CN108489794A - 一种样品稀释进样装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种样品稀释进样装置，包括：第一载气管道，与稀释载气连通，用于连续输送稀释载气；第一流量控制器，设置于所述第一载气管道上，用于调节和测量所述第一载气管道中的稀释载气的流量；混合稀释单元，其两端分别与所述第一载气管道和反应器连通；样品注入单元，与所述混合稀释单元连通，用于向所述混合稀释单元中连续注入液体样品，所述液体样品与连续通入所述混合稀释单元中的所述稀释载气混合稀释。该样品稀释进样装置结构简单，降低了成本，且适用于大气环境化学反应实验模拟的连续动态稀释、液体样品的气化进样，通过第一流量控制器对稀释载气的流量进行调节和测量，方便对液体样品进行准确、稳定的稀释和进样。

Description

一种样品稀释进样装置
技术领域
本发明涉及大气环境模拟实验技术领域，特别涉及一种样品稀释进样装置。
背景技术
目前，国内外用于进行大气环境化学反应机理性研究(如二次有机气溶胶的产生及老化)的系统工具主要有烟雾箱和流动管。这两种系统工具均需要稀释进样系统作为辅助，将样品进行稀释后再进样，而且流动管还需实现动态稀释进样以达到持续定量反应要求。
由于模拟大气反应物浓度非常低，常规的稀释进样系统往往不能达到要求的痕量标准且操作复杂，而价格昂贵的配气平台不适用于液体样品的稀释。
综上所述，如何在降低成本的同时，方便对液体样品进行准确、稳定的稀释和进样，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种样品稀释进样装置，以在降低成本的同时，方便对液体样品进行准确、稳定的稀释和进样。
为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种样品稀释进样装置，包括：
第一载气管道，与稀释载气连通，用于连续输送稀释载气；
第一流量控制器，设置于所述第一载气管道上，用于调节和测量所述第一载气管道中的稀释载气的流量；
混合稀释单元，其两端分别与所述第一载气管道和反应器连通；
样品注入单元，与所述混合稀释单元连通，用于向所述混合稀释单元中连续注入液体样品，所述液体样品与连续通入所述混合稀释单元中的所述稀释载气混合稀释。
优选地，在上述的样品稀释进样装置中，还包括至少一个连通稀释载气和所述反应器的第二载气管道，所述第二载气管道上设置有第二流量控制器，用于调节和测量所述第二载气管道中的稀释载气的流量。
优选地，在上述的样品稀释进样装置中，所述混合稀释单元为烧瓶，所述烧瓶的瓶口密封设置有与样品注入单元密封连接的直通。
优选地，在上述的样品稀释进样装置中，所述烧瓶为圆底烧瓶。
优选地，在上述的样品稀释进样装置中，所述样品注入单元包括：
微量注射器，与所述混合稀释单元连通，用于向所述混合稀释单元中注射液体样品。
微量注射泵，所述微量注射器设置在所述微量注射泵上，用于调节微量注射器的注射量。
优选地，在上述的样品稀释进样装置中，还包括加热温控单元，所述混合稀释单元设置于所述加热温控单元中，用于对所述混合稀释单元加热控温。
优选地，在上述的样品稀释进样装置中，还包括支架，所述样品注入单元和所述加热温控单元设置在所述支架上。
优选地，在上述的样品稀释进样装置中，所述样品注入单元移动地设置在支架上。
优选地，在上述的样品稀释进样装置中，所述第一流量控制器和所述第二流量控制器均为质量流量控制器。
优选地，在上述的样品稀释进样装置中，所述稀释载气为纯氮气。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供的样品稀释进样装置中，第一载气管道连通稀释载气和混合稀释单元，用于将稀释载气通入混合稀释单元中，第一流量控制器设置在第一载气管道上，用于调节和测量第一载气管道中的稀释载气的流量，样品注入单元与混合稀释单元连通，用于向混合稀释单元中连续注入液体样品，连续注入的液体样品与连续通入混合稀释单元中的稀释载气混合稀释，混合稀释后的气体连续通入反应器中。该样品稀释进样装置结构简单，降低了成本，且适用于大气环境化学反应实验模拟的连续动态稀释、液体样品的气化进样，通过第一流量控制器对稀释载气的流量进行调节和测量，方便对液体样品进行准确、稳定的稀释和进样。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种样品稀释进样装置的结构示意图。
其中，1为第一载气管道、2为第一流量控制器、3为第二载气管道、4为第二流量控制器、5为加热温控单元、6为混合稀释单元、7为直通、8为支架、9为样品注入单元、91为微量注射泵、92为微量注射器、10为样品混合室。
具体实施方式
本发明的核心是提供了一种样品稀释进样装置，在降低成本的同时，方便了对液体样品进行准确、稳定的稀释和进样。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
请参考图1，本发明实施例提供了一种样品稀释进样装置，包括第一载气管道1、第一流量控制器2、混合稀释单元6和样品注入单元9；其中，第一载气管道1与稀释载气连通，用于连续输送稀释载气；第一流量控制器2设置于第一载气管道1上，用于调节和测量第一载气管道1中的稀释载气的流量；混合稀释单元6的两端分别与第一载气管道1和反应器(图中未示出)连通；样品注入单元9与混合稀释单元6连通，用于向混合稀释单元6中连续注入液体样品，液体样品与连续通入混合稀释单元6中的稀释载气混合稀释，混合稀释后的气体连续通入反应器中。
该样品稀释进样装置的工作原理和工作过程为：将第一载气管道1与稀释载气连通，通过第一载气管道1连续向混合稀释单元6中输送稀释载气，通过第一流量控制器2调节和测量通过第一载气管道1的稀释载气的流量，与此同时，通过样品注入单元9向混合稀释单元6中连续注入液体样品，液体样品与通入混合稀释单元6中的稀释载气混合稀释，混合稀释后的气体连续输送到反应器中。
该样品稀释进样装置结构简单，降低了成本，且适用于大气环境化学反应实验模拟的连续动态稀释、液体样品的气化进样，通过第一流量控制器2对稀释载气的流量进行调节和测量，方便对液体样品进行准确、稳定的稀释和进样。
进一步地，在本实施例中，样品稀释进样装置还包括至少一个连通稀释载气和反应器的第二载气管道3，第二载气管道3上设置有第二流量控制器4，用于调节和测量第二载气管道3中的稀释载气的流量。设置第二载气管道3的目的是为了根据实际稀释浓度需要而设定，由于第一载气管道1中通入的稀释载气的流量有限，因此通过第二载气管道3中的设定好流量的稀释载气同时参与液体样品的稀释，直接在反应器中与经过混合稀释单元6中稀释后的气体进一步稀释，得到满足浓度要求的稀释气体。
假设通过第一流量控制器2调节和测量的第一载气管道1中的稀释载气的流量为V1，通过第二流量控制器4调节和测量的第二载气管道3中的稀释载气的流量为V2，通过样品注入单元9动态注入混合稀释单元6中的液体样品流量为V3，稀释前液体样品的浓度值为CS，经过稀释混合后的气体浓度值为C，则满足以下公式：
需要指出的是，液体样品动态的注入流量V3的选择根据稀释混合比和实验浓度要求而定，液体样品动态的注入流量很小，计算时忽略了其挥发后引起的气体总体积的变化。如若有其他通道气体同时进入反应器，则反映器内目标气体浓度值计算时，类似地原理，在分母处加入其他气体流量即可。
表1给出了在同一条件进样时进样，实验模拟大气环境化学反应常用浓度下，流量控制与对应稀释后目标气体浓度的结果。
表1流量控制与对应稀释后目标气体浓度
如图1所示，在本实施例中，混合稀释单元6为烧瓶，烧瓶的瓶口密封设置有与样品注入单元9密封连接的直通7。为防止与液体接触发生反应或者挥发引入痕量有机物杂质，直通7的材料为可溶性聚四氟乙烯(PFA)。直通7中间垫有防污染密封垫，直通7通过防污染密封垫与烧瓶的瓶口密封连接，直通7的中央位置设置有样品进样孔，用于与样品注入单元9的注入口密封连通。
进一步地，在本实施例中，烧瓶为圆底烧瓶，圆底烧瓶的容积大，气流流动性好。当然，烧瓶还可以为锥形烧瓶等。
如图1所示，在本实施例中，样品注入单元9包括微量注射器92和微量注射泵91，其中，微量注射器92与混合稀释单元6连通，用于向混合稀释单元6中注射液体样品。具体地，微量注射器92的针管与烧瓶的直通7插接连通。微量注射器92设置在微量注射泵91上，通过微量注射泵92调节微量注射器91的推入量。通过设置微量注射泵91的推入速度，用于液体样品的可调节持续微量推入，微量注射器92可采用气相色谱专用注射器；推入速度的选择根据稀释混合比和实验浓度要求定。
在本实施例中，样品稀释进样装置还包括加热温控单元5，混合稀释单元6设置于加热温控单元5中，用于对混合稀释单元6加热控温。加热温控单元5优选为电加热温控单元，具体地，加热温控单元5设置有加热容置槽，烧瓶安放在加热容置槽中，通过设置加热温控单元5，实现加热和温度控制，加快液体样品的挥发和混合。当然，加热温控单元5还可以为水循环加热，通过加热的水进行加热和温控。
在本实施例中，样品稀释进样装置还包括支架8，样品注入单元9和加热温控单元5设置在支架8上，通过支架8实现样品注入单元9和加热温控单元5的定位固定，样品注入单元9垂直于加热温控单元5，方便连接整个样品稀释进样装置的管路，操作更加稳定。
进一步地，在本实施例中，样品注入单元9移动地设置在支架8上，即样品注入单元9可以在支架8上进行位置调节，以方便样品注入单元9与混合稀释单元6的连接和拆卸更换。
在本实施例中，第一流量控制器2和第二流量控制器4均为质量流量控制器。
进一步地，为了避免稀释载气对反应产生影响，稀释载气为纯氮气，或者为无杂质的空气，还可以为纯惰性气体。
实验结束后，将样品进样和载气进样停掉后，断开烧瓶的导气管连接，可直接拆卸微量注射器、烧瓶进行清洗和更换。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种样品稀释进样装置，其特征在于，包括：
第一载气管道(1)，与稀释载气连通，用于连续输送稀释载气；
第一流量控制器(2)，设置于所述第一载气管道(1)上，用于调节和测量所述第一载气管道(1)中的稀释载气的流量；
混合稀释单元(6)，其两端分别与所述第一载气管道(1)和反应器连通；
样品注入单元(9)，与所述混合稀释单元(6)连通，用于向所述混合稀释单元(6)中连续注入液体样品，所述液体样品与连续通入所述混合稀释单元(6)中的所述稀释载气混合稀释。
2.根据权利要求1所述的样品稀释进样装置，其特征在于，还包括至少一个连通稀释载气和所述反应器的第二载气管道(3)，所述第二载气管道(3)上设置有第二流量控制器(4)，用于调节和测量所述第二载气管道(3)中的稀释载气的流量。
3.根据权利要求1或2所述的样品稀释进样装置，其特征在于，所述混合稀释单元(6)为烧瓶，所述烧瓶的瓶口密封设置有与样品注入单元(9)密封连接的直通(7)。
4.根据权利要求3所述的样品稀释进样装置，其特征在于，所述烧瓶为圆底烧瓶。
5.根据权利要求1或2所述的样品稀释进样装置，其特征在于，所述样品注入单元(9)包括：
微量注射器(92)，与所述混合稀释单元(6)连通，用于向所述混合稀释单元(6)中注射液体样品；
微量注射泵(91)，所述微量注射器(92)设置在所述微量注射泵(91)上，用于调节微量注射器(92)的注射量。
6.根据权利要求1或2所述的样品稀释进样装置，其特征在于，还包括加热温控单元(5)，所述混合稀释单元(6)设置于所述加热温控单元(5)中，用于对所述混合稀释单元(6)加热控温。
7.根据权利要求6所述的样品稀释进样装置，其特征在于，还包括支架(8)，所述样品注入单元(9)和所述加热温控单元(5)设置在所述支架(8)上。
8.根据权利要求7所述的样品稀释进样装置，其特征在于，所述样品注入单元(9)移动地设置在支架(8)上。
9.根据权利要求2所述的样品稀释进样装置，其特征在于，所述第一流量控制器(2)和所述第二流量控制器(4)均为质量流量控制器。
10.根据权利要求1或2所述的样品稀释进样装置，其特征在于，所述稀释载气为纯氮气。
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