CN210166351U - 碳酸盐岩碳、氧同位素测定在线进样系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了碳酸盐岩碳、氧同位素测定在线进样系统，包括工作台和安装在工作台上的真空反应器、提纯装置、进样装置、色谱仪、万用接口和质谱仪，真空反应器与提纯装置连接，提纯装置包括多组依次连接的冷阱器，工作台上设有带动每组冷阱器上下移动的升降架，末端的冷阱器上设有带开关的四通管，所述进样装置包括六通阀和多个串联的储气瓶，四通管其中两个通口分别与六通阀和串联的储气瓶连接，六通阀与色谱仪连接，色谱仪通过万用接口与质谱仪连接，四通管最后一个通口上连接有真空泵。本实用新型通过设置依次连接的真空反应器、提纯装置、进样装置、色谱仪和质谱仪，可方便的对碳酸盐岩的碳、氧同位素进行测试，降低了测试的成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及同位素在线测试设备领域，特别是涉及一种碳酸盐岩碳、氧同位素测定在线进样系统。
背景技术
碳酸盐岩沉积物作为一种环境信息的记录载体，已经广泛应用在海洋地质、沉积地质、古气候环境变化等领域。其中，碳酸盐岩稳定同位素(δ13C和δ18O)分析是碳酸盐岩地球化学研究的一个重要组成部分，尤其在碳酸盐岩含油气地质研究中有着广泛的应用。现有的测试方法有两种：一种方法是利用碳酸盐自动进样系统测试；另一种方法是通过多功能气体制备仪测试。但这两种方法所用的设备结构复杂，价格昂贵，导致测试的成本增加，加重了企业的负担。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种结构简单且测试成本低的碳酸盐岩碳、氧同位素测定在线进样系统。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
碳酸盐岩碳、氧同位素测定在线进样系统，包括工作台和安装在工作台上的真空反应器、提纯装置、进样装置、色谱仪、万用接口和质谱仪，所述真空反应器与提纯装置连接，所述提纯装置包括多组依次连接的冷阱器，每组冷阱器下方的工作台上设有带动冷阱器上下移动的升降架，位于末端的冷阱器上设有带开关的四通管，所述进样装置包括六通阀和多个串联的储气瓶，所述六通阀上连接有色谱仪，色谱仪通过万用接口与质谱仪连接，四通管其中两个通口分别与六通阀和串联的储气瓶连接，四通管最后一个通口上连接有真空泵，相邻的冷阱器与相邻的储气瓶之间均设有阀门。
所述冷阱器包括罐体、罐盖和U型管，所述罐体的侧壁上设有与罐体连通的进料管和排料管，罐体内设有U型管，所述罐盖安装在罐体上，罐盖上加工有与U型管间隙配合的两个通孔。
所述冷阱器有四组，相邻冷阱器上的U型管依次连接。
所述升降架包括竖直设置的气缸及安装在气缸伸出端上的夹爪，所述夹爪与罐体固定连接。
本实用新型具有如下效果：
(1)通过设置依次连接的真空反应器、提纯装置、进样装置、色谱仪和质谱仪，可方便地对碳酸盐岩的碳、氧同位素进行测试，降低了测试的成本；
(2)通过设置真空泵，可便于将提纯装置和进样装置内的空气抽出，以避免碳酸盐岩与磷酸反应生成的二氧化碳气体与空气接触，提高了测试的准确性；
(3)通过设置多个储气瓶，可方便地进行多次重复进样测试；
(4)通过在罐盖上加工与U型管间隙配合的通孔，以及设置升降架，可使U型管方便地离开冷液，保证了测试的稳定性，提高了测试的安全性。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型提纯装置的结构示意图。
图3为本实用新型冷阱器的结构示意图。
附图标记：1、工作台；11、升降架；12、气缸；13、夹爪；2、真空反应器；3、提纯装置；31、冷阱器；32、罐体；33、罐盖；34、U型管；35、进料管；36、排料管；37、通孔；4、进样装置；41、六通阀；42、储气瓶；5、色谱仪；51、万用接口；6、质谱仪；7、四通管；8、真空泵；9、阀门；10、抗压玻璃管。
具体实施方式
实施例
如图1～图3所示，本实施例提供的碳酸盐岩碳、氧同位素测定在线进样系统包括工作台1、真空反应器2、提纯装置3、进样装置4、色谱仪5、万用接口51和质谱仪6，工作台1上设有真空反应器2、提纯装置3、进样装置4、色谱仪5和质谱仪6，真空反应器2与提纯装置3连接，所述提纯装置3包括四组依次连接的冷阱器31，冷阱器31包括罐体32、罐盖33和U型管34，罐体32的侧壁上设有与罐体32连通的进料管35和排料管36，所述进料管35置于罐体32上部，所述排料管36置于罐体32底部，罐体32内设有U型管34，所述罐盖33安装在罐体32上，罐盖33上加工有与U型管34间隙配合的两个通孔37，相邻冷阱器31上的U型管34相互连接，冷阱器31下方的工作台1上设有带动冷阱器31上下移动的升降架11，所述升降架11包括竖直设置的气缸12及安装在气缸12伸出端上的夹爪13，所述夹爪13与罐体32固定连接，升降架11带动罐体32移动至下极限位置时，U型管34从罐体32内的冷液中脱离，位于最后的冷阱器31上的U型管34上连接有带开关的四通管7，所述进样装置4包括六通阀41和五个串联的储气瓶42，四通管7其中两个通口分别与六通阀41和串联的储气瓶42连接，四通管7最后一个通口上连接有真空泵8，相邻的冷阱器31与相邻的储气瓶42之间均设有阀门9，真空反应器2、U型管34、四通管7、储气瓶42和六通阀41之间通过抗压玻璃管10连接，六通阀41与色谱仪5连接，色谱仪5通过万用接口51与质谱仪6连接，万用接口51的名称为Conflow万用接口。
本实用新型的使用方法是：
在试验前，将固体磷酸在80℃的温度下加热成液体，然后加入五氧化二磷，同时将加了五氧化二磷的溶液置于烘箱中通过80℃的温度进行加热至五氧化二磷全部溶解，此时配置的磷酸含量为100％，并将磷酸放入真空反应器2内，接着将碳酸盐岩的岩样放入真空反应器2内，接着在四组冷阱器31内分别加入-80～-70℃的无水丙酮冷液、-170℃的无水乙二醇冷液、-80～-70℃的无水丙酮冷液和-170℃的无水乙二醇冷液，并控制气缸12的活塞杆伸出，使U型管34浸入冷液中，最后打开四通管7上通往真空泵8和通往储气瓶42之间的开关，通过真空泵8将储气瓶42内的空气抽出，并关上四通管7通往储气瓶42的开关。
使用时通过真空反应器2使碳酸盐岩与磷酸在70℃的恒温条件下反应一定时间制得二氧化碳气体，生产的二氧化碳气体进入U型管34内，此时第一组冷阱器31内的无水丙酮冷液冷液将水冷冻，用于去除反应生成的水，随后二氧化碳气体通过U型管34传入第二组冷阱器31内，第二组冷阱器31内的无水乙二醇冷液将二氧化碳气体冷冻，二氧化碳气体冷冻后打开第二组冷阱器31与四通管7之间的阀门9，同时打开四通管7通往真空泵8的开关打开，启动真空泵8将杂质气体抽出，杂质气体抽出后，关上四通管7上的开关和第一组冷阱器31与第二组冷阱器31之间的开关，随后第二组冷阱器31上所连接气缸12的活塞杆收回，使第二组冷阱器31上的U型管34与无水乙二醇冷液分离，此时冷冻的二氧化碳气化，并传入第三组冷阱器31，进行第二次纯化，经过第三组冷阱器31纯化的二氧化碳进入第四组冷阱器31内进行冷冻，当第四组冷阱器31内的二氧化碳冷冻后，打开四通管7与真空泵8之间的开关，并启动真空泵8将杂质气体抽出，最后关上四通管7通往真空泵8的开关和第三组冷阱器31与第四组冷阱器31之间的阀门9，并打开四通管7通往储气瓶42的开关，此时第四组冷阱器31上所连接气缸12的活塞杆收回，使第四组冷阱器31上的U型管34与无水乙二醇冷液分离，随后二氧化碳气化，二氧化碳气化后因真空吸力将高纯度二氧化碳气体传入储气瓶42进行储存，最后关上四通管7上的开关，静置一段时间使五个储气瓶42之间的同位素平衡，五个储气瓶42之间的同位素平衡后将多个储气瓶42之间的阀门9关闭，并打开四通管7上储气瓶42和六通阀41之间的两个开关，有与外接气压低于储气瓶42内的气压，使储气瓶42内的二氧化碳流入六通阀41，然后通过控制六通阀41的闭合将二氧化碳气体引入色谱仪5后再通过万用接口51进入质谱仪6，通过色谱仪5和质谱仪6分析出碳酸盐岩的碳、氧同位素值，最后重复上述步骤将五个储气瓶42内的二氧化碳气体通过六通阀41传入色谱仪5和质谱仪6分析出碳酸盐岩的碳、氧同位素值。该系统避免了二氧化碳与空气交换，从而保证了测试的准确性，同时结构简单，便于操作，极大的节省了检测成本。
以上所述仅是本实用新型优选的实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何基于本实用新型所提供的技术方案和发明构思进行的改造和替换都应涵盖在本实用新型的保护范围内。
Claims (4)
1.碳酸盐岩碳、氧同位素测定在线进样系统，其特征在于：包括工作台和安装在工作台上的真空反应器、提纯装置、进样装置、色谱仪、万用接口和质谱仪，所述真空反应器与提纯装置连接，所述提纯装置包括多组依次连接的冷阱器，每组冷阱器下方的工作台上设有带动冷阱器上下移动的升降架，位于末端的冷阱器上设有带开关的四通管，所述进样装置包括六通阀和多个串联的储气瓶，四通管其中两个通口分别与六通阀和串联的储气瓶连接，所述六通阀上连接有色谱仪，色谱仪通过万用接口与质谱仪连接，四通管最后一个通口上连接有真空泵，相邻的冷阱器与相邻的储气瓶之间均设有阀门。
2.根据权利要求1所述的碳酸盐岩碳、氧同位素测定在线进样系统，其特征在于：所述冷阱器包括罐体、罐盖和U型管，所述罐体的侧壁上设有与罐体连通的进料管和排料管，罐体内设有U型管，所述罐盖安装在罐体上，罐盖上加工有与U型管间隙配合的两个通孔。
3.根据权利要求2所述的碳酸盐岩碳、氧同位素测定在线进样系统，其特征在于：所述冷阱器有四组，相邻冷阱器上的U型管依次连接。
4.根据权利要求2所述的碳酸盐岩碳、氧同位素测定在线进样系统，其特征在于：所述升降架包括竖直设置的气缸及安装在气缸伸出端上的夹爪，所述夹爪与罐体固定连接。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN112857957A (zh) * | 2021-01-07 | 2021-05-28 | 中国石油天然气股份有限公司 | 碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备装置与制备方法 |
| CN114062577A (zh) * | 2021-09-30 | 2022-02-18 | 泊菲莱(镇江)智能设备有限公司 | 防干粉污染的光催化反应装置用后处理系统 |
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