CN108732303A - 一种快速广谱的挥发性气体检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种快速广谱的挥发性气体检测系统，包括进样装置、检测仪器、数据收集与传输系统以及操作系统，进样装置通过检测仪器与数据收集与传输系统相连，操作系统分别与进样装置、检测仪器、数据收集与传输系统相连；检测仪器包括气相色谱质谱联用仪、质子转移反应质谱仪、电子鼻，气相色谱质谱联用仪、质子转移反应质谱仪、电子鼻分别与数据收集与传输系统相连；进样装置进行进样，进样完成后，样品进入检测仪器内分析，分析完成后的结果会通过数据收集与传输系统传输至操作系统，操作系统不仅可以控制和设置进样装置，还可以操控检测仪器，可以分别对检测仪器的结果进行比对和处理，最终可以将检测仪器的结果整合为一个结果。
Description
技术领域
本发明涉及一种快速广谱的挥发性气体检测系统，属于气体检测系统领域。
背景技术
在环境检测领域中，可以说VOCs的检测方法已基本成熟，主要是利用GC/MS进行定性和定量分析。但是该方法在取样、运输与储存过程中容易造成样品损失以及各成分间的交叉污染，导致检测结果产生偏差。电子轰击电离有时会形成多种离子碎片，质谱复杂、分析难度大，尤其是离线分析具有明显的滞后性，难以满足实时、自动、连续监测的需要。质子转移反应质谱技术出现十多年来，在环境监测方面得到了一定的应用，在快速测量痕量VOCs方面有着成功的应用和广阔的前景。但PTR-MS也存在着问题和局限性，PTR-MS质谱扫描只能通过核质比来区分离子，因此较难区分有机分子的同分异构体。利用电子鼻进行检测时，一般只是针对具有特殊气味的对象进行检测，检测对象间的气味差异性、气味成分组成、气味浓度都与检测结果的可辨识性密切相关。如果待测样品为多种组分，其气味成分较为复杂，对检测结果会有一定的影响，可能会造成检测结果无法区分或变化规律性不明显。每种检测分析仪器都各有各自的优点和缺点，如果能将仪器组合充分发挥各自的优势抵消彼此的缺点，将得到更为准确的结果。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的不足，提供了一种快速广谱的挥发性气体检测系统，以解决现有技术中存在的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种快速广谱的挥发性气体检测系统，包括进样装置、检测仪器、数据收集与传输系统以及操作系统，所述进样装置通过检测仪器与数据收集与传输系统相连，所述操作系统分别与进样装置、检测仪器、数据收集与传输系统相连；所述检测仪器包括气相色谱质谱联用仪、质子转移反应质谱仪、电子鼻，所述气相色谱质谱联用仪、质子转移反应质谱仪、电子鼻分别与数据收集与传输系统相连。
作为本发明的一种改进，所述进样装置包括气体进样管道、第一电磁阀以及进样单元，所述气体进样管道与第一电磁阀相连，所述第一电磁阀与三个并联的进样单元相连。
作为本发明的一种改进，所述进样单元包括第一进样单元、第二进样单元以及第三进样单元。
作为本发明的一种改进，所述第一进样单元包括串联相连的第二电磁阀以及第一定量环；所述第一定量环出口端一端连接第八电磁阀，另一端连接第五电磁阀、第六电磁阀、第七电磁阀组成的串联通道，所述第八电磁阀与气相色谱质谱联用仪相连。
作为本发明的一种改进，所述第二进样单元包括串联相连的第三电磁阀以及第二定量环；所述第二定量环出口端一端连接第九电磁阀，另一端连接第六电磁阀、第七电磁阀组成的串联通道，所述第九电磁阀与质子转移反应质谱仪相连。
作为本发明的一种改进，所述第三进样单元包括串联相连的第四电磁阀以及第三定量环；所述第三定量环出口端一端连接第十电磁阀，另一端连接第七电磁阀，所述第十电磁阀与电子鼻相连。
由于采用了以上技术，本发明较现有技术相比，具有的有益效果如下：
本发明提供了一种快速广谱的挥发性气体检测系统，进样装置进行进样，进样完成后，样品进入检测仪器内分析，分析完成后的结果会通过数据收集与传输系统传输至操作系统，在操作系统的操作界面，通过一系列软件，不仅可以控制和设置进样装置，还可以操控检测仪器，可以分别对检测仪器的结果进行比对和处理，最终可以将检测仪器的结果整合为一个结果，而这个最终结果会更全面、可靠和准确。气相色谱质谱联用仪、质子转移反应质谱仪、电子鼻也可以根据具体情况选择单个或组合使用，并无限制。
附图说明
图1是本发明一种快速广谱的挥发性气体检测系统的整体结构示意图；
图2是进样装置的结构示意图；
图3是进样装置在取样状态下的示意图；
图4是进样装置在进样状态下的示意图；
图中：1、进样装置，2、检测仪器，3、数据收集与传输系统，4、操作系统，5、气相色谱质谱联用仪，6、质子转移反应质谱仪，7、电子鼻，101、第一电磁阀，102、第二电磁阀，103、第三电磁阀，104、第四电磁阀，105、第五电磁阀，106、第六电磁阀，107、第七电磁阀，108、第八电磁阀，109、第九电磁阀，110、第十电磁阀，111、第一定量环，112、第二定量环，113、第三定量环。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明。
一种快速广谱的挥发性气体检测系统，包括进样装置1、检测仪器2、数据收集与传输系统3以及操作系统4，所述进样装置1通过检测仪器2与数据收集与传输系统3相连，所述操作系统4分别与进样装置1、检测仪器2、数据收集与传输系统3相连。
所述检测仪器2包括气相色谱质谱联用仪5、质子转移反应质谱仪6、电子鼻7，所述气相色谱质谱联用仪5、质子转移反应质谱仪6、电子鼻7分别与数据收集与传输系统3相连。
所述进样装置1包括气体进样管道、第一电磁阀101以及进样单元，所述气体进样管道与第一电磁阀101相连，所述第一电磁阀101与三个并联的进样单元相连。
所述进样单元包括第一进样单元、第二进样单元以及第三进样单元。
所述第一进样单元包括串联相连的第二电磁阀102以及第一定量环111；所述第一定量环111出口端一端连接第八电磁阀108，另一端连接第五电磁阀105、第六电磁阀106、第七电磁阀107组成的串联通道，所述第八电磁阀108与气相色谱质谱联用仪5相连；所述第二进样单元包括串联相连的第三电磁阀103以及第二定量环112；所述第二定量环112出口端一端连接第九电磁阀109，另一端连接第六电磁阀106、第七电磁阀107组成的串联通道，所述第九电磁阀109与质子转移反应质谱仪6相连；所述第三进样单元包括串联相连的第四电磁阀104以及第三定量环113；所述第三定量环113出口端一端连接第十电磁阀110，另一端连接第七电磁阀107，所述第十电磁阀110与电子鼻7相连。
第一电磁阀101为两位三通电磁阀，第二电磁阀102、第三电磁阀103、第四电磁阀104、第五电磁阀105、第六电磁阀106、第七电磁阀107、第八电磁阀108、第九电磁阀109、第十电磁阀110为两位两通电磁阀。
第一电磁阀101、第二电磁阀102、第三电磁阀103、第四电磁阀104、第五电磁阀105、第六电磁阀106、第七电磁阀107、第八电磁阀108、第九电磁阀109、第十电磁阀110与控制器连接。
第一电磁阀101、第二电磁阀102、第三电磁阀103、第四电磁阀104、第五电磁阀105、第六电磁阀106、第七电磁阀107、第八电磁阀108、第九电磁阀109、第十电磁阀110为微型电磁阀。
本发明中的进样装置1设有三个进样单元，每个进样单元均具有采样、进样功能，三个进样单元之间相互独立，互不干扰，可以实现同一样品同时分别进入三种不同检测仪器2进行分析。进样装置1设有第一电磁阀101、第二电磁阀102、第三电磁阀103、第四电磁阀104、第五电磁阀105、第六电磁阀106、第七电磁阀107、第八电磁阀108、第九电磁阀109、第十电磁阀110，每个电磁阀均与控制器连接，操作系统4可通过控制器控制各电磁阀的开关选择样品与载气的进入，以及选择使用单个或组合检测仪器2，并实现自动进样。本发明结合了不同检测仪器2的优点，弥补了各自的缺陷，既能快速的对气体样品进行实时检测分析，又能保证最终结果的准确度与精度。
本装置载气与样品共用一个管路，所述管路前端为单一接口，可选择性的连接样品或载气。
本发明，具体使用过程如下：
（1）当一种快速广谱的挥发性气体检测系统处于采样状态时，如图3所示，第一电磁阀101的前端与样品连接，第一电磁阀101、第二电磁阀102、第三电磁阀103、第四电磁阀104、第五电磁阀105、第六电磁阀106、第七电磁阀107打开，样品顺着管路存储在第一定量环111、第二定量环112、第三定量环113内，采样完成后，第一电磁阀101、第五电磁阀105、第六电磁阀106、第七电磁阀107关闭。
第五电磁阀105依次通过第六电磁阀106、第七电磁阀107与出气口相连
（2）当一种快速广谱的挥发性气体检测系统处于进样状态时，如图4，第一电磁阀101前端连接载气，第一电磁阀101、第二电磁阀102、第三电磁阀103、第四电磁阀104、第八电磁阀108、第九电磁阀109、第十电磁阀110处于打开状态，载气会顺着管路携带存储在第一定量环111、第二定量环112、第三定量环113内的样品进入到检测仪器2内进行分析。
第一进样单元内的载气携带样品进入至气相色谱质谱联用仪5内进行分析；第二进样单元内的载气携带样品进入至质子转移反应质谱仪6内进行分析；第三进样单元内的载气携带样品进入至电子鼻7内进行分析。
以上所有电磁阀都连接着控制器，通过控制各个电磁阀的开关，可实现自动进样。进样完成后，样品进入检测仪器2内分析，分析完成后的结果会通过数据收集与传输系统3传输至操作系统4，在操作系统4的操作界面，通过一系列软件，不仅可以控制和设置进样装置1，还可以操控检测仪器2，可以分别对检测仪器2的结果进行比对和处理，最终可以将检测仪器2的结果整合为一个结果，而这个最终结果会更全面、可靠和准确。检测仪器2中的气相色谱质谱联用仪5、质子转移反应质谱仪6、电子鼻7也可以根据具体情况选择单个或组合使用，并无限制。
上述实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围，即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种快速广谱的挥发性气体检测系统，其特征在于：包括进样装置、检测仪器、数据收集与传输系统以及操作系统，所述进样装置通过检测仪器与数据收集与传输系统相连，所述操作系统分别与进样装置、检测仪器、数据收集与传输系统相连；所述检测仪器包括气相色谱质谱联用仪、质子转移反应质谱仪、电子鼻，所述气相色谱质谱联用仪、质子转移反应质谱仪、电子鼻分别与数据收集与传输系统相连。
2.根据权利要求1所述的一种快速广谱的挥发性气体检测系统，其特征在于：所述进样装置包括气体进样管道、第一电磁阀以及进样单元，所述气体进样管道与第一电磁阀相连，所述第一电磁阀与三个并联的进样单元相连。
3.根据权利要求2所述的一种快速广谱的挥发性气体检测系统，其特征在于：所述进样单元包括第一进样单元、第二进样单元以及第三进样单元。
4.根据权利要求3所述的一种快速广谱的挥发性气体检测系统，其特征在于：所述第一进样单元包括串联相连的第二电磁阀以及第一定量环；所述第一定量环出口端一端连接第八电磁阀，另一端连接第五电磁阀、第六电磁阀、第七电磁阀组成的串联通道，所述第八电磁阀与气相色谱质谱联用仪相连。
5.根据权利要求3所述的一种快速广谱的挥发性气体检测系统，其特征在于：所述第二进样单元包括串联相连的第三电磁阀以及第二定量环；所述第二定量环出口端一端连接第九电磁阀，另一端连接第六电磁阀、第七电磁阀组成的串联通道，所述第九电磁阀与质子转移反应质谱仪相连。
6.根据权利要求3所述的一种快速广谱的挥发性气体检测系统，其特征在于：所述第三进样单元包括串联相连的第四电磁阀以及第三定量环；所述第三定量环出口端一端连接第十电磁阀，另一端连接第七电磁阀，所述第十电磁阀与电子鼻相连。
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