CN110333127A - 一种气相半挥发性有机物在线测量系统、方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种气相半挥发性有机物在线测量系统，所述系统包括过滤头、电磁三通阀、富集‑热脱附装置、二位六通阀、质量流量控制器、气泵、气相色谱、一次捕集阱、二次聚焦阱、供气和压力控制系统，所述过滤头的入口连接设置采样对象，该过滤头的出口通过钝化不锈钢管与电磁三通阀的B口相连接设置，所述电磁三通阀的C口通过钝化不锈钢管与一次捕集阱的入口相连接设置，所述电磁三通阀的A口通过钝化不锈钢管与供气及气路压力控制系统相连接设置。本系统气路简单，可对气相SVOCs实现在线富集测量，避免了传统间接计算方法的误差，结构紧凑，装置小型化，操作简单，在长期运行中可实现对有机物的精准测量，结果可靠。

Description

一种气相半挥发性有机物在线测量系统、方法和应用
技术领域
本发明属于环境监测技术领域，尤其是一种气相半挥发性有机物在线测量系统、方法和应用。
背景技术
近年来，以颗粒物和臭氧为代表的二次污染受到了各界的广泛关注，特别是细颗粒污染，其对气候变化，大气化学反应过程和人体健康都具有重大的影响。除了传统理论上的挥发性物质(Volatile Organic Compounds，VOCs)外，半挥发性质有机物(Semi-OrganicCompounds,SVOCs)是另一种重要的前体物，特别是对大气二次有机气溶胶(SecondaryOrganic Aerosol，SOA)的生成贡献更大。大气中的SVOCs可以以凝结、气粒分配等均相非均相作用形成二次有机气溶胶，从而形成较多的细颗粒物，影响空气质量。实现对大气气相半挥发性有机物的在线准确监测是研究大气有机物污染特征和化学机理的基础，特别是对大气SOA等二次污染的生成机制的补充具有重要意义。
目前国内外对气相SVOCs研究的较少。大部分是利用PUF或XAD-2对气相SVOCs进行离线采样，再通过热解吸或溶剂洗脱、衍生化方法浓缩后通入GCMS中进行分析，美国环保局EPA环境空气标准TO-13即是使用大容量PUF吸附和索氏提取从而实现对大气中21种半挥发性有机物多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons PAHs)进行离线富集采样，再用GCMS进行检测。针对具体监测仪器而言，国内外目前还没有针对气相SVOCs在线测量的商品化仪器，仅能对半挥发性有机物的总量和颗粒相浓度进行测量，并通过总量与颗粒态含量差减计算得到气态含量，例如二位气相色谱、半挥发性有机物测量系统(SV-TAG)等，然而间接对气相SVOC的测量会造成较大的误差。根据气相半挥发性有机物的理化特性，采用直接在线测量技术，使用特定多孔有机吸附剂二级热解析法即可实现对C12-C24跨度范围内的气相半挥发性有机物进行富集前处理，并配合GCFID对其进行检测。本发明对大气气相SVOCs在线测量实现了创新改进，为大气气相半挥发性有机物来源及转化研究提供测量技术的支撑。
由于大气气相SVOCs沸点较高，在大气中浓度极低，物种复杂，且粘性大极易损失等特点，尚未形成针对气相半挥发性有机物在线监测的方法与装置。
鉴于气相SVOCs特殊的理化特征，需对其富集装置进行相应的设计。大气气相SVOCs在环境中的浓度极低(ppq级别)，采用特定吸附剂进行捕集时，单一捕集的采样体积有限导致富集倍数太低，无法满足后续GCFID的检出限；SVOCs沸点高、粘性大、可在气相和颗粒相间相互转化等特征，采集下来的大气样品中的SVOCs很容易在管路中损失，可造成系统的灵敏度降低；采用吸附剂温度控制的方法对其进行富集时，对温度的精准控制是对有机物定量测量的关键技术，如何在保证样品的富集效率和回收率的同时尽量减少前处理装置的体积与能耗仍是亟待解决的问题。
通过检索，尚未发现与本发明专利申请相关的专利公开文献。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种气相半挥发性有机物在线测量系统、方法和应用。该系统气路简单，可对气相SVOCs实现在线富集测量，可直接对大气环境条件下低浓度的半挥发性有机物进行在线测量，避免了传统间接计算方法的误差。该系统时间分辨率为23-53min，结构紧凑，装置小型化，操作简单，结果可靠，可实现对大气气相半挥发性有机物的在线精准测量。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种气相半挥发性有机物在线测量系统，所述系统包括过滤头、电磁三通阀、富集-热脱附装置、二位六通阀、质量流量控制器、气泵、气相色谱、一次捕集阱、二次聚焦阱、供气和压力控制系统，所述电磁三通阀包括A口、B口和C口，所述过滤头的入口连接设置采样对象，该过滤头的出口通过钝化不锈钢管与电磁三通阀的B口相连接设置，所述电磁三通阀的C口通过钝化不锈钢管与一次捕集阱的入口相连接设置，所述电磁三通阀的A口通过钝化不锈钢管与供气及气路压力控制系统相连接设置；
所述二位六通阀包括A接口、B接口、C接口、D接口、E接口和F接口，所述一次捕集阱的出口通过钝化1/8不锈钢管与二位六通阀的E接口相连接设置，二位六通阀的F接口经由钝化1/8不锈钢管与二次聚焦阱的入口相连接设置，二位六通阀的C接口与二次聚焦阱的出口相连接设置，二位六通阀的D接口与质量流量控制器的入口相连接设置，二位六通阀的A接口与供气及压力控制系统相连接设置，二位六通阀的B接口与气相色谱的毛细管柱相连接设置；所述质量流量控制器的出口与气泵的入口相连接设置，该气泵的出口与大气相连接设置；
所述富集-热脱附装置与一次捕集阱、二次聚焦阱相连接设置，且富集-热脱附装置能够为一次捕集阱、二次聚焦阱提供恒定富集低温和恒定解吸高温；
所述供气和压力控制系统能够提供纯度不低于99.999％的氮气、氦气、氢气、压缩空气，并能够控制其气路压力。
而且，所述过滤头的材质为高纯聚四氟乙烯；
或者，所述一次捕集阱与二次聚焦阱的内部填充设置吸附剂；所述一次捕集阱柱的直径大于二次聚焦阱的直径；
或者，所述一次捕集阱和二次聚焦阱均选用316不锈钢管；
或者，所述气相色谱能够使用氦气、氢气和压缩空气，所述系统的管路内能够使用氦气/氮气作为载气；
或者，所述恒定低温富集为恒定-23℃低温富集，所述恒定高温热解吸为恒定310-325℃高温热解吸。
而且，所述一次捕集阱至气相色谱入口的整个系统管路均紧密缠绕设置有加热丝，该加热丝能够为一次捕集阱至气相色谱入口的整个系统管路设置恒定280℃的温度，所述二位六通阀的接头处设置了伴热装置。
而且，所述富集-热脱附装置包括两个组合温度模块和气动驱动装置，所述一次捕集阱、二次聚焦阱均与两个组合温度模块活动可拆卸相连接设置，两个组合温度模块沿纵向相对设置，每个组合温度模块沿竖直方向设置，所述两个组合温度模块能够对大气中气相半挥发性有机物进行低温吸附富集并随后进行高温热脱附操作；所述气动驱动装置与两个组合温度模块、一次捕集阱、二次聚焦阱分别相连接设置，且该气动驱动装置能够带动两个组合温度模块沿纵向作相向或相反运动，当两个组合温度模块作相向运动并接触设置时，能够紧密夹紧设置一次捕集阱、二次聚焦阱，当两个组合温度模块作相反运动并分离设置时，能够释放一次捕集阱、二次聚焦阱，该气动驱动装置也能够带动一次捕集阱、二次聚焦阱沿竖直方向向上或向下运动。
而且，所述组合温度模块包括相连接设置的高温模块和低温模块，所述高温模块包括热块铝外壳、铜介质、隔热棉、不锈钢螺丝、加热棒和温度传感器，所述热块铝外壳沿水平方向设置且呈纵向一侧面开口的中空状，该热块铝外壳的中空内部间隔设置铜介质，该铜介质与热块铝外壳之间紧密设置隔热棉，该铜介质通过耐高温的不锈钢螺丝与热块铝外壳相连接设置；
开口侧的热块铝外壳、铜介质、隔热棉的中部位置处沿水平方向相连接设置一半圆柱形的上部捕集阱放置半槽，该上部捕集阱放置半槽下方的热块铝外壳、铜介质、隔热棉上间隔平行设置上部二次聚焦阱放置半槽，所述上部捕集阱放置半槽内能够紧密卡合设置一半体积的一次捕集阱，所述上部二次聚焦阱放置半槽内能够紧密卡合设置一半体积的二次聚焦阱；
所述热块铝外壳、铜介质的水平一侧间隔制出两对盲孔，每对热块铝外壳、铜介质上的盲孔相对应设置，该两对盲孔内分别能够紧密设置加热棒、温度传感器，该加热棒能够提供需要的高温温度，该温度传感器能够检测铜介质的温度；
所述低温模块包括冷块铝外壳、铜介质、隔热棉、塑料螺丝、制冷片和温度传感器，所述冷块铝外壳沿水平方向设置且呈纵向一侧面开口的中空状，该冷块铝外壳的中空内部间隔设置铜介质，开口端相对另一侧的铜介质上通过导热硅脂层与制冷片的冷端紧密设置，该制冷片外的冷块铝外壳呈中空状态，该制冷片的热端能够通过另一导热硅脂层与超频铜管散热器相连接设置；所述铜介质与冷块铝外壳之间紧密设置隔热棉，该铜介质通过塑料螺丝与冷块铝外壳相连接设置；
开口侧的冷块铝外壳、铜介质、隔热棉的中部位置处沿水平方向相连接设置一半圆柱形的下部捕集阱放置半槽，下部捕集阱放置半槽下方的冷块铝外壳、铜介质、隔热棉上间隔平行设置下部二次聚焦阱放置半槽，所述下部捕集阱放置半槽内能够紧密卡合设置一半体积的一次捕集阱，所述下部二次聚焦阱放置半槽内能够紧密卡合设置一半体积的二次聚焦阱；所述冷块铝外壳、铜介质的水平一侧间隔制出一对盲孔，冷块铝外壳、铜介质上的盲孔相对应设置，该盲孔内分别能够紧密设置温度传感器，该温度传感器能够检测铜介质的温度，铜介质外侧紧贴一制冷片，该制冷片能够提供所需的低温温度；同一侧的高温模块和低温模块沿竖直方向平行间隔设置，且通过塑料连接柱相连接设置在一起；
相对设置的两个组合温度模块的两个上部捕集阱放置半槽、两个下部捕集阱放置半槽均能够分别相对贴合在一起，且能够贴合设置在一起的两个上部捕集阱放置半槽、两个下部捕集阱放置半槽内均能够紧密卡合设置一次捕集阱；相对设置的两个组合温度模块的两个上部二次聚焦阱放置半槽、下部二次聚焦阱放置半槽均能够分别相对贴合在一起，且能够贴合设置在一起的两个上部二次聚焦阱放置半槽、下部二次聚焦阱放置半槽内均能够紧密卡合设置二次聚焦阱。
而且，所述气动驱动装置包括手指平台气缸、笔形气缸、多个二位五通阀和PU气动高压管，所述手指平台气缸通过不锈钢螺丝与每个组合温度模块的底部相连接设置，该手指平台气缸的进气口与出气口分别与一个二位五通阀的工作口相连接设置，该二位五通阀的进气口与供气和压力控制系统相连接设置，该二位五通阀的两个排气口与消音器相连接设置，该手指平台气缸能够通过二位五通阀、供气和压力控制系统的驱动带动两个温度模块沿纵向作相向或相反运动；
所述一次捕集阱、二次聚焦阱的水平两端均分别与一笔形气缸相连接设置，使得一对笔形气缸共同驱动一次捕集阱、二次聚焦阱的移动，该笔形气缸通过一Z形不锈钢卡环和一矩形不锈钢模块与一次捕集阱、二次聚焦阱相连接设置，该矩形不锈钢模块能够可拆卸卡合设置一次捕集阱、二次聚焦阱，该矩形不锈钢模块通过不锈钢螺丝与Z形不锈钢卡环相连接设置；所述Z形不锈钢卡环与笔形气缸通过六角不锈钢螺丝相连接设置；
所述笔形气缸的进气口和出气口分别与另一个二位五通阀的第一工作口和第二工作口通过PU气动高压管相连接设置，二位五通阀的进气口与供气和压力控制系统相连接设置，二位五通阀的两个排气口与消音器相连接设置；所述笔形气缸能够通过二位五通阀、供气和压力控制系统的驱动带动一次捕集阱、二次聚焦阱沿竖直方向来回运动；
或者，所述装置还包括隔热垫片，所述塑料连接柱与高温模块、低温模块的连接处均设置有隔热垫片，最大程度减少窜温现象；
或者，所述矩形不锈钢模块包括两个矩形不锈钢分模块、不锈钢螺丝和螺孔，所述两个矩形不锈钢分模块沿水平方向平行设置，且沿竖直方向相对设置，该两个矩形不锈钢分模块相对侧的中部位置制出两个上、下相对设置的半圆孔，当两个矩形不锈钢分模块紧密贴合设置时，该两个上、下相对设置的半圆孔内能够紧密卡合设置一次捕集阱、二次聚焦阱，便可将一次捕集阱、二次聚焦阱进行固定，且该两个矩形不锈钢分模块的水平外端沿水平方向对称设置有螺孔，该螺孔沿竖直方向设置，所述不锈钢螺丝能够螺纹啮合安装于螺孔内。
而且，所述在线测量系统还包括一可编程逻辑控制器和温度变送器，该可编程逻辑控制器与电磁三通阀、二位六通阀、气相色谱、质量流量控制器、气泵、富集-热脱附装置和温度变送器分别进行电气连接，且能够同时控制各个部件的开启关闭并监控各个系统参数；所述温度变送器与富集-热脱附装置相连接设置，该温度变送器与可编程逻辑控制器相连接设置，即能够实现对富集-热脱附装置的恒定高温和恒定低温的控制与监控，温度控制精度为±0.1℃。
如上所述的气相半挥发性有机物在线测量系统在气相半挥发性有机物的测量方面中的应用。
利用如上所述的气相半挥发性有机物在线测量系统的在线测量方法，步骤为：
而且，具体步骤为：
⑴老化模式：为了清除管路中可能残存的待测物质或杂质，载气经过供气及压力控制系统后对电磁三通阀至质量流量控制器之间的管路及部件进行老化吹扫，此时，一次捕集阱和二次聚焦阱均处于富集-热脱附装置的高温热解吸处；
⑵采样模式：驱动一次捕集阱和二次聚焦阱处于富集-热脱附装置的低温富集处，通过气泵的抽吸作用，大气样品依次经过过滤头、电磁三通阀、一次捕集阱、二次聚焦阱、二位六通阀、质量流量控制器后经由气泵排出，此时，大气中目标有机物被一次聚焦阱富集；
⑶吹扫模式：保持一次捕集阱和二次聚焦阱仍处于富集-热脱附装置的低温富集处，在此模式下，载气经过供气及压力控制系统和电磁三通阀后，对一次捕集阱及其之后的管路和部件进行吹扫，以除去其中残留的氧气等多余干扰性气体；
⑷聚焦模式：在此模式下，通过驱动使得一次捕集阱移至富集-热脱附装置的高温热解吸处，二次聚焦阱仍处于富集-热脱附装置的低温富集处，并将载气经由供气及压力控制系统和电磁三通阀后，对一次捕集阱中烘托出来的待测物进行吹扫转移至处于低温富集处的二次聚焦阱处，对有机物进行二次捕集；
⑸进样模式：通过驱动使得二次聚焦阱移至移至富集-热脱附装置的高温热解吸处，载气经由供气及压力控制系统、电磁三通阀和一次捕集阱后，将高温装置处的二次聚焦阱释放出来的待测物质带入气相色谱中，并对其进行分离和测量，至此完成一次采样和分析循环；
⑹如需继续检测，如此循环即可。
本发明取得的优点和积极效果是：
1、本发明系统气路简单，可对气相SVOCs实现在线富集，实现对大气环境条件下低浓度的半挥发性有机物进行在线监测，时间分辨率为23-53min，避免了传统间接计算方法的误差，结构紧凑，装置小型化，操作简单，结果可靠，可实现对气相半挥发性有机物的在线精准测量。本发明系统以特定吸附剂热解吸为基础，该系统能够实现对C12-C24跨度范围内气相半挥发性有机物的精准在线监测。
2、本发明系统采用了二次聚焦阱对低浓度半挥发性有机物实现再捕集和再解吸，多次聚焦可以降低系统检出限，提高分析检测的灵敏度。
3、鉴于半挥发性有机物在环境大气中浓度极低，单次富集难以满足后续检测器的检出限，本发明系统根据气相半挥发性有机物的理化特征，在管路和各个部件均进行了钝化处理并设置了全程系统伴热装置，最大限度减少了待测半挥发性有机物在管路中的损失。
4、本发明方法实现了方法的创新，可实现对超低浓度大气气相半挥发性有机物的在线测量，填补了相关技术空白。
5、本发明系统只采用了电磁三通阀(一个)和二位六通阀，最大程度地简化了气路结构，缩短了样品输送路径，减小了死体积，将样品在采样和分析过程中的损失降低到最低，提高了仪器测量的准确度。
附图说明
图1为本发明系统的结构连接示意图；
图2为图1中富集-热脱附装置的结构连接半剖示意图(省略气动驱动装置)；
图3为图2中两个组合温度模块的结构连接左视局部剖视示意图；
图4为图1中富集-热脱附装置的气动驱动装置的部分结构连接示意图；
图5为本发明系统的富集-热脱附装置的一种制作工艺流程实物示意图；
图6为本发明中使用本系统的半挥发性有机物在线监测结果示意图。
具体实施方式
下面结合通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
本发明未具体详细描述的结构，均可以理解为本领域的常规结构。
一种气相半挥发性有机物在线测量系统，如图1所示，所述系统包括过滤头41、电磁三通阀42、富集-热脱附装置50、二位六通阀43、质量流量控制器46、气泵47、气相色谱44、一次捕集阱45、二次聚焦阱51、供气和压力控制系统49，所述电磁三通阀包括A口、B口和C口，所述过滤头的入口连接设置采样对象(如大气)，该过滤头的出口通过钝化不锈钢管与电磁三通阀的B口相连接设置，所述电磁三通阀的C口通过钝化不锈钢管与一次捕集阱的入口相连接设置，所述电磁三通阀的A口通过钝化不锈钢管与供气及气路压力控制系统相连接设置；
所述二位六通阀包括A接口、B接口、C接口、D接口、E接口和F接口，所述一次捕集阱的出口通过钝化1/8不锈钢管与二位六通阀的E接口相连接设置，二位六通阀的F接口经由钝化1/8不锈钢管与二次聚焦阱的入口相连接设置，二位六通阀的C接口与二次聚焦阱的出口相连接设置，二位六通阀的D接口与质量流量控制器的入口相连接设置，二位六通阀的A接口与供气及压力控制系统相连接设置，二位六通阀的B接口与气相色谱的毛细管柱相连接设置，气相色谱可以为商业化仪器，其所用色谱柱及系统运行参数均根据相关文献进行修正；所述质量流量控制器的出口与气泵的入口相连接设置，该气泵的出口与大气相连接设置；
所述富集-热脱附装置与一次捕集阱、二次聚焦阱相连接设置，且富集-热脱附装置能够为一次捕集阱、二次聚焦阱提供恒定富集低温和恒定解吸高温，以实现对有机物的精准采集；
所述供气和压力控制系统能够提供纯度不低于99.999％的氮气、氦气、氢气、压缩空气，并能够控制其气路压力。
在本实施例中，所述过滤头的材质为高纯聚四氟乙烯，该种过滤头中安装有高纯聚四氟乙烯过滤膜，可将细颗粒物进行滤除，以实现对气相SVOCs单独采集；
或者，所述一次捕集阱与二次聚焦阱的内部填充设置吸附剂，以实现对C12-C24范围内有机物的有效捕集，较优地，所述吸附剂为Tenax GR，适用于环境分析中痕量高沸点有机物的捕获和富集；鉴于一次捕集阱是从大气样品中富集目标有机物，所需采集的空气流量较大，而二次聚焦阱则是对一次捕集阱富集下来的物质进行再捕集，所以一次捕集阱柱的直径大于二次聚焦阱的直径，相应的填充的吸附剂也较多；
或者，所述一次捕集阱和二次聚焦阱均选用机械性能和热电性能较好的316不锈钢管(GC级)，不会对待测组分造成影响，在使用前进行钝化处理，管路材质均选用Restek公司钝化1/8不锈钢管，减少高碳有机物在管路中的黏附损失；
或者，所述气相色谱能够使用氦气、氢气和压缩空气，所述系统的管路内能够使用氦气/氮气作为载气。
在本实施例中，为最大限度减少捕集后的高碳有机物在装置中由于温度不均匀和黏附所造成的损失，所述一次捕集阱至气相色谱入口的整个系统管路均紧密缠绕设置有加热丝(较优地，所述加热丝为0.77mm的加热丝)，该加热丝(伴热系统)能够为一次捕集阱至气相色谱入口的整个系统管路设置恒定280℃的温度，以实现对一次捕集阱至气相色谱入口的整个系统管路的伴热，所述二位六通阀的接头处设置了伴热装置(图中未示出)，防止因局部低温造成的有机物损失。
在本实施例中，如图2、图3和图4所示，所述富集-热脱附装置包括两个组合温度模块和气动驱动装置，所述一次捕集阱、二次聚焦阱均与两个组合温度模块活动可拆卸相连接设置，两个组合温度模块沿纵向相对设置，每个组合温度模块沿竖直方向设置，所述两个组合温度模块能够对大气中气相半挥发性有机物进行低温吸附富集并随后进行高温热脱附操作；所述气动驱动装置与两个组合温度模块、一次捕集阱、二次聚焦阱分别相连接设置，且该气动驱动装置能够带动两个组合温度模块沿纵向作相向或相反运动，当两个组合温度模块作相向运动并接触设置时，能够紧密夹紧设置一次捕集阱、二次聚焦阱，当两个组合温度模块作相反运动并分离设置时，能够释放一次捕集阱、二次聚焦阱，该气动驱动装置也能够带动一次捕集阱、二次聚焦阱沿竖直方向向上或向下运动。
本系统的富集-热脱附装置包括两个组合温度模块和气动驱动装置，两个组合温度模块能够对大气中气相半挥发性有机物进行低温吸附富集并随后进行高温热脱附操作，气动驱动装置能够带动两个组合温度模块沿纵向作相向或相反运动，该气动驱动装置能够带动一次捕集阱、二次聚焦阱均沿竖直方向向上或向下运动，该装置结构紧凑小型化，能够有针对性地对大气中气相半挥发性有机物进行低温吸附收集并随后进行高温热脱附，可用于气相有机物的在线采样及预处理。
在本实施例中，所述组合温度模块包括相连接设置的高温模块27和低温模块28，所述高温模块包括热块铝外壳1、铜介质2、隔热棉3、不锈钢螺丝4、加热棒6和温度传感器7，所述热块铝外壳沿水平方向设置且呈纵向一侧面开口的中空状，该热块铝外壳的中空内部间隔设置铜介质，该铜介质与热块铝外壳之间紧密设置隔热棉，填充隔热棉，以减少热量散失，该铜介质通过耐高温的不锈钢螺丝与热块铝外壳相连接设置；
开口侧的热块铝外壳、铜介质、隔热棉的中部位置处沿水平方向相连接设置一半圆柱形的上部捕集阱放置半槽33，该上部捕集阱放置半槽下方的热块铝外壳、铜介质、隔热棉上间隔平行设置上部二次聚焦阱放置半槽34，所述上部捕集阱放置半槽内能够紧密卡合设置一半体积的一次捕集阱，所述上部二次聚焦阱放置半槽内能够紧密卡合设置一半体积的二次聚焦阱；
所述热块铝外壳、铜介质的水平一侧间隔制出两对盲孔，每对热块铝外壳、铜介质上的盲孔相对应设置，该两对盲孔内分别能够紧密设置加热棒、温度传感器，该加热棒能够提供需要的高温温度，该温度传感器能够检测铜介质的温度；
所述低温模块包括冷块铝外壳15、铜介质、隔热棉、塑料螺丝10、制冷片12和温度传感器，所述冷块铝外壳沿水平方向设置且呈纵向一侧面开口的中空状，该冷块铝外壳的中空内部间隔设置铜介质，为实现均匀制冷及较低低温，开口端相对另一侧的铜介质上通过导热硅脂层与制冷片的冷端紧密设置，该制冷片外的冷块铝外壳呈中空状态，该制冷片的热端能够通过另一导热硅脂层与超频铜管散热器相连接设置(图中未示出)；所述铜介质与冷块铝外壳之间紧密设置隔热棉，填充隔热棉，以减少窜温，该铜介质通过导热性能较差的塑料螺丝与冷块铝外壳相连接设置；
开口侧的冷块铝外壳、铜介质、隔热棉的中部位置处沿水平方向相连接设置一半圆柱形的下部捕集阱放置半槽35，下部捕集阱放置半槽下方的冷块铝外壳、铜介质、隔热棉上间隔平行设置下部二次聚焦阱放置半槽37，所述下部捕集阱放置半槽内能够紧密卡合设置一半体积的一次捕集阱，所述下部二次聚焦阱放置半槽内能够紧密卡合设置一半体积的二次聚焦阱；所述冷块铝外壳、铜介质的水平一侧间隔制出一对盲孔，冷块铝外壳、铜介质上的盲孔相对应设置，该盲孔内分别能够紧密设置温度传感器，该温度传感器能够检测铜介质的温度，铜介质外侧紧贴一制冷片，该制冷片能够提供所需的低温温度；同一侧的高温模块和低温模块沿竖直方向平行间隔设置，且通过塑料连接柱9(较优地，所述塑料连接柱为M 3*8mm的四氟直通接头)相连接设置在一起；
相对设置的两个组合温度模块的两个上部捕集阱放置半槽、两个下部捕集阱放置半槽均能够分别相对贴合在一起，且能够贴合设置在一起的两个上部捕集阱放置半槽、两个下部捕集阱放置半槽内均能够紧密卡合设置一次捕集阱；相对设置的两个组合温度模块的两个上部二次聚焦阱放置半槽、下部二次聚焦阱放置半槽均能够分别相对贴合在一起，且能够贴合设置在一起的两个上部二次聚焦阱放置半槽、下部二次聚焦阱放置半槽内均能够紧密卡合设置二次聚焦阱。
在本实施例中，所述气动驱动装置包括手指平台气缸13、笔形气缸14、多个二位五通阀29和PU气动高压管26，所述手指平台气缸通过不锈钢螺丝(较优地，为M3*6的不锈钢螺丝螺丝)与每个组合温度模块的底部相连接设置，该手指平台气缸的进气口与出气口分别与一个二位五通阀的工作口相连接设置，该二位五通阀的进气口与供气和压力控制系统相连接设置，该二位五通阀的两个排气口与消音器(图中未示出)相连接设置，该手指平台气缸能够通过二位五通阀、供气和压力控制系统的驱动带动两个温度模块沿纵向作相向或相反运动，进而控制两个温度模块整体的张开与闭合，以实现后续高/低温温度模块共同张开与闭合的动作；
为使一次捕集阱、二次聚焦阱均上下平衡移动，所述一次捕集阱、二次聚焦阱的水平两端均分别与一笔形气缸相连接设置，使得一对笔形气缸共同驱动一次捕集阱、二次聚焦阱的移动，该笔形气缸通过一Z形不锈钢卡环21和一矩形不锈钢模块25与一次捕集阱、二次聚焦阱相连接设置，该矩形不锈钢模块能够可拆卸卡合设置一次捕集阱、二次聚焦阱，该矩形不锈钢模块通过不锈钢螺丝23与Z形不锈钢卡环相连接设置；所述Z形不锈钢卡环与笔形气缸通过六角不锈钢螺丝22相连接设置，使得笔形气缸和一次捕集阱、二次聚焦阱间接连接设置；
所述笔形气缸的进气口19和出气口20分别与另一个二位五通阀的第一工作口17和第二工作口18通过PU气动高压管相连接设置，二位五通阀的进气口24与供气和压力控制系统相连接设置，二位五通阀的两个排气口与消音器16相连接设置；所述笔形气缸能够通过二位五通阀、供气和压力控制系统的驱动带动一次捕集阱、二次聚焦阱沿竖直方向来回运动；具体地，所述笔形气缸通过对二位五通阀的不同工作状态的切换从而驱动一次捕集阱、二次聚焦阱的上升与下降的动作。
本发明系统的富集-热脱附装置的一种制作工艺流程图可以如图5所示，具体地相关步骤解释如下：
本发明系统的富集-热脱附装置的高低温模块均采用比热容较小的黄铜介质和导热系数较小的铝外壳，中间填充隔热棉以减少散热。为实现高/低温模块之间的平衡与小型化，将一加热模块放置在上方，一制冷模块放置在下方形成组合温度模块，其中热块和冷块间用导热性能较差的塑料连接柱及隔热垫连接，最大程度减少窜温现象，即所述的温度模块为一对相对的组合温度模块。所述的一次捕集阱、二次聚焦阱根据尺寸大小放置在开孔的铜块处(上部捕集阱放置半槽、下部捕集阱放置半槽、上部二次聚焦阱放置半槽、下部二次聚焦阱放置半槽内)，当相应的温度模块相闭合后即可抱紧一次捕集阱、二次聚焦阱，以实现温度的快速传热。在高温模块侧端开孔以放置加热棒和温度传感器，以实现其温度的快速传热与温度检测；为尽可能降低富集温度提高浓缩倍数，采用双制冷片用于制冷，并利用导热硅脂将其紧贴在铜块的外侧，在冷铜块侧端开孔放置温度传感器以对温度进行准确检测。将高低温组合模块放置在手指平台气缸处，并通过二位五通阀和供气和压力控制系统实现对温度模块之间的张开与闭合的控制；为实现一次捕集阱、二次聚焦阱在高低温模块之间的快速切换，采用笔形气缸实现捕集阱在高温模块与低温模块之间的上升下降。本发明设置了多个快接接头，通过各个快接的调节能够使同一气源与气缸之间形成不同的通路，因此通过同一气源既能够驱动手指平台气缸的张开闭合，也可驱使一次捕集阱、二次聚焦阱的上升与下降。利用二位五通阀来控制气路的通断，使得气缸驱动一次捕集阱、二次聚焦阱可在高低温模块间上下移动，实现一次捕集阱、二次聚焦阱在高、低温模块之间的快速切换，从而实现对气相有机物的低温吸附和高温热解吸，实现对有机物的定量测定。本发明装置结构紧凑小型化，能够有针对性地对大气中气相半挥发性有机物进行低温吸附收集并随后进行高温热脱附，可用于气相有机物的在线采样及预处理。
为使一次捕集阱、二次聚焦阱在高温模块和低温模块间上下移动，将一对笔形气缸通过一Z形不锈钢卡环与一次捕集阱、二次聚焦阱间接相连，Z形不锈钢卡环一头和笔形气缸拉臂接头处由一六角螺丝固定，另一头和一次捕集阱、二次聚焦阱通过矩形不锈钢模块由螺钉固定，矩形不锈钢模块中间根据一次捕集阱、二次聚焦阱尺寸挖半圆柱，这样便可将一次捕集阱、二次聚焦阱进行固定。
当本装置应用于C12-C24高碳有机物收集和热脱附单元时，一次富集采样量有限无法满足后续检测仪器的检出限要求，所以需要在一次捕集阱富集后加一个二次聚焦阱，以提高对有机物的浓缩倍数，满足检测要求。为避免管路中出现有机物活性位点影响有机物分析，所述一次捕集阱及二次聚焦阱均均进行钝化处理，且一次捕集阱和二次聚焦阱填充相应的吸附剂。
在本实施例中，所述装置还包括隔热垫片8，所述塑料连接柱与高温模块、低温模块的连接处均设置有隔热垫片，最大程度减少窜温现象。较优地，所述隔热垫片为5mm*10mm*1mm的塑料垫片；
或者，所述矩形不锈钢模块包括两个矩形不锈钢分模块30、不锈钢螺丝和螺孔31，所述两个矩形不锈钢分模块沿水平方向平行设置，且沿竖直方向相对设置，该两个矩形不锈钢分模块相对侧的中部位置制出两个上、下相对设置的半圆孔，当两个矩形不锈钢分模块紧密贴合设置时，该两个上、下相对设置的半圆孔内能够紧密卡合设置一次捕集阱、二次聚焦阱，便可将一次捕集阱、二次聚焦阱进行固定，且该两个矩形不锈钢分模块的水平外端沿水平方向对称设置有螺孔，该螺孔沿竖直方向设置，所述不锈钢螺丝能够螺纹啮合安装于螺孔内。
在本实施例中，所述在线测量系统还包括一可编程逻辑控制器48和温度变送器(图中未示出)，该可编程逻辑控制器与电磁三通阀、二位六通阀、气相色谱、质量流量控制器、气泵、富集-热脱附装置和温度变送器分别进行电气连接，且能够同时控制各个部件的开启关闭并监控各个系统参数，如温度参数、流量参数等；所述温度变送器与富集-热脱附装置的温度传感器(PT100)相连接设置，该温度变送器与可编程逻辑控制器相连接设置，即能够实现对富集-热脱附装置的恒定高温和恒定低温的控制与监控，温度控制精度为±0.1℃。
在本实施例中，所述在线测量系统的一个完整的测量循环模式为老化模式、采样模式、吹扫模式、聚焦模式和进样模式。供气及气路压力控制系统可以提供纯度不低于99.999％的氮气、氦气、氢气和压缩空气，并可控制其气路压力。气相色谱使用氦气、氢气和压缩空气，整个系统装置可以使用氦气作为载气也可以使用氮气作为载气。
上述气相半挥发性有机物在线测量系统使用步骤为：系统老化、采样、吹扫、聚焦和进样，可实现对气相半挥发性有机物进行富集及在线测量。
具体步骤为：
⑴老化模式：为了清除管路中可能残存的待测物质或杂质，载气经过供气及压力控制系统后对电磁三通阀至质量流量控制器之间的管路及部件进行老化吹扫，此时，一次捕集阱和二次聚焦阱均处于富集-热脱附装置的高温热解吸处；
⑵采样模式：驱动一次捕集阱和二次聚焦阱处于富集-热脱附装置的低温富集处，通过气泵的抽吸作用，大气样品依次经过过滤头、电磁三通阀、一次捕集阱、二次聚焦阱、二位六通阀、质量流量控制器后经由气泵排出，此时，大气中目标有机物被一次聚焦阱富集；
⑶吹扫模式：保持一次捕集阱和二次聚焦阱仍处于富集-热脱附装置的低温富集处，在此模式下，载气经过供气及压力控制系统和电磁三通阀后，对一次捕集阱及其之后的管路和部件进行吹扫，以除去其中残留的氧气等多余干扰性气体；
⑷聚焦模式：在此模式下，通过驱动使得一次捕集阱移至富集-热脱附装置的高温热解吸处，二次聚焦阱仍处于富集-热脱附装置的低温富集处，并将载气经由供气及压力控制系统和电磁三通阀后，对一次捕集阱中烘托出来的待测物进行吹扫转移至处于低温富集处的二次聚焦阱处，对有机物进行二次捕集；
⑸进样模式：驱动二次聚焦阱移至移至富集-热脱附装置的高温热解吸处，载气经由供气及压力控制系统、电磁三通阀和一次捕集阱后，将高温装置处的二次聚焦阱释放出来的待测物质带入气相色谱中，并对其进行分离和测量，至此完成一次采样和分析循环；
⑹如需继续检测，如此循环即可。
较优地，可以通过计算机交互控制系统对整个系统和部件进行时间序列控制，五种模式可以进行自动循环运行。
更具体地，利用上述气相半挥发性有机物在线测量系统的在线测量方法，步骤为：
所述方法为一个完整的循环模式为老化模式、采样模式、吹扫模式、聚焦模式和进样模式。供气及气路压力控制系统可以提供纯度不低于99.999％的氮气、氦气、氢气和压缩空气，并可控制其气路压力。气相色谱使用氦气、氢气和压缩空气，整个系统装置可以使用氦气作为载气也可以使用氮气作为载气，下面以氮气为载气对整个系统装置的工作运行情况进行详细阐述说明。
即利用上述气相半挥发性有机物在线测量系统的在线测量方法，具体步骤为：
在老化模式下，电磁三通阀的A-C口相通，质量流量控制器和气泵均开启，二位六通阀的A-B接口相通、C-D接口相通、E-F接口相通，气相色谱正常运行；利用从供气及气路压力控制系统出来的氮气驱动手指平台气缸打开，使得高温模块、低温模块张开，接着，利用氮气驱动一次捕集阱的笔形气缸、该笔形气缸驱动一次捕集阱上移，再驱动二次聚焦阱的笔形气缸、该笔形气缸驱动二次聚焦阱上移，使得一次捕集阱和二次聚焦阱均处于310℃高温模块处；氮气经由供气及气路压力控制系统及电磁三通阀A-C接口，对整个采样管路及管件进行冲洗老化，最后由质量流量控制器和气泵排出，将系统装置中可能残留的物质带出，避免上次样品对这次样品造成的影响。
采样模式下，整个系统管路及管件老化冲洗结束后，电磁三通阀的B-C口相通，质量流量控制器和气泵均开启，二位六通阀的A-B接口相通、C-D接口相通、E-F接口相通，气相色谱正常运行；利用氮气驱动手指平台气缸打开高温模块、低温模块，接着，驱动笔形气缸将二次聚焦阱下移至低温模块处，再驱动笔形气缸将一次捕集阱下移至-23℃低温模块处；环境空气依次经过过滤头，电磁三通阀的B-C口，温度稳定在-23℃的一次捕集阱而被捕集，经由二位六通阀的E-F接口、二次聚焦阱、二位六通阀的C-D接口、质量流量控制器和气泵排入大气；同时，氮气经由供气及气路压力控制系统和二位六通阀的A-B接口进入气相色谱中，用于气相色谱的正常运行。
吹扫模式下，电磁三通阀的A-C口相通，质量流量控制器和气泵均开启，二位六通阀的A-B接口相通、C-D接口相通、E-F接口相通，气相色谱正常运行；保持一次捕集阱仍处于低温模块处，氮气经由供气及气路压力控制系统和电磁三通阀的A-C接口对一次捕集阱及其之后的管路、配件进行吹扫，最后通过气泵排出，避免管路及配件中的氧气、二氧化碳等组分对测量结果的干扰；同时，氮气经由供气及气路压力控制系统和二位六通阀的A-B口进入气相色谱中，用于气相色谱的正常运行。
在聚焦模式下，电磁三通阀的A-C口相通，质量流量控制器和气泵均开启，二位六通阀的A-B接口相通、C-D接口相通、E-F接口相通，气相色谱正常运行；利用氮气驱动手指平台气缸打开高温模块、低温模块，接着，驱动笔形气缸将一次捕集阱上移至310℃高温模块处，保持二次聚焦阱处于-10℃低温模块处，氮气经由供气及气路压力控制系统和电磁三通阀的A-C口后，将处于高温处的一次捕集阱的解吸出来的待测物质通过二位六通阀的E-F口带至处于低温状态下的二次聚焦阱处被低温吸附剂富集下来，氮气经由二位六通阀的C-D口、质量流量控制器和气泵排入大气。同时，氮气经由供气及气路压力控制系统和二位六通阀的A-B接口进入气相色谱中，用于气相色谱的正常运行。
在进样模式下，电磁三通阀的A-C口相通，质量流量控制器和气泵均关闭，切换二位六通阀使得A-F接口相通、B-C接口相通、E-D接口相通，气相色谱正常运行；利用氮气驱动手指平台气缸打开高温模块、低温模块，接着，驱动笔形气缸将二次聚焦阱上移至310℃高温模块处；氮气经由供气及气路压力控制系统和二位六通阀的A-F接口进入二次聚焦阱中，将其中的待测物质解吸出来，并通过二位六通阀的B-C接口进入气相色谱中，由气相色谱对待测物质进行分离与检测。气相色谱在测量结束后自动保存检测数据并继续运行，直至运行结束后准备下一次检测，解吸进样完成后，二位六通阀切换至原始位置，即A-B、C-D、E-F接口相通；一次捕集阱与二次聚焦阱仍处于高温模块处，准备进行下一次循环中的老化模式。
在系统运行周期中，通过对计算机交互控制系统的时间序列等控制，使得五种工作模式可以进行连续的自动切换，整个运行周期时间分辨率为23-53min，其中老化时间为5min，采样时间为10-40min，吹扫时间为0.5min，聚焦时间为6min，进样时间为1.5min。在整个工作循环中，二位六通阀3和整个系统管路均保持280℃高温不变，以防止高碳有机物在系统装置中温度不均匀的损失。
图6为利用本发明所述的气相半挥发性有机物在线测量系统装置得出的气相有机物组分监测结果示意图，横坐标为保留时间，纵坐标为火焰离子化检测器FID的信号强度。通过气相色谱的分离与FID检测，可定性与定量大气气相半挥发性有机物。
尽管为说明目的公开了本发明的实施例，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例所公开的内容。

Claims (9)

1.一种气相半挥发性有机物在线测量系统，其特征在于：所述系统包括过滤头、电磁三通阀、富集-热脱附装置、二位六通阀、质量流量控制器、气泵、气相色谱、一次捕集阱、二次聚焦阱、供气和压力控制系统，所述电磁三通阀包括A口、B口和C口，所述过滤头的入口连接设置采样对象，该过滤头的出口通过钝化不锈钢管与电磁三通阀的B口相连接设置，所述电磁三通阀的C口通过钝化不锈钢管与一次捕集阱的入口相连接设置，所述电磁三通阀的A口通过钝化不锈钢管与供气及气路压力控制系统相连接设置；
所述二位六通阀包括A接口、B接口、C接口、D接口、E接口和F接口，所述一次捕集阱的出口通过钝化1/8不锈钢管与二位六通阀的E接口相连接设置，二位六通阀的F接口经由钝化1/8不锈钢管与二次聚焦阱的入口相连接设置，二位六通阀的C接口与二次聚焦阱的出口相连接设置，二位六通阀的D接口与质量流量控制器的入口相连接设置，二位六通阀的A接口与供气及压力控制系统相连接设置，二位六通阀的B接口与气相色谱的毛细管柱相连接设置；所述质量流量控制器的出口与气泵的入口相连接设置，该气泵的出口与大气相连接设置；
所述富集-热脱附装置与一次捕集阱、二次聚焦阱相连接设置，且富集-热脱附装置能够为一次捕集阱、二次聚焦阱提供恒定低温富集和恒定高温热解吸；
所述供气和压力控制系统能够提供纯度不低于99.999％的氮气、氦气、氢气、压缩空气，并能够控制其气路压力。
2.根据权利要求1所述的气相半挥发性有机物在线测量系统，其特征在于：所述过滤头的材质为高纯聚四氟乙烯；
或者，所述一次捕集阱与二次聚焦阱的内部填充设置吸附剂；所述一次捕集阱柱的直径大于二次聚焦阱的直径；
或者，所述一次捕集阱和二次聚焦阱均选用316不锈钢管；
或者，所述气相色谱能够使用氦气、氢气和压缩空气，所述系统的管路内能够使用氦气/氮气作为载气；
或者，所述恒定低温富集为恒定-23℃低温富集，所述恒定高温热解吸为恒定310-325℃高温热解吸。
3.根据权利要求1所述的气相半挥发性有机物在线测量系统，其特征在于：所述一次捕集阱至气相色谱入口的整个系统管路均紧密缠绕设置有加热丝，该加热丝能够为一次捕集阱至气相色谱入口的整个系统管路设置恒定280℃的温度，所述二位六通阀的接头处设置了伴热装置。
4.根据权利要求1至3任一项所述的气相半挥发性有机物在线测量系统，其特征在于：所述富集-热脱附装置包括两个组合温度模块和气动驱动装置，所述一次捕集阱、二次聚焦阱均与两个组合温度模块活动可拆卸相连接设置，两个组合温度模块沿纵向相对设置，每个组合温度模块沿竖直方向设置，所述两个组合温度模块能够对大气中气相半挥发性有机物进行低温吸附富集并随后进行高温热脱附操作；所述气动驱动装置与两个组合温度模块、一次捕集阱、二次聚焦阱分别相连接设置，且该气动驱动装置能够带动两个组合温度模块沿纵向作相向或相反运动，当两个组合温度模块作相向运动并接触设置时，能够紧密夹紧设置一次捕集阱、二次聚焦阱，当两个组合温度模块作相反运动并分离设置时，能够释放一次捕集阱、二次聚焦阱，该气动驱动装置也能够带动一次捕集阱、二次聚焦阱沿竖直方向向上或向下运动。
5.根据权利要求4所述的气相半挥发性有机物在线测量系统，其特征在于：所述组合温度模块包括相连接设置的高温模块和低温模块，所述高温模块包括热块铝外壳、铜介质、隔热棉、不锈钢螺丝、加热棒和温度传感器，所述热块铝外壳沿水平方向设置且呈纵向一侧面开口的中空状，该热块铝外壳的中空内部间隔设置铜介质，该铜介质与热块铝外壳之间紧密设置隔热棉，该铜介质通过耐高温的不锈钢螺丝与热块铝外壳相连接设置；
开口侧的热块铝外壳、铜介质、隔热棉的中部位置处沿水平方向相连接设置一半圆柱形的上部捕集阱放置半槽，该上部捕集阱放置半槽下方的热块铝外壳、铜介质、隔热棉上间隔平行设置上部二次聚焦阱放置半槽，所述上部捕集阱放置半槽内能够紧密卡合设置一半体积的一次捕集阱，所述上部二次聚焦阱放置半槽内能够紧密卡合设置一半体积的二次聚焦阱；
所述热块铝外壳、铜介质的水平一侧间隔制出两对盲孔，每对热块铝外壳、铜介质上的盲孔相对应设置，该两对盲孔内分别能够紧密设置加热棒、温度传感器，该加热棒能够提供需要的高温温度，该温度传感器能够检测铜介质的温度；
所述低温模块包括冷块铝外壳、铜介质、隔热棉、塑料螺丝、制冷片和温度传感器，所述冷块铝外壳沿水平方向设置且呈纵向一侧面开口的中空状，该冷块铝外壳的中空内部间隔设置铜介质，开口端相对另一侧的铜介质上通过导热硅脂层与制冷片的冷端紧密设置，该制冷片外的冷块铝外壳呈中空状态，该制冷片的热端能够通过另一导热硅脂层与超频铜管散热器相连接设置；所述铜介质与冷块铝外壳之间紧密设置隔热棉，该铜介质通过塑料螺丝与冷块铝外壳相连接设置；
开口侧的冷块铝外壳、铜介质、隔热棉的中部位置处沿水平方向相连接设置一半圆柱形的下部捕集阱放置半槽，下部捕集阱放置半槽下方的冷块铝外壳、铜介质、隔热棉上间隔平行设置下部二次聚焦阱放置半槽，所述下部捕集阱放置半槽内能够紧密卡合设置一半体积的一次捕集阱，所述下部二次聚焦阱放置半槽内能够紧密卡合设置一半体积的二次聚焦阱；所述冷块铝外壳、铜介质的水平一侧间隔制出一对盲孔，冷块铝外壳、铜介质上的盲孔相对应设置，该盲孔内分别能够紧密设置温度传感器，该温度传感器能够检测铜介质的温度，铜介质外侧紧贴一制冷片，该制冷片能够提供所需的低温温度；同一侧的高温模块和低温模块沿竖直方向平行间隔设置，且通过塑料连接柱相连接设置在一起；
相对设置的两个组合温度模块的两个上部捕集阱放置半槽、两个下部捕集阱放置半槽均能够分别相对贴合在一起，且能够贴合设置在一起的两个上部捕集阱放置半槽、两个下部捕集阱放置半槽内均能够紧密卡合设置一次捕集阱；相对设置的两个组合温度模块的两个上部二次聚焦阱放置半槽、下部二次聚焦阱放置半槽均能够分别相对贴合在一起，且能够贴合设置在一起的两个上部二次聚焦阱放置半槽、下部二次聚焦阱放置半槽内均能够紧密卡合设置二次聚焦阱。
6.根据权利要求4所述的气相半挥发性有机物在线测量系统，其特征在于：所述气动驱动装置包括手指平台气缸、笔形气缸、多个二位五通阀和PU气动高压管，所述手指平台气缸通过不锈钢螺丝与每个组合温度模块的底部相连接设置，该手指平台气缸的进气口与出气口分别与一个二位五通阀的工作口相连接设置，该二位五通阀的进气口与供气和压力控制系统相连接设置，该二位五通阀的两个排气口与消音器相连接设置，该手指平台气缸能够通过二位五通阀、供气和压力控制系统的驱动带动两个温度模块沿纵向作相向或相反运动；
所述一次捕集阱、二次聚焦阱的水平两端均分别与一笔形气缸相连接设置，使得一对笔形气缸共同驱动一次捕集阱、二次聚焦阱的移动，该笔形气缸通过一Z形不锈钢卡环和一矩形不锈钢模块与一次捕集阱、二次聚焦阱相连接设置，该矩形不锈钢模块能够可拆卸卡合设置一次捕集阱、二次聚焦阱，该矩形不锈钢模块通过不锈钢螺丝与Z形不锈钢卡环相连接设置；所述Z形不锈钢卡环与笔形气缸通过六角不锈钢螺丝相连接设置；
所述笔形气缸的进气口和出气口分别与另一个二位五通阀的第一工作口和第二工作口通过PU气动高压管相连接设置，二位五通阀的进气口与供气和压力控制系统相连接设置，二位五通阀的两个排气口与消音器相连接设置；所述笔形气缸能够通过二位五通阀、供气和压力控制系统的驱动带动一次捕集阱、二次聚焦阱沿竖直方向来回运动；
或者，所述装置还包括隔热垫片，所述塑料连接柱与高温模块、低温模块的连接处均设置有隔热垫片；
或者，所述矩形不锈钢模块包括两个矩形不锈钢分模块、不锈钢螺丝和螺孔，所述两个矩形不锈钢分模块沿水平方向平行设置，且沿竖直方向相对设置，该两个矩形不锈钢分模块相对侧的中部位置制出两个上、下相对设置的半圆孔，当两个矩形不锈钢分模块紧密贴合设置时，该两个上、下相对设置的半圆孔内能够紧密卡合设置一次捕集阱、二次聚焦阱，便可将一次捕集阱、二次聚焦阱进行固定，且该两个矩形不锈钢分模块的水平外端沿水平方向对称设置有螺孔，该螺孔沿竖直方向设置，所述不锈钢螺丝能够螺纹啮合安装于螺孔内。
7.根据权利要求1至6任一项所述的气相半挥发性有机物在线测量系统，其特征在于：所述在线测量系统还包括一可编程逻辑控制器和温度变送器，该可编程逻辑控制器与电磁三通阀、二位六通阀、气相色谱、质量流量控制器、气泵、富集-热脱附装置和温度变送器分别进行电气连接，且能够同时控制各个部件的开启关闭并监控各个系统参数；所述温度变送器与富集-热脱附装置相连接设置，该温度变送器与可编程逻辑控制器相连接设置，即能够实现对富集-热脱附装置的恒定高温和恒定低温的控制与监控，温度控制精度为±0.1℃。
8.如权利要求1至6任一项所述的气相半挥发性有机物在线测量系统在气相半挥发性有机物的测量方面中的应用。
9.利用如权利要求1至7任一项所述的气相半挥发性有机物在线测量系统的在线测量方法，其特征在于：具体步骤为：
⑴老化模式：为了清除管路中可能残存的待测物质或杂质，载气经过供气及压力控制系统后对电磁三通阀至质量流量控制器之间的管路及部件进行老化吹扫，此时，一次捕集阱和二次聚焦阱均处于富集-热脱附装置的高温热解吸处；
⑵采样模式：驱动一次捕集阱和二次聚焦阱处于富集-热脱附装置的低温富集处，通过气泵的抽吸作用，大气样品依次经过过滤头、电磁三通阀、一次捕集阱、二次聚焦阱、二位六通阀、质量流量控制器后经由气泵排出，此时，大气中目标有机物被一次聚焦阱富集；
⑶吹扫模式：保持一次捕集阱和二次聚焦阱仍处于富集-热脱附装置的低温富集处，在此模式下，载气经过供气及压力控制系统和电磁三通阀后，对一次捕集阱及其之后的管路和部件进行吹扫，以除去其中残留的氧气等多余干扰性气体；
⑷聚焦模式：在此模式下，通过驱动使得一次捕集阱移至富集-热脱附装置的高温热解吸处，二次聚焦阱仍处于富集-热脱附装置的低温富集处，并将载气经由供气及压力控制系统和电磁三通阀后，对一次捕集阱中烘托出来的待测物进行吹扫转移至处于低温富集处的二次聚焦阱处，对有机物进行二次捕集；
⑸进样模式：通过驱动使得二次聚焦阱移至移至富集-热脱附装置的高温热解吸处，载气经由供气及压力控制系统、电磁三通阀和一次捕集阱后，将高温装置处的二次聚焦阱释放出来的待测物质带入气相色谱中，并对其进行分离和测量，至此完成一次采样和分析循环；
⑹如需继续检测，如此循环即可。
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