CN108801757B - 一种提高挥发性样品浓度的装置、方法及物质检测装置 - Google Patents

Abstract

一种提高挥发性样品浓度的装置和方法，该装置包括样品容器和存储腔体，样品容器由活塞密封，并通过第一气路管道相连到存储腔体，存储腔体由活塞密封，并通过第二气路管道相连到检测仪器，样品容器中的活塞从初始位置沿第一方向滑动时，样品容器内的容积增大，气压降低，使得样品容器内的样品中的挥发性物质挥发加剧，气体浓度增加，挥发物质通过第一气路管道从样品容器传输到存储腔体内，再通过活塞对挥发物质加压压缩，提高样品浓度，通过控制第一气路管道和第二气路管道的阀门的开闭，控制样品的挥发物质连续或非连续性地输送到检测仪器。本发明能以简单有效的方式提高样品中挥发性物质的气体浓度，无需复杂前处理，结构简单，效率高。

Description

一种提高挥发性样品浓度的装置、方法及物质检测装置

技术领域

本发明涉及质谱分析领域，具体是一种提高挥发性样品浓度的装置、方法及物质检测装置。

背景技术

质谱分析是一种快捷、高效的物质检测分析方法，广泛应用在食品与药品安全、空间科学探索、公共安全等领域。挥发性有机化合物如甲苯、苯甲醚、二甲苯等常溶解在液体内，或被固体吸收。如化工厂废物废液中挥发性有机物进样检测时，需要蒸馏等步骤气化再用分析仪器对其气体物质进行检测；土壤中挥发性有机物的进样检测则需要吹扫捕集等方法收集挥发性有机物处理过程复杂繁琐，耗时久。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的不足，提供一种提高挥发性样品浓度的装置、方法及具有该装置的物质检测装置。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种提高挥发性样品浓度的装置，包括样品容器、存储腔体、设置在所述样品容器中的活塞、设置在所述存储腔体中的活塞、与所述样品容器相连的第一气路管道、与所述存储腔体相连的第二气路管道，所述样品容器由其活塞密封，并通过所述第一气路管道相连到所述存储腔体，所述存储腔体由其活塞密封，并通过所述第二气路管道相连到检测仪器，所述样品容器中的活塞从初始位置沿第一方向滑动时，所述样品容器内的容积增大，气压降低，使得所述样品容器内的样品中的挥发性物质挥发加剧，所述样品容器内的气体中的挥发物质的浓度增加，挥发物质通过第一气路管道从样品容器传输到所述存储腔体内，再通过所述存储腔体内的活塞对所述挥发物质加压压缩，提高样品浓度，所以第一气路管道上设置有阀门，所述第二气路管道上设置有阀门，通过控制阀门的开闭控制样品的挥发物质连续或非连续性地输送到所述检测仪器。

进一步地：

所述活塞处于初始位置时将所述样品容器内的样品容置空间与所述气路管道密封隔离，所述活塞沿第一方向滑动到第二位置时将所述样品容器内的样品容置空间与所述第一气路管道连通，再传输到所述存储腔体内。

还包括用于对所述样品容器内的样品进行加热的加热装置。

所述加热装置位于所述样品容器的底部或所述样品容器的壁部。

所述样品为固态样品或液态样品。

所述存储腔体与真空泵连接，使所述存储腔体内气压为真空或预定的低气压状态，当气压达到真空状态或预定的低气压状态时真空泵停止工作。

所述检测仪器为质谱仪。

一种用于样品中挥发性有机化合物检测的方法，采用所述的装置，其中初始状态下样品装载于所述样品容器内，两个阀门为常闭状态，所述活塞从初始位置沿第一方向滑动时，所述样品容器内的容积增大，气压降低，样品中的挥发性物质挥发加剧，使得所述样品容器内的样品中的挥发性物质挥发加剧，同时打开所以第一气路管道上的阀门使气体到达所述存储腔体，关闭所以第一气路管道上的阀门后，再压缩存储腔体体积使气体压强增大，挥发性样品浓度增加。

一种物质检测装置，包括所述的提高挥发性样品浓度的装置以及与所述第二气路管道相连的检测仪器。

所述检测仪器为质谱仪。

本发明具有如下有益效果：

本发明的提高挥发性样品浓度的装置通过活塞的移动增大样品容器的容置腔体积，减小腔体气压，利用挥发性物质如挥发性有机化合物在低气压环境下挥发扩散加剧的特性，实现样品中挥发性物质的气化，与其他物质分离，气化的挥发性有机化合物再通过气体管道到达存储腔体后进行加压，进一步增加浓度，然后输出。采用本发明提供的装置，无需对样品中待检测的挥发性物质进行专门的气化等复杂繁琐步骤再对其气体物质进行检测，减少了空气中非检测物质对信号的干扰，可方便快捷地提高样品中挥发性有机化合物的浓度，且设备的成本较低。

采用本发明的装置和方法，可以以简单而又有效的方式提高检测样品中挥发性物质的气体浓度，无需复杂前处理，装置结构简单，处理效率高。

附图说明

图1为本发明的提高挥发性样品浓度的装置一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下对本发明的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

参阅图1，在一种实施例中，一种提高挥发性样品浓度的装置，包括样品容器1、设置在所述样品容器1中的活塞3、存储腔体7，设置在所述存储腔体7中的活塞6，与所述样品容器1相连的气路管道4，与所述存储腔体7相连的气路管道9、所述样品容器1由所述活塞3密封，并通过所述气路管道4相连到存储腔体7，所述存储腔体7由所述活塞6密封，并通过所述气路管道9相连到检测仪器(图中未示出)。所述活塞3从初始位置沿第一方向滑动时(图1中为向上滑动)，所述样品容器1内的容积增大，气压降低，使得所述样品容器1内的样品中的挥发性物质挥发加剧，所述样品容器1内的气体中的挥发物质的浓度增加并传输到所述存储腔体7内。挥发性物质可以是挥发性有机化合物。所述气路管道4上设置有阀门5，通过控制所述阀门5的开闭控制样品的挥发物质连续或非连续性地输送到所述存储腔体7。所述气路管道9上设置有阀门10，通过控制所述阀门10的开闭控制样品的挥发物质连续或非连续性地输送到所述检测仪。较佳的，所述阀门5和阀门10为常闭状态，当阀门5打开时，样品容器1内样品气体通过阀门5输出到所述存储腔体7中，当阀门10打开时，存储腔体7内样品气体通过阀门10输出。

在优选的实施例中，所述存储腔体7和所述真空泵8相连，当所述存储腔体7内气压达到预定的低气压或真空时，所述真空泵8停止工作。通过真空泵使存储腔体气压低于样品容器气压，当第一气路管道上阀门打开时，样品容器内气体可以利用压差进入存储腔体内。

在优选实施例中，所述活塞3处于初始位置时将所述样品容器1内的样品容置空间与所述气路管道4密封隔离，所述活塞3沿第一方向滑动到第二位置时将所述样品容器1内的样品容置空间与所述气路管道4连通。

在优选实施例中，还包括用于对所述样品容器1内的样品进行加热的加热装置2。

在具体的优选实施例中，所述加热装置2可以位于所述样品容器1的底部或所述样品容器1的壁部。

在不同的实施例中，所述样品可以为固态样品或液态样品。

在优选实施例中，所述检测仪器为质谱仪。

参阅图1，在另一种实施例中，一种提高挥发性样品浓度的方法，使用所述的提高挥发性样品浓度的装置，其中初始状态下样品装载于所述样品容器1内，所述活塞3从初始位置沿第一方向滑动时，所述样品容器1内的容积增大，气压降低，样品中的挥发性物质挥发加剧，使得所述样品容器1内的样品中的挥发性物质挥发加剧，所述样品容器1内的气体中的挥发物质的浓度增加，挥发物质通过气路管道从样品容器1传输到存储腔体7内，再通过存储腔体7内的活塞对所述挥发物质加压压缩，提高样品浓度。

参阅图1，在又一种实施例中，一种物质检测装置，包括前述任一实施例的提高挥发性样品浓度的装置以及与所述装置的所述气路管道9相连的检测仪器(图中未示出)。

在具体的实施例中，所述检测仪器可以为质谱仪。

参阅图1，在一个具体实施例中，一种用于提高样品中挥发性有机化合物浓度的装置，该装置包括样品容器1、存储腔体7、活塞3、气路管道4、气路管道9、阀门5、阀门10、加热装置2，所述样品容器1为密封容器，通过所述气路管道9相连检测仪器(如质谱仪等)，所述气路管道4不接触所述样品容器中的样品，初始状态腔体体积为样品体积，避免空气中非检测物质对检测物质的影响。所述活塞3可沿样品腔体壁滑动，如图1所示，所述活塞3向上滑动时，所述样品腔体1内气压降低，在气体饱和蒸气压一定情况下使样品中挥发性物质(如挥发性有机物质)挥发加剧，即所述样品腔体内气体中挥发性物质浓度增加。同时，加热装置2的加热，也使所述样品腔体内气体中挥发性有机物质浓度增加，挥发物质通过气路管道从样品容器1传输到存储腔体7内，再通过存储腔体7内的活塞对所述挥发物质加压压缩，提高样品浓度。本发明的装置和方法，可以提高样品中挥发性物质的气体浓度，无需复杂前处理，装置的结构简单，成本低，处理效率高。

采用本发明提供的装置，无需对样品中待检测的挥发性物质进行专门的气化等复杂繁琐步骤再对其气体物质进行检测，减少空气中非检测物质对信号的干扰，活塞增大样品容器的腔体容积时减小腔体气压，利用挥发性物质如挥发性有机物在低气压环境下挥发扩散加剧的特性，实现样品中挥发性物质的气化，与其他物质分离，气化的挥发性物质再通过气体管道4和阀门5后输出到存储腔体7，然后再对存储腔体7内气体加压提高浓度。本发明的装置可方便快捷地提高样品中挥发性物质的浓度，处理效率高，且设备制作成本较低。

以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。在本说明书的描述中，参考术语“一种实施例”、“一些实施例”、“优选实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。尽管已经详细描述了本发明的实施例及其优点，但应当理解，在不脱离由所附权利要求限定的实施例精神和范围的情况下，可以在本文中进行各种改变、替换和变更。此外，本发明的范围不旨在限于说明书中所述的过程、机器、制造、物质组成、手段、方法和步骤的特定实施例。本领域普通技术人员将容易理解，可以利用执行与本文所述相应实施例基本相同功能或获得与本文所述实施例基本相同结果的目前存在的或稍后要开发的上述披露、过程、机器、制造、物质组成、手段、方法或步骤,这些过程、机器、制造、物质组成、手段、方法或步骤包含在本发明的范围内。

Claims (9)

1.一种提高挥发性样品浓度的装置，其特征在于,包括样品容器、存储腔体、设置在所述样品容器中的活塞、设置在所述存储腔体中的活塞、与所述样品容器相连的第一气路管道、与所述存储腔体相连的第二气路管道，所述样品容器由其活塞密封，并通过所述第一气路管道相连到所述存储腔体，所述存储腔体由其活塞密封，并通过所述第二气路管道相连到检测仪器，所述样品容器中的活塞从初始位置沿第一方向滑动时，所述样品容器内的容积增大，气压降低，使得所述样品容器内的样品中的挥发性物质挥发加剧，所述样品容器内的气体中的挥发物质的浓度增加，挥发物质通过第一气路管道从样品容器传输到所述存储腔体内，再通过所述存储腔体内的活塞对所述挥发物质加压压缩，提高样品浓度，所述第一气路管道上设置有阀门，所述第二气路管道上设置有阀门，通过控制阀门的开闭控制样品的挥发物质连续或非连续性地输送到所述检测仪器,其中所述存储腔体与真空泵连接，使所述存储腔体内气压为真空或预定的低气压状态，当气压达到真空状态或预定的低气压状态时真空泵停止工作，其中通过所述真空泵使所述存储腔体气压低于样品容器气压，当所述第一气路管道上阀门打开时，所述样品容器内气体利用压差进入所述存储腔体内。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于,所述活塞处于初始位置时将所述样品容器内的样品容置空间与所述气路管道密封隔离，所述活塞沿第一方向滑动到第二位置时将所述样品容器内的样品容置空间与所述第一气路管道连通，再传输到所述存储腔体内。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于,还包括用于对所述样品容器内的样品进行加热的加热装置。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于,所述加热装置位于所述样品容器的底部或所述样品容器的壁部。

5.如权利要求1至2任一项所述的装置，其特征在于,所述样品为固态样品或液态样品。

6.如权利要求1至2任一项所述的装置，其特征在于,所述检测仪器为质谱仪。

7.一种用于样品中挥发性有机化合物检测的方法，其特征在于,采用如权利要求1至6任一项所述的装置，其中初始状态下样品装载于所述样品容器内，两个阀门为常闭状态，所述活塞从初始位置沿第一方向滑动时，所述样品容器内的容积增大，气压降低，样品中的挥发性物质挥发加剧，使得所述样品容器内的样品中的挥发性物质挥发加剧，同时打开所以第一气路管道上的阀门使气体到达所述存储腔体，关闭所以第一气路管道上的阀门后，再压缩存储腔体体积使气体压强增大，挥发性样品浓度增加。

8.一种物质检测装置，其特征在于,包括如权利要求1至6任一项所述的提高挥发性样品浓度的装置以及与所述第二气路管道相连的检测仪器。

9.如权利要求8所述的物质检测装置，其特征在于,所述检测仪器为质谱仪。

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