CN116773303B - 一种用于顶空检测中纤维类样品的前处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于气体检测的领域，提供了一种用于顶空检测中纤维类样品的前处理装置，包括压力瓶，第一盖体，滑动设于压力瓶内的置物装置，以及与置物装置可拆卸连接的驱动装置；置物装置包括中空的置物盒，设于置物盒靠近第一盖体一端的连接孔，设于连接孔处的连接管，以及多个设于置物盒上下两端的透气孔；驱动装置包括连接杆，与连接杆可拆卸连接的驱动杆，以及用以驱动驱动杆沿轴向运动的驱动机构；连接管设于置物盒内部；连接杆与连接管可拆卸连接，驱动杆穿过第一盖体后与连接杆连接。本发明的用于顶空检测中纤维类样品的前处理装置，其能够有效地对顶空样品进行前处理，提高样品中挥发气体的挥发量。
Description
技术领域
本发明涉及气体检测的技术领域，具体而言，涉及一种用于顶空检测中纤维类样品的前处理装置。
背景技术
顶空检测法是一种常见的用于检测气体中成分的检测手段，其常与气相色谱、质谱联合使用。顶空检测常用于液体、固体中的挥发性气体检测，或纯气体检测。
对于固体样品中的挥发性气体检测，在实际操作过程中，通常需要将固体样品尽量破碎成较小的块状，然后将其置于密封的顶空瓶，在检测时将采样针插入到顶空瓶中，抽取顶空瓶中的气体到分析仪中进行分析。从上述操作中不难看出，分析仪对气体分析的有效性不仅取决于分析仪参数的设置，还取决于挥发性气体从固体样品中的挥发情况。对于较为致密固体样品，气体仅能够从样品表面挥发出，对于植物纤维类样品（如：竹、木制品、纸吸管等纸制品），不仅样品表面的气体能够挥发出，其内部的挥发性气体也能够透过纤维之间的缝隙缓慢挥发出来，如CN114609307A 基于自动顶空-气质联用法测定竹木筷中苯及苯系物的方法，其公开了对竹筷等植物纤维类样品进行挥发性气体检测，但是重复该检测方法发现，对同一个样品进行先后多次检测，其检出的结果中仍然含有大量的气体，并且其中的气体种类和含量呈逐渐减少的趋势，也就是说检测过程中对样品的处理能够提高气体挥发出来的效率，但是效率不高。常见的提高气体挥发效果的方法有提高检测时长、提高样品温度，增加样品细碎度。但是上述方法在实际使用过程中都会受到很大的限制。
因此，设计一种有效的样品前处理装置和对应的处理方法能够有效地将样品中的挥发性气体挥发出来。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于顶空检测中纤维类样品的前处理装置，其能够有效地对顶空样品进行前处理，提高样品中挥发气体的挥发量。
本发明的实施例通过以下技术方案实现：本发明的用于顶空检测中纤维类样品的前处理装置，包括压力瓶，设于所述压力瓶开口端的第一盖体，滑动设于所述压力瓶内的置物装置，以及与所述置物装置可拆卸连接的驱动装置；所述置物装置包括中空的置物盒，设于所述置物盒靠近所述第一盖体一端的连接孔，设于所述连接孔处的连接管，以及多个设于所述置物盒上下两端的透气孔；所述驱动装置包括连接杆，与所述连接杆可拆卸连接的驱动杆，以及用以驱动所述驱动杆沿轴向运动的驱动机构；所述连接管设于所述置物盒内部，所述连接管设于所述置物盒内的一端端部与所述置物盒内壁之间设有进料间隙；所述连接杆与所述连接管可拆卸连接，所述驱动杆穿过所述第一盖体后与所述连接杆连接。
进一步地，还包括加压装置，所述加压装置包括加压罐，用以封闭所述加压罐的第二盖体，以及与所述加压罐连通的气压泵；所述加压罐用以容纳所述压力瓶，所述第二盖体开设有用以所述驱动杆穿过的让位孔。
进一步地，所述加压罐底部设有多个限位板，所述限位板使所述压力瓶居中。
进一步地，所述连接杆设于所述置物盒内的一端与所述置物盒底部抵接。
进一步地，所述连接杆靠近所述驱动杆的一端设有螺孔，所述驱动杆与所述螺孔螺纹连接。
进一步地，所述第一盖体内壁设有多个凸块，所述凸块与所述透气孔一一对应。
进一步地，所述透气孔的轴线不与所述压力瓶的轴线平行。
进一步地，还包括顶空瓶，以及用以封闭所述顶空瓶的第三盖体；所述顶空瓶用以容纳所述压力瓶。
进一步地，还包括第四盖体，所述第四盖体套设于所述第一盖体上。
本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：本发明的用于顶空检测中纤维类样品的前处理装置，通过设置压力瓶以及在其中往复运动的置物盒，在置物盒往复运动的过程中，压力瓶中的气体不断地冲刷置物盒中的样品，使得处于样品内部的挥发性气体能够透过纤维之间的缝隙逐渐溢出，使得样品内部的挥发性气体能够尽可能地都挥发出来，提高后续的检测效果，提高检查的准确性，并且由于整个冲刷过程都是在压力瓶内部进行的，因此压力瓶内部不会与外界发生气体交换，并且可以直接将本装置与现有的顶空检测装置相结合，能够显著地提高样品中可挥发性物质的检测效果。
附图说明
图1为本发明实施例1-2提供的用于顶空检测中纤维类样品的前处理装置在装填样品时的结构示意图；
图2为本发明实施例1-2提供的用于顶空检测中纤维类样品的前处理装置在加压时的结构示意图；
图3为本发明实施例1-2提供的用于顶空检测中纤维类样品的前处理装置在冲刷样品时的结构示意图；
图4为本发明实施例1提供的用于顶空检测中纤维类样品的前处理装置在取样时的结构示意图；
图5为本发明实施例2提供的使用第四盖体时的结构示意图；
图6为本发明实施例1-2提供的压力瓶部分展开后的结构示意图；
图7为本发明实施例1-2提供的置物盒部分的结构示意图；
图8为本发明实施例1-2提供的透气孔部分的结构示意图。
图标：10-压力瓶，11-置物盒，12-连接孔，13-连接管，14-进料间隙，15-透气孔，16-连接杆，17-第一盖体，18-驱动杆，19-第四盖体，21-加压罐，22-限位板，23-第二盖体，24-气管，31-顶空瓶，32-第三盖体，33-采样针。
具体实施方式
实施例1
以下结合具体实施例进一步说明，如附图1-4、6-8所示，本实施例的用于顶空检测中纤维类样品的前处理装置，包括压力瓶10，设于压力瓶10开口端的第一盖体17，滑动设于压力瓶10内的置物装置，以及与置物装置可拆卸连接的驱动装置；置物装置包括中空的置物盒11，设于置物盒11靠近第一盖体17一端的连接孔12，设于连接孔12处的连接管13，以及多个设于置物盒11上下两端的透气孔15；驱动装置包括连接杆16，与连接杆16可拆卸连接的驱动杆18，以及用以驱动驱动杆18沿轴向运动的驱动机构；连接管13设于置物盒11内部，连接管13设于置物盒11内的一端端部与置物盒11内壁之间设有进料间隙14；连接杆16与连接管13可拆卸连接，驱动杆18穿过第一盖体17后与连接杆16连接。具体的，在使用时先将准备好的小块状样品（主要为竹、木类制品，纸吸管等纸制品，尤其是与食品相关的）送入连接管13，然后再通过进料间隙14塞入到连接管13外壁与置物盒11内壁之间的空腔中，然后将连接杆16拧入到连接管中（两者可通过螺纹连接），然后将第一盖体17盖上，将驱动杆18穿过第一盖体17后与连接杆16连接（两者可螺纹连接），然后将驱动杆18与驱动机构连接（驱动机构可以是电机，伸缩缸之类的往复运动驱动机构）当驱动机构驱动驱动杆18做往复运动时，驱动杆18通过连接杆16驱动置物盒11在压力瓶10内做往复运动，由于置物盒11侧壁与压力瓶10内壁具有一定的密封度，因此在置物盒11往复运动的过程中，压力瓶10中的气体主要通过透气孔15进入到置物盒11中然后通过另一端的透气孔15排出，在此过程中，由于透气孔15的直径远小于压力瓶10的内径，因此气体会以高速冲入到置物盒11中并高速冲出，在此过程中气体会快速地冲击样品，使得样品在高速气流的冲刷下不断地发现碰撞，使得处于样品内部的挥发性气体能够透过纤维之间的缝隙逐渐溢出，使得样品内部的挥发性气体能够尽可能地都挥发出来，提高后续的检测效果，提高检查的准确性，并且由于整个冲刷过程都是在压力瓶10内部进行的，因此压力瓶10内部不会与外界发生气体交换，当冲刷结束后，使用驱动杆18将置物盒11拉至第一盖体17处，然后将驱动杆18与连接杆16分离，此时连接杆16位于第一盖体17的孔中，通过置物盒11、连接杆16将第一盖体17封闭住，此时第一盖体17上的凸块也卡入置物盒11上端的透气孔15（可通过置物盒11与压力瓶10内壁之间的摩擦力将置物盒11固定住，也可以直接将压力瓶10倒置），然后将压力瓶10置于顶空瓶31中，在检测时将采样针33插入到顶空瓶31中，采样针33将连接杆16和置物盒11顶开（如附图4所示），使得压力瓶10中的气体能够溢出，能够正常进行后续的检测。这样可以直接将本装置与现有的顶空检测装置相结合，能够显著地提高样品中可挥发性物质的检测效果。
本实施例中，还包括加压装置，加压装置包括加压罐21，用以封闭加压罐21的第二盖体23，以及与加压罐21连通的气压泵；加压罐21用以容纳压力瓶10，第二盖体23开设有用以驱动杆18穿过的让位孔。加压罐21底部设有多个限位板22，限位板22使压力瓶10居中。具体的，上一段的操作步骤中，在将样品放置在置物盒11中，然后将连接杆16拧入到连接管13中后，将置物盒11塞入到压力瓶10中（如附图1所示，连接杆16完全没入到压力瓶10内部），然后将第二盖体23盖上，将驱动杆18插入到让位孔中但是不穿过第一盖体17（如附图2所示），然后使用气压泵通过气管24向压力罐中加压，由于压力瓶10内部与加压罐21连通，因此压力瓶10中也处于高压状态，此时将驱动杆18穿过第一盖体17后与连接杆16连接，然后使用驱动机构驱动置物盒11上下移动，对样品进行冲刷（如附图3所示），由于此时压力瓶10中具有较高的压力，因此对样品的冲刷力度也更高，冲刷效率更好，冲刷结束后，使用置物盒11和连接杆16将第一盖体17封闭，然后将压力瓶10从压力罐中取出，继续进行后续步骤即可，此时由于压力瓶10中仍然为高压，因此当使用采样针33将压力瓶10顶开后，压力瓶10中的气体会直接溢出，这样能够更好地使压力瓶10中的气体（主要指挥发性物质）均匀地分散在顶空瓶31中。其中由于样品在气流冲刷和碰撞的过程中会掉落部分粉末，因此可使用采样针33将置物盒11推到压力瓶10的下端，然后将采样针33的位置上移直到完全脱离压力瓶10，并静止一端时间（避免粉末进入到采样针33中），即可开始进样检测。需要注意的是，由于采样针33会直接插入到连接杆16的螺孔中，并且采样针33的端部为平口（非斜口），因此能够有效地避免此时压力瓶10中气体冲出时，将粉末带入到采样针33中。
本实施例中的连接杆16设于置物盒11内的一端与置物盒11底部抵接。具体的，这样能够更好地通过连接杆16将置物盒11封闭（螺纹不具有稳定的密封效果）。
本实施例中的连接杆16靠近驱动杆18的一端设有螺孔，驱动杆18与螺孔螺纹连接。
本实施例中的第一盖体17内壁设有多个凸块，凸块与透气孔15一一对应。具体的，通过驱动杆18将置物盒11拉到贴近第一盖体17的位置后，缓慢转动置物盒11，使得凸块卡入到置物盒11上端的透气孔15中，这样一是能够对透气孔15进行封闭，二是能够很好地限制置物盒11的转动，就能够更加顺利地将驱动杆18取下来。
本实施例中的透气孔15的轴线不与压力瓶10的轴线平行。具体的，如附图7-8所示，这样空气通过透气孔15进入到置物盒11中时，会在置物盒11中形成旋转的气流，其具有更好地搅动效果。
本实施例中，还包括顶空瓶31，以及用以封闭顶空瓶31的第三盖体32；顶空瓶31用以容纳压力瓶10。具体的，顶空瓶31可以直接使用现有顶空瓶31即可，第三盖体32需要使用橡胶材质，以便于采样针33更好地插入。此外，也可以将加压罐21的体积做小，然后将加压罐21作为顶空瓶31使用，这样就能够减少样品的转移步骤，只需要将第二盖体23替换为第三盖体32即可，区别在于需要重新设计体积更小，更耐高压的加压罐21。
实施例2
本实施例2与实施例1的区别之处在于本实施例不使用顶空瓶31，如附图5所示，本实施例中还包括第四盖体19，第四盖体19套设于第一盖体17上。具体的，可以在第一盖体17外侧设置螺纹，进而通过螺纹连接将第四盖体19套在第一盖体17外侧。在将压力瓶10从加压罐21中取出后，直接在第一盖体17上套上第四盖体19，在顶空进样时，可直接使用采样针33穿过第四盖体19和第一盖体17即可。其中第四盖体19为橡胶材质制成。
综上，本实施例的用于顶空检测中纤维类样品的前处理装置，在使用时先将准备好的小块状样品（主要为竹、木类制品，纸吸管等纸制品尤其是与食品相关的）送入连接管13，然后再通过进料间隙14塞入到连接管13外壁与置物盒11内壁之间的空腔中，然后将连接杆16拧入到连接管中（两者可通过螺纹连接），然后将第一盖体17盖上，将驱动杆18穿过第一盖体17后与连接杆16连接（两者可螺纹连接），然后将驱动杆18与驱动机构连接（驱动机构可以是电机，伸缩缸之类的往复运动驱动机构）当驱动机构驱动驱动杆18做往复运动时，驱动杆18通过连接杆16驱动置物盒11在压力瓶10内做往复运动，由于置物盒11侧壁与压力瓶10内壁具有一定的密封度，因此在置物盒11往复运动的过程中，压力瓶10中的气体主要通过透气孔15进入到置物盒11中然后通过另一端的透气孔15排出，在此过程中，由于透气孔15的直径远小于压力瓶10的内径，因此气体会以高速冲入到置物盒11中并高速冲出，在此过程中气体会快速地冲击样品，使得样品在高速气流的冲刷下不断地发现碰撞，使得处于样品内部的挥发性气体能够透过纤维之间的缝隙逐渐溢出，使得样品内部的挥发性气体能够尽可能地都挥发出来，提高后续的检测效果，提高检查的准确性，并且由于整个冲刷过程都是在压力瓶10内部进行的，因此压力瓶10内部不会与外界发生气体交换，当冲刷结束后，使用驱动杆18将置物盒11拉至第一盖体17处，然后将驱动杆18与连接杆16分离，此时连接杆16位于第一盖体17的孔中，通过置物盒11、连接杆16将第一盖体17封闭住，此时第一盖体17上的凸块也卡入置物盒11上端的透气孔15，然后将压力瓶10置于顶空瓶31中，在检测时将采样针33插入到顶空瓶31中，采样针33将连接杆16和置物盒11顶开，使得压力瓶10中的气体能够溢出，能够正常进行后续的检测。这样可以直接将本装置与现有的顶空检测装置相结合，能够显著地提高样品中可挥发性物质的检测效果。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种用于顶空检测中纤维类样品的前处理装置，其特征在于：包括压力瓶(10)，设于所述压力瓶(10)开口端的第一盖体(17)，滑动设于所述压力瓶(10)内的置物装置，以及与所述置物装置可拆卸连接的驱动装置；
所述置物装置包括中空的置物盒(11)，设于所述置物盒(11)靠近所述第一盖体(17)一端的连接孔(12)，设于所述连接孔(12)处的连接管(13)，以及多个设于所述置物盒(11)上下两端的透气孔(15)；
所述驱动装置包括连接杆(16)，与所述连接杆(16)可拆卸连接的驱动杆(18)，以及用以驱动所述驱动杆(18)沿轴向运动的驱动机构；
所述连接管(13)设于所述置物盒(11)内部，所述连接管(13)设于所述置物盒(11)内的一端端部与所述置物盒(11)内壁之间设有进料间隙(14)；所述连接杆(16)与所述连接管(13)可拆卸连接，所述驱动杆(18)穿过所述第一盖体(17)后与所述连接杆(16)连接；
还包括加压装置，所述加压装置包括加压罐(21)，用以封闭所述加压罐(21)的第二盖体(23)，以及与所述加压罐(21)连通的气压泵；
所述加压罐(21)用以容纳所述压力瓶(10)，所述第二盖体(23)开设有用以所述驱动杆(18)穿过的让位孔；
所述加压罐(21)底部设有多个限位板(22)，所述限位板(22)使所述压力瓶(10)居中；
所述第一盖体(17)内壁设有多个凸块，所述凸块与所述透气孔(15)一一对应；
还包括顶空瓶(31)，以及用以封闭所述顶空瓶(31)的第三盖体(32)；所述顶空瓶(31)用以容纳所述压力瓶(10)；
还包括第四盖体（19），所述第四盖体（19）套设于所述第一盖体（17）上。
2.根据权利要求1所述的用于顶空检测中纤维类样品的前处理装置，其特征在于：所述连接杆(16)设于所述置物盒(11)内的一端与所述置物盒(11)底部抵接。
3.根据权利要求1所述的用于顶空检测中纤维类样品的前处理装置，其特征在于：所述连接杆(16)靠近所述驱动杆(18)的一端设有螺孔，所述驱动杆(18)与所述螺孔螺纹连接。
4.根据权利要求1所述的用于顶空检测中纤维类样品的前处理装置，其特征在于：所述透气孔(15)的轴线不与所述压力瓶(10)的轴线平行。
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