CN108519254A - 采样流量控制装置及气体分析仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采样流量控制装置，包括样气进流通道、载气进流通道、流量控制单元以及至少两个用于控制通路连通状态的流体控制单元；样气进流通道和载气进流通道分别通过至少一个流体控制单元连通至流量控制单元的输入端，样气进流通道的输出端和流量控制单元的输出端分别连通至至少一个流体控制单元，以形成流量控制单元可选择校准样气流量或控制载气流量的气流通路。通过采样流量控制装置对样气采样进行自动校准和校验，保证样气采样长期工作的稳定性和准确性；对采样流量控制装置进行最大化的利用，节约了成本；保证整个气体分析仪性能的同时，极大地延长了采样流量控制装置的流量控制单元的使用寿命。

Description

采样流量控制装置及气体分析仪

技术领域

本发明涉及烟道中汞监测技术领域，特别地，涉及一种采样流量控制装置及气体分析仪。

背景技术

汞是大气污染物之一，其主要来源有自然形成、矿物燃烧和矿物冶炼等。汞是一种剧毒非必需元素，广泛存在于各类环境介质和食物链中，其踪迹遍布全球各个角落。汞循环是重金属在生态系统中循环的典型，汞以元素状态在水体、土壤、大气和生物圈中迁移和转化。因此对污染源中汞的排放必须进行实时监测。

现有的汞监测主要是采用气体分析仪，包括采样部分、富集解吸部分和分析部分。通过对气源进行采样、富集解吸、载气流动运载、分析检测。但是汞分析对于样气的进流流量以及载气的进流流量具有一定的流量要求，而流量达不到要求，会导致后续分析检测数据存在偏差，从而导致监测数据不准；另外，富含汞的样气具有一定的腐蚀性，如果长时间与流量计进行接触，容易导致流量计内部结构的腐蚀，从而导致流量计使用寿命降低。

发明内容

本发明提供了一种采样流量控制装置及气体分析仪，以解决现有的气体分析仪，样气的进流流量难以控制；富含汞的样气容易腐蚀流量计，容易导致流量计使用寿命低的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种采样流量控制装置，包括样气进流通道、载气进流通道、流量控制单元以及至少两个用于控制通路连通状态的流体控制单元；样气进流通道和载气进流通道分别通过至少一个流体控制单元连通至流量控制单元的输入端，样气进流通道的输出端和流量控制单元的输出端分别连通至至少一个流体控制单元，以形成流量控制单元可选择校准样气流量或控制载气流量的气流通路。

进一步地，流体控制单元包括第一电磁阀和第二电磁阀；样气进流通道和载气进流通道分别通过第一电磁阀连通至流量控制单元，样气进流通道和流量控制单元分别通过第二电磁阀连通至富集解吸装置；样气进流通道、第一电磁阀、流量控制单元和第二电磁阀构成样气流量校准通路；载气进流通道、第一电磁阀、流量控制单元和第二电磁阀构成载气流量控制通路。

进一步地，流体控制单元包括第三电磁阀、第四电磁阀和过滤器；载气进流通道通过第三电磁阀连通至流量控制单元，流量控制单元通过第四电磁阀连通至富集解吸装置，载气进流通道、第三电磁阀、流量控制单元和第四电磁阀构成载气流量控制通路；样气进流通道通过第四电磁阀连通至富集解吸装置，过滤器设于富集解吸装置连通至分析装置的采样单元的输出端上，采样单元的输出端连通至第三电磁阀，样气进流通道、第四电磁阀、富集解吸装置、过滤器、采样单元、第三电磁阀和流量控制单元构成样气流量校准通路。

进一步地，流量控制单元通过第五电磁阀控制进行气体排空，样气进流通道、第四电磁阀、富集解吸装置、过滤器、采样单元、第三电磁阀、流量控制单元和第五电磁阀构成样气流量校准通路。

进一步地，采样单元通过第六电磁阀连通至第三电磁阀，第六电磁阀具有用于排空采样单元输出的气体以消除通道内压力的排空通路。

根据本发明的另一方面，还提供了一种气体分析仪，包括连通设置的用于解吸状态时控制载气流量或空闲状态时校准样气流量的采样流量控制装置、用于对样气进行富集解吸的富集解吸装置、用于元素和/或离子分析检测的分析装置以及用于提供流体流动动力的流体动力装置；采样流量控制装置为上述的采样流量控制装置。

进一步地，富集解吸装置包括至少两个并行设置用于同时富集和/或交错富集的富集解吸单元、用于控制样气单独和/或同时进入富集解吸单元的气路控制单元、以及与富集解吸单元可闭合连通的载气发生控制单元。

进一步地，富集解吸单元包括第一富集解吸单元和第二富集解吸单元，气路控制单元包括第一气路控制单元和第二气路控制单元；样气通过第一气路控制单元分别进入第一富集解吸单元和第二富集解吸单元；或者样气通过第一气路控制单元同时进入第一富集解吸单元和第二富集解吸单元。

进一步地，载气发生控制单元中还设置有可以过滤待测元素的过滤部件。

进一步地，富集解吸装置还包括第一富集解吸装置、还原装置和第二富集解吸装置，采样流量控制装置的样气进流通道和载气进流通道分别连通至第一气路切换装置的输入端，第一气路切换装置的输出端分别连通至第一富集解吸装置和第二富集解吸装置，第一富集解吸装置通过第二气路切换装置分别连通至还原装置和分析装置，还原装置的输出端连通至第二富集解吸装置的输入端，第二富集解吸装置的输出端连通至分析装置；第一气路切换装置、第一富集解吸装置、第二气路切换装置和分析装置构成样气的第一分析测量通路；第一气路切换装置、第一富集解吸装置、第二气路切换装置、还原装置、第二富集解吸装置和分析装置构成样气的第二分析测量通路。

进一步地，分析装置具有多个分析单元，多个分析单元分别通过第三气路切换装置控制分别与第二气路切换装置的输出端和第二元素汞富集解吸装置的输出端的连通。

根据本发明的另一方面，还提供了一种气体分析仪，包括用于轮流解吸和重叠交错富集的富集解吸装置。富集解吸装置包括至少两个并行设置用于同时富集和/或交错富集的富集解吸单元、用于控制样气单独和/或同时进入富集解吸单元的气路控制单元、以及与富集解吸单元可闭合连通的载气发生控制单元。

进一步地，富集解吸单元包括第一富集解吸单元和第二富集解吸单元，气路控制单元包括第一气路控制单元和第二气路控制单元；样气通过第一气路控制单元分别进入第一富集解吸单元和第二富集解吸单元；或者样气通过第一气路控制单元同时进入第一富集解吸单元和第二富集解吸单元。

进一步地，载气发生控制单元中还设置有可以过滤待测元素的过滤部件。

根据本发明的另一方面，还提供了一种气体分析仪，包括用于一路样气分别进行元素汞和离子汞的测量的富集解吸装置，以实现一路样气对样气元素汞和样气离子汞分别进行单独测量，提高获得离子汞浓度值的精确性。富集解吸装置还包括第一富集解吸装置、还原装置和第二富集解吸装置，采样流量控制装置的样气进流通道和载气进流通道分别连通至第一气路切换装置的输入端，第一气路切换装置的输出端分别连通至第一富集解吸装置和第二富集解吸装置，第一富集解吸装置通过第二气路切换装置分别连通至还原装置和分析装置，还原装置的输出端连通至第二富集解吸装置的输入端，第二富集解吸装置的输出端连通至分析装置；第一气路切换装置、第一富集解吸装置、第二气路切换装置和分析装置构成样气的第一分析测量通路；第一气路切换装置、第一富集解吸装置、第二气路切换装置、还原装置、第二富集解吸装置和分析装置构成样气的第二分析测量通路。

进一步地，分析装置具有多个分析单元，多个分析单元分别通过第三气路切换装置控制分别与第二气路切换装置的输出端和第二元素汞富集解吸装置的输出端的连通。

本发明具有以下有益效果：

本发明的采样流量控制装置对没有腐蚀性的载气进行流量控制，以确保样气在富集解吸装置内处于解吸状态时控制载气的流量，确保有足够的载气作为流动相运载被分析物；对具有腐蚀性的样气，不直接采用流量控制的方式，而是当富集解吸装置处于空闲状态时，借助载气的流量控制单元对样气流量进行流量校准，从而达到控制样气流量的目的。确保样气流量与载气流量均能够达到精准测量和/或控制的要求，同时采样流量控制装置内的流量控制单元与样气的接触少，降低了流量控制单元被样气腐蚀的几率，提高了流量控制单元的使用寿命。通过采样流量控制装置对样气采样进行自动校准和校验，保证样气采样长期工作的稳定性和准确性；对采样流量控制装置进行最大化的利用，节约了成本；保证整个气体分析仪性能的同时，极大地延长了采样流量控制装置的流量控制单元的使用寿命。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的采用采样流量控制装置的气体分析仪的结构示意图之一；

图2是本发明优选实施例的采用采样流量控制装置的气体分析仪的结构示意图之二；

图3是本发明优选实施例的采用采样流量控制装置的气体分析仪的结构示意图之三；

图4是本发明优选实施例的双路富集解吸的气体分析仪的结构示意图；

图5是图4气体分析仪的工作时间流程图；

图6是本发明优选实施例的采用双检通道同时测量元素汞和离子汞的气体分析仪的结构示意图之一；

图7是本发明优选实施例的采用双检通道同时测量元素汞和离子汞的气体分析仪的结构示意图之二；

图8是本发明优选实施例的采用分析装置的气体分析仪的结构示意图；

图9是本发明优选实施例的分析装置的检测信号示意图。

图例说明：

1、采样流量控制装置；101、样气进流通道；102、载气进流通道；103、流量控制单元；104、第一电磁阀；105、第二电磁阀；106、第三电磁阀；107、第四电磁阀；108、过滤器；109、第五电磁阀；110、第六电磁阀；1101、排空通路；2、富集解吸装置；201、第一气路控制单元；202、第一富集解吸单元；203、载气发生控制单元；204、第二富集解吸单元；205、第二气路控制单元；206、第一富集解吸装置；207、还原装置；208、第二富集解吸装置；209、第一气路切换装置；210、第二气路切换装置；211、第三气路切换装置；3、分析装置；301、采样单元；302、分析单元；303、流量分配单元；304、测试管；305、联通管。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。

图1是本发明优选实施例的采用采样流量控制装置的气体分析仪的结构示意图之一；图2是本发明优选实施例的采用采样流量控制装置的气体分析仪的结构示意图之二；图3是本发明优选实施例的采用采样流量控制装置的气体分析仪的结构示意图之三；图4是本发明优选实施例的双路富集解吸的气体分析仪的结构示意图；图5是图4气体分析仪的工作时间流程图；图6是本发明优选实施例的采用双检通道同时测量元素汞和离子汞的气体分析仪的结构示意图之一；图7是本发明优选实施例的采用双检通道同时测量元素汞和离子汞的气体分析仪的结构示意图之二；图8是本发明优选实施例的采用分析装置的气体分析仪的结构示意图；图9是本发明优选实施例的分析装置的检测信号示意图。

如图1所示，本实施例的采样流量控制装置1，包括样气进流通道101、载气进流通道102、流量控制单元103以及至少两个用于控制通路连通状态的流体控制单元；样气进流通道101和载气进流通道102分别通过至少一个流体控制单元连通至流量控制单元103的输入端，样气进流通道101的输出端和流量控制单元103的输出端分别连通至至少一个流体控制单元，以形成流量控制单元103可选择校准样气流量或控制载气流量的气流通路。本发明的采样流量控制装置1对没有腐蚀性的载气进行流量控制，以确保样气在富集解吸装置2内处于解吸状态时控制载气的流量，确保有足够的载气作为流动相运载被分析物；对具有腐蚀性的样气，不直接采用流量控制的方式，而是当富集解吸装置2处于空闲状态时，借助载气的流量控制单元103对样气流量进行流量校准，从而达到控制样气流量的目的。确保样气流量与载气流量均能够达到精准测量和/或控制的要求，同时采样流量控制装置1内的流量控制单元103与样气的接触少，降低了流量控制单元103被样气腐蚀的几率，提高了流量控制单元103的使用寿命。通过采样流量控制装置1对样气采样进行自动校准和校验，保证样气采样长期工作的稳定性和准确性；对采样流量控制装置1进行最大化的利用，节约了成本；保证整个气体分析仪性能的同时，极大地延长了采样流量控制装置1的流量控制单元103的使用寿命。

如图1所示，本实施例中，流体控制单元包括第一电磁阀104和第二电磁阀105。样气进流通道101和载气进流通道102分别通过第一电磁阀104连通至流量控制单元103，样气进流通道101和流量控制单元103分别通过第二电磁阀105连通至富集解吸装置2。样气进流通道101、第一电磁阀104、流量控制单元103和第二电磁阀105构成样气流量校准通路。载气进流通道102、第一电磁阀104、流量控制单元103和第二电磁阀105构成载气流量控制通路。

如图1所示，在需要进行富集检测的分析仪中，如气体分析仪，先由样气采样部分抽取样气进入富集解吸装置2中进行富集，富集完成后将载气通入富集解吸装置2将解吸出来的样品吹入分析单元302进行检测。采样流速和载气流速的准确性对分析结果会有较大的影响，所以一般情况下，载气端和采样端会配备高精度的流量控制单元103，但是高精度的流量控制单元103成本较高，而普通的流量控制单元103随着时间会有所漂移。本发明采用一个高精度的质量流量控制器(MFC)用于控制载气的流量，用该质量流量控制器在解吸空闲时切换到采样端对样气采样部分进行校准。

解吸时，载气通过第一电磁阀104经MFC控制流量由第二电磁阀105通过富集解吸装置2将富集解吸装置2内解吸的样品吹入分析单元302进行检测。

采样时，样气采样部分将样气通过第二电磁阀105抽入富集解吸装置2，样气中的待测样品被富集解吸装置2富集，当MFC处于空闲状态时，可对样气采样部分进行校准，将第一电磁阀104切换到样气端，第二电磁阀105连通MFC与富集解吸装置2，样气与第二电磁阀105通路关闭，载气与第一电磁阀104通路关闭。即样气通过第一电磁阀104进入MFC和第二电磁阀105后进入富集解吸装置2。MFC此时只作为标准流量计用于检测样气采样部分采集的样气流量，不用于样气流量控制，故MFC流量开关应设为最大或大于样气采样部分的流量。通过MFC读取的样气采样部分的样气流量对样气采样部分进行校准或校验。

本发明适用于双富集和单富集解吸系统，对于双富集解吸系统，由于采样和解吸存在同时进行的情况，MFC不能用于同时在采样和解吸之间轮流切换。

而单富集解吸系统中，可以用一个MFC来实现样气流量和载气流量的轮流控制，但是由于样气一般具有一定的腐蚀性，长期通过MFC会影响MFC的寿命。

所以，本发明采用一个MFC作为载气流量控制和对样气流量的校准。即保证了采样流量的长期准确性和稳定性，延长了MFC寿命，同时对MFC的最大利用也节约了成本。

图2和图3为另一种实现结构方式：

如图2所示，本实施例中，流体控制单元包括第三电磁阀106、第四电磁阀107和过滤器108。载气进流通道102通过第三电磁阀106连通至流量控制单元103，流量控制单元103通过第四电磁阀107连通至富集解吸装置2，载气进流通道102、第三电磁阀106、流量控制单元103和第四电磁阀107构成载气流量控制通路。样气进流通道101通过第四电磁阀107连通至富集解吸装置2，过滤器108设于富集解吸装置2连通至分析装置3的采样单元301的输出端上，采样单元301的输出端连通至第三电磁阀106，样气进流通道101、第四电磁阀107、富集解吸装置2、过滤器108、采样单元301、第三电磁阀106和流量控制单元103构成样气流量校准通路。

如图2和图3所示，本实施例中，流量控制单元103通过第五电磁阀109控制进行气体排空，样气进流通道101、第四电磁阀107、富集解吸装置2、过滤器108、采样单元301、第三电磁阀106、流量控制单元103和第五电磁阀109构成样气流量校准通路。

如图2和图3所示，本实施例中，采样单元301通过第六电磁阀110连通至第三电磁阀106，第六电磁阀110具有用于排空采样单元301输出的气体以消除通道内压力的排空通路1101。

本实施例一的气体分析仪，包括连通设置的用于解吸状态时控制载气流量或空闲状态时校准样气流量的采样流量控制装置1、用于对样气进行富集解吸的富集解吸装置2、用于元素和/或离子分析检测的分析装置3以及用于提供流体流动动力的流体动力装置；采样流量控制装置1为上述的采样流量控制装置。本发明的气体分析仪也可以采用类似原理应用于气体中其他元素的分析，即适用于其他的类似分析仪中使用。可选地，流体动力装置可以为抽吸装置、泵送装置、虹吸装置等。流体动力装置可以为采样流量控制装置1中采样部分的采样泵，或者分析装置3中的采样单元，或者采样流量控制装置1中的载气泵，或者采样流量控制装置1与分析装置3之间过程中的输送泵或抽吸泵等等。

本发明的气体分析仪，通过系统中本身存在的质量流量控制器对样气采样部分的采样泵进行定时校准，实现了精确采样。通过质量流量控制器对样气采样部分的自动校准和校验，保证样气采样部分长期工作的稳定性和准确性。对质量流量控制器的最大化利用，节约了成本。保证性能的同时，极大地延长了质量流量控制器的使用寿命。

如图4所示，本实施例中，富集解吸装置2包括至少两个并行设置用于同时富集和/或交错富集的富集解吸单元、用于控制样气单独和/或同时进入富集解吸单元的气路控制单元、以及与富集解吸单元可闭合连通的载气发生控制单元203。

如图4所示，本实施例中，富集解吸单元包括第一富集解吸单元202和第二富集解吸单元204，气路控制单元包括第一气路控制单元201和第二气路控制单元205；样气通过第一气路控制单元201分别进入第一富集解吸单元202和第二富集解吸单元204；或者样气通过第一气路控制单元201同时进入第一富集解吸单元202和第二富集解吸单元204。

如图4所示，本实施例中，富集解吸单元包括第一富集解吸单元202和第二富集解吸单元204，气路控制单元包括第一气路控制单元201和第二气路控制单元205。第一气路控制单元201的输入端与采样流量控制装置1的样气进流通道101连通，第一气路控制单元201的输出端分别连通至第一富集解吸单元202和第二富集解吸单元204。载气发生控制单元203的输入端连通至第一富集解吸单元202的输出端，载气发生控制单元203的输出端连通至第二富集解吸单元204的载气输入端，构成载气发生控制单元203的第一条通路。载气发生控制单元203的输入端连通至第二富集解吸单元204的输出端，载气发生控制单元203的输出端连通至第一富集解吸单元202的载气输入端，构成载气发生控制单元203的第二条通路。第一富集解吸单元202的输出端和第二富集解吸单元204的输出端分别通过第二气路控制单元205连通至分析装置3。第一条通路上的第一富集解吸单元202和第二富集解吸单元204与第二条通路上的第二富集解吸单元204和第一富集解吸单元202进行轮流解吸和重叠交错富集。

如图4所示，本实施例中，样气通过第一气路控制单元201可单独和/或同时进入第一富集解吸单元202和第二富集解吸单元204。第一富集解吸单元202和第二富集解吸单元204同时在富集时，样气同时通过富集解吸单元后，经第二气路控制单元205流出。第一富集解吸单元202和第二富集解吸单元204其中一个富集解吸单元处于富集的同时，另外一个富集解吸单元处于解吸状态，样气通过处于富集状态下的富集解吸单元后分成两路。其中，部分样气在载气发生控制单元203的控制下，作为载气进入处于解吸状态下的富集解吸单元，将样气中富集后的待检元素带出；另外一部分样气在第二气路控制单元205的控制下与从解吸状态下的气体汇合后流出。

如图4所示，本实施例中，载气发生控制单元203中还设置有可以过滤待测元素的过滤部件。

如图4所示，本实施例中，第一富集解吸单元202和第二富集解吸单元204通过第二气路控制单元205连通至分析装置3。

如图4所示，本实施例中，分析装置3包括采样单元301、分析单元302和流量分配单元303，分析单元302和流量分配单元303分别连通至第二气路控制单元205的输出端，分析单元302的输出端和流量分配单元303的输出端连通至采样单元301的输入端。

如图4所示，样气可分别或同时进入第一富集解吸单元202和第二富集解吸单元204中进行采样富集，然后由第二气路控制单元205根据情况由分析单元302和流量分配单元303流出。第一富集解吸单元202与第二富集解吸单元204轮流解吸，第一富集解吸单元202和第二富集解吸单元204重叠交错富集；即第一富集解吸单元202富集时，第二富集解吸单元204可以在富集状态，也可以在解吸状态。具体流程如下，第一富集解吸单元202和第二富集解吸单元204都在富集时，样气分两路同时通过第一富集解吸单元202和第二富集解吸单元204，由第二气路控制单元205进入流量分配单元303经过采样单元301流出。第一富集解吸单元202和第二富集解吸单元204分别对样品进行富集；其中一路(第一富集解吸单元202)在富集，另一路(第二富集解吸单元204)在解吸时，样气通过第一富集解吸单元202后分为两路，一路做通过载气发生控制单元203进行处理后作为载气进入第二富集解吸单元204并将第二富集解吸单元204中的样品吹入分析单元302检测，另一路进入流量分配单元303与分析单元302出来的气体汇合后由采样单元301流出。

载气发生控制单元203中的载气控制单元和/或外接入载气控制单元配有精确的流量控制部件，便于精准地控制从富集解吸单元的富集过程中分出来，作为载气的那部分气体的流量，以匹配进入解吸状态下的富集解吸单元的载气需求量，利用载气控制单元的流量控制部件对进入富集解吸单元作为载气的气体进行校准或校验，能够提高富集解吸单元内部解吸的稳定性和准确性，提升解吸的效率。

流量分配单元可单独控制第一富集解吸单元202和第二富集解吸单元204的采样流量，同时能够通过流量分配保证在一路富集，另一路解吸时，富集流量和解吸流量的准确稳定分配。

测试周期具有灵活性，优选地测试周期T为其中T1为富集周期，T2为解吸周期。

第一富集解吸单元202和第二富集解吸单元204的工作时间流程如图5所示。

本发明中，检测周期T与富集周期T1和解吸周期T2之间的关系为或T1和T2之间交替切换。解吸时的载气源由采样过程中的样气提供，解决了需要独立气源的局限性。本发明具有校准功能，能够保证长时间采样流量的准确性和稳定性。本发明的气体分析仪极大限度地缩短了检测周期，提高了数据更新的连续性。本发明的气体分析仪解决了解吸需要独立气源的问题，长期的运行过程中，不用担心气源的耗损问题。本发明的气体分析仪具有流量自动校准功能，满足长时间无人值守时采样流量的准确性和稳定性。

如图6所示，本实施例中，富集解吸装置2还包括第一富集解吸装置206、还原装置207和第二富集解吸装置208，第一富集解吸装置206的输出端连通至还原装置207的输入端，还原装置207的输出端连通至第二富集解吸装置208的输入端，第一富集解吸装置206的输出端和第二富集解吸装置208的输出端分别连通至分析装置3。

如图6所示，本实施例中，富集解吸装置2还包括第一富集解吸装置206、还原装置207和第二富集解吸装置208，采样流量控制装置1的样气进流通道101和载气进流通道102分别连通至第一气路切换装置209的输入端，第一气路切换装置209的输出端分别连通至第一富集解吸装置206和第二富集解吸装置208，第一富集解吸装置206通过第二气路切换装置210分别连通至还原装置207和分析装置3，还原装置207的输出端连通至第二富集解吸装置208的输入端，第二富集解吸装置208的输出端连通至分析装置3；第一气路切换装置209、第一富集解吸装置206、第二气路切换装置210和分析装置3构成样气的第一分析测量通路；第一气路切换装置209、第一富集解吸装置206、第二气路切换装置210、还原装置207、第二富集解吸装置208和分析装置3构成样气的第二分析测量通路。可选地，富集解吸装置2可用于汞分析仪，第一富集解吸装置206为第一元素汞富集解吸装置，还原装置207为离子汞还原装置，第二富集解吸装置208为第二元素汞富集解吸装置。

如图7所示，本实施例中，分析装置3具有至少两个分析单元302，至少两个分析单元302分别通过第三气路切换装置211控制分别与第二气路切换装置210的输出端和第二富集解吸装置208的输出端的连通。

如图6和图7所示，采样过程，样气通过第一富集解吸装置206对样气中的元素汞进行截留富集，剩下的离子汞通过第一富集解吸装置206进入还原装置207还原为元素汞，随后被第二富集解吸装置208截留富集。分析过程，载气通过第一富集解吸装置206将第一富集解吸装置206解吸出的元素汞吹入分析单元302进行检测，即测得样品中的元素汞含量；载气通过第二富集解吸装置208将第二富集解吸装置208解吸出的元素汞吹入分析单元302进行检测，即测得样品中的离子汞含量。

本发明采用两组富集解吸装置(即第一富集解吸装置206和第二富集解吸装置208)将烟气中的元素汞和离子汞进行分离富集，分别测得样气中的元素汞和离子汞的浓度。

主要解决了以下问题：

1.元素汞和离子汞单独测量，在获得离子汞浓度时，较由总汞减元素汞获得的离子汞浓度更为精确，引起的误差更小。

2.一路采样实现元素汞和离子汞的同时测量，相比两路采样所需流量更低，有利于延长预处理过程中耗材的寿命。

3.先富集再解吸测量有效地避开了二氧化硫等物质的干扰。

4.本发明采用双检测通道对元素汞和离子汞同时测量时，采用交替式测试降低了分析单元之间的差异性引起的测量偏差。

本发明的气体分析仪，元素汞和离子汞单独测量，在获得离子汞浓度时，较由总汞减元素汞获得的离子汞浓度更为精确，引起的误差更小。一路采样实现元素汞和离子汞的同时测量，相比两路采样所需流量更低，有利于延长预处理过程中耗材的寿命。先富集再解吸测量有效地避开了二氧化硫等物质的干扰。本发明采用双检测通道对元素汞和离子汞同时测量时，采用交替式测试降低了分析单元之间的差异性引起的测量偏差。

如图8所示，本实施例中，分析装置3包括至少两个用于分析检测的检测单元，至少两个检测单元依次串联，相邻检测单元之间设有用于延长载气将样品带入下一检测单元的时间以形成两个浓度数据的联通管305。本发明的分析装置3在相邻检测单元之间设有联通管305，联通管305起到延迟样气进入后一检测单元的作用。样气先通过前一检测单元得到测量信号，由于联通管305的延迟作用，样气还未通过后一检测单元，后一检测单元得到的背景信号作为参考信号；当样气通过后一检测单元得到测量信号时，前一检测单元内已无样气，前一检测得到的背景信号作为参考信号。样气一次通过可以得到两组测量信号和两组参考信号，从而得到两组浓度数据，极大地提高了数据的精确度，降低了检测噪声。

如图8所示，本实施例中，分析装置3包括两个检测单元，检测单元为测试管304。

如图8所示，载气将样品依次吹入相邻的两组测试管304，相邻两组测试管304彼此串联，连通两组测试管304之间的联通管305起到延时作用，得到如图9所示的检测信号。

当第一组测试管304出现吸收峰时候，第二组测试管304为参考值，当第二组测试管304出现吸收峰时，第一组测试管304为参考值。第一组测试管304和第二组测试管304互为测量信号和参考信号，每次测试结果可以得出两个浓度数据，对两个浓度数据进行处理可以很好地降低测量误差，提高测试精度。

本发明的气体分析仪，对双光路检测系统极大化的利用，对同一样品浓度进行多次测试，减小了测量误差，提高测量的准确度。结构简单，双检测管之间只需一根联通管305，用于延迟样气进入后一组检测管的时间。

本实施例二的气体分析仪，包括用于轮流解吸和重叠交错富集的富集解吸装置2。富集解吸装置2包括至少两个并行设置用于同时富集和/或交错富集的富集解吸单元、用于控制样气单独和/或同时进入富集解吸单元的气路控制单元、以及与富集解吸单元可闭合连通的载气发生控制单元203。可选地，可以采用实施例一中的采样流量控制装置1进行载气流量控制以及样气流量校准。载气流量控制可以对外接引入的载气进行流量控制，也可以对载气发生控制单元203输出的载气进行流量控制，也可以同时对上述两种载气汇集的气流进行流量控制。可选地，采用现有公知的流量控制方式控制样气流量和载气流量。可选地，采用流量计进行流量控制。

本实施例中，富集解吸单元包括第一富集解吸单元202和第二富集解吸单元204，气路控制单元包括第一气路控制单元201和第二气路控制单元205；样气通过第一气路控制单元201分别进入第一富集解吸单元202和第二富集解吸单元204；或者样气通过第一气路控制单元201同时进入第一富集解吸单元202和第二富集解吸单元204。

本实施例中，富集解吸装置2包括第一气路控制单元201、第一富集解吸单元202、载气发生控制单元203、第二富集解吸单元204和第二气路控制单元205；第一气路控制单元201的输入端与样气进流通道101连通，第一气路控制单元201的输出端分别连通至第一富集解吸单元202和第二富集解吸单元204；载气发生控制单元203的输入端连通至第一富集解吸单元202的输出端，载气发生控制单元203的输出端连通至第二富集解吸单元204的载气输入端，构成载气发生控制单元203的第一条通路；载气发生控制单元203的输入端连通至第二富集解吸单元204的输出端，载气发生控制单元203的输出端连通至第一富集解吸单元202的载气输入端，构成载气发生控制单元203的第二条通路；第一富集解吸单元202的输出端和第二富集解吸单元204的输出端分别通过第二气路控制单元205连通至分析装置3；第一条通路上的第一富集解吸单元202和第二富集解吸单元204与第二条通路上的第二富集解吸单元204和第一富集解吸单元202进行轮流解吸和重叠交错富集。

本实施例中，载气发生控制单元203中还设置有可以过滤待测元素的过滤部件。

本实施例中，第一富集解吸单元202和第二富集解吸单元204通过第二气路控制单元205连通至分析装置3。

本实施例中，分析装置3包括采样单元301、分析单元302和流量分配单元303，分析单元302和流量分配单元303分别连通至第二气路控制单元205的输出端，分析单元302的输出端和流量分配单元303的输出端连通至采样单元301的输入端。

本实施例三的气体分析仪，包括用于一路样气分别进行元素汞和离子汞的测量的富集解吸装置2，以实现一路样气对样气元素汞和样气离子汞分别进行单独测量，提高获得离子汞浓度值的精确性。富集解吸装置2还包括第一富集解吸装置206、还原装置207和第二富集解吸装置208，采样流量控制装置1的样气进流通道101和载气进流通道102分别连通至第一气路切换装置209的输入端，第一气路切换装置209的输出端分别连通至第一富集解吸装置206和第二富集解吸装置208，第一富集解吸装置206通过第二气路切换装置210分别连通至还原装置207和分析装置3，还原装置207的输出端连通至第二富集解吸装置208的输入端，第二富集解吸装置208的输出端连通至分析装置3；第一气路切换装置209、第一富集解吸装置206、第二气路切换装置210和分析装置3构成样气的第一分析测量通路；第一气路切换装置209、第一富集解吸装置206、第二气路切换装置210、还原装置207、第二富集解吸装置208和分析装置3构成样气的第二分析测量通路。可选地，可以采用实施例一中的采样流量控制装置1进行载气流量控制以及样气流量校准。可选地，采用现有公知的流量控制方式控制样气流量和载气流量。采用流量计进行流量控制。可选地，可以采用实施例二中的用于轮流解吸和重叠交错富集的富集解吸装置2，即第一富集解吸装置206可以包含有富集解吸装置2的第一气路控制单元201、第一富集解吸单元202、载气发生控制单元203、第二富集解吸单元204和第二气路控制单元205；和/或第二富集解吸装置208可以包含有富集解吸装置2的第一气路控制单元201、第一富集解吸单元202、载气发生控制单元203、第二富集解吸单元204和第二气路控制单元205。可选地，采用现有公知的富集解吸装置进行富集解吸。

本实施例中，采样流量控制装置1的样气进流通道101和载气进流通道102分别连通至第一气路切换装置209的输入端，第一气路切换装置209的输出端分别连通至第一富集解吸装置206和第二富集解吸装置208，第一富集解吸装置206通过第二气路切换装置210分别连通至还原装置207和分析装置3，还原装置207的输出端连通至第二富集解吸装置208的输入端，第二富集解吸装置208的输出端连通至分析装置3；第一气路切换装置209、第一富集解吸装置206、第二气路切换装置210和分析装置3构成样气的第一分析测量通路；第一气路切换装置209、第一富集解吸装置206、第二气路切换装置210、还原装置207、第二富集解吸装置208和分析装置3构成样气的第二分析测量通路。

本实施例中，分析装置3具有至少两个分析单元302，至少两个分析单元302分别通过第三气路切换装置211控制分别与第二气路切换装置210的输出端和第二富集解吸装置208的输出端的连通。

本实施例四的气体分析仪，包括用于对样气的同一样品浓度进行多次测试以减小测量误差和提高测量准确度的分析装置3。分析装置3包括至少两个用于分析检测的检测单元，至少两个检测单元依次串联，相邻检测单元之间设有用于延长载气将样品带入下一检测单元的时间以形成两个浓度数据的联通管305。可选地，可以组合实施例一、实施例二、实施例三中的至少一组方案。

本实施例中，分析装置3包括两个检测单元，检测单元为测试管304。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种采样流量控制装置，其特征在于，

包括样气进流通道(101)、载气进流通道(102)、流量控制单元(103)以及至少两个用于控制通路连通状态的流体控制单元；

所述样气进流通道(101)和所述载气进流通道(102)分别通过至少一个所述流体控制单元连通至所述流量控制单元(103)的输入端，所述样气进流通道(101)的输出端和所述流量控制单元(103)的输出端分别连通至至少一个所述流体控制单元，以形成所述流量控制单元(103)可选择校准样气流量或控制载气流量的气流通路。

2.根据权利要求1所述的采样流量控制装置，其特征在于，

所述流体控制单元包括第一电磁阀(104)和第二电磁阀(105)；

所述样气进流通道(101)和所述载气进流通道(102)分别通过所述第一电磁阀(104)连通至所述流量控制单元(103)，

所述样气进流通道(101)和所述流量控制单元(103)分别通过所述第二电磁阀(105)连通至富集解吸装置(2)；

所述样气进流通道(101)、所述第一电磁阀(104)、所述流量控制单元(103)和所述第二电磁阀(105)构成样气流量校准通路；

所述载气进流通道(102)、所述第一电磁阀(104)、所述流量控制单元(103)和所述第二电磁阀(105)构成载气流量控制通路。

3.根据权利要求1所述的采样流量控制装置，其特征在于，

所述流体控制单元包括第三电磁阀(106)、第四电磁阀(107)和过滤器(108)；

所述载气进流通道(102)通过所述第三电磁阀(106)连通至所述流量控制单元(103)，所述流量控制单元(103)通过所述第四电磁阀(107)连通至富集解吸装置(2)，所述载气进流通道(102)、所述第三电磁阀(106)、所述流量控制单元(103)和所述第四电磁阀(107)构成载气流量控制通路；

所述样气进流通道(101)通过所述第四电磁阀(107)连通至富集解吸装置(2)，所述过滤器(108)设于所述富集解吸装置(2)连通至分析装置(3)的采样单元(301)的输出端上，所述采样单元(301)的输出端连通至所述第三电磁阀(106)，所述样气进流通道(101)、所述第四电磁阀(107)、所述富集解吸装置(2)、所述过滤器(108)、所述采样单元(301)、所述第三电磁阀(106)和所述流量控制单元(103)构成样气流量校准通路。

4.根据权利要求3所述的采样流量控制装置，其特征在于，

所述流量控制单元(103)通过第五电磁阀(109)控制进行气体排空，

所述样气进流通道(101)、所述第四电磁阀(107)、所述富集解吸装置(2)、所述过滤器(108)、所述采样单元(301)、所述第三电磁阀(106)、所述流量控制单元(103)和所述第五电磁阀(109)构成样气流量校准通路。

5.根据权利要求4所述的采样流量控制装置，其特征在于，

所述采样单元(301)通过第六电磁阀(110)连通至所述第三电磁阀(106)，

所述第六电磁阀(110)具有用于排空所述采样单元(301)输出的气体以消除通道内压力的排空通路(1101)。

6.一种气体分析仪，其特征在于，

包括连通设置的用于解吸状态时控制载气流量或空闲状态时校准样气流量的采样流量控制装置(1)、用于对样气进行富集解吸的富集解吸装置(2)、用于元素和/或离子分析检测的分析装置(3)以及用于提供流体流动动力的流体动力装置；

所述采样流量控制装置(1)为权利要求1至5中任一项所述的采样流量控制装置。

7.根据权利要求6所述的气体分析仪，其特征在于，

所述富集解吸装置(2)包括至少两个并行设置用于同时富集和/或交错富集的富集解吸单元、用于控制样气单独和/或同时进入所述富集解吸单元的气路控制单元、以及与所述富集解吸单元可闭合连通的载气发生控制单元(203)。

8.根据权利要求7所述的气体分析仪，其特征在于，

所述富集解吸单元包括第一富集解吸单元(202)和第二富集解吸单元(204)，所述气路控制单元包括第一气路控制单元(201)和第二气路控制单元(205)；

样气通过所述第一气路控制单元(201)分别进入所述第一富集解吸单元(202)和所述第二富集解吸单元(204)；或者

样气通过所述第一气路控制单元(201)同时进入所述第一富集解吸单元(202)和所述第二富集解吸单元(204)。

9.根据权利要求7所述的气体分析仪，其特征在于，

所述载气发生控制单元(203)中还设置有可以过滤待测元素的过滤部件。

10.根据权利要求6至9中任一项所述的气体分析仪，其特征在于，

所述富集解吸装置(2)还包括第一富集解吸装置(206)、还原装置(207)和第二富集解吸装置(208)，

所述采样流量控制装置(1)的样气进流通道(101)和载气进流通道(102)分别连通至第一气路切换装置(209)的输入端，

所述第一气路切换装置(209)的输出端分别连通至所述第一富集解吸装置(206)和所述第二富集解吸装置(208)，

所述第一富集解吸装置(206)通过第二气路切换装置(210)分别连通至所述还原装置(207)和所述分析装置(3)，

所述还原装置(207)的输出端连通至所述第二富集解吸装置(208)的输入端，所述第二富集解吸装置(208)的输出端连通至所述分析装置(3)；

所述第一气路切换装置(209)、所述第一富集解吸装置(206)、所述第二气路切换装置(210)和所述分析装置(3)构成样气的第一分析测量通路；

所述第一气路切换装置(209)、所述第一富集解吸装置(206)、所述第二气路切换装置(210)、所述还原装置(207)、所述第二富集解吸装置(208)和所述分析装置(3)构成样气的第二分析测量通路。