CN114324553A - 低残留膜进样装置 - Google Patents

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戴梦杰
姚如娇
沈辉
景加荣
肖育
何洋
蒋公羽
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Abstract

本发明提供了一种低残留膜进样装置,涉及质谱仪进样分析技术领域,该方法包括:气体进样室、进样密封圈、膜、气体缓冲室、加热丝、质谱侧密封圈、保温套筒、采样泵以及质谱电离室;其中,进样密封圈安装在气体进样室内;膜的一端与气体进样室紧密贴合,另一端与气体缓冲室紧密贴合;所述加热丝缠绕于气体缓冲室;所述质谱侧密封圈,安装于所述气体缓冲室与质谱电离室之间;所述保温套筒,安装于所述气体缓冲室外壁;所述采样泵与所述气体进样室连接。本发明能够提高了对痕量有机物的富集,降低痕量有机物在管路内壁的吸附,有效解决有机物检测时谱峰易出现的拖尾现象。

Description

低残留膜进样装置
技术领域
本发明涉及质谱仪进样分析技术领域,具体地,涉及一种低残留膜进样装置。
背景技术
在大气中,大部分挥发性有机物具有致病的风险,可引起人体各种急、慢性病的伤害。因此对大气中挥发性有机物含量的检测越来越受到关注,但有些致病的挥发性有机物在大气中含量极少,采用常规的毛细管进样无法检出,因此需要改进采样手段,提高对这部分有机物的痕量检测能力。
在质谱仪进样分析领域中,膜进样作为挥发性和半挥发有机物的在线检测技术,其通过膜富集作用可以对挥发性有机物进行痕量检测,具有较低的检测限。质谱仪工作时,其工作的真空度要求比较高,为了保证膜大气侧和真空侧两端较高的压差,膜进样一般选择厚度偏厚、面积偏小的膜。这就导致当浓度很低的挥发性以及半挥发性有机物进样时,膜的透过效率很低。同时膜进样所用的进样管内壁基本没有进行表面处理,痕量有机物容易在内壁形成吸附,造成质谱进样分析时,样品在内表面残留,易产生谱峰拖尾的现象。因此,增加膜与进样气体充分接触时间,降低痕量有机物与进样管内表面的吸附,对于提高痕量有机物的有效检测具有重要意义。
公开号为CN104237371B的发明专利,公开了一种可实现质谱仪实时直接进样分析的简易,包括惰性气体供给装置、离子发生器、石英玻璃管、加热带、直形点滴管以及温控设备,惰性气体供给装置用管路和离子发生器的入口相连,离子发生器的出口与石英玻璃管的入口连接,石英玻璃管的出口端与直形点滴管一端紧密连接,直形点滴管的另一端与质谱仪的毛细管入口对准,加热带缠绕在石英玻璃管上;所述的温控设备给缠绕在石英玻璃管上加热带通或断电。
发明内容
针对现有技术中的缺陷,本发明提供一种低残留膜进样装置。
根据本发明提供的一种低残留膜进样装置,所述方案如下:
一种低残留膜进样装置,所述装置包括:气体进样室、进样密封圈、膜、气体缓冲室、加热丝、质谱侧密封圈、保温套筒、采样泵以及质谱电离室;
其中,所述进样密封圈安装在气体进样室内;
所述膜的一端与气体进样室紧密贴合,另一端与气体缓冲室紧密贴合;
所述加热丝缠绕于气体缓冲室;
所述质谱侧密封圈,安装于所述气体缓冲室与质谱电离室之间;
所述保温套筒,安装于所述气体缓冲室外壁;
所述采样泵与所述气体进样室连接。
优选的,所述气体进样室包括进样气体入口、涡旋槽、进样气体出口以及进样密封圈槽;
其中,涡旋槽在所述气体进样室底端;进样气体入口贯穿于涡旋槽起点与所述气体进样室顶端;进样气体出口贯穿于涡旋槽终点与所述气体进样室顶端;进样密封槽在所述气体进样室底端。
优选的,所述进样密封圈,安装在所述气体进样室的进样密封圈槽内;
所述采样泵通过软道与所述气体进样室的进样气体出口连接。
优选的,所述气体缓冲室包括惰性涂层、缓冲腔室以及膜支撑网;
其中,惰性涂层涂覆在所述气体缓冲室内部腔体内表面;
膜支撑网焊接在缓冲腔室入口端。
优选的,所述膜的底端面平整地张贴在所述气体缓冲室的膜支撑网上,膜的上端面与气体进样室底端面紧密贴合。
优选的,所述气体缓冲室外壁有螺旋状的安装槽。
优选的,所述加热丝,缠绕于所述气体缓冲室外壁的螺旋状的安装槽中。
优选的,所述的膜为选择透过性膜。
优选的,所述气体进样室的涡旋槽的截面形状为半圆形或矩形。
优选的于,所述气体缓冲室的惰性涂层采用硫钝化处理工艺或硅烷化处理工艺获得。
与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
1、本发明通过气体进样室的涡旋槽设计增加了进样气体与膜接触的时间,提高了对痕量有机物的富集;
2、金属进样管路内壁涂覆惰性涂层,同时通过管路外壁加热丝的均匀缠绕,保温处理,大大降低了痕量有机物在管路内壁的吸附,有效解决有机物检测时谱峰易出现的拖尾现象。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1为本发明的一种低残留膜进样装置结构示意图;
图2为本发明具体实施例说明示意图;
图3为本发明气体进样室结构俯视图;
图4为本发明气体进样室结构剖视图。
附图标记:
气体进样室1 进样密封圈2
膜3 气体缓冲室4
加热丝5 质谱侧密封圈6
保温套筒7 采样泵8
质谱电离室9 采样气体入口11
涡旋槽12 采样气体出口13
进样密封圈槽14 惰性涂层41
缓冲腔室42 膜支撑网43
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明提供的一种低残留膜进样装置,通过增加进样气体与膜接触的时间,内部管路惰性涂层处理,均匀的加热控温,可实现对痕量有机物的高效富集,减少质谱检测时质谱峰拖尾现象。
如图1和图2所示,该装置包括气体进样室1、进样密封圈2、膜3、气体缓冲室4、加热丝5、质谱侧密封圈6、保温套筒7、采样泵8以及质谱电离室9。
其中,参照图3和图4所示,气体进样室1用于进样气体的引入和排出,实现进样气体与膜3的充分接触。其包括进样气体入口11、涡旋槽12、进样气体出口13、进样密封圈槽14,其中,涡旋槽12在气体进样室1底端;进样气体入口11贯穿于涡旋槽12起点与气体进样室1顶端;进样气体出口13贯穿于涡旋槽12终点与气体进样室1顶端;进样密封槽14在气体进样室1底端。
进样密封圈2,安装在气体进样室1的进样密封圈槽14内,用于进样气体的密封。
气体缓冲室4包括惰性涂层41、缓冲腔室42、膜支撑网43,其中惰性涂层41涂覆在气体缓冲室4内部腔体内表面,以降低痕量有机物在所述气体缓冲室4内部腔体内表面的吸附。膜支撑网43焊接在缓冲腔室42入口端,焊接形成的端口需要打磨平整,用于膜3的安装。
膜3的底端面平整地张贴在所述气体缓冲室4的膜支撑网43上,膜3的上端面与气体进样室1底端面紧密贴合;加热丝5,缠绕于气体缓冲室4外壁的螺旋状的安装槽中,用于所述气体缓冲室4的加热。质谱侧密封圈6,安装于气体缓冲室4与质谱电离室9之间,起真空密封作用。保温套筒7,安装于气体缓冲室4外壁,用于所述气体缓冲室4的保温。采样泵8,通过软道与气体进样室1的进样气体出口13连接。
具体地,气体缓冲室4外壁有螺旋状的安装槽,用于加热丝5的缠绕加热;膜3为选择透过性膜,如聚二甲基硅氧烷。气体进样室1的涡旋槽12的截面形状为半圆形或矩形。气体缓冲室4的惰性涂层41采用硫钝化处理工艺或硅烷化处理工艺获得。
接下来,对本发明进行更为具体的说明。
如图2和图3所示,采样时,在采样泵8的作用下,采样气体从气体进样室1的采样气体入口11进入气体进样室1,并流经气体进样室1的涡旋槽12,在涡旋槽12中进样气体与膜3充分接触后,经由采样气体出口13被采样泵8抽走。根据膜3的选择透过性原理,进样气体与膜3充分接触的过程中,在膜3两侧的压力差作用下,痕量有机物通过膜3进入气体缓冲室4的缓冲腔室42,并通过气体缓冲室4内部管道进入质谱电离室9进行电离分析。由于在气体缓冲室4内腔室内表面涂覆有惰性涂层41,大大降低了痕量有机物在流经气体缓冲室4内部时的物理吸附或者化学吸附,提高了进入质谱电离室9的痕量有机物的浓度,提高了质谱对痕量有机物的检测能力,降低了质谱检测过程出现的谱峰拖尾现象。
本发明实施例提供了一种低残留膜进样装置,通过增加进样气体与膜接触的时间,提高了对痕量有机物的富集;进样管路内壁涂覆惰性涂层,同时通过管路外壁加热丝的均匀缠绕,保温处理,大大降低了痕量有机物在管路内壁的吸附,有效解决有机物检测时谱峰易出现的拖尾现象。
本领域技术人员知道,除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以外,完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以,本发明提供的系统及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件,而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构;也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改,这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下,本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种低残留膜进样装置,其特征在于,包括:气体进样室(1)、进样密封圈(2)、膜(3)、气体缓冲室(4)、加热丝(5)、质谱侧密封圈(6)、保温套筒(7)、采样泵(8)以及质谱电离室(9);
其中,所述进样密封圈(2)安装在气体进样室(1)内;
所述膜(3)的一端与气体进样室(1)紧密贴合,另一端与气体缓冲室(4)紧密贴合;
所述加热丝(5)缠绕于气体缓冲室(4);
所述质谱侧密封圈(6),安装于所述气体缓冲室(4)与质谱电离室(9)之间;
所述保温套筒(7),安装于所述气体缓冲室(4)外壁;
所述采样泵(8)与所述气体进样室(1)连接。
2.根据权利要求1所述的低残留膜进样装置,其特征在于,所述气体进样室(1)包括进样气体入口(11)、涡旋槽(12)、进样气体出口(13)以及进样密封圈槽(14);
其中,涡旋槽(12)在所述气体进样室(1)底端;进样气体入口(11)贯穿于涡旋槽(12)起点与所述气体进样室(1)顶端;进样气体出口(13)贯穿于涡旋槽(12)终点与所述气体进样室(1)顶端;进样密封槽(14)在所述气体进样室(1)底端。
3.根据权利要求2所述的低残留膜进样装置,其特征在于,所述进样密封圈(2),安装在所述气体进样室(1)的进样密封圈槽(14)内;
所述采样泵(8)通过软道与所述气体进样室(1)的进样气体出口(13)连接。
4.根据权利要求1所述的低残留膜进样装置,其特征在于,所述气体缓冲室(4)包括惰性涂层(41)、缓冲腔室(42)以及膜支撑网(43);
其中,惰性涂层(41)涂覆在所述气体缓冲室(4)内部腔体内表面;
膜支撑网(43)焊接在缓冲腔室(42)入口端。
5.根据权利要求4所述的低残留膜进样装置,其特征在于,所述膜(3)的底端面平整地张贴在所述气体缓冲室(4)的膜支撑网(43)上,膜(3)的上端面与气体进样室(1)底端面紧密贴合。
6.根据权利要求1所述的低残留膜进样装置,其特征在于,所述气体缓冲室(4)外壁有螺旋状的安装槽。
7.根据权利要求6所述的低残留膜进样装置,其特征在于,所述加热丝(5),缠绕于所述气体缓冲室(4)外壁的螺旋状的安装槽中。
8.根据权利要求1所述的低残留膜进样装置,其特征在于,所述的膜(3)为选择透过性膜。
9.根据权利要求1所述的低残留膜进样装置,其特征在于,所述气体进样室(1)的涡旋槽(12)的截面形状为半圆形或矩形。
10.根据权利要求1所述的低残留膜进样装置,其特征在于,所述气体缓冲室(4)的惰性涂层(41)采用硫钝化处理工艺或硅烷化处理工艺获得。
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