CN114636456B - 一种定量环体积校准系统及方法 - Google Patents

一种定量环体积校准系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114636456B
CN114636456B CN202210537321.XA CN202210537321A CN114636456B CN 114636456 B CN114636456 B CN 114636456B CN 202210537321 A CN202210537321 A CN 202210537321A CN 114636456 B CN114636456 B CN 114636456B
Authority
CN
China
Prior art keywords
quantitative
liquid
water
ring
volume
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202210537321.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN114636456A (zh
Inventor
王以堃
陈扬
孙磊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Institute Of Econometrics (jiangsu Energy Measurement Data Center)
Original Assignee
Jiangsu Institute Of Econometrics (jiangsu Energy Measurement Data Center)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Institute Of Econometrics (jiangsu Energy Measurement Data Center) filed Critical Jiangsu Institute Of Econometrics (jiangsu Energy Measurement Data Center)
Priority to CN202210537321.XA priority Critical patent/CN114636456B/zh
Publication of CN114636456A publication Critical patent/CN114636456A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114636456B publication Critical patent/CN114636456B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F17/00—Methods or apparatus for determining the capacity of containers or cavities, or the volume of solid bodies
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02—Column chromatography
    • G01N30/04—Preparation or injection of sample to be analysed
    • G01N30/16—Injection
    • G01N30/20—Injection using a sampling valve
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02—Column chromatography
    • G01N30/04—Preparation or injection of sample to be analysed
    • G01N30/16—Injection
    • G01N30/20—Injection using a sampling valve
    • G01N2030/201—Injection using a sampling valve multiport valves, i.e. having more than two ports
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

本发明公开了一种定量环体积校准系统及方法，包括进样切换阀、进液器、定量环、液体收集器、气源一、废液收集器，所述液体收集器包括二颈瓶和干燥管，所述干燥管设置于二颈瓶的高瓶出口处，所述干燥管底部装填有无水高氯酸镁，所述二颈瓶底部装填有高分子吸水树脂，通过无水高氯酸镁和高分子吸水树脂吸收水分，本发明能够对使用中的定量环进行原位体积标定，因此能够得到进样体积的精确值，进而更准确的计算出气相色谱仪的检出限指标。其检测精度高、校准过程少。

Description

一种定量环体积校准系统及方法
技术领域
本发明属于化学计量领域，尤其涉及一种色谱分析过程中进样体积原位校准系统及方法。
背景技术
气相色谱法是医药、环境领域常见的检测方法，当使用气相色谱法对气体成分进行分析时，一般选择六通阀作为进样部件，六通阀可以选择配置不同规格的定量环，常见规格为0.1-1mL，定量环由一定长度的空心惰性材料管制作而成。定量环一般采用空心截面积×长度的方式确定体积规格，由于材料管管径并不均匀，并且将定量环安装在六通阀后，六通阀本身会有死体积存在，因此进样体积并不准确。在计量领域，气相色谱仪的检出限算法公式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE002AAA
，(
Figure DEST_PATH_IMAGE004AAA
为检出限，
Figure DEST_PATH_IMAGE006AAA
为仪器噪声，
Figure DEST_PATH_IMAGE008AAA
为进样量，
Figure DEST_PATH_IMAGE010AAA
为峰面积)，如果进样体积不准确，进样量也无法准确得到，因此气相色谱仪的关键计量参数检出限也无法计算准确。
中国专利CN 105115561 A，公开了一种定量环容积检定装置及检定方法，定量环容积检定装置包括定量环、六通阀、液体源、液体注射泵、液体出口、气体源、气体注射泵、气体出口和称量机构，液体注射泵和液体出口分别与六通阀连接，能够将液体通过六通阀加入到定量环中，并与定量环以及液体出口形成液体通路；气体注射泵和气体出口与六通阀连接，能够将气体通过六通阀加入到定量环中，并与定量环以及气体出口形成气体通路，所述的定量环与六通阀连接，所述的六通阀可切换流路，使所述的定量环在液体通路和气体通路之间切换。该专利采用气体吹扫直接收集的方式进行体积校准，其存在以下缺陷：若气流吹扫流速低，在定量环中会残留液体，如果气流吹扫流速高，会在收集口产生喷雾状，使收集的液体损失，而影响到校准的准确性。收集容器采用了开放式的结构，收集过程中还会因液体挥发带来损失，影响校准的准确性。
中国专利CN109030704 A，公开了一种离子色谱仪进样体积测定装置和进样体积测定方法，是用于离子色谱仪满定量环进样和部分定量环进样中取样体积的精确测定。该专利采用进样阀使无机盐溶液测定定量环，通过冲洗液冲洗定量环，轮换连通测定溶液通路或冲洗通道技术方案的离子色谱仪进样体积测定装置，以及使用该装置的进样体积测定方法，虽然该专利解决了现有离子色谱仪进样体积检定装置和进样体积检定方法存在气体流速低，定量环中残留液体，气体流速高，会带走一些液体，以及检定液体易蒸发损失，影响检定准确性的技术问题，但是，由于其采用高浓度氯化钠溶液的方案进行体积校准，因此存在以下缺陷：盐溶液的配置工作繁琐，盐溶液对金属管路以及金属阀体有一定腐蚀作用，影响对六通阀的长期性能有潜在负面影响。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种定量环体积校准系统及方法，本发明能够对使用中的定量环进行原位体积标定，因此能够得到进样体积的精确值，进而更准确的计算出气相色谱仪的检出限指标。其检测精度高、校准过程少。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种定量环体积校准系统，包括进样切换阀、进液器、定量环、液体收集器、气源一、废液收集器，所述液体收集器包括二颈瓶和干燥管，所述干燥管设置于二颈瓶的高瓶出口处，所述干燥管底部装填有无水高氯酸镁，所述二颈瓶底部装填有高分子吸水树脂，其中：
所述进样切换阀包括六个通道口，所述进样切换阀对六个通道口进行选通切换，六个通道口分别记为通道口一、通道口二、通道口三、通道口四、通道口五、通道口六。
所述定量环一端与通道口一连接，另一端与通道口四连接。
所述废液收集器与通道口二连接。
所述进液器的出口与通道口三连接，而进液器的进口与压力源连接。
所述二颈瓶的低瓶进口与通道口五连接。
所述气源一与通道口六连接。
优选的：所述压力源为气源二或者为液体源。
优选的：在无水高氯酸镁上覆盖有棉花。
优选的：定量环量值范围为0.1-1ml。
一种定量环体积校准方法，包括以下步骤：
步骤1，先称量液体收集器得到液体收集器质量
Figure DEST_PATH_IMAGE012_19A
，收集完定量环中液体后，再称量得到液体收集器收集液体后的质量
Figure DEST_PATH_IMAGE014_13A
，进而得到定量环内液体质量
Figure DEST_PATH_IMAGE016_19A
。
步骤2，根据定量环内液体质量建立定量环体积校准标准不确定度模型：
Figure DEST_PATH_IMAGE018_7A
Figure DEST_PATH_IMAGE020_7A
Figure DEST_PATH_IMAGE022_9A
Figure DEST_PATH_IMAGE024_7A
Figure DEST_PATH_IMAGE026_7A
Figure DEST_PATH_IMAGE028_7A
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE030_11A
为定量环体积校准标准不确定度，
Figure DEST_PATH_IMAGE032_11A
为天平分度值，
Figure DEST_PATH_IMAGE016_20A
为定量环内液体质量，
Figure DEST_PATH_IMAGE012_20A
为液体收集器的质量，
Figure DEST_PATH_IMAGE014_14A
为液体收集器收集液体后的质量,
Figure DEST_PATH_IMAGE034_11A
为高氯酸镁吸水能力，
Figure DEST_PATH_IMAGE036_11A
为高分子树脂吸水能力，
Figure DEST_PATH_IMAGE038_17A
为无水高氯酸镁质量，
Figure DEST_PATH_IMAGE040_15A
为高分子吸水树脂质量，
Figure DEST_PATH_IMAGE042_11A
为水的饱和蒸汽压，
Figure DEST_PATH_IMAGE044_8A
为水的摩尔质量，
Figure DEST_PATH_IMAGE046_11A
为气体摩尔体积，
Figure DEST_PATH_IMAGE048_19A
为吹扫流量，
Figure DEST_PATH_IMAGE050_19A
为吹扫时间，
Figure DEST_PATH_IMAGE052_9A
为定量管体积，
Figure DEST_PATH_IMAGE054_11A
为水的密度。
步骤3，给液体收集器的质量
Figure DEST_PATH_IMAGE012_21A
、高氯酸镁吸水能力
Figure DEST_PATH_IMAGE034_12A
、高分子树脂吸水能力
Figure DEST_PATH_IMAGE036_12A
、水的饱和蒸汽压
Figure DEST_PATH_IMAGE042_12A
、大气压
Figure DEST_PATH_IMAGE056_7A
、水的摩尔质量
Figure DEST_PATH_IMAGE044_9A
、气体摩尔体积
Figure DEST_PATH_IMAGE046_12A
、定量管体积
Figure DEST_PATH_IMAGE052_10A
、水的密度
Figure DEST_PATH_IMAGE054_12A
，根据步骤2中的定量环体积校准标准不确定度模型确定出检测时需要的定天平分度值
Figure DEST_PATH_IMAGE032_12A
、无水高氯酸镁质量
Figure DEST_PATH_IMAGE038_18A
、高分子吸水树脂质量
Figure DEST_PATH_IMAGE040_16A
、
Figure DEST_PATH_IMAGE048_20A
为吹扫流量、
Figure DEST_PATH_IMAGE050_20A
为吹扫时间，同时确定出最优的定量环体积校准标准不确定度。
步骤4，将步骤3得到的质量为
Figure DEST_PATH_IMAGE038_19A
的无水高氯酸镁装填入干燥管底部，将步骤3得到的质量为
Figure DEST_PATH_IMAGE040_17A
高分子吸水树脂质量装填入二颈瓶底部。
步骤5，装填完毕后，根据步骤3得到的吹扫流量
Figure DEST_PATH_IMAGE048_21A
和吹扫时间
Figure DEST_PATH_IMAGE050_21A
对定量环进行校准。
优选的：25℃时，水的饱和蒸汽压为3200Pa，大气压为101300Pa。
优选的：称量天平的量程为0-120g。
本发明相比现有技术，具有以下有益效果：
1. 本发明需要解决的一个问题是气体吹扫转移液体过程的误差和称重问题，采用干燥氮气转移，保证除定量环内液体水分被收集外，没有其他水分被收集。本发明收集水分的形态是气液混合物，无水高氯酸镁吸水性好，适合吸收气态水分，但是价格高、吸水量少，如果只使用无水高氯酸镁作为吸水剂进行水分收集，需要吸水剂的质量过大，而且会因为吸水剂水分饱和而频繁更换材料，不够方便经济。本发明采用高分子吸水树脂吸收气液混合物中的液态的液体物质，通过无水高氯酸镁吸收气液混合物中的气态的液体物质，通过无水高氯酸镁和高分子吸水树脂的联合使用，提高了校准的可靠性。
2. 本发明需要解决的另一个问题是，如何确定吹扫流量
Figure DEST_PATH_IMAGE048_22A
和吹扫时间
Figure DEST_PATH_IMAGE050_22A
，由于吹扫流量影响无水高氯酸镁的吸收量，导致气态中的液体物质还未被无水高氯酸镁吸收，就从液体收集器中吹扫出去。另外，吹扫时间直接影响到定量环中的液体是否被完全吹扫出去，吹扫时间过过短，则定量环中的液体有留存，未吹扫干净。如果吹扫时间过长，由于已经吸收水分的无水高氯酸镁呈粉末状，吹扫时间过长，一方面导致无水高氯酸镁捕获但未来得及吸收的气态液体被吹走，另一方，吹扫流量过大和吹扫时间过长，会带走部分无水高氯酸镁，导致精度降低，因此吹扫流量对于定量环的校准及其重要，本发明采用定量环体积校准标准不确定度模型，确定出无水高氯酸镁和高分子吸水树脂的用量，以及检测校准时的吹扫流和吹扫时间，在该条件下，得到的最优的定量环体积校准标准不确定度能够符合预期目标。
附图说明
图1为本实施例的定量环体积校准系统进样状态示意图。
图2为本实施例的定量环体积校准系统出样状态示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
一种定量环体积校准系统，如图1和2所示，包括进样切换阀11、进液器12、定量环7、液体收集器、气源一9、废液收集器10，所述液体收集器包括二颈瓶8和干燥管，所述干燥管设置于二颈瓶8的高瓶出口处，所述干燥管底部装填有无水高氯酸镁，在无水高氯酸镁上覆盖有棉花。所述二颈瓶8底部装填有高分子吸水树脂，其中：
所述进样切换阀11包括六个通道口，所述进样切换阀11对六个通道口进行选通切换，六个通道口分别记为通道口一1、通道口二2、通道口三3、通道口四4、通道口五5、通道口六6。
所述定量环7一端与通道口一1连接，另一端与通道口四4连接。定量环量值范围为0.1-1ml。
所述废液收集器10与通道口二2连接。
所述进液器12的出口与通道口三3连接，而进液器12的进口与压力源连接。所述压力源为气源二或者为液体源。
所述二颈瓶8的低瓶进口与通道口五5连接。二颈瓶低瓶进口采用橡胶塞，并在管路连接口采用O圈增强密封性。
所述气源一9与通道口六6连接。
一种定量环体积校准方法，对定量环校准时，首先在进样状态，气体通过进液瓶，使纯水充满定量环，其次在出样状态，气体将定量环中纯水转移至二颈瓶中，通过称取二颈瓶重量的变化，并通过水的密度换算得到定量环的体积，具体包括以下步骤：
步骤1，先称量液体收集器得到液体收集器质量
Figure DEST_PATH_IMAGE012_22A
，收集完定量环中液体后，再称量得到液体收集器收集液体后的质量
Figure DEST_PATH_IMAGE014_15A
，进而得到定量环内液体质量
Figure DEST_PATH_IMAGE016_21A
。
步骤2，根据定量环内液体质量建立定量环体积校准标准不确定度模型：
Figure DEST_PATH_IMAGE018_8A
Figure DEST_PATH_IMAGE020_8A
Figure DEST_PATH_IMAGE022_10A
Figure DEST_PATH_IMAGE024_8A
Figure DEST_PATH_IMAGE026_8A
Figure DEST_PATH_IMAGE028_8A
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE030_12A
为定量环体积校准标准不确定度，
Figure DEST_PATH_IMAGE032_13A
为天平分度值，
Figure DEST_PATH_IMAGE016_22A
为定量环内液体质量，
Figure DEST_PATH_IMAGE012_23A
为液体收集器的质量，
Figure DEST_PATH_IMAGE014_16A
为液体收集器收集液体后的质量,
Figure DEST_PATH_IMAGE034_13A
为高氯酸镁吸水能力，
Figure DEST_PATH_IMAGE036_13A
为高分子树脂吸水能力，
Figure DEST_PATH_IMAGE038_20A
为无水高氯酸镁质量，
Figure DEST_PATH_IMAGE040_18A
为高分子吸水树脂质量，
Figure DEST_PATH_IMAGE042_13A
为水的饱和蒸汽压，
Figure DEST_PATH_IMAGE044_10A
为水的摩尔质量，
Figure DEST_PATH_IMAGE046_13A
为气体摩尔体积，
Figure DEST_PATH_IMAGE048_23A
为吹扫流量，
Figure DEST_PATH_IMAGE050_23A
为吹扫时间，
Figure DEST_PATH_IMAGE052_11A
为定量管体积，
Figure DEST_PATH_IMAGE054_13A
为水的密度。
步骤3，给定液体收集器的质量
Figure DEST_PATH_IMAGE012_24A
、高氯酸镁吸水能力
Figure DEST_PATH_IMAGE034_14A
、高分子树脂吸水能力
Figure DEST_PATH_IMAGE036_14A
、水的饱和蒸汽压
Figure DEST_PATH_IMAGE042_14A
、大气压
Figure DEST_PATH_IMAGE056_8A
、水的摩尔质量
Figure DEST_PATH_IMAGE044_11A
、气体摩尔体积
Figure DEST_PATH_IMAGE046_14A
、定量管体积
Figure DEST_PATH_IMAGE052_12A
、水的密度
Figure DEST_PATH_IMAGE054_14A
，根据步骤2中的定量环体积校准标准不确定度模型确定出检测时需要的天平分度值
Figure DEST_PATH_IMAGE032_14A
、无水高氯酸镁质量
Figure DEST_PATH_IMAGE038_21A
、高分子吸水树脂质量
Figure DEST_PATH_IMAGE040_19A
、
Figure DEST_PATH_IMAGE048_24A
为吹扫流量、
Figure DEST_PATH_IMAGE050_24A
为吹扫时间，同时确定出最优的定量环体积校准标准不确定度。
步骤4，将步骤3得到的质量为
Figure DEST_PATH_IMAGE038_22A
的无水高氯酸镁装填入干燥管底部，将步骤3得到的质量为
Figure DEST_PATH_IMAGE040_20A
高分子吸水树脂质量装填入二颈瓶8底部。
步骤5，装填完毕后，根据步骤3得到的吹扫流量
Figure DEST_PATH_IMAGE048_25A
和吹扫时间
Figure DEST_PATH_IMAGE050_25A
对定量环进行校准。
25℃时，水的饱和蒸汽压为3200Pa，大气压为101300Pa。
优选的：称量天平的量程为0-120g。
为了验证本发明的可行性，本实施例做了以下实验：
进样切换阀11采用六通阀，进液器12采用进液瓶，进液瓶装入纯水，另一端连接气源，气源为高纯干燥氮气，压力0.2MPa；通道口五5与二颈瓶低瓶口连接，二颈瓶高瓶口连接干燥管，干燥管内装填无水高氯酸镁，顶部为棉花；通道口六6与气源连接，气源为高纯干燥氮气，压力0.2MPa。六通阀首先处于图1的进样状态，气源通过压力将进样瓶中纯水通过通道口三3压入定量环，保持10s，此时定量环内充满纯水。
将六通阀切换至图2的出样状态，气源通过压力，通过通道口六6，将定量环中纯水完全吹入二颈瓶中，吹气时间：5秒。
称量转移前后二颈瓶的质量变化Δm，查询校准温度下纯水的密度ρ，则在原位校准条件下，定量环体积
Figure DEST_PATH_IMAGE058AAAA
。
Figure DEST_PATH_IMAGE060AAA
Figure DEST_PATH_IMAGE062AAA
；
Figure DEST_PATH_IMAGE064AAA
因此
Figure DEST_PATH_IMAGE066AAAA
本方案的称重过程为，转移前，先称量液体收集器得到液体收集器质量
Figure DEST_PATH_IMAGE012_25A
，收集完定量环中液体后，再称量得到液体收集器收集液体后的质量
Figure DEST_PATH_IMAGE014_17A
，进而得到定量环内液体质量
Figure DEST_PATH_IMAGE016_23A
，
Figure DEST_PATH_IMAGE022_11A
，
Figure DEST_PATH_IMAGE030_13A
为定量环体积校准标准不确定度，
Figure DEST_PATH_IMAGE068AAAA
为定量环液体质量称量不确定度。
根据定量环体积校准标准不确定度模型：
Figure DEST_PATH_IMAGE018_9A
Figure DEST_PATH_IMAGE020_9A
Figure DEST_PATH_IMAGE022_12A
Figure DEST_PATH_IMAGE024_9A
Figure DEST_PATH_IMAGE026_9A
Figure DEST_PATH_IMAGE028_9A
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE030_14A
为定量环体积校准标准不确定度，
Figure DEST_PATH_IMAGE032_15A
为天平分度值，
Figure DEST_PATH_IMAGE016_24A
为定量环内液体质量，
Figure DEST_PATH_IMAGE012_26A
为液体收集器的质量，
Figure DEST_PATH_IMAGE014_18A
为液体收集器收集液体后的质量,
Figure DEST_PATH_IMAGE034_15A
为高氯酸镁吸水能力，
Figure DEST_PATH_IMAGE036_15A
为高分子树脂吸水能力，
Figure DEST_PATH_IMAGE070AAA
，
Figure DEST_PATH_IMAGE038_23A
为无水高氯酸镁质量，
Figure DEST_PATH_IMAGE040_21A
为高分子吸水树脂质量，
Figure DEST_PATH_IMAGE042_15A
为水的饱和蒸汽压，25℃时为3200Pa，
Figure DEST_PATH_IMAGE056_9A
为大气压，101300Pa，
Figure DEST_PATH_IMAGE044_12A
为水的摩尔质量，18g/mol，
Figure DEST_PATH_IMAGE046_15A
为气体摩尔体积，25℃时为24.5mol/L，
Figure DEST_PATH_IMAGE048_26A
为吹扫流量，
Figure DEST_PATH_IMAGE050_26A
为吹扫时间，
Figure DEST_PATH_IMAGE052_13A
为定量管体积，
Figure DEST_PATH_IMAGE054_15A
为水的密度。
1.吹扫气压控制
如表1所示，使用气体吹扫收集液体的方案，显著的问题为：若气流吹扫流速低，在定量环中会残留液体，如果气流吹扫流速高，会在收集口产生喷雾状，使收集的液体损失，固定方案的其他条件，调整不同的吹扫气压，当气流＞0.5L/min时，收集液体的重量不再变化，能够完全收集到定量环中的液体。
表1为0.5mL规格定量管气压吹扫实验
Figure 431317DEST_PATH_IMAGE072
2. 二颈瓶设计
二颈瓶连填料重量为60g，能够使用常规天平进行称量（量程80g，精度0.1mg或0.01mg），因此在进行0.1-1ml定量管校准时，单次称量结果能够满足精度要求，不需要进行多次称量累加的步骤，简化了校准过程。
3.二颈瓶内液体捕集材料
气流吹扫收集液体时，收集口由于气流的作用，液体产生雾化效应，通过密封二颈瓶设计，避免了雾化效应造成的液体损失。另一方面由于气体流动，干燥气体会将液体水分带出，也会造成液体水分损失，使得液体收集不准确。经过材料选择和曝气试验验证，无水高氯酸镁和高分子吸水树脂的填料为最佳方案，完全避免了因气体流动造成的液体损失，并且液体收集重复性好，称重试验超过30次填料仍能有效避免液体损失。
曝气试验：如表2所示，在二颈瓶中装置一定量纯水，选择不同材料进行填充，直接使用气源一连接管路通入二颈瓶斜颈，曝气120秒，称重计算曝气前后二颈瓶的质量损失。
表2为120s曝气试验
Figure 879615DEST_PATH_IMAGE074
4.进样方式
采用气压进样，与现有技术中注射泵进样方式相比，进样过程中不会产生气泡，提高了检测精度。
在本发明的设计下，实现了0.1-1ml定量环体积校准单次称量得到结果，并且体积校准的标准不确定度＜1.5% 。
为了实现单次精确称重，无需多次重复收集称重试验的目的，收集装置的质量需要合适，如果收集装置质量过大，需要配备高量程天平，会导致称量精度下降。如果收集装置质量过轻，在气体吹扫过程中收集装置不稳定，同样会使收集效果变差。经过试验研究，收集装置（液体收集器）本体优选的质量为60g-80g。
Figure DEST_PATH_IMAGE016_25A
量值范围为0.1-1g，
由上述公式可知，当
Figure DEST_PATH_IMAGE016_26A
为0.1g，选择天平分度值d为1mg时，
Figure DEST_PATH_IMAGE030_15A
为12%，无法满足预期。若选择天平分度值为0.01mg，电子天平预热时间要1小时以上，电子天平使用环境要求过高。
因此本方案优选的称重方案为电子天平，量程为120g，分度值d为0.1mg。25℃时，
Figure DEST_PATH_IMAGE012_27A
=60g，
Figure DEST_PATH_IMAGE038_24A
=10g，
Figure DEST_PATH_IMAGE076AA
g，
Figure DEST_PATH_IMAGE048_27A
=0.5L/min，
Figure DEST_PATH_IMAGE050_27A
=5s时，
Figure DEST_PATH_IMAGE016_27A
称量结果如表3所示。
表3为0.5mL规格定量管多次称重试验
Figure 362417DEST_PATH_IMAGE078
利用公式
Figure DEST_PATH_IMAGE066_5A
可以得到
Figure DEST_PATH_IMAGE030_16A
小于1.5%，达到的预期目标。
本发明能够实现对使用中的定量环进行原位体积校准，定量环适用范围0.1-1ml，进而更准确的计算出气相色谱仪的检出限。
本发明的液体收集系统，通过无水高氯酸镁、高分子吸水树脂等材料实现了液体的完全收集，提高了称量准确性，进而提升了定量环体积校准的准确性。解决了气相色谱仪定量环体积的原位校准难题，在安装状态下，由于六通阀死体积的原因，定量管规格与实际进样体积产生了偏差，通过在安装状态下直接对定量环进行校准，提升了进样体积校准的精度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种定量环体积校准系统的校准方法，其特征在于，定量环体积校准系统包括进样切换阀（11）、进液器（12）、定量环（7）、液体收集器、气源一（9）、废液收集器（10），所述液体收集器包括二颈瓶（8）和干燥管，所述干燥管设置于二颈瓶（8）的高瓶出口处，所述干燥管底部装填有无水高氯酸镁，所述二颈瓶（8）底部装填有高分子吸水树脂，其中：
所述进样切换阀（11）包括六个通道口，所述进样切换阀（11）对六个通道口进行选通切换，六个通道口分别记为通道口一（1）、通道口二（2）、通道口三（3）、通道口四（4）、通道口五（5）、通道口六（6）；
所述定量环（7）一端与通道口一（1）连接，另一端与通道口四（4）连接；
所述废液收集器（10）与通道口二（2）连接；
所述进液器（12）的出口与通道口三（3）连接，而进液器（12）的进口与压力源连接；
所述二颈瓶（8）的低瓶进口与通道口五（5）连接；
所述气源一（9）与通道口六（6）连接；
校准方法为：对定量环校准时，首先在进样状态，气体通过进液瓶，使纯水充满定量环，其次在出样状态，气体将定量环中纯水转移至二颈瓶中，通过称取二颈瓶重量的变化，并通过水的密度换算得到定量环的体积，包括以下步骤：
步骤1，先称量液体收集器得到液体收集器质量
Figure DEST_PATH_IMAGE001
，收集完定量环中液体后，再称量得到液体收集器收集液体后的质量
Figure DEST_PATH_IMAGE002
，进而得到定量环内液体质量
Figure DEST_PATH_IMAGE003
；
步骤2，根据定量环内液体质量建立定量环体积校准标准不确定度模型：
Figure DEST_PATH_IMAGE004
Figure DEST_PATH_IMAGE005
Figure DEST_PATH_IMAGE006
；
Figure DEST_PATH_IMAGE007
；
Figure DEST_PATH_IMAGE008
；
Figure DEST_PATH_IMAGE009
；
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE010
为定量环体积校准标准不确定度，
Figure DEST_PATH_IMAGE011
为天平分度值，
Figure 521969DEST_PATH_IMAGE003
为定量环内液体质量，
Figure 986580DEST_PATH_IMAGE001
为液体收集器的质量，
Figure 828634DEST_PATH_IMAGE002
为液体收集器收集液体后的质量,
Figure DEST_PATH_IMAGE012
为高氯酸镁吸水能力，
Figure DEST_PATH_IMAGE013
为高分子树脂吸水能力，
Figure DEST_PATH_IMAGE014
为无水高氯酸镁质量，
Figure DEST_PATH_IMAGE015
为高分子吸水树脂质量，
Figure DEST_PATH_IMAGE016
为水的饱和蒸汽压，
Figure DEST_PATH_IMAGE017
为大气压，
Figure DEST_PATH_IMAGE018
为水的摩尔质量，
Figure DEST_PATH_IMAGE019
为气体摩尔体积，
Figure DEST_PATH_IMAGE020
为气源一的 吹扫流量，
Figure DEST_PATH_IMAGE021
为气源一的 吹扫时间，
Figure DEST_PATH_IMAGE022
为定量管体积，
Figure DEST_PATH_IMAGE023
为水的密度；
步骤3，给定液体收集器的质量
Figure 538357DEST_PATH_IMAGE001
、高氯酸镁吸水能力
Figure 946205DEST_PATH_IMAGE012
、高分子树脂吸水能力
Figure 503088DEST_PATH_IMAGE013
、水的饱和蒸汽压
Figure 317591DEST_PATH_IMAGE016
、大气压
Figure 109967DEST_PATH_IMAGE017
、水的摩尔质量
Figure 513266DEST_PATH_IMAGE018
、气体摩尔体积
Figure 54100DEST_PATH_IMAGE019
、定量管体积
Figure 870746DEST_PATH_IMAGE022
、水的密度
Figure 217545DEST_PATH_IMAGE023
，根据步骤2中的定量环体积校准标准不确定度模型确定出检测时需要的天平分度值
Figure 209772DEST_PATH_IMAGE011
、无水高氯酸镁质量
Figure 436354DEST_PATH_IMAGE014
、高分子吸水树脂质量
Figure 287767DEST_PATH_IMAGE015
、
Figure 31732DEST_PATH_IMAGE020
为气源一的吹扫流量、
Figure 471940DEST_PATH_IMAGE021
为气源一的吹扫时间，同时确定出最优的定量环体积校准标准不确定度；
步骤4，将步骤3得到的质量为
Figure 139596DEST_PATH_IMAGE014
的无水高氯酸镁装填入干燥管底部，将步骤3得到的质量为
Figure 337359DEST_PATH_IMAGE015
高分子吸水树脂质量装填入二颈瓶（8）底部；
步骤5，装填完毕后，根据步骤3得到的气源一的 吹扫流量
Figure 275228DEST_PATH_IMAGE020
和气源一的 吹扫时间
Figure 242047DEST_PATH_IMAGE021
对定量环进行校准。
2.根据权利要求1所述定量环体积校准系统的校准方法，其特征在于：所述压力源为气源二或者为液体源。
3.根据权利要求2所述定量环体积校准系统的校准方法，其特征在于：在无水高氯酸镁上覆盖有棉花。
4.根据权利要求3所述定量环体积校准系统的校准方法，其特征在于：定量环量值范围为0.1-1ml。
5.根据权利要求4所述定量环体积校准系统的校准方法，其特征在于：液体收集器质量为60g-80g。
6.根据权利要求5所述定量环体积校准系统的校准方法，其特征在于：所述二颈瓶（8）的低瓶进口与通道口五（5）连接管路采用O圈增强密封。
7.根据权利要求6所述定量环体积校准系统的校准方法，其特征在于：25℃时，水的饱和蒸汽压为3200Pa，大气压为101300Pa。
8.根据权利要求7所述定量环体积校准系统的校准方法，其特征在于：称量天平的量程为0-120g。
CN202210537321.XA 2022-05-18 2022-05-18 一种定量环体积校准系统及方法 Active CN114636456B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210537321.XA CN114636456B (zh) 2022-05-18 2022-05-18 一种定量环体积校准系统及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210537321.XA CN114636456B (zh) 2022-05-18 2022-05-18 一种定量环体积校准系统及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114636456A CN114636456A (zh) 2022-06-17
CN114636456B true CN114636456B (zh) 2022-08-23

Family

ID=81953380

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210537321.XA Active CN114636456B (zh) 2022-05-18 2022-05-18 一种定量环体积校准系统及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114636456B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116242440B (zh) * 2023-05-04 2023-09-29 江苏省计量科学研究院(江苏省能源计量数据中心) 一种液相色谱仪输液系统流量校准方法和系统

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005156262A (ja) * 2003-11-21 2005-06-16 Showa Kiki Kogyo Co Ltd 液量管理システム

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8900763D0 (en) * 1989-01-13 1989-03-08 Kabi Vitrum Peptide Hormones A Multi-dose syringe
JP4366861B2 (ja) * 2000-12-01 2009-11-18 株式会社島津製作所 通気処理器具及び通気処理機構並びにパージアンドトラップシステム
US7269991B2 (en) * 2003-02-14 2007-09-18 Air Liquide America L.P. Permeation calibrator
US7651866B2 (en) * 2003-03-28 2010-01-26 Teledyne Tekmar Company Purge and trap concentrator with electrically adjusted purge flow
US6929678B2 (en) * 2003-05-19 2005-08-16 Teledyne Tekmar Company Purge and trap concentrator with improved drying
US9588034B1 (en) * 2014-03-04 2017-03-07 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Apparatus and method for automated permeation testing of vapor and liquid penetration
CN105115561B (zh) * 2015-09-25 2018-08-14 山东省计量科学研究院 一种定量环容积检定装置及检定方法
CN106645522A (zh) * 2016-08-31 2017-05-10 武汉市天虹仪表有限责任公司 一种具有自动标定功能的挥发性有机物在线监测系统
CN107271324A (zh) * 2017-07-28 2017-10-20 国网山东省电力公司电力科学研究院 一种微量挥发性液体密度测量装置及方法
CN109030704B (zh) * 2018-07-20 2020-08-18 青岛盛瀚色谱技术有限公司 离子色谱仪进样体积测定装置和进样体积测定方法
CN111487116B (zh) * 2020-03-26 2021-01-12 江苏省计量科学研究院(江苏省能源计量数据中心) 一种气动式溶液稀释分配校准方法
JP2022062815A (ja) * 2020-10-09 2022-04-21 三菱重工エンジニアリング株式会社 分析システム及び管理システム、並びに分析方法、並びに分析プログラム
CN114062040B (zh) * 2021-11-10 2024-06-04 惠州市绿色能源与新材料研究院 一种液体储存及定量取样装置及其方法和用途

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005156262A (ja) * 2003-11-21 2005-06-16 Showa Kiki Kogyo Co Ltd 液量管理システム

Also Published As

Publication number Publication date
CN114636456A (zh) 2022-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN204330674U (zh) 用于检测土壤中挥发性有机物的设备
CN114636456B (zh) 一种定量环体积校准系统及方法
CN101038245B (zh) 配制标准气体的装置及方法
US2680060A (en) Ultramicrogasometer for determining gases in body fluids
CN109001364A (zh) 一种双通道采样大气hono测定系统及方法
Smith et al. Some useful techniques and accessories for adaptation of the gas chromatograph to soil nitrogen studies
CN207007641U (zh) 基于吸收法的高浓度氨气含量检测装置
CN114112776A (zh) 一种基于封闭式循环吸收测量天然气中h2s含量的方法
CA1129499A (en) Device for measuring the emission of gaseous inorganic fluorine or chlorine compounds
CN101718766A (zh) 一种测定穿透硫容量的装置及其使用方法
US3752652A (en) Method and apparatus for measurement of minute quantities of oxygen
CN100552451C (zh) 一种低沸点烃类中微量含氧化合物的测定方法及设备
Bighi Microdetermination of dithiocarbamates by gas chromatography
US4617828A (en) Method and apparatus for determining the solubility of volatile materials in non-volatile materials
CN205786180U (zh) 一种核电站蒸汽发生器冲洗沉渣反应装置
CN101013046A (zh) 移液器容量精确度的放射性同位素标记法比对与校准方法
CN215028695U (zh) 一种水蒸气标准气发生装置
CN209400427U (zh) 一种酸碱滴定装置
CN115902053B (zh) 色谱系统、直接测量环境中nmhc和特征因子的方法
CN217084830U (zh) 一种测量气体示踪剂在水和co2中分配系数的实验装置
CN219695029U (zh) 一种用于串联气质联用仪测定高压液体中痕量杂质的富集进样装置
CN207502473U (zh) 基于气相色谱仪的标准气体稀释装置的稀释误差检测装置
SU1352356A1 (ru) Прибор дл определени общего органического углерода в водных средах
CN116858721A (zh) 液氢质量溯源系统及方法
CN215678433U (zh) 一种精确测温、测压、定量硫化氢气体的进样装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant