CN203017983U - 一种用于原子荧光的空气净化系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种用于原子荧光的空气净化系统，其包括顺次连接的进气口、净化柱、隔膜泵和流量传感器，所述的净化柱具有第一端口及第二端口，所述的第一端口为空气入口，与所述的进气口相连，所述的第二端口为净化后的空气出口，与所述隔膜泵的进气端相连，所述的隔膜泵的出气端与所述的流量传感器的进气端相连，所述的流量传感器的出口与原子荧光的原子化室相连。本实用新型可解决了因为空气洁净度较差而影响原子荧光分析结果准确度和重复性的问题，可应用于任何实验室类或者是现场检测类原子荧光仪器，操作简单，易于推广和使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及原子荧光的气路系统领域，尤其是涉及原子荧光的助燃空气净化领域。
背景技术
原子荧光作为一种痕量重金属分析仪器在国内外的实验室得到极为广泛的应用。原子荧光的工作原理为：样品溶液与还原剂溶液(如硼氢化钾、硼氢化钠)反应生成待测元素的气态物质和氢气，氢气和氩气混合后点燃形成氩氢火焰，除Hg和Cd元素外，原子荧光所能测量的其它14种元素，均需要氩氢火焰使其待测元素的气态物质原子化，生成基态原子，才能在待测元素空心阴极灯的辐射下生成原子荧光，根据原子荧光信号的强弱达到定量检测的目的。
以砷元素为例，样品溶液中的亚砷酸盐与硼氢化钾混合后生成砷化氢气体，砷化氢气体在氩氢火焰中分解为基态的砷原子，基态砷原子在砷空心阴极灯的辐射下产生荧光。
氩氢火焰对于原子荧光的正常工作起着至关重要的作用，维持氩氢火焰的条件有两个，即氢气和空气。氢气作为燃气，由还原剂溶液与样品溶液发生反应时生成，而空气则是起到助燃作用，利用自然环境中的空气由实验室向原子荧光的原子化室自然扩散来提供。这种为氩氢火焰提供助燃空气的方式虽然简单，但是当环境中的空气洁净度较差时，则会影响分析结果的准确性和重复性，此外冷原子法元素Hg和Cd虽然不需要空气，但是其测量结果也不可避免地受到空气洁净度的影响。
如果空气中含有少量悬浮颗粒物或者水蒸气，在引起激发光源光散射的同时还会导致荧光猝灭效应的产生。如果空气中含有二氧化碳，由于分子截面较大，也会造成严重的荧光猝灭效应。如果空气中含有较高含量的待测元素，则会导致原子荧光的本底值大幅增加，影响仪器的信噪比。对于使用极谱仪的实验室而言，由于长期使用易挥发的金属汞，导致实验室环境空气中的汞含量远高于其他实验室，因此在该实验室使用原子荧光检测汞时，始终无法得到满意的分析结果。
由于绝大部分实验室的空气没有经过净化处理，空气洁净度无法保证；此外在野外现场检测的便携式原子荧光更是无法保证空气的洁净度，因此独立的空气净化系统对于保证分析结果的可靠和准确就显得极为重要。
目前还未见有关于用于原子荧光的空气净化系统的报道和专利，因此，如何设计一种用于原子荧光的空气净化系统，即为本领域技术人员的研究方向所在。
发明内容
本实用新型的主要目的是提供一种用于原子荧光的空气净化系统，以解决空气洁净度较差时影响原子荧光分析结果准确度和重复性的问题。
为了达到上述目的，本实用新型提供一种用于原子荧光的空气净化系统，其包括顺次连接的进气口、净化柱、隔膜泵和流量传感器，所述的净化柱具有第一端口及第二端口，所述的第一端口为空气入口，与所述的进气口相连，所述的第二端口为净化后的空气出口，与所述隔膜泵的进气端相连，所述的隔膜泵的出气端与所述的流量传感器的进气端相连，所述的流量传感器的出口与原子荧光的原子化室相连。
其中，还包括一压力传感器，其安装在所述隔膜泵的出气端与所述流量传感器的进气端之间的管路上。
其中，所述净化柱自上而下依次填充干燥剂、硅胶、酸性气体吸附剂、碳纤维毡和镀金石英砂。
其中，还包括一第一颜色传感器，所述的第一颜色传感器设置于所述净化柱旁，用于实时监测硅胶的颜色变化。
其中，还包括一第二颜色传感器，所述的第二颜色传感器设置于所述净化柱旁，用于实时监测酸性气体吸附剂的颜色变化。
其中，所述干燥剂为13X型分子筛，填充高度为5～50mm。
其中，所述硅胶为变色硅胶，填充高度为5～10mm。
其中，所述酸性气体吸附剂为掺杂有指示剂的碱石灰或钠石灰，填充高度为10～50mm。
其中，所述碳纤维毡的厚度为1～30mm，比表面积为300～3000m2/g。
其中，所述镀金石英砂的平均粒径为1～5mm，填充高度为10～30mm。
其中，所述压力传感器的压力测量范围为10～2000KPa。
其中，所述流量传感器的流量测量范围为50～5000mL/min。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本实用新型解决了因为空气洁净度较差而影响原子荧光分析结果准确度和重复性的问题，并且可应用于任何实验室类或者是现场检测类原子荧光仪器，操作简单，易于推广和使用。
附图说明
图1为本实用新型一种用于原子荧光的空气净化系统示意图。
附图标记说明：1-进气口；2-第一颜色传感器；3-第二颜色传感器；4-净化柱；41-干燥剂；42-硅胶；43-酸性气体吸附剂；44-碳纤维毡；45-镀金石英砂；5-隔膜泵；6-压力传感器；7-流量传感器。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
如图1所示，为本实用新型一种用于原子荧光的空气净化系统示意图，如图所示，本实用新型的一种用于原子荧光的空气净化系统，包括顺次连接的进气口1、净化柱4、隔膜泵5、压力传感器6和流量传感器7，所述的净化柱4具有第一端口A及第二端口B，所述的第一端口A为空气入口，与所述的进气口1相连，所述的第二端口B为净化后的空气出口，与所述隔膜泵5的进气端相连，所述的隔膜泵5的出气端与所述的流量传感器7的进气端相连。所述的压力传感器6安装在所述隔膜泵5的出气端与所述流量传感器7的进气端之间的管路上，所述的流量传感7的出口与原子荧光的原子化室相连。
如图所述，所述净化柱4自上而下依次填充干燥剂41、硅胶42、酸性气体吸附剂43、碳纤维毡44和镀金石英砂45。本实用新型还包括一第一颜色传感器2及一第二颜色传感器3，所述的第一颜色传感器2设置于所述净化柱4旁，用于实时监测硅胶42的颜色变化。所述的第二颜色传感器设置于所述净化柱4旁，用于实时监测酸性气体吸附剂的颜色变化。
所述干燥剂41为13X型分子筛，填充高度为5～50mm。
所述硅胶42为变色硅胶，吸收水蒸气后由蓝色变为粉红色，填充高度为5～10mm。
所述酸性气体吸附剂43为掺杂有指示剂的碱石灰或钠石灰，当吸附容量饱和时，碱石灰的颜色由粉红色变为白色，或者由白色变为紫色，填充高度为10～50mm。
所述碳纤维毡44的厚度为1～30mm，比表面积为300～3000m2/g。
所述镀金石英砂45的平均粒径为1～5mm，填充高度为10～30mm。
所述压力传感器6的压力测量范围为10～2000KPa。
所述流量传感器7的流量测量范围为50～5000mL/min。
上述用于原子荧光的空气净化系统，其工作过程举例说明如下。
(1)隔膜泵5运转，抽取原子荧光附近的空气依次进气口1和净化柱4的第一端口A进入净化柱4；
(2)空气由净化柱4中间的通道直接进入净化柱的最上方，然后自上而下，依次流经干燥剂41、硅胶42、酸性气体吸附剂43、碳纤维毡44和镀金石英砂45；
(3)空气在干燥剂41中自上而下流动，其中所含有的水蒸气被干燥剂41所吸收；
(4)经过干燥的空气向下运动，流经硅胶42。如果干燥剂41的水蒸气吸附容量达到饱和，则流经硅胶42的空气中所含的水蒸气会被硅胶42所吸收，硅胶42由蓝色变为粉红色，由此以硅胶42的颜色变化作为干燥剂41吸附容量达到饱和的判断依据。第一颜色传感器2实时监测硅胶42的颜色变化，当监测到硅胶42由蓝色变为粉红色时，净化系统停止工作，通知操作者更换干燥剂41和硅胶42。
(5)空气自硅胶42流出后，自上而下进入酸性气体吸附柱43，以二氧化碳为主的酸性气体被掺杂有指示剂的碱石灰或钠石灰所吸收，当酸性气体吸附容量饱和时，碱石灰的颜色由粉红色变为白色，或者由白色变为紫色，第二颜色传感3用于监测酸性气体吸附柱43，当监测到颜色变化时，净化系统停止工作，通知操作者更换酸性气体吸附剂。
(6)经过除湿和去除酸性气体的空气进入碳纤维毡44，空气中的颗粒物和部分待测元素被碳纤维毡44所吸附。
(7)经过三级净化后的空气最后进入镀金石英砂45，空气中的汞蒸气和石英砂表面的金形成金汞齐，空气被进行无汞净化后，进入隔膜泵5。
(8)经过净化后的空气在隔膜泵5中被加压后，经由压力传感器6和流量传感器7进入原子荧光的原子化室。压力传感器6用于监测隔膜泵5的工作状态，流量传感器7用于反馈隔膜泵5输出的空气流量大小，调节隔膜泵5电机转速的大小，结合流量传感器7的测量数据，即可实现空气流量的实时调节。
综上所述，本实用新型以干燥剂41、酸性气体吸附剂43、碳纤维毡44和镀金石英砂45实现原子荧光助燃空气的四级净化，以第一传感器2、第二颜色传感器3分别监控的硅胶42和酸性气体吸附剂43的颜色变化来指示吸附容量的饱和，解决了因为空气洁净度较差而影响原子荧光分析结果准确度和重复性的问题。本实用新型可应用于任何实验室类或者是现场检测类原子荧光仪器，操作简单，易于推广和使用。
以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离以下所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改，变化，或等效，但都将落入本实用新型的保护范围内。
Claims (12)
1.一种用于原子荧光的空气净化系统，其特征在于，其包括顺次连接的进气口、净化柱、隔膜泵和流量传感器，所述的净化柱具有第一端口及第二端口，所述的第一端口为空气入口，与所述的进气口相连，所述的第二端口为净化后的空气出口，与所述隔膜泵的进气端相连，所述的隔膜泵的出气端与所述的流量传感器的进气端相连，所述的流量传感器的出口与原子荧光的原子化室相连。
2.根据权利要求1所述的一种用于原子荧光的空气净化系统，其特征在于，还包括一压力传感器，其安装在所述隔膜泵的出气端与所述流量传感器的进气端之间的管路上。
3.根据权利要求1所述的一种用于原子荧光的空气净化系统，其特征在于，所述净化柱自上而下依次填充干燥剂、硅胶、酸性气体吸附剂、碳纤维毡和镀金石英砂。
4.根据权利要求3所述的一种用于原子荧光的空气净化系统，其特征在于，还包括一第一颜色传感器，所述的第一颜色传感器设置于所述净化柱旁，用于实时监测硅胶的颜色变化。
5.根据权利要求3所述的一种用于原子荧光的空气净化系统，其特征在于，还包括一第二颜色传感器，所述的第二颜色传感器设置于所述净化柱旁，用于实时监测酸性气体吸附剂的颜色变化。
6.根据权利要求3所述的一种用于原子荧光的空气净化系统，其特征在于，所述干燥剂为13X型分子筛，填充高度为5～50mm。
7.根据权利要求3所述的一种用于原子荧光的空气净化系统，其特征在于，所述硅胶为变色硅胶，填充高度为5～10mm。
8.根据权利要求3所述的一种用于原子荧光的空气净化系统，其特征在于，所述酸性气体吸附剂为掺杂有指示剂的碱石灰或钠石灰，填充高度为10～50mm。
9.根据权利要求3所述的一种用于原子荧光的空气净化系统，其特征在于，所述碳纤维毡的厚度为1～30mm，比表面积为300～3000m2/g。
10.根据权利要求3所述的一种用于原子荧光的空气净化系统，其特征在于，所述镀金石英砂的平均粒径为1～5mm，填充高度为10～30mm。
11.根据权利要求2所述的一种用于原子荧光的空气净化系统，其特征在于，所述压力传感器的压力测量范围为10～2000KPa。
12.根据权利要求1所述的一种用于原子荧光的空气净化系统，其特征在于，所述流量传感器的流量测量范围为50～5000mL/min。
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