果。

进一步地，所述在线便携式气相色谱仪还包括：数据传输装置，其中，所述数据传输装置与所述组分检测装置有线或者无线连接，用于将所述组分检测装置分析得到的结果传输至监控终端。

进一步地，所述样品富集装置包括：第一样品富集装置和第二样品富集装置，其中，所述第一样品富集装置和所述第二样品富集装置均与所述气路切换装置相连接。

进一步地，每个所述样品富集装置包括：富集阱箱体，吸附管和第三电加热器，其中，吸附管和所述第三电加热器均设置在所述富集阱箱体的内部，且所述吸附管与所述气路切换装置相连接。

进一步地，所述组分分离装置包括：总烃分离装置，所述总烃分离装置的第一端与所述气路切换装置相连接，用于对富集在所述第一样品富集装置中的样品气体进行分离，以分离得到第一组目标化合物；VOCs组分分离装置，所述VOCs组分分离装置的第一端与所述气路切换装置相连接，用于对富集在所述第二样品富集装置中的样品气体进行分离，以分离得到第二组目标化合物，其中，所述第一组目标化合物与所述第二组目标化合物为不相同的化合物。

进一步地，所述组分检测装置包括：第一火焰离子化检测仪，所述第一火焰离子化检测仪的第一端与所述总烃分离装置的第二端相连接，用于离子化所述第一组目标化合物，以得到第一电信号；第一信号放大器，所述第一信号放大器的第一端与所述第一火焰离子化检测仪的第二端相连接，用于对所述第一电信号进行放大；第二火焰离子化检测仪，所述第二火焰离子化检测仪的第一端与所述VOCs组分分离装置的第二端相连接，用于离子化所述第二组目标化合物，以得到第二电信号；第二信号放大器，所述第二信号放大器的第一端与所述第二火焰离子化检测仪的第二端相连接，用于对所述第二电信号进行放大；数据处理器，所述数据处理器分别与所述第一信号放大器的第二端和所述第二信号放大器的第二端相连接，用于对放大之后的所述第一电信号进行分析，并对放大之后的所述第二电信号进行分析。

进一步地，所述总烃分离装置包括：第一微型柱箱，第一电加热器和总烃分析柱，其中，所述总烃分析柱与所述气路切换装置管路连接，所述第一电加热器和所述总烃分析柱均设置在所述第一微型柱箱的内部；所述VOCs组分分离装置包括：第二微型柱箱，第二电加热器和VOCs组分分析柱，其中，所述VOCs组分分析柱与所述气路切换装置管路连接，所述第二电加热器和所述VOCs组分分析柱均设置在所述第二微型柱箱的内部。

进一步地，所述气路切换装置包括：第一电磁阀，所述第一电磁阀通过第一管路与所述进给装置的输出端相连接；第二电磁阀，所述第二电磁阀通过第二管路与样气出口相连接；进样阀，所述进样阀分别与所述第一电磁阀，第二电磁阀，所述样品富集装置和所述组分分离装置管路连接；其中，当所述第一电磁阀和所述第二电磁阀处于开启状态，以及所述进样阀处于第一状态时，通过所述进给装置进入的所述样品气体进入所述样品富集装置中；当所述第一电磁阀和所述第二电磁阀处于关闭状态，以及所述进样阀处于第二状态时，富集在所述样品富集装置中的样品气体依次进入所述组分分离装置和所述组分检测装置进行分析。

进一步地，所述在线便携式气相色谱仪还包括：定时装置和控制装置，其中，所述定时装置与所述控制装置电连接，当所述定时装置定时结束时，所述控制装置控制所述在线便携式气相色谱仪开始执行所述样品气体分析的操作，以使所述在线便携式气相色谱仪自动对所述样品气体进行分析，并控制所述定时装置重新进行定时。

根据本发明实施例的另一个方面，还提供了一种环境监测装置，包括上述任一项所述的在线便携式气相色谱仪。

在本发明实施例提供的在线便携式气相色谱仪中，包括进给装置，气路切换装置，样品富集装置，组分分离装置、组分检测装置和数据传输装置，其中，气路切换装置用于进给装置和每个样品富集装置之间的管路的导通，以使进给装置同时向每个样品富集装置输入样品气体，以使样品气体富集在样品富集装置中；接下来，气路切换装置还可以用于控制样品富集装置和组分分离装置之间管路的导通，以使富集在样品富集装置中的样品气体流入至组分分离装置中进行分离，分离后的组分依次进入组分检测装置并被检测到，组分检测装置检测分析出的数据通过数据传输装置进行上传。本发明实施例提供的在线便携式气相色谱仪中，进给装置能够同时向每个样品富集装置输入样品气体，并且对于每个样品富集装置，均设置了对应的组分分离装置对富集在该样品富集装置中的样品气体进行分析，从而达到了一次进样、双检测器检测的目的，进而缓解传统的气相色谱仪的实用性较差的技术问题，实现了提高气相色谱仪的实用性的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的一种在线便携式气相色谱仪的示意图；

图2是根据本发明实施例的一种可选地在线便携式气相色谱仪的示意图；

图3是根据本发明实施例的一种可选地在线便携式气相色谱仪处于采样工作状态的示意图；

图4是根据本发明实施例的一种可选地在线便携式气相色谱仪处于进样工作状态的示意图。

图标：10－进给装置；20－气路切换装置；30－样品富集装置；40－组分分离装置；50－组分检测装置；60－数据传输装置；70－样气出口；80－载气进口；11－样气进口；12－采样泵；21－第一电磁阀；22－第二电磁阀；23－进样阀；31－第一样品富集装置；32－第二样品富集装置；311－富集阱箱体；312－吸附管；313－第三电加热器；321－富集阱箱体；322－吸附管；323－第四电加热器；41－总烃分离装置；42－VOCs组分分离装置；411－第一微型柱箱；412－第一电加热器；413－总烃分析柱；421－第二微型柱箱；422－第二电加热器；423－VOCs组分分析柱；51－第一火焰离子化检测仪；52－第一信号放大器；53－第二火焰离子化检测仪；54－第二信号放大器；55－数据处理器；81－第一载气进口；82－第二载气进口。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

根据本发明实施例，提供了一种在线便携式气相色谱仪的实施例。

图1是根据本发明实施例的一种在线便携式气相色谱仪的示意图，如图1所示，该在线便携式气相色谱仪包括：进给装置10，气路切换装置20，样品富集装置30，组分分离装置40和组分检测装置50，其中，

进给装置10的输入端用于采集样品气体；其中，样品气体为在线便携式气相色谱仪所检测环境中的气体，具体包括以下至少之一：在线便携式气相色谱仪所处室内的室内气体，在线便携式气相色谱仪所处室外的室外气体，固定污染源排口排放的气体。

气路切换装置20分别与进给装置10的输出端、样品富集装置20和组分分离装置40相连接，用于切换样品气体在进给装置10、样品富集装置30和组分分离装置40中的流向。

样品富集装置30的数量为多个，用于富集样品气体；其中，在本发明实施例中，可以同时设置多个样品富集装置，且每个样品富集装置均与气路切换装置相连接。当气路切换装置连通样品富集装置和进给装置之间的气路时，进给装置获取到的样品气体会经过气路切换装置，并同时流向每个样品富集装置，以使每个样品富集装置对样品气体进行富集。

需要说明的是，现有技术中，采用定量环来采集样品气体，但是，当样品气体的浓度较低时，采用定量环定量后检测器检测不到样品气体的浓度。基于该问题，在本发明实施例中，采用样品富集装置，通过该样品富集装置能够解决由于样品气体浓度较低时导致使用定量环后检测不到样品气体浓度的问题。

组分分离装置40通过气路切换装置20与样品富集装置30相连接，且组分分离装置40与样品富集装置30对应设置，用于分析样品富集装置中富集的样品气体，以得到目标化合物；其中，组分分离装置与样品富集装置对应设置是指一个样品富集装置对应设置一个组分分离装置，且每个组分分离装置用于分析不同的化合物。通过该设置方式，能够达到一次进样、双检测器检测的目的。相对于传统的气相色谱仪采用两套仪器或一套仪器进行两次进样的方式，能够简化气相色谱仪的结构，使得操作相对较为简单，更加实用。

组分检测装置50与组分分离装置40相连接，用于对目标化合物进行分析，得到分析结果。

在本发明实施例的一个可选实施方式中，该在线便携式气相色谱仪还包括：数据传输装置60，其中，数据传输装置60与组分检测装置50有线或者无线连接，用于将组分检测装置分析得到的结果传输至监控终端。

需要说明的是，在本发明实施例中，内置组分检测装置，该组分检测装置能够对目标化合物进行分析，无需外接数据处理器。

在本发明实施例提供的在线便携式气相色谱仪中，包括进给装置，气路切换装置，样品富集装置，组分分离装置、组分检测装置和数据传输装置，其中，气路切换装置用于进给装置和每个样品富集装置之间的管路的导通，以使进给装置同时向每个样品富集装置输入样品气体，以使样品气体富集在样品富集装置中；接下来，气路切换装置还可以用于控制样品富集装置和组分分离装置之间管路的导通，以使富集在样品富集装置中的样品气体流入至组分分离装置中进行分离，分离后的组分依次进入组分检测装置并被检测到，组分检测装置检测分析出的数据通过数据传输装置进行上传。本发明实施例提供的在线便携式气相色谱仪中，进给装置能够同时向每个样品富集装置输入样品气体，并且对于每个样品富集装置，均设置了对应的组分分离装置对富集在该样品富集装置中的样品气体进行分析，从而达到了一次进样、双检测器检测的目的，进而缓解传统的气相色谱仪的实用性较差的技术问题，实现了提高气相色谱仪的实用性的技术效果。

为了提高环境污染检测工作的便携性和实效性，在我国研究和推广小型化、智能化、现场化的在线便携式气相色谱仪成为一个重要的发展方向，这也是缩小我国在该领域上与发达国家之间技术差距的需要。本发明实施例提供的在线便携式气相色谱仪能够缓解传统的气相色谱仪的实用性较差的技术问题。下面将结合图2至图4对本发明实施例提供的在线便携式气相色谱仪进行具体的介绍。

图2是根据本发明实施例的一种可选地在线便携式气相色谱仪的示意图，如图2所示，进给装置10包括：样气进口11和采样泵12，其中，

如图2所示，样气进口11的输入端与外置于在线便携式气相色谱仪的伴热管线相连接，样气进口11的输出端与采样泵12的第一端相连接；采样泵12的第二端与气路切换装置20相连接。

如图2所示，气路切换装置20包括：第一电磁阀21，第二电磁阀22和进样阀23，其中，

如图2所示，第一电磁阀21通过第一管路与进给装置10中的采样泵12的输出端相连接；

第二电磁阀22通过第二管路与样气出口60相连接；以及

进样阀23分别与第一电磁阀21，第二电磁阀22，样品富集装置30和组分分离装置40管路连接。

通过上述描述可知，样品富集装置的数量为多个，在本发明实施例中，优选样品富集装置的数量为两个，在下述实施方式中，均以两个样品富集装置为例进行说明。

具体地，如图2所示，样品富集装置30包括：第一样品富集装置31和第二样品富集装置32，其中，第一样品富集装置31和第二样品富集装置32均与气路切换装置20相连接。从图2中可以看出，第一样品富集装置31与气路切换装置20中的进样阀23管路连接，第二样品富集装置32同样与气路切换装置20的进样阀23管路连接。

由于组分分离装置40与样品富集装置30的数量相同，且组分分离装置40与样品富集装置30一一对应设置。因此，在如图2所示的在线便携式气相色谱仪中组分分离装置40包括：总烃分离装置41和VOCs组分分离装置42，其中，

总烃分离装置41的第一端与气路切换装置相连接，用于对富集在第一样品富集装置中的样品气体进行分离，以分离得到第一组目标化合物；

VOCs组分分离装置42的第一端与气路切换装置20相连接，用于对富集在第二样品富集装置中的样品气体进行分离，以分离得到第二组目标化合物，其中，第一组目标化合物与第二组目标化合物为不相同的化合物。

在本发明实施例中，上述第一组目标化合物为总烃化合物，第二组目标化合物为挥发性有机化合物(volatile organic compounds，简称VOCs)。为了对上述两种化合物进行分离，因此需要设置两个样品富集装置(即，第一样品富集装置和第二样品富集装置)，以及对应设置总烃分离装置和VOCs组分分离装置。通过该设置方式，能够同时对总烃化合物和挥发性有机化合物进行分离，从而达到了一次进样、双检测器检测的目的。

需要说明的是，除了上述两种化合物之外，本发明实施例中提供的在线便携式气相色谱仪还可以对其它的化合物进行分离，例如，第三组目标化合物。此时就需要设置三个样品富集装置(即，第一样品富集装置，第二样品富集装置和第三样品富集装置)，以及设置的总烃分离装置，VOCs组分分离装置，以及用于分离第三组目标化合物的分离装置。因此，在本发明实施例中，对于样品富集装置的数量不做具体限定。

本发明实施例中，第一电磁阀，第二电磁阀和进样阀用于切换样品气体在进给装置、样品富集装置和组分分离装置中的流向。具体地，当第一电磁阀和第二电磁阀处于开启状态，以及进样阀处于第一状态时，通过进给装置进入的样品气体进入样品富集装置中；当第一电磁阀和第二电磁阀处于关闭状态，以及进样阀处于第二状态时，富集在样品富集装置中的样品气体依次进入组分分离装置和组分检测装置进行分析。其中，处于第一状态的进样阀能够连通采样泵和样品富集装置之间的气路；处于第二状态的进样阀能够连通组分分离装置和样品富集装置之间的气路。具体地工作原理将在下述实施方式中进行介绍。

如图2所示，组分检测装置50包括：第一火焰离子化检测仪51，第一信号放大器52，第二火焰离子化检测仪53，第二信号放大器54和数据处理器55，其中，

第一火焰离子化检测仪51的第一端与总烃分离装置的第二端相连接，用于离子化第一组目标化合物，以得到第一电信号；其中，第一火焰离子化检测仪51即为第一FID检测器。

第一信号放大器52的第一端与第一火焰离子化检测仪的第二端相连接，用于对第一电信号进行放大；

第二火焰离子化检测仪53的第一端与VOCs组分分离装置的第二端相连接，用于离子化第二组目标化合物，以得到第二电信号；其中，第二火焰离子化检测仪53即为第二FID检测器。

第二信号放大器54的第一端与第二火焰离子化检测仪的第二端相连接，用于对第二电信号进行放大；

数据处理器55分别与第一信号放大器的第二端和第二信号放大器的第二端相连接，用于对放大之后的第一电信号进行分析，并对放大之后的第二电信号进行分析。

进一步地，如图2所示，第一样品富集装置31包括：富集阱箱体311，吸附管312和第三电加热器313，其中，吸附管312和第三电加热器313均设置在富集阱箱体311的内部，且吸附管312与气路切换装置相连接。具体地，吸附管312与气路切换装置20中的进样阀管路连接。

进一步地，如图2所示，第二样品富集装置32包括：富集阱箱体321，吸附管322和第四电加热器323，其中，吸附管322和第四电加热器323均设置在富集阱箱体321的内部，且吸附管322与气路切换装置相连接。具体地，吸附管322与气路切换装置20中的进样阀管路连接。

需要说明的是，吸附管312和吸附管322可以选取为相同型号的吸附管，还可以选取为型号不相同的吸附管；第三电加热器313和第四电加热器323可以选取为相同型号的电加热器，还可以选取为型号不相同的电加热器。

进一步地，如图2所示，总烃分离装置41包括：第一微型柱箱411，第一电加热器412和总烃分析柱413，其中，总烃分析柱413与气路切换装置管路连接，第一电加热器412和总烃分析柱413均设置在第一微型柱箱411的内部。

进一步地，如图2所示，VOCs组分分离装置42包括：第二微型柱箱421，第二电加热器422和VOCs组分分析柱423，其中，VOCs组分分析柱423与气路切换装置管路连接，第二电加热器422和VOCs组分分析柱423均设置在第一微型柱箱421的内部。

在本发明实施例中，采用微型柱箱，能够使得在线便携式气相色谱仪仪器体积缩小、结构紧凑、重量轻、方便携带。

在本发明实施例中，在线便携式气相色谱仪还包括载气进口80，其中，载气进口的数量与样品富集装置的数量相同，且载气进口与样品富集装置一一对应设置。因此，如图2所示，载气进口80的数量为两个，即第一载气进口81和第二载气进口82。

如图2所示，第一载气进口81与气路切换装置中的进样阀管路连接，用于向在线便携式气相色谱仪输入载气，第二载气进口82与气路切换装置中的进样阀管路连接，用于向在线便携式气相色谱仪输入载气，其中，通过每个载气进口进入的载气用于将于载气进口对应的样品富集装置中富集的样品气体导入至组分分离装置中分离，分离后的组分依次进入组分检测装置并被检测到，组分检测装置检测分析出的数据通过数据传输装置进行上传。

综上，本发明实施例提供的在线便携式气相色谱仪包括：样气进口、样气出口、载气进口、采样泵、气路切换装置、多个样品富集装置(例如，第一样品富集装置和第二样品富集装置)、电加热控温的总烃分离装置、电加热控温的VOCs组分分离装置、多个FID检测器(例如，第一FID检测器和第二FID检测器)、多个信号放大器(例如，第一信号放大器和第二信号放大器)、数据处理器、数据传输装置，该在线便携式气相色谱仪用于固定污染源及环境气体中的非甲烷总烃和VOCs组分浓度的同时检测。

具体地，气路切换装置20由第一电磁阀21、第二电磁阀22和进样阀23组成。第一样品富集装置31由富集阱箱体311、第三电加热器313和吸附管312组成。第二样品富集装置由富集阱箱体321、第四电加热器323和吸附管322组成。电加热控温的总烃分离装置41由第一微型柱箱411、总烃分析柱413和第一电加热器412组成。电加热控温的VOCs组分分离装置42由第二微型柱箱412、VOCs组分分离柱423和第二电加热器422组成。

其中，样气进口11与采样泵12、第一电磁阀21、进样阀23、吸附管312、吸附管322、第二电磁阀22、样气出口60组成样品气体通路；第一载气进口71与进样阀23、吸附管312、总烃分析柱413、第一FID检测器51组成进样—总烃分离气体通路；第二载气进口与进样阀23、吸附管322、VOCs组分分析柱423、第二FID检测器53组成进样—VOCs组分分离气体通路。

在本发明实施例的另一个可选实施方式中，该在线便携式气相色谱仪还包括：定时装置和控制装置，其中，定时装置与控制装置电连接，当定时装置定时结束时，控制装置控制在线便携式气相色谱仪开始执行样品气体分析的操作，以使在线便携式气相色谱仪自动对样品气体进行分析，并控制定时装置重新进行定时。

具体地，本发明实施例提供的在线便携式气相色谱仪能够使得工作人员随身携带，还可以将该在线便携式气相色谱仪固定设置在某个位置。当将该在线便携式气相色谱仪固定设置在某个位置时，可以设置一个定时装置，该定时装置的主要作用是使得在线便携式气相色谱仪每隔预设时间对在线便携式气相色谱仪所处环境的气体进行检测，其中，预设时间即为定时装置的定时时间。

在本发明实施例的另一个可选实施方式中，该在线便携式气相色谱仪还包括：遥控装置，其中，该遥控装置与控制装置无线连接。具体地，由于探测环境的多样性，工作人员可能将在线便携式气相色谱仪放置在特殊的位置，该位置不易于工作人员进入，此时，工作人员可以通过该遥控装置来对在线便携式气相色谱仪进行实时遥控，例如，通过遥控装置控制在线便携式气相色谱仪开启和关闭，以及选择在线便携式气相色谱仪的工作模式，例如，下述描述的第一阶段，采样；第二阶段，热脱附；第三阶段，进样。

在本发明实施例的另一个可选实施方式中，该在线便携式气相色谱仪还包括：显示装置，该显示装置与组分检测装置相连接，该显示装置设置在该在线便携式气相色谱仪上，用于实时显示组分检测装置的分析结果。通过该显示装置，能够使得现场工作人员更加直观的获取分析结果。

下面将具体结合图3和图4对上述在线便携式气相色谱仪的工作原理进行具体介绍。本发明实施例提供的在线便携式气相色谱仪的工作过程主要分为三个阶段：采样，热脱附和进样。

第一阶段：采样。

如图3中的箭头方向所示，样品气体通过外置的采样探针或者伴热管线，经过样气进口11，并在采样泵12的吸力下进入管路系统。然后，依次通过样气进口11、采样泵12、第一电磁阀21、进样阀23、吸附管312和吸附管322。最后经第二电磁阀22和样气出口70后排出系统。

第二阶段：热脱附。

在热脱附阶段，第一电磁阀21和第二电磁阀22关闭，整个采样管路处于一个密闭状态。此时，吸附管312和吸附管322的温度快速升高到设定的最终温度。同时，富集在第一样品富集装置和第二样品富集装置中的目标化合物从吸附管中的吸附材料中快速脱附出来。

第三阶段：进样。

如图4中的箭头方向所示，在进样阶段，进样阀23进行切换，载气1经过第一载气进口81、进样阀23后将吸附管312中的样品气体导入总烃分析柱413；之后进入第一火焰离子化检测仪51(也即，第一FID检测器)并离子化产生第一电信号；该第一电信号经第一信号放大器52进行转换放大后送至数据处理器55进行分析处理。同时，载气2经过第二载气进口82、进样阀23后将吸附管322中的样品气体导入VOCs组分分析柱423；之后进入第二火焰离子化检测仪53(也即，第二FID检测器)并离子化产生第二电信号，该第二电信号经第二信号放大器54进行转换放大后送至数据处理器55进行分析处理，处理之后的数据通过数据传输装置60进行上传。

本发明实施例提供的在线便携式气相色谱仪携带方便，灵敏度高，重复性好，可广泛应用于对固定污染源及环境空气中的非甲烷总烃和VOCs组分浓度实施现场检测分析的诸多行业，具有极大的经济效益和社会效益。

本发明由于采取以上技术方案，具有以下显著优点：

第一，该在线便携式气相色谱仪具有直流加热功能的吸附管样品富集和脱附装置，大大提高了仪器的灵敏度；

第二，该在线便携式气相色谱仪外置采样探针和伴热管线，直接用于样气采集，完全便携式；

第三，该在线便携式气相色谱仪内置数据处理器，无需外配电脑；

第四，该在线便携式气相色谱仪内置数据传输装置，检测的数据可以实时进行上传；

第五，该在线便携式气相色谱仪通过进样阀的切换，一次进样即可分析出非甲烷总烃和VOCs组分的浓度，操作简单便捷；

第六，该在线便携式气相色谱仪采用FID作为检测器，能够分析多种有机物，结果重现性好，检出范围宽；

第七，该在线便携式气相色谱仪仪器体积小、结构紧凑、重量轻、方便携带。

本发明实施例还提供了一种环境监测装置，该环境监测装置包括上述描述的在线便携式气相色谱仪。在使用该环境监测装置时，可以通过内置于该装置内的在线便携式气相色谱仪分析出非甲烷总烃和VOCs组分的浓度，在分析时，一次进样即可完成，操作简单便捷。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种在线便携式气相色谱仪，其特征在于，包括：进给装置，气路切换装置，样品富集装置，组分分离装置、组分检测装置，其中，所述进给装置的输入端用于采集样品气体，所述样品气体包括以下至少之一：所述在线便携式气相色谱仪所处室内的室内气体，所述在线便携式气相色谱仪所处室外的室外气体，固定污染源排口排放的气体；

所述气路切换装置分别与所述进给装置的输出端、所述样品富集装置和所述组分分离装置相连接，用于切换所述样品气体在所述进给装置、所述样品富集装置和所述组分分离装置中的流向；

所述样品富集装置的数量为多个，用于富集所述样品气体

所述组分分离装置通过所述气路切换装置与所述样品富集装置相连接，且所述组分分离装置与所述样品富集装置对应设置，用于分离所述样品富集装置中富集的所述样品气体，以得到目标化合物；

所述组分检测装置与所述组分分离装置相连接，用于对所述目标化合物进行分析，得到分析结果。

2.根据权利要求1所述的在线便携式气相色谱仪，其特征在于，所述在线便携式气相色谱仪还包括：数据传输装置，其中，所述数据传输装置与所述组分检测装置有线或者无线连接，用于将所述组分检测装置分析得到的结果传输至监控终端。

3.根据权利要求1所述的在线便携式气相色谱仪，其特征在于，所述样品富集装置包括：第一样品富集装置和第二样品富集装置，所述第一样品富集装置和所述第二样品富集装置均与所述气路切换装置相连接。

4.根据权利要求3所述的在线便携式气相色谱仪，其特征在于，每个所述样品富集装置包括：富集阱箱体，吸附管和第三电加热器，其中，吸附管和所述第三电加热器均设置在所述富集阱箱体的内部，且所述吸附管与所述气路切换装置相连接。

5.根据权利要求3所述的在线便携式气相色谱仪，其特征在于，所述组分分离装置包括：

总烃分离装置，所述总烃分离装置的第一端与所述气路切换装置相连接，用于对富集在所述第一样品富集装置中的样品气体进行分离，以分离得到第一组目标化合物；

VOCs组分分离装置，所述VOCs组分分离装置的第一端与所述气路切换装置相连接，用于对富集在所述第二样品富集装置中的样品气体进行分离，以分离得到第二组目标化合物，其中，所述第一组目标化合物与所述第二组目标化合物为不相同的化合物。

6.根据权利要求5所述的在线便携式气相色谱仪，其特征在于，所述组分检测装置包括：

第一火焰离子化检测仪，所述第一火焰离子化检测仪的第一端与所述总烃分离装置的第二端相连接，用于离子化所述第一组目标化合物，以得到第一电信号；

第一信号放大器，所述第一信号放大器的第一端与所述第一火焰离子化检测仪的第二端相连接，用于对所述第一电信号进行放大；

第二火焰离子化检测仪，所述第二火焰离子化检测仪的第一端与所述VOCs组分分离装置的第二端相连接，用于离子化所述第二组目标化合物，以得到第二电信号；

第二信号放大器，所述第二信号放大器的第一端与所述第二火焰离子化检测仪的第二端相连接，用于对所述第二电信号进行放大；

数据处理器，所述数据处理器分别与所述第一信号放大器的第二端和所述第二信号放大器的第二端相连接，用于对放大之后的所述第一电信号进行分析，并对放大之后的所述第二电信号进行分析。

7.根据权利要求5所述的在线便携式气相色谱仪，其特征在于，

所述总烃分离装置包括：第一微型柱箱，第一电加热器和总烃分析柱，其中，所述总烃分析柱与所述气路切换装置管路连接，所述第一电加热器和所述总烃分析柱均设置在所述第一微型柱箱的内部；

所述VOCs组分分离装置包括：第二微型柱箱，第二电加热器和VOCs组分分析柱，其中，所述VOCs组分分析柱与所述气路切换装置管路连接，所述第二电加热器和所述VOCs组分分析柱均设置在所述第二微型柱箱的内部。

8.根据权利要求1所述的在线便携式气相色谱仪，其特征在于，所述气路切换装置包括：

第一电磁阀，所述第一电磁阀通过第一管路与所述进给装置的输出端相连接；

第二电磁阀，所述第二电磁阀通过第二管路与样气出口相连接；

进样阀，所述进样阀分别与所述第一电磁阀，第二电磁阀，所述样品富集装置和所述组分分离装置管路连接；

其中，当所述第一电磁阀和所述第二电磁阀处于开启状态，以及所述进样阀处于第一状态时，通过所述进给装置进入的所述样品气体进入所述样品富集装置中；当所述第一电磁阀和所述第二电磁阀处于关闭状态，以及所述进样阀处于第二状态时，富集在所述样品富集装置中的样品气体依次进入所述组分分离装置和所述组分检测装置进行分析。

9.根据权利要求1所述的在线便携式气相色谱仪，其特征在于，所述在线便携式气相色谱仪还包括：

定时装置和控制装置，其中，所述定时装置与所述控制装置电连接，当所述定时装置定时结束时，所述控制装置控制所述在线便携式气相色谱仪开始执行所述样品气体分析的操作，以使所述在线便携式气相色谱仪自动对所述样品气体进行分析，并控制所述定时装置重新进行定时。

10.一种环境监测装置，其特征在于，包括上述权利要求1至9中任一项所述的在线便携式气相色谱仪。