CN206546349U - 一种低浓度VOCs富集解析装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出一种低浓度VOCs富集解析装置，包括冷箱、壳体、制冷装置、富集管组件、温度传感器；所述冷箱用于使富集管快速降温，在所述冷箱中设置有富集管容纳空间；所述壳体设置在所述冷箱外面；所述壳体开有制冷装置安装口，所述制冷装置通过所述制冷装置安装口与所述冷箱的表面贴合；所述富集管组件包括富集管、第一转接头、第二转接头；所述富集管设置在所述富集管容纳空间内，所述温度传感器设置在所述富集管表面。本实用新型能提高能够连续快速的对VOCs进行富集解析，降低分析周期；结构紧凑、便携，便于集成到气相色谱仪器中。
Description
技术领域
本实用新型涉及富集解析装置，特别是涉及一种用于低浓度的VOCs便携的富集解析装置。
背景技术
1906年Tswett研究植物色素分离时提出色谱法概念；他在研究植物叶的色素成分时，将植物叶子的萃取物倒入填有碳酸钙的直立玻璃管内，然后加入石油醚使其自由流下，结果色素中各组分互相分离形成各种不同颜色的谱带。按光谱的命名方式，这种方法因此得名为色谱法。
气相色谱法的发展与两个方面的发展是密不可分，一是气相色谱分离技术的发展，二是其他学科和技术的发展。
1952年James和Martin提出气液相色谱法，同时也发明了第一个气相色谱检测器。这是一个接在填充柱出口的滴定装置，用来检测脂肪酸的分离，用滴定溶液体积对时间做图，得到积分色谱图。之后，他们又发明了气体密度天平。1954年Ray提出热导计，开创了现代气相色谱检测器的时代。此后至1957年，则进入填充柱、TCD的年代。
1958年Gloay首次提出毛细管，同年，Mcwillian和Harley同时发明了FID，Lovelock发明了氩电离检测器(AID)使检测方法的灵敏度提高了2～3个数量级。
20世纪60年代和70年代，由于气相色谱技术的发展，柱效大为提高，环境科学等学科的发展，提出了痕量分析的要求，又陆续出现了一些高灵敏度、高选择性的检测器，如1960年Lovelock提出电子俘获检测器(ECD)；1966年Brody等发明了FPD；1974年Kolb和Bischoff提出了电加热的NPD；1976年美国HNU公司推出了实用的窗式光电离检测器(PID)等。同时，由于电子技术的发展，原有的检测器在结构和电路上又作了重大的改进，如TCD出现了衡电流、横热丝温度及衡热丝温度检测电路；ECD出现衡频率变电流、衡电流脉冲调制检测电路等，从而使性能又有所提高。
20世纪80年代，由于弹性石英毛细管柱的快速广泛应用，对检测器提出了体积小、响应快、灵敏度高、选择性好的要求，特别是计算机和软件的发展，使TCD、FID、ECD、和NPD的灵敏度和稳定性均有很大提高，TCD和ECD的检测池体积大大缩小。
进入20世纪90年代，由于电子技术、计算机和软件的飞速发展使MSD生产成本和复杂性下降，以及稳定性和耐用性增加，从而成为最通用的气相色谱检测器之一。期间出现了非放射性的脉冲放电电子俘获检测器(PDECD)、脉冲放电氦电离检测器(PDHID)和脉冲放电光电离检测器(PDECD)以及集次三者为一体的脉冲放电检测器(PDD)。四年后，美国Varian公司推出了商品仪器，它比通常FPD灵敏度高100倍。另外，快速GC和全二维GC等快速分离技术的迅猛发展，也促使快速GC检测方法逐渐成熟。
由于气相色谱仪的检测器无法检测低浓度的VOCs(volatile organiccompounds：挥发性有机物)，需要将被测气体进行富集，达到一定浓度，再由气相色谱进行分析。现有的富集解析装置为常温吸附或者超低温吸附，以及使用热解析。但是常温富集不能有效的对VOCs气体进行富集，富集效率差；而超低温富集结构复杂，功耗大，连续性差，价格昂贵，不适合便携移动。因此如何改进现有的富集解析装置，使之结构紧凑、便携，并能够连续快速的对VOCs进行富集解析，降低分析周期，成为人们亟待解决的问题。
实用新型内容
为了解决背景技术的不足，本实用新型意在提出一种用于低浓度的VOCs富集解析装置，其能够连续快速地对VOCs进行富集解析，降低分析周期。
本实用新型提出一种低浓度VOCs富集解析装置，包括冷箱、壳体、制冷装置、富集管、转接装置；
在所述冷箱中设置有富集管容纳空间，所述冷箱用于使富集管快速降温；
所述壳体设置在所述冷箱外面；
所述制冷装置通过制冷装置安装口与所述冷箱的外表面贴合；
所述富集管设置在所述富集管容纳空间内；
所述转接装置用于使所述富集管与外部管路连接。
进一步地，所述富集管与所述富集管容纳空间的距离为0.5cm-5cm。
进一步地，所述低浓度VOCs富集解析装置还包括温度传感器，所述温度传感器设置在所述富集管表面。
进一步地，所述转接装置包括第一转接头、第二转接头；
所述第一转接头与所述第二转接头分别设置在所述富集管的两端；
所述第一转接头和所述第二转接头通过所述壳体两侧的转接头安装孔伸出到壳体外。
进一步地，所述制冷装置包括半导体制冷片、散热器；
所述半导体制冷片的制冷面与所述冷箱贴合，所述半导体制冷片的散热面与所述散热器贴合。
进一步地，所述制冷装置包括至少两片半导体制冷片；
两片以上所述半导体制冷片的连接方式为后一片半导体制冷片的制冷面与前一片半导体制冷片的散热面贴合，第一片半导体制冷片的制冷面与所述冷箱贴合，最后的一片半导体制冷片的散热面与所述散热器贴合。
进一步地，所述制冷装置还包括散热风扇，所述散热风扇设置在散热器上。
进一步地，所述冷箱的材料是纯铜、银或铝；
所述壳体由保温材料制成。
进一步地，所述低浓度VOCs富集解析装置还包括加热装置；
所述加热装置用于对所述富集管直接加热，所述加热装置与所述富集管绝缘；
所述加热装置设置在所述冷箱中的富集管容纳空间内。
进一步地，所述加热装置为加热丝或者电热片；
所述加热丝缠在所述富集管上；
所述电热片裹在所述富集管上。
应用本实用新型的低浓度VOCs富集解析装置，可实现如下有益效果：
(1)该装置能够连续快速的对VOCs进行富集解析，降低分析周期。
(2)装置结构紧凑、便携，便于集成到气相色谱仪器中。
(3)该装置功耗低，损耗小，利于连续使用。
附图说明
图1是本实用新型实施例的一种低浓度VOCs富集解析装置结构示意图。
附图中的附图标记如下：
1.富集管；2.加热丝；3.温度传感器；4.转接头；5.冷箱；
6-1.第一半导体制冷片；6-2.第二半导体制冷片；7.壳体；
8.散热风扇；9.散热器。
具体实施方式
下面结合附图具体说明本实用新型的实施方式。
图1是本实用新型实施例的一种低浓度VOCs富集解析装置结构示意图。如图中所示，富集管1安装在纯铜制成的冷箱5中，由于纯铜的导热性能好，所以便于进行低温富集；冷箱5也可以由银，或者铝等其他导热性能较好的金属或者非金属材料制成。冷箱5中设置有容纳空间，用于容纳富集管1的空间与富集管1的外形相适应，这里富集管1到冷箱5中的容纳空间的距离可以为0.5cm-5cm，较佳为1cm，以在保证带有加热装置后富集管1安装方便情况下，这样的结构有利于提升制冷的效果，也可使富集解析装置的小型化。冷箱5可以一次成型，这种结构比较简单；冷箱5也可以是分体结构，例如可以包括上、下部分，上、下部分结合后形成容纳空间，这种结构便于拆装和维护放置在容纳空间中的装置。
参见图1，冷箱5外面设置有壳体7，壳体7由保温材料制成，采用保温材料是为了在制冷时防止环境温度的影响，保证制冷效果。富集管1两端通过转接头4与外部管路连接。在壳体的两侧，设有两个转接头安装孔，转接头4通过转接头安装孔与富集管1连接。
从图1可见，半导体制冷片6-1制冷面贴在冷箱5的底面来给冷箱5制冷，另一片半导体制冷片6-2的制冷面贴在半导体制冷片6-1的散热面，散热器9贴在半导体制冷片6-2的散热面，通过散热风扇8带走热量。半导体制冷片采用2级制冷，也可以采用2级以上制冷，制冷级数多，可获得较大的温差，使纯铜制成的冷箱温度从室温快速降到-10℃以下。
如图1，将温度传感器3(在这里可以使用例如pt100，也可采用其他温度传感器)粘贴在富集管1上，用温度传感器3可精确地反馈富集管1的温度，以便调节制冷片功率，使安置在冷箱5中的富集管3可以在-10℃的环境下进行稳定高效的富集VOCs气体。
如图1，可采用散热风扇8对散热器9进行降温，可以保证半导体制冷片高效地工作，使冷箱5的温度快速地降到所需求的温度。散热风扇8可以设置一个，也可以设置一个以上，以便对散热器9更快速地降温。
如图1所示，将与富集管1绝缘的加热丝2均匀的缠绕在富集管1上，用来加热进行解析富集管中的VOCs气体。根据温度传感器3测量反馈的富集管1的温度，用来控制加热丝2的加热温度。温度传感器3最好位于富集管1的中间位置，可以更精确地测量富集管1的温度。加热丝均匀的缠绕在富集管1上，可以通过加热丝快速地对富集管进行加热，使其可以在极短的时间内达到400℃以上，可以快速高效的解析富集管1中富集的VOCs气体。由于解析时间短，所以对冷箱5的温度影响小，冷箱5可以在短时间内恢复到-10℃以下。加热丝2也可以其他加热装置代替，例如电热片，使用时将电热片裹在富集管1上，在这里电热片最好使用柔性比较好的电热片，例如聚酰胺电热片，使用柔性比较好电热片可以对富集管1包裹均匀，便于快速地对富集管1进行加热。
本实用新型整体集成度高，可以极大的缩短富集解析的周期，并且体积小巧，便于集成到气相色谱仪器中。
需要说明的是，以上参照附图所描述的各个实施例仅用以说明本实用新型而非限制本实用新型的范围，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下对本实用新型进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本实用新型的范围之内。另外，除非特别说明，那么任何实施例的全部或一部分可结合任何其它实施例的全部或一部分来使用。
Claims (10)
1.一种低浓度VOCs富集解析装置，包括冷箱、壳体、制冷装置、富集管、转接装置；
在所述冷箱中设置有富集管容纳空间，所述冷箱用于使富集管快速降温；
所述壳体设置在所述冷箱外面；
所述制冷装置通过制冷装置安装口与所述冷箱的外表面贴合；
所述富集管设置在所述富集管容纳空间内；
所述转接装置用于使所述富集管与外部管路连接。
2.如权利要求1所述的低浓度VOCs富集解析装置，其特征在于，
所述富集管与所述富集管容纳空间的距离为0.5cm-5cm。
3.如权利要求2所述的低浓度VOCs富集解析装置，其特征在于，
所述低浓度VOCs富集解析装置还包括温度传感器，所述温度传感器设置在所述富集管表面。
4.如权利要求2所述的低浓度VOCs富集解析装置，其特征在于，
所述转接装置包括第一转接头、第二转接头；
所述第一转接头与所述第二转接头分别设置在所述富集管的两端；
所述第一转接头和所述第二转接头通过所述壳体两侧的转接头安装孔伸出到壳体外。
5.如权利要求2所述的低浓度VOCs富集解析装置，其特征在于，
所述制冷装置包括半导体制冷片、散热器；
所述半导体制冷片的制冷面与所述冷箱贴合，所述半导体制冷片的散热面与所述散热器贴合。
6.如权利要求5所述的低浓度VOCs富集解析装置，其特征在于，
所述制冷装置包括至少两片半导体制冷片；
两片以上所述半导体制冷片的连接方式为后一片半导体制冷片的制冷面与前一片半导体制冷片的散热面贴合，第一片半导体制冷片的制冷面与所述冷箱贴合，最后的一片半导体制冷片的散热面与所述散热器贴合。
7.如权利要求6所述的低浓度VOCs富集解析装置，其特征在于，
所述制冷装置还包括散热风扇，所述散热风扇设置在散热器上。
8.如权利要求1所述的低浓度VOCs富集解析装置，其特征在于，
所述冷箱的材料是纯铜、银或铝；
所述壳体由保温材料制成。
9.如权利要求1-8之一所述的低浓度VOCs富集解析装置，其特征在于，
所述低浓度VOCs富集解析装置还包括加热装置；
所述加热装置用于对所述富集管直接加热，所述加热装置与所述富集管绝缘；
所述加热装置设置在所述冷箱中的富集管容纳空间内。
10.如权利要求9所述的低浓度VOCs富集解析装置，其特征在于，
所述加热装置为加热丝或者电热片；
所述加热丝缠在所述富集管上；
所述电热片裹在所述富集管上。
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