CN113640441A - 一种微流体色谱分离系统及其分离方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种微流体色谱分离系统及其分离方法。包括模组板块，所述模组板块的两侧分别为第一侧部以及第二侧部，所述第一侧部的壁面上还设置有气路系统，所述第二侧部的壁面上还设置有电路连接模块，所述模组板块每个独立的板块上都还设置有密封闭合模组，所述密封闭合模组与所述电路连接模块连接；多个的气相色谱分离部件，所述第一侧部包括相互契合的上扣板以及下扣板；用于控制所述气相色谱分离部件中至少一个的流速控制模组。本发明实用性强，能够有效控制进样流速，同时降低所需人工学习成本，使检测误差以及成本都同步降低。
Description
技术领域
本发明涉及空气检测技术领域，具体涉及一种微流体色谱分离系统及其分离方法。
背景技术
随着社会的发展，居民环境意识的提高，人们常居于室内，对于室内环境的需求也日益攀高，同时，因建筑的密闭性趋高，室内空气的流通降低，而目前家具用材中使用大量的复合型材料，这将导致复合型材料挥发的有机物大量堆积从而影响居住环境，专业人员常用气相色谱装置对复杂混合气液进行定性和定量分析。
气相色谱装置进行混合气液进行定量分析时，进样与输送管道时分析误差的主要成因，且进样系统的原理\结构\进样快慢\进样工具等都会对气相色谱仪的重复检测性产生直接影响，参照专利文件CN201910355504.8中描述的空气质量检测方法，这样的检测方案无法控制进气定量，样气管体易因膨胀或调节时变形，从而导致进样失衡，影响测量结果；
在实际分析中由于样品的气、液、固、状态不同，分析目的不同，要求不同，所需要的检测设备也有区别，而更替采买不同的检测设备将极大的增加物资基础成本，且同时提高了人工学习成本。
发明内容
本发明为解决上述不足，提供一种微流体色谱分离系统及其分离方法，该气相色谱分离系统设计合理，能够有效控制进样流速，同时降低所需人工学习成本，使检测误差以及成本都同步降低。
本发明的上述目的通过以下的技术方案来实现：
一种微流体色谱分离系统及其分离方法，包括：具有整体框架且其可独立拆分为多个板块的模组板块，所述模组板块的两侧分别为第一侧部以及第二侧部，所述第一侧部上还设置有气路系统，所述第二侧部的壁面上还设置有电路连接模块，所述模组板块每个独立的板块上都还设置有密封闭合模组，所述密封闭合模组与所述电路连接模块连接；多个的气相色谱分离部件，所述气相色谱分离部件安装在所述模组板块上且与气路系统连接，所述第一侧部包括相互契合的上扣板以及下扣板，所述上扣板拆除时，所述密封闭合模组封闭相对应的气路系统，所述气路系统位于所述上扣板以及下扣板之间；用于控制所述气相色谱分离部件中至少一个的流速控制模组，所述流速控制模组分别与所述电路连接模块以及气路系统连接。
进一步而言，上述的技术方案中，所述气路系统包括管道凹槽、样气进口、载气进口以及管体，所述管道凹槽设置在所述上扣板与下扣板之间，所述管体设置在管体凹槽上且与所述管体凹槽相互契合，所述管体各端口分别与所述样气进口、载气进口以及气相色谱分离部件连接且其连接处之间还设置有连接部。
进一步而言，上述的技术方案中，所述连接部包括套合部以及分流部，所述套合部设置在所述管体各端口的管体外壁上，所述分流部设置在所述管体各端口的管体内壁上。
进一步而言，上述的技术方案中，所述气相色谱分离部件包括用于对样气进行预处理浓缩的预处理模块、用于对浓缩后的样气进行分离的色谱柱分离模块以及PID检测器模块。
一种微流体色谱的分离方法，其采用权利要求1至4任意一项所述的微流体色谱分离系统，所述微流体色谱的分离方法包括如下步骤：
①所述样气进口通过所述管体导入样气至所述预处理模块进行采样，采样时阀泵状态为S1，所述预处理模块优先对预浓缩区域进行清洁，清洁时常是4min；
②预浓缩区域清洁后预处理模块导入样气并对样气进行浓缩处理，浓缩时常为580sec，导入样气时阀泵状态为S2；
③载气与浓缩后样气导入所述色谱柱分离模块，色谱柱分离模块进行分离处理，分离时常为700sec；
④所述PID检测器模块对分离后样气进行因子校准；
⑤所述步骤①至④为一个分析周期，单个周期生成一张色谱图样。
进一步而言，上述的技术方案中，所述步骤①②③④的单个分析周期为15min。
进一步而言，上述的技术方案中，所述步骤①至④步骤同时运作且同步停止运作。
进一步而言，上述的技术方案中，所述步骤①中S1为阀体取样状态，步骤②中S2为阀体注射状态，所述阀体取样状态的样气出口流速为200-400ml/min、PID检测器模块的出口流速为10-20ml/min；所述阀体注射状态的样气出口流速为0ml/min、PID检测器模块的出口流速大于所述S1的PID检测器模块出口流速。
本发明的有益效果在于：
优点1：所述模组板块可进行独立拆分，且与所述气路系统以及电路连接模块独立分开，第一侧部的上扣板以及气相色谱分离部件进行拆除后，所述电路连接模块响应控制对应的密封闭合模组将间隔开所述相对应区块的气路系统，这将提高一种微流体色谱分离系统及其分离方法在多种使用场景下的适配性，当需要更替某个气相色谱分离部件进行不同检测功能适配时气路系统无需停止运行，其他的气相色谱分离部件保持运行状态，这将提高检测效率。
优点2：采用管体外合扣板的连接结构，降低管体因压力形变而导致的气液流速波动，从而一定程度上降低因流速激变导致的检测分析误差，提高周期测试的准确度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例或现有技术描述中需要使用的附图做简单说明。
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的图1的A局部放大图。
图1至图2中各数字标识对应部件名称如下：
模组板块-1；第一侧部-11；第二侧部-12；密封闭合模组-13；上扣板-14；下扣板-15；
气路系统-2；管道凹槽-21；样气进口-22；载气进口-23；管体-24；
气相色谱分离部件-4；预处理模块-5；色谱柱分离模块-6；PID检测器模块-7。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，本发明的描述中，需要说明的是：
术语“连接”应作为广义理解，可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。
术语“前方”、“后方”、“侧方”、“上方”、“下方”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明的描述。
对于本领域的技术人员而言，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
下面结合具体的实施例对本发明作进一步展开说明，但需要指出的是，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
参照图1至2，最佳的实施方案是：
一种微流体色谱分离系统及其分离方法，包括具有整体框架且其可独立拆分为多个板块的模组板块1，所述模组板块1的两侧分别为第一侧部11以及第二侧部12，所述第一侧部11上还设置有气路系统2，所述第二侧部12的壁面上还设置有电路连接模块，所述模组板块1每个独立的板块上都还设置有密封闭合模组13，所述密封闭合模组13与所述电路连接模块连接；多个的气相色谱分离部件4，所述气相色谱分离部件4安装在所述模组板块1上且与气路系统2连接，所述第一侧部11包括相互契合的上扣板14以及下扣板15，所述上扣板14拆除时，所述密封闭合模组13封闭相对应的气路系统2，所述气路系统2位于所述上扣板14以及下扣板15之间；用于控制所述气相色谱分离部件4中至少一个的流速控制模组，所述流速控制模组分别与所述电路连接模块以及气路系统2连接。
在本实施例中，所述模组板块可进行独立拆分，且与所述气路系统以及电路连接模块独立分开，第一侧部的上扣板以及气相色谱分离部件进行拆除后，所述电路连接模块响应控制对应的密封闭合模组将间隔开所述相对应区块的气路系统，这将提高一种微流体色谱分离系统及其分离方法在多种使用场景下的适配性，当需要更替某个气相色谱分离部件进行不同检测功能适配时气路系统无需停止运行，其他的气相色谱分离部件保持运行状态，这将提高检测效率。
如图1至2所示，所述气路系统2包括管道凹槽21、样气进口22、载气进口23以及管体24，所述管道凹槽21设置在所述上扣板14与下扣板15之间，所述管体24设置在管体24凹槽上且与所述管体24凹槽相互契合，所述管体24各端口分别与所述样气进口22、载气进口23以及气相色谱分离部件4连接且其连接处之间还设置有连接部。
在本实施例中，采用管体外合扣板的连接结构，降低管体因压力形变而导致的气液流速波动，从而一定程度上降低因流速激变导致的检测分析误差，提高周期测试的准确度。
如图1至2所示，所述连接部包括套合部以及分流部，所述套合部设置在所述管体24各端口的管体24外壁上，所述分流部设置在所述管体24各端口的管体24内壁上。所述气相色谱分离部件4包括用于对样气进行预处理浓缩的预处理模块5、用于对浓缩后的样气进行分离的色谱柱分离模块6以及PID检测器模块7。
所述一种微流体色谱分离系统及其分离方法包括如下步骤：
①所述样气进口22通过所述管体24导入样气至所述预处理模块5进行采样，采样时阀泵状态为S1，所述预处理模块5优先对预浓缩区域进行清洁，清洁时常是4min；
②预浓缩区域清洁后预处理模块5导入样气并对样气进行浓缩处理，浓缩时常为580sec，导入样气时阀泵状态为S2；
③载气与浓缩后样气导入所述色谱柱分离模块6，色谱柱分离模块6进行分离处理，分离时常为700sec；
④所述PID检测器模块7对分离后样气进行因子校准；
⑤所述步骤①至④为一个分析周期，单个周期生成一张色谱图样。
所述步骤①②③④的单个分析周期为15min。所述步骤①至④步骤同时运作且同步停止运作。
所述步骤①中S1为阀体取样状态，步骤②中S2为阀体注射状态，所述阀体取样状态的样气出口流速为200-400ml/min、PID检测器模块7的出口流速为10-20ml/min；所述阀体注射状态的样气出口流速为0ml/min、PID检测器模块7的出口流速大于所述S1的PID检测器模块7出口流速。
其工作原理是：在一个分析周期中，由预处理模块对样气进行预浓缩处理，随后进入色谱柱分离模块进行分离，再进入PID检测器模块中进行检测，最终由微型电脑进行计算和分析。每一个分析周期形成一张色谱图，通过校准因子的校准，色谱图中的不同峰高分别对应苯，甲苯，乙苯和二甲苯响应信号值并与其浓度呈线性相关。
以上对本发明的较佳实施例进行了具体说明，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构变化，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种微流体色谱分离系统，其特征在于，包括：
具有整体框架且其可独立拆分为多个板块的模组板块(1)，所述模组板块(1)的两侧分别为第一侧部(11)以及第二侧部(12)，所述第一侧部(11)上还设置有气路系统(2)，所述第二侧部(12)的壁面上还设置有电路连接模块，所述模组板块(1)每个独立的板块上都还设置有密封闭合模组(13)，所述密封闭合模组(13)与所述电路连接模块连接；
多个的气相色谱分离部件(4)，所述气相色谱分离部件(4)安装在所述模组板块(1)上且与气路系统(2)连接，所述第一侧部(11)包括相互契合的上扣板(14)以及下扣板(15)，所述上扣板(14)拆除时，所述密封闭合模组(13)封闭相对应的气路系统(2)，所述气路系统(2)位于所述上扣板(14)以及下扣板(15)之间；
用于控制所述气相色谱分离部件(4)中至少一个的流速控制模组，所述流速控制模组分别与所述电路连接模块以及气路系统(2)连接。
2.根据权利要求1所述的一种微流体色谱分离系统，其特征在于：所述气路系统(2)包括管道凹槽(21)、样气进口(22)、载气进口(23)以及管体(24)，所述管道凹槽(21)设置在所述上扣板(14)与下扣板(15)之间，所述管体(24)设置在管体(24)凹槽上且与所述管体(24)凹槽相互契合，所述管体(24)各端口分别与所述样气进口(22)、载气进口(23)以及气相色谱分离部件(4)连接且其连接处之间还设置有连接部。
3.根据权利要求2所述的一种微流体色谱分离系统，其特征在于：所述连接部包括套合部以及分流部，所述套合部设置在所述管体(24)各端口的管体(24)外壁上，所述分流部设置在所述管体(24)各端口的管体(24)内壁上。
4.根据权利要求1所述的一种微流体色谱分离系统，其特征在于：所述气相色谱分离部件(4)包括用于对样气进行预处理浓缩的预处理模块(5)、用于对浓缩后的样气进行分离的色谱柱分离模块(6)以及PID检测器模块(7)。
5.一种微流体色谱的分离方法，其采用权利要求1至4任意一项所述的微流体色谱分离系统，其特征在于，包括如下步骤：
①所述样气进口(22)通过所述管体(24)导入样气至所述预处理模块(5)进行采样，采样时阀泵状态为S1，所述预处理模块(5)优先对预浓缩区域进行清洁，清洁时常是4min；
②预浓缩区域清洁后预处理模块(5)导入样气并对样气进行浓缩处理，浓缩时常为580sec，导入样气时阀泵状态为S2；
③载气与浓缩后样气导入所述色谱柱分离模块(6)，色谱柱分离模块(6)进行分离处理，分离时常为700sec；
④所述PID检测器模块(7)对分离后样气进行因子校准；
⑤所述步骤①至④为一个分析周期，单个周期生成一张色谱图样。
6.根据权利要求5所述的一种微流体色谱的分离方法，其特征在于：所述步骤①②③④的单个分析周期为15min。
7.根据权利要求5所述的一种微流体色谱的分离方法，其特征在于：所述步骤①至④步骤同时运作且同步停止运作。
8.根据权利要求5所述的一种微流体色谱的分离方法，其特征在于：所述步骤①中S1为阀体取样状态，步骤②中S2为阀体注射状态，所述阀体取样状态的样气出口流速为200-400ml/min、PID检测器模块(7)的出口流速为10-20ml/min；所述阀体注射状态的样气出口流速为0ml/min、PID检测器模块(7)的出口流速大于所述S1的PID检测器模块(7)出口流速。
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