CN113340973A - 快速检测总挥发性有机化合物的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了快速检测总挥发性有机化合物的方法及装置,通过气化机构将待测样品雾化,然后通过除杂机构进行干燥及纯化,最后进行检测;本发明通过激光器将热稳定性的待测样品进行快速气化后除杂并进行检测,通过超声雾化片将热不稳定性的待测样品快速气化后除杂并进行检测,检测范围更大、检测结果更准确;且检测前对待测样品进行干燥和纯化除杂,进一步提高检测准确性。
Description
技术领域
本发明涉及化学检测领域,具体涉及一种快速检测总挥发性有机化合物的方法及装置。
背景技术
挥发性有机物常用VOC(Volatile Organic Compounds,VOC)表示,关于VOC的定义有好几种,例如美国ASTM D3960-98标准将VOC定义为任何能参加大气光化学反应的有机化合物;美国联邦环保署(EPA)将VOC定义除CO、CO2、H2CO3、金属碳化物、金属碳酸盐和碳酸铵外任何参加大气光化学反应的碳化合物;世界卫生组织(WHO,1989)对VOC的定义为熔点低于室温而沸点在50-260℃之间的挥发性有机化合物的总称。VOC包含各种可于室温下挥发的有机化合物,在一般的室内环境中有着100种以上的VOC,其中常见的VOC种类有甲苯(Toluene)、二甲苯(Xylene)、对-二氯苯(para-dichlorobenzene)、乙苯(Ethylbenzene)、苯乙烯(Styrene)、甲醛(Formaldehyde)、乙醛(Acetaldehyde)等。苯、甲苯、卤代烯烃(三氯乙烯、二氯乙烯)等已被怀疑或确定为致癌物质。VOC的来源主要为化学品、化学溶剂、汽车尾气和燃烧废气。化学品主要存在于石油、化工、加油站等生产和销售单位,而化学溶剂则同每个人的生活密切相关,无论是油漆,室内和车内装饰,还是电子电气等设备都可能含有VOC。
VOC在太阳光和热的作用下能参与氧化氮反应并形成臭氧,臭氧导致空气质量变差并且是夏季烟雾主要组分。VOC对人体的影响可分为三种类型:一是气味和感官,包括感官刺激,感觉干燥;二是粘膜刺激和其它系统毒性导致的病态,刺激眼粘膜、鼻粘膜、呼吸道和皮肤等,VOC很容易通过血液-大脑的障碍,从而导致中枢神经系统受到抑制,使人产生头痛、乏力、昏昏欲睡和不舒服的感觉;三是基因毒性和致癌性。
随着人们生活水平的提高,人们对于食品安全就越来越重视,蔬菜水果的农药残留越来越引起人们关注,农药大部分都是挥发性的有机物,对其定性检测和定量分析意义重大。人体的血液和尿液中都含有大量的小分子挥发性物质,有些特定的小分子是疾病诊断的重要标志物,对于这类物质的检测,对于疾病的诊断与治疗具有重要意义。
现有的检测挥发性有机物的装置采用电热的方式,对样品的解析速度慢,导致解析速度慢,且无法检测热不稳定性挥发性有机物,检测范围较窄。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种快速检测总挥发性有机化合物的方法及装置,实现对热稳定性好以及热稳定性不好的大范围的总有机物的快速检测。
本发明提供的技术方案如下:快速检测总挥发性有机化合物的方法,包括以下步骤:
S1:点样,将待测样品点放在靶板上;
S2:气化样品,启动气化装置,将待测样品气化,得到气化待测样品;
S3:所述待测气化样品进入除杂机构中进行干燥和除去影响检测结果的气体,得到净化待测样品;
S4:所述待测净化样品进入质谱仪中进行检测,得到图谱并对图谱进行分析。
进一步的,S1中的待测样品包括热稳定性待测样品或热不稳定性待测样品;
S2中所述气化装置为激光器或超声雾化片,检测热稳定性待测样品时,启动激光器,将待测样品气化,得到气化待测样品;检测热不稳定性待测样品时,启动超声雾化片,将待测样品气化,得到气化待测样品。
本发明分别针对热稳定性和热不稳定性待测样品进行气化,避免对检测带来干扰,影响检测结果。
本发明提供的另一个技术方案如下:
快速检测总挥发性有机化合物的装置,包括激光器,所述激光器与气化机构连通;所述气化机构的一端与所述激光器连通,所述气化机构的另一端与除杂机构连通;所述除杂机构的一端与所述气化机构连通,所述除杂机构的另一端与质谱仪连通。
进一步的,所述气化机构包括气化机构本体和用于反射所述激光器发出的激光束的三维激光头,所述三维激光头设置于所述气化机构本体内,所述三维激光头用于反射所述激光器发出的激光束,所述三维激光头的下端与所述气化机构的底面固定连接,所述三维激光头的上端正对所述激光器发出的激光束的正面;所述三维激光头反射出激光束的正面设置靶板;所述靶板的底面设有超声雾化片;所述超声雾化片的底面与所述气化机构本体固定连接,所述超声雾化片的表面与所述靶板连接;本发明通过具有较高的热辐射能的激光器提供激光,再通过三维激光头聚焦值所述靶板上对热稳定性好的挥发性有机物进行解析,然后通过质谱仪进行检测,有效提高检测效率;在检测热不稳定性的有机物时,本发明通过所述超声雾化片将待测样品雾化成气溶胶,再通过质谱仪进行检测,同样能达到快速检测挥发性有机物的目的。
进一步的,所述激光器为二氧化碳红外激光器;二氧化碳红外激光器具有较高的热辐射能,能快速对挥发性有机物进行解析。
进一步的,所述除杂机构包括除杂机构本体、多个干燥管和多个气体分离管;所述除杂机构本体的侧壁上设有进气管;所述进气管的一端与所述气化机构连通,另一端穿设所述除杂机构本体,并与第一分流管连通;所述第一分流管的一个支管连通有第一干燥管,所述第一分流管的另一个支管连通有第三干燥管;所述第一干燥管远离所述第一分流管的一端连通有第一气体分离管;所述第一气体分离管远离所述第一干燥管的一端连通有第二干燥管;所述第二干燥管远离所述气体分离管的一端与第二分流管的一个支管连通;所述第三干燥管远离所述第一分流管的一端连通有第二气体分离管;所述第二气体分离管远离所述第三干燥管的一端连通有第四干燥管;所述第四干燥管远离所述第二气体分离管的一端与第二分流管的另一个支管连通;所述第二分流管远离所述第二干燥管和所述第四干燥管的一端与出气管连通;所述出气管远离所述第二分流管的一端穿设所述除杂机构本体与所述质谱仪连通;通过所述除杂机构的所述干燥管除去气化待测样品中的水分;再通过所述气体分离管将气化待测样品中的干扰物除去,保证检测的准确性。
进一步的,所述第一干燥管和第二干燥管中均填充有无水硫酸钠、无水硫酸钙、无水氯化钙、活性氧化铝、高氯酸镁材料中的一种或几种形成的干燥层;用于吸收所述气化待测样品中的水分。
进一步的,所述出气管上设有气体流量计;便于控制除杂后的气化待测样品进入所述质谱仪中的流速以及计算进入所述质谱仪中的气化待测样品,便于后续对挥发性总有机物进行定量分析。
本发明的有益效果是:本发明可通过激光器将热稳定性的待测样品进行快速气化后除杂并进行检测,也可通过超声雾化片将热不稳定性的待测样品快速气化后除杂并进行检测,检测范围更大、检测结果更准确;且检测前对待测样品进行干燥和纯化除杂,进一步提高检测准确性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为气化机构的俯视图;
图3为除杂机构的俯视图;
1-激光器,2-气化机构,21-靶板,22-三维激光头,23-超声雾化片,24-气化机构本体,3-除杂机构,31-进气管,32-第二干燥管,33-第一分流管,34-第一干燥管,35-第一气体分离管,36-第二分流管,37-出气管,38-第二气体分离管,39-第三干燥管,310-第四干燥管,4-质谱仪,5-气体流量计。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案,但本发明的保护范围不局限于以下所述。
实施例1
快速检测总挥发性有机化合物的装置,包括激光器1(Laser-export DTL-322红外激光器),所述激光器1与气化机构2连通;所述气化机构2的一端与所述激光器1连通,所述气化机构2的另一端与除杂机构3连通;所述除杂机构3的一端与所述气化机构2连通,所述除杂机构3的另一端与质谱仪4连通。
实施例2
快速检测总挥发性有机化合物的装置,包括激光器1(Laser-export DTL-322红外激光器),所述激光器1与气化机构2连通;所述气化机构2的一端与所述激光器1连通,所述气化机构2的另一端与除杂机构3连通;所述除杂机构3的一端与所述气化机构2连通,所述除杂机构3的另一端与质谱仪4连通。
所述气化机构2包括气化机构本体24和用于反射所述激光器1发出的激光束的三维激光头22(含有直径为20毫米的反射镜片和直径为20毫米的聚焦深度为50.8毫米的聚焦透镜),所述三维激光头22设置于所述气化机构本体24内,所述三维激光头22用于反射所述激光器1发出的激光束,所述三维激光头22的下端与所述气化机构2的底面固定连接,所述三维激光头22的上端正对所述激光器1发出的激光束的正面;所述三维激光头22反射出激光束的正面设置靶板21;所述靶板21的底面设有超声雾化片23(SD-20-113超声雾化片);所述超声雾化片23的底面与所述气化机构本体24固定连接,所述超声雾化片23的表面与所述靶板21连接。
实施例3
快速检测总挥发性有机化合物的装置,包括激光器1(Laser-export DTL-322红外激光器),所述激光器1与气化机构2连通;所述气化机构2的一端与所述激光器1连通,所述气化机构2的另一端与除杂机构3连通;所述除杂机构3的一端与所述气化机构2连通,所述除杂机构3的另一端与质谱仪4连通。
所述气化机构2包括气化机构本体24和用于反射所述激光器1发出的激光束的三维激光头22(含有直径为20毫米的反射镜片和直径为20毫米的聚焦深度为50.8毫米的聚焦透镜),所述三维激光头22设置于所述气化机构本体24内,所述三维激光头22用于反射所述激光器1发出的激光束,所述三维激光头22的下端与所述气化机构2的底面固定连接,所述三维激光头22的上端正对所述激光器1发出的激光束的正面;所述三维激光头22反射出激光束的正面设置靶板21;所述靶板21的底面设有超声雾化片23SD-20-113超声雾化片);所述超声雾化片23的底面与所述气化机构本体24固定连接,所述超声雾化片23的表面与所述靶板21连接。
所述除杂机构3包括除杂机构本体、多个干燥管和多个气体分离管35;所述除杂机构本体的侧壁上设有进气管31;所述进气管31的一端与所述气化机构2连通,另一端穿设所述除杂机构本体,并与第一分流管33连通;所述第一分流管33的一个支管连通有第一干燥管34,所述第一分流管33的另一个支管连通有第三干燥管39;所述第一干燥管34远离所述第一分流管33的一端连通有第一气体分离管35;所述第一气体分离管35远离所述第一干燥管34的一端连通有第二干燥管32;所述第二干燥管32远离所述气体分离管35的一端与第二分流管36的一个支管连通;所述第三干燥管39远离所述第一分流管33的一端连通有第二气体分离管38;所述第二气体分离管38远离所述第三干燥管39的一端连通有第四干燥管310;所述第四干燥管310远离所述第二气体分离管38的一端与第二分流管36的另一个支管连通;所述第二分流管36远离所述第二干燥管32和所述第四干燥管310的一端与出气管37连通;所述出气管37远离所述第二分流管36的一端穿设所述除杂机构本体与所述质谱仪4连通。
所述第一干燥管34和第二干燥管32中均填充有无水硫酸钠、无水硫酸钙、无水氯化钙、活性氧化铝、高氯酸镁材料中的一种或几种形成的干燥层。
所述出气管37上设有气体流量计5。
实施例4
快速检测总挥发性有机化合物的方法,利用实施例1-实施例3中的快速检测总挥发性有机化合物的装置,包括以下步骤:
S1:点样,将热稳定性待测样品点放在所述靶板21上;
S2:气化样品,检测热稳定性待测样品时,启动所述激光器1,将待测样品气化,得到气化待测样品;
S3:所述待测气化样品进入所述除杂机构3中进行干燥和除去影响检测结果的气体,得到净化待测样品;
S4:所述待测净化样品进入所述质谱仪4中进行检测,得到图谱并对图谱进行分析。
实施例5
快速检测总挥发性有机化合物的方法,利用实施例1-实施例3中的快速检测总挥发性有机化合物的装置,包括以下步骤:
S1:点样,将热不稳定性待测样品点放在所述靶板21上;
S2:气化样品,检测热不稳定性待测样品时,启动所述超声雾化片23,将待测样品气化,得到气化待测样品;
S3:所述待测气化样品进入所述除杂机构3中进行干燥和除去影响检测结果的气体,得到净化待测样品;
S4:所述待测净化样品进入所述质谱仪4中进行检测,得到图谱并对图谱进行分析。
通过实施例1-实施例3对总挥发性有机物的检测结果分析,实施例2和实施例3对应的装置检测速率明显快于实施例1对应的装置的检测速率,其中,实施例3对应的检测装置的检测结果的准确度高于实施例2对应检测装置的检测结果的准确度;实施例4中对热稳定性总挥发性有机物的检测速率快于对热不稳定性总挥发性有机物的检测速率;实施例4中对热稳定性总挥发性有机物的检测结果的准确性高于对热不稳定性总挥发性有机物的的检测结果的准确性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式,不应看作是对其他实施例的排除,而可用于各种其他组合、修改和环境,并能够在本文所述构想范围内,通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围,则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (8)
1.快速检测总挥发性有机化合物的方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:点样,将待测样品点放在靶板(21)上;
S2:气化样品,启动气化装置,将待测样品气化,得到气化待测样品;
S3:所述待测气化样品进入除杂机构(3)中进行干燥和除去影响检测结果的气体,得到净化待测样品;
S4:所述待测净化样品进入质谱仪(4)中进行检测,得到图谱并对图谱进行分析。
2.根据权利要求1所述的快速检测总挥发性有机化合物的方法,其特征在于,S1中的待测样品包括热稳定性待测样品或热不稳定性待测样品;所述气化时包括以下步骤:
S2中所述气化装置为激光器(1)或超声雾化片(23),检测热稳定性待测样品时,启动激光器(1),将待测样品气化,得到气化待测样品;检测热不稳定性待测样品时,启动超声雾化片(23),将待测样品气化,得到气化待测样品。
3.快速检测总挥发性有机化合物的装置,其特征在于:包括激光器(1),所述激光器(1)与气化机构(2)连通;所述气化机构(2)的一端与所述激光器(1)连通,所述气化机构(2)的另一端与除杂机构(3)连通;所述除杂机构(3)的一端与所述气化机构(2)连通,所述除杂机构(3)的另一端与质谱仪(4)连通。
4.根据权利要求3所述的快速检测总挥发性有机化合物的装置,其特征在于:所述气化机构(2)包括气化机构本体(24)和用于反射所述激光器(1)发出的激光束的三维激光头(22),所述三维激光头(22)设置于所述气化机构本体(24)内,所述三维激光头(22)用于反射所述激光器(1)发出的激光束,所述三维激光头(22)的下端与所述气化机构(2)的底面固定连接,所述三维激光头(22)的上端正对所述激光器(1)发出的激光束的正面;所述三维激光头(22)反射出激光束的正面设置靶板(21),靶板(21)设置在超声雾化片(23)的表面,超声雾化片(23)与所述气化机构本体(24)固定连接。
5.根据权利要求4所述的快速检测总挥发性有机化合物的装置,其特征在于:所述激光器(1)为二氧化碳红外激光器。
6.根据权利要求3所述的快速检测总挥发性有机化合物的装置,其特征在于:所述除杂机构(3)包括除杂机构本体、多个干燥管和多个气体分离管(35);所述除杂机构本体的侧壁上设有进气管(31);所述进气管(31)的一端与所述气化机构(2)连通,另一端穿设所述除杂机构本体,并与第一分流管(33)连通;所述第一分流管(33)的一个支管连通有第一干燥管(34),所述第一分流管(33)的另一个支管连通有第三干燥管(39);所述第一干燥管(34)远离所述第一分流管(33)的一端连通有第一气体分离管(35);所述第一气体分离管(35)远离所述第一干燥管(34)的一端连通有第二干燥管(32);所述第二干燥管(32)远离所述气体分离管(35)的一端与第二分流管(36)的一个支管连通;所述第三干燥管(39)远离所述第一分流管(33)的一端连通有第二气体分离管(38);所述第二气体分离管(38)远离所述第三干燥管(39)的一端连通有第四干燥管(310);所述第四干燥管(310)远离所述第二气体分离管(38)的一端与第二分流管(36)的另一个支管连通;所述第二分流管(36)远离所述第二干燥管(32)和所述第四干燥管(310)的一端与出气管(37)连通;所述出气管(37)远离所述第二分流管(36)的一端穿设所述除杂机构本体与所述质谱仪(4)连通。
7.根据权利要求6所述的快速检测总挥发性有机化合物的装置,其特征在于:所述第一干燥管(34)和第二干燥管(32)中均填充有无水硫酸钠、无水硫酸钙、无水氯化钙、活性氧化铝、高氯酸镁材料中的一种或几种形成的干燥层。
8.根据权利要求6所述的快速检测总挥发性有机化合物的装置,其特征在于:所述出气管(37)上设有气体流量计(5)。
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