CN212932515U - 一种气体真空进样仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气体真空进样仪，本气体真空进样仪可以完全独立运行，可以与任何品牌气相色谱仪或其他气体分析仪器相连，不对原有的气体分析仪器进行任何硬件及软件改动即可完成气体的准确进样分析。

Description

一种气体真空进样仪

技术领域

本实用新型涉及气体进样分析，具体涉及一种气体真空进样仪。

背景技术

气体样品的分析广泛应用于各个领域：化工厂，石油石化，地质勘探，环境监测，科研院所等行业。目前常用的气体进样方式通常为：气袋采样、钢瓶采样、采气罐采样后进样的方式。随着科技的进步，传统的气体进样方式越来越多的面临以下问题：

1，对于普通非有毒有害气体样品，可以通过气袋采样，然后连接气袋于气相色谱仪的气体进样口，并通过挤压气袋的方式将气体样品挤压至上述的分析仪器进行分析。但是，气袋进样方式有一个问题无法解决：样品量特别稀少的样品，例如只有数毫升样品，无法充满气袋，很难采用挤压方式进样。

2，对于化工厂或环境监测中遇到的有毒，有害，有腐蚀性的气体样品，通常采用采样钢瓶采样，采样钢瓶具有坚固，良好的密封性能，可以规避泄露风险，但是依然面临一个问题无法解决：

采样钢瓶无法像气袋那样采用挤压的方式进样，所以要求采样完成后，采样钢瓶内的气体压力必须大于大气压，通常情况下为了完成一个样品至少2-3次重复测定的要求，通常情况下要求采样钢瓶内的样品气压力在两个大气压以上。这样就要求样品气源的压力在两个大气压以上，但是对于环境污染源气体样品及化工厂很多有毒，有害，有腐蚀性的气体样品气压力均为常压，即一个大气压，这种情况很难将钢瓶内的气体样品注入气相色谱仪。

3，对于一些科研院所，其实验装置产生的实验气体样品特别稀少，通常只有数毫升，而且有的气体样品价值昂贵，无法采用气体钢瓶，气袋等方式采样。很多科研院所研究人员都在寻找一种可以直接连接实验装置，极低的死体积，能够准确读取进样压力，计算出准确进样量的气体进样仪。

本实用新型旨在克服以上现有技术存在的不足，提供一种气体真空进样仪，能够满足相关国家标准，能够利用现有的任何品牌气相色谱仪或是其他气体分析仪，能够对各类有毒，有害，有腐蚀性，特别稀少珍贵，样品压力低于大气压的气体样品完成进样分析。

技术方案

本实用新型涉及一种气体真空进样仪，其特征在于：包括：气体开关阀(2)，八通流路控制阀(3)，六通进样阀(4)，定量环(5)，载气流量控制器(6)，精密压力传感器(7)，精密真空计(8)，真空泵(11)，真空进样仪内可控温恒温阀箱(19)，真空泵出口废气吸收装置(18)。

本实用新型涉及一种气体真空进样仪，其特征在于：

样品钢瓶(1)连接气体开关阀(2)。

本实用新型涉及一种气体真空进样仪，其特征在于：

八通流路控制阀(3)的连接方式：①号口连接精密压力传感器(7)，②号口连接六通进样阀(4)的⑥号口，⑤号口连接六通进样阀(4)的⑤号口，⑥号口连接气体开关阀(2)，③④⑦⑧号口与大口径不锈钢管路(9)连接。

本实用新型涉及一种气体真空进样仪，其特征在于：

六通进样阀(4)的连接方式：①④号口连接定量环(5)，②号口连接样品气传输管路(12)，③号口连接载气流量控制器(6)，⑤号口连接八通流路控制阀(3)的⑤号口，⑥号口连接八通流路控制阀(3)的②号口。

本实用新型涉及一种气体真空进样仪，其特征在于：

大口径不锈钢管路(9)同时连接精密真空计(8)和八通流路控制阀(3)的③④⑦⑧号口；进一步地，大口径不锈钢管路(9)外接真空泵波纹管(10)；真空泵波纹管(10)和真空泵(11)连接；真空泵(11)出口连接废气吸收装置(18)。

本实用新型涉及一种气体真空进样仪，其特征在于：

样品气传输线(12)插入气相色谱仪进样口(13)，气相色谱仪色谱柱(14)两端分别连接气相色谱仪进样口(13)和气相色谱仪检测器(15)。

本实用新型涉及一种气体真空进样仪，其特征在于：

气体开关阀(2)，八通流路控制阀(3)，六通进样阀(4)，定量环(5)，精密压力传感器(7)均安装在真空进样仪内可控温恒温阀箱(19)中。

本实用新型涉及一种气体真空进样仪，其特征在于：

样品钢瓶(1)连接至气体开关阀(2)后，钢瓶开关处于关闭状态，打开气体开关阀(2)，打开真空泵(11)，真空泵(11)将整个管路抽真空，通过精密真空计(8)读取真空度，当真空度达到要求后，转动八通流路控制阀(3)，然后打开样品钢瓶(1)开关，样品气充满定量环(5)和精密压力传感器(7)，读取精密压力传感器(7)读数，当精密压力传感器(7)读数稳定后，关闭气体开关阀(2)，再转动八通流路控制阀(3)，真空泵(11)再次将整个管路抽真空，反复多次填充样品气然后抽真空；用样品气清洗整个管路；然后再次将样品气充满定量环(5)和精密压力传感器(7)，读取并记录精密压力传感器(7)读数；气体的体积受温度影响较大，故气体开关阀(2)，八通流路控制阀(3)，六通进样阀(4)，定量环(5)，精密压力传感器(7)均安装在真空进样仪内可控温恒温阀箱(19)中，通过读取真空进样仪内可控温恒温阀箱(19)的温度数值和精密压力传感器(7)读数值即可计算出实际进样量；然后转动六通进样阀(4)，载气流量控制器(6)提供的载气将定量环(5)中的样品气通过样品传输线(12)输出至气相色谱仪进样口(13)，样品气体通过色谱仪进样口(13)进入气相色谱仪色谱柱(14)进行分离后再进入气相色谱仪检测器(15)进行检测。

本实用新型涉及一种气体真空进样仪，其特征在于：可以将气体真空进样仪整合安装在气相色谱上。

本实用新型涉及一种气体真空进样仪，分为两种模式：(1)带气体进样阀模式：针对未配备气体进样阀的气相色谱仪或其他气体分析仪器；(2)不带气体进样阀模式：针对已经配备气体进样阀的气相色谱仪或其他气体分析仪器。

气体真空进样仪，涉及带气体进样阀模式：针对未配备气体进样阀的气相色谱仪或其他气体分析仪器；

带气体进样阀模式包括两个模块：带进样阀真空系统模块和控制电路模块。

带进样阀真空系统模块包括：载气流量控制器，气体样品进样阀，气体流路控制阀，精密压力传感器，精密真空计，真空泵，连接管线和阀门。气体流路控制阀数目为p个(1≤p≤15)，气体进样阀出口的一端通过样品传输线输出样品到任何品牌气相色谱仪或其他气体分析仪器。

控制电路模块包括：控制电路板(电路板上可选配安装USB，LAN，WIFI,蓝牙模块)，电源板，触摸液晶显示屏。

气体真空进样仪，涉及不带气体进样阀模式：针对已经配备气体进样阀的气相色谱仪或其他气体分析仪器。

不带气体进样阀模式包括两个模块：真空系统模块和控制电路模块。真空系统模块包括：气体流路控制阀，精密压力传感器，精密真空计，真空泵，连接管线和阀门。气体流路控制阀数目为p个(1≤p≤15)，气体进样阀出口的一端通过管路连接任何品牌气相色谱仪或其他气体分析仪的气体进样阀。控制电路模块包括：控制电路板(电路板上可选配安装USB，LAN，WIFI,蓝牙模块)，电源板，触摸液晶显示屏。

气体真空进样仪结构简单可靠，真空进样仪内部管路死体积低(500微升至10毫升)，本气体真空进样仪可以完全独立运行，可以与任何品牌气相色谱仪或其他气体分析仪相连，不对原有分析仪器进行任何硬件及软件改动即可完成气体的进样。用户可根据待分析样品的需要，选择不同材质的阀门，管路接头，也可根据需求修改气体流路设计，以实现不同应用环境的分析需求。

进一步地，该分析模块使用m个n通进样和流路控制阀。(1≤m≤14；2≤n≤14)，可以根据样品的类型选择不同阀门的数量及类型。

进一步地，本真空进样系统通过管路连接任何品牌气相色谱仪或其他气体分析仪器。

本实用新型的有益效果如下：

本气体真空进样仪可以完全独立运行，可以与任何品牌气相色谱仪或其他气体分析仪器相连，可根据已有气相色谱仪或其他气体分析仪器是否已经配备气体进样阀选择不同的真空进样系统模式，无需改造现有的分析仪或加装专用的进样系统，节约成本。

本气体真空进样仪可以根据客户需求定制，选择不同材质，不同口径，不同连接方式。可以为环境监测，化工厂，工业生产，氢能源，科研院所等行业提供解决方案。

进样/流路控制阀的类型数量有多种选择，不但可以实现样品真空进样，还可根据需要增加预处理色谱柱，实现样品预处理，反吹，切割等功能，实用于各种特殊气体样品的进样分析。

本气体真空进样仪的内部管路死体积低(500微升至10毫升)，适用于量少珍贵的气体样品的进样分析，本气体真空进样仪结构简单，采用多通阀设计，多点抽真空，达到更优的真空效果。

本气体真空进样仪包括涉及而不限于以下相关标准：

1、GB/T 6681-2003气体化工产品采样通则

2、GB/T 16157-1996固定污染源排气中颗粒物和气态污染物采样方法

3、GBZ 159-2004工作场所空气中有害物质监测的采样规范

4、GB 13733-1992有毒作业场所空气采样规范

本气体真空进样仪能够适应任何品牌气相色谱仪或其他气体分析仪。客户只需一台气体真空进样仪，即可与任何品牌气相色谱仪或其他气体分析仪相连使用，完成各类有毒，有害，有腐蚀性，样品量稀少珍贵的气体样品的准确进样分析。

附图说明

图1：真空进样仪(带气体进样阀模式)和气相色谱仪(未配备气体进样阀)连接示意图；

图2：真空进样仪(不带气体进样阀模式)和气相色谱仪(已经配备气体进样阀)连接示意图；

图3：真空进样仪控制模块(带气体进样阀模式和不带气体进样阀模式)示意图：

图4：真空进样仪控制触摸液晶屏示意图：

图5：八通阀更换为两个四通阀示意图

图6：八通阀更换为两个四通阀示意图

附图1-6的具体解释

图1(真空进样仪(带气体进样阀模式)和气相色谱仪(未配备气体进样阀)连接示意图)的具体解释

1：样品钢瓶

2：气体开关阀

3：八通流路控制阀

4：六通进样阀

5：定量环

6：载气流量控制器

7：精密压力传感器

8：精密真空计

9：大口径不锈钢管路(1/8英寸，1/4英寸或更大口径)

10：真空泵波纹管

11：真空泵

12：样品气传输线

13：气相色谱仪进样口

14：气相色谱仪色谱柱

15：气相色谱仪检测器

16：真空进样仪

17：气相色谱仪

18：废气吸收装置

19：真空进样仪内可控温恒温阀箱

八通流路控制阀(3)的连接方式：①号口连接精密压力传感器(7)，②号口连接六通进样阀(4)的⑥号口，⑤号口连接六通进样阀(4)的⑤号口，⑥号口连接气体开关阀(2)，③④⑦⑧号口与大口径不锈钢管路(9)连接。

六通进样阀(4)的连接方式：①④号口连接定量环(5)，②号口连接样品气传输管路(12)，③号口连接载气流量控制器(6)，⑤号口连接八通流路控制阀(3)的⑤号口，⑥号口连接八通流路控制阀(3)的②号口。

图2(真空进样仪(不带气体进样阀模式)和气相色谱仪(已经配备气体进样阀)连接示意图)的具体解释；

1：样品钢瓶

2：气体开关阀

3：八通流路控制阀

4：气相色谱仪内的六通进样阀

5：气相色谱仪内的定量环

6：气相色谱仪内的载气流量控制器

7：精密压力传感器

8：精密真空计

9：大口径不锈钢管路(1/8英寸，1/4英寸或更大口径)

10：真空泵波纹管

11：真空泵

14：气相色谱仪色谱柱

15：气相色谱仪检测器

16：真空进样仪

17：气相色谱仪

18：废气吸收装置

19：真空进样仪内可控温恒温阀箱

20：气相色谱仪内可控温恒温阀箱

图3(真空进样仪控制模块(带气体进样阀模式和不带气体进样阀模式)示意图)的具体解释

21：电源模块

22：精密真空计控制器

23：精密压力传感器控制器

24：温度控制器

25：控制主电路板

26：触摸液晶屏

27：LAN模块

28：USB模块

29：WIFI模块

30：蓝牙模块

尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

具体实施方式

实施例1

1.1，一种气体真空进样仪如图1，包括：气体开关阀(2)，八通流路控制阀(3)，六通进样阀(4)，定量环(5)，载气流量控制器(6)，精密压力传感器(7)，精密真空计(8)，真空泵(11)，真空进样仪内可控温恒温阀箱(19)，真空泵出口废气吸收装置(18)。

1.2，样品钢瓶(1)连接气体开关阀(2)。

1.3，八通流路控制阀(3)的连接方式：①号口连接精密压力传感器(7)，②号口连接六通进样阀(4)的⑥号口，⑤号口连接六通进样阀(4)的⑤号口，⑥号口连接气体开关阀(2)，③④⑦⑧号口与大口径不锈钢管路(9)连接。

1.4，六通进样阀(4)的连接方式：①④号口连接定量环(5)，②号口连接样品气传输管路(12)，③号口连接载气流量控制器(6)，⑤号口连接八通流路控制阀(3)的⑤号口，⑥号口连接八通流路控制阀(3)的②号口。

1.5，大口径不锈钢管路(9)同时连接精密真空计(8)和八通流路控制阀(3)的③④⑦⑧号口。进一步地，外接真空泵波纹管(10)。真空泵波纹管(10)和真空泵(11)连接。真空泵(11)出口连接废气吸收装置(18)。

1.6，样品气传输线(12)插入气相色谱仪进样口(13)，气相色谱仪色谱柱(14)两端分别连接气相色谱仪进样口(13)和气相色谱仪检测器(15)

1.7，气体开关阀(2)，八通流路控制阀(3)，六通进样阀(4)，定量环(5)，精密压力传感器(7)均安装在真空进样仪内可控温恒温阀箱(19)中。

1.8，样品钢瓶(1)连接至气体开关阀(2)后，钢瓶开关处于关闭状态，打开气体开关阀(2)，打开真空泵(11)，真空泵(11)将整个管路抽真空，通过精密真空计(8)读取真空度，当真空度达到要求后，转动八通流路控制阀(3)，然后打开样品钢瓶(1)开关，样品气充满定量环(5)和精密压力传感器(7)，读取精密压力传感器读数(7)，当精密压力传感器(7)读数稳定后，关闭气体开关阀(2)，再转动八通流路控制阀(3)，真空泵(11)再次将整个管路抽真空，反复多次填充样品气然后抽真空；用样品气清洗整个管路；然后再次将样品气充满定量环(5)和精密压力传感器(7)，读取并记录精密压力传感器(7)读数；气体的体积受温度影响较大，故气体开关阀(2)，八通流路控制阀(3)，六通进样阀(4)，定量环(5)，精密压力传感器(7)均安装在真空进样仪内可控温恒温阀箱(19)中，通过读取真空进样仪内可控温恒温阀箱(19)的温度数值和精密压力传感器(7)读数值即可计算出实际进样量；然后转动六通进样阀(4)，载气流量控制器(6)提供的载气将定量环(5)中的样品气通过样品传输线(12)输出至气相色谱仪进样口(13)，样品气体通过色谱仪进样口(13)进入气相色谱仪色谱柱(14)进行分离后再进入气相色谱仪检测器(15)进行检测。

实施例2

2.1，一种气体真空进样仪如图2，包括：气体开关阀(2)，八通流路控制阀(3)，精密压力传感器(7)，精密真空计(8)，真空泵(11)，真空进样仪内可控温恒温阀箱(19)，真空泵出口废气吸收装置(18)。

2.2，样品钢瓶(1)连接气体开关阀(2)。

2.3，八通流路控制阀(3)的连接方式：①号口连接精密压力传感器(7)，②号口连接气相色谱仪内的六通进样阀(4)的⑥号口，⑤号口连接气相色谱仪内的六通进样阀(4)的⑤号口，⑥号口连接气体开关阀(2)，③④⑦⑧号口与大口径不锈钢管路(9)连接。

2.4，气相色谱仪内的六通进样阀(4)的连接方式：①④号口连接气相色谱仪内的定量环(5)，②号口连接气相色谱仪色谱柱(14)，③号口连接气相色谱仪内的载气流量控制器(6)，⑤号口连接八通流路控制阀(3)的⑤号口，⑥号口连接八通流路控制阀(3)的②号口。

2.5，大口径不锈钢管路(9)同时连接精密真空计(8)和八通流路控制阀(3)的③④⑦⑧号口。进一步地，外接真空泵波纹管(10)。真空泵波纹管(10)和真空泵(11)连接。真空泵(11)出口连接废气吸收装置(18)。

2.6，气体开关阀(2)，八通流路控制阀(3)，精密压力传感器(7)均安装在真空进样仪内可控温恒温阀箱(19)中。

2.7，气相色谱仪内的六通进样阀(4)，气相色谱仪内的定量环(5)均安装在气相色谱仪内可控温恒温阀箱(20)内。

2.8，设置真空进样仪内可控温恒温阀箱(19)和气相色谱仪内可控温恒温阀箱(20)为相同温度。样品钢瓶(1)连接至气体开关阀(2)后，钢瓶开关处于关闭状态，打开气体开关阀(2)，打开真空泵(11)，真空泵(11)将整个管路抽真空，通过精密真空计(8)读取真空度，当真空度达到要求后，转动八通流路控制阀(3)，然后打开样品钢瓶(1)开关，样品气充满气相色谱仪内的定量环(5)和精密压力传感器(7)，读取精密压力传感器读数(7)，当精密压力传感器(7)读数稳定后，关闭气体开关阀(2)，再转动八通流路控制阀(3)，真空泵(11)再次将整个管路抽真空，这样反复多次填充然后抽真空，以达到用样品气清洗整个管路的目的。然后再次将样品气充满气相色谱仪内的定量环(5)和精密压力传感器(7)，读取并记录精密压力传感器(7)读数。气体的体积受温度影响较大，故气体开关阀(2)，八通流路控制阀(3)，精密压力传感器(7)均安装在可设置温度的恒温阀箱(19)中，气相色谱仪内的六通进样阀(4)，气相色谱仪内的定量环(5)安装在气相色谱仪内可控温恒温阀箱(20)内。通过读取恒温阀箱(19)的温度数值和精密压力传感器(7)读数值即可计算出实际进样量。然后转动气相色谱仪内的六通进样阀(4)，气相色谱仪内的载气流量控制器(6)提供的载气将定量环(5)中的样品气输出至气相色谱仪色谱柱(14)进行分离后再进入气相色谱仪检测器(15)进行检测，即完成一次样品真空进样分析。

实施例3：

3.1，真空进样仪控制如图3，本真空进样仪电源模块(21)外接220V电源，为精密真空计控制器(22)，精密压力传感器控制器(23)，温度控制器(24)，主控电路板(25)提供电源。主控电路板(25)上可安装：LAN模块(27)，USB模块(28)，WIFI模块(29)，蓝牙模块(30)。

3.2，主电路控板(25)的功能是控制各个阀的开关，读取精密真空计控制器(22)，精密压力传感器控制器(23)和温度控制器(24)的数据并输出到触摸液晶屏(26)或通过LAN模块(27)，USB模块(28)输出到电脑，或通过WIFI模块(29)，蓝牙模块(30)输出到智能手机。触摸液晶屏(26)用于控制各个阀门，同时显示精密真空计控制器(22)，精密压力传感器控制器(23)，温度控制器(24)的数据。

4，真空进样仪控制触摸液晶屏示意图

4.1，如图4，本真空进样仪液晶触摸屏为人机交互界面，采用图形化设计，真空流路采用蓝色，进样流路采用绿色，图形化设计可清晰的查看并控制仪器各个模块的状态，并轻松读取数据。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的三个实施例而已，气体开关阀，气体进样阀，样品流路控制阀的类型数量可以有多种选择，连接方式也可以有多种连接方式。不但可以实现样品真空进样，还可根据需要增加预处理色谱柱，实现样品预处理，反吹，切割等功能，实用于各种特殊气体样品的进样分析。

例如：以下图5和图6即是两种变例，将八通阀更换为两个四通阀，更换后可对两个四通阀分别控制，可实现更加灵活的控制，鉴于篇幅所限，不再做进一步阐述。

Claims (5)

1.一种气体真空进样仪，其特征在于：包括：气体开关阀(2)，八通流路控制阀(3)，六通进样阀(4)，定量环(5)，载气流量控制器(6)，精密压力传感器(7)，精密真空计(8)，真空泵(11)，真空进样仪内可控温恒温阀箱(19)，真空泵出口废气吸收装置(18)；八通流路控制阀(3)的连接方式：①号口连接精密压力传感器(7)，②号口连接六通进样阀(4)的⑥号口，⑤号口连接六通进样阀(4)的⑤号口，⑥号口连接气体开关阀(2)，③④⑦⑧号口与大口径不锈钢管路(9)连接；六通进样阀(4)的连接方式：①④号口连接定量环(5)，②号口连接样品气传输线(12)，③号口连接载气流量控制器(6)，⑤号口连接八通流路控制阀(3)的⑤号口，⑥号口连接八通流路控制阀(3)的②号口；大口径不锈钢管路(9)同时连接精密真空计(8)和八通流路控制阀(3)的③④⑦⑧号口；进一步地，大口径不锈钢管路(9)外接真空泵波纹管(10)；真空泵波纹管(10)和真空泵(11)连接；真空泵(11)出口连接废气吸收装置(18)。

2.根据权利要求1所述的一种气体真空进样仪，其特征在于：

样品钢瓶(1)连接气体开关阀(2)。

3.根据权利要求1所述的一种气体真空进样仪，其特征在于：

样品气传输线(12)插入气相色谱仪进样口(13)，气相色谱仪色谱柱(14)两端分别连接气相色谱仪进样口(13)和气相色谱仪检测器(15)。

4.根据权利要求1所述的一种气体真空进样仪，其特征在于：

气体开关阀(2)，八通流路控制阀(3)，六通进样阀(4)，定量环(5)，精密压力传感器(7)均安装在真空进样仪内可控温恒温阀箱(19)中。

5.根据权利要求1所述的一种气体真空进样仪，其特征在于：可以将气体真空进样仪整合安装在气相色谱上。

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