CN218188003U - 一种气体预浓缩设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种气体预浓缩设备，包括进样装置、第一流量控制装置、第二流量控制装置、加热控制装置、制冷装置、捕集装置、通路调节装置和控制器；捕集装置包括捕集阱、热电偶、冷盘，热电偶的测温探头安装于捕集阱之上，捕集阱安装于所述冷盘之上；通路调节装置及捕集阱通过气体管路相连，捕集阱与加热控制装置通过导线相连；第一流量控制装置、第二流量控制装置分别与通路调节装置通过气体管路相连；制冷装置的冷端与冷盘相连，且制冷装置的冷端、捕集装置相连。本方案中的设备结构简单、浓缩效率高、重复性好，可用于多种温室气体的在线监测。

Description

一种气体预浓缩设备

技术领域

本实用新型涉及气体分析设备技术领域，具体而言，涉及一种气体预浓缩设备。

背景技术

随着全球变暖的不断加剧，人为温室气体排放已经引起了国际社会的广泛关注。完全由人为排放的温室气体，如氢氟碳化物(HFCs)、全氟碳化物(PFCs) 在环境空气中的含量在万亿份之一(10^-12，ppt)级别，现有仪器由于检测限问题，无法直接分析，必须采取预浓缩的方式提高目标物质的浓度。而同时具有天然源和人为源的温室气体，如二氧化碳(CO₂)、氧化亚氮(N₂O)等，为了区分天然源和人为源的贡献，需要对其同位素含量进行分析。以二氧化碳(CO₂) 为例，传统方法测定空气中C-14需要将足量气体溶解与碱性溶液，再经沉淀、焙烧等过程转化为纯CO₂气体，最后采用液体闪烁谱仪进行测量。其缺点是处理过程繁琐，所用仪器昂贵，无法实现在线监测。目前，已有激光光谱等便携式技术可用于CO₂、N₂O同位素的在线测量，但由于同位素含量在目标气体中的含量在千分之一量级，对目标气体进行预浓缩仍然是必备的步骤。

现有技术的预浓缩装置大都针对挥发性有机化合物(VOC)所设计，采用半导体制冷对目标物质进行冷凝浓缩，但由于半导体制冷能力有限(最低温度通常仅有-40℃)，难以对CO₂、N₂O等温室气体进行浓缩，且现有技术均采用多级冷阱，预浓缩过程复杂，重复性也难以保证

实用新型内容

本申请要解决的技术问题是现有气体预浓缩方案存在的结构复杂、重复性无法保证且仅适用于个别化合物的问题，因此，本申请提供一种气体预浓缩设备。

针对上述技术问题，本申请提供如下技术方案：

本申请实施例提供一种气体预浓缩设备，包括：

进样装置，用于接入样品气体；

第一流量控制装置，用于接入载气并调节载气的流量；

捕集装置，包括捕集阱、热电偶和冷盘，所述热电偶的测温探头设置于所述捕集阱上，所述捕集阱设置于所述冷盘上；

加热控制装置，与所述捕集装置中的所述热电偶和所述捕集阱连接；

制冷装置，其制冷端与所述捕集装置中的所述冷盘连接；

第二流量控制装置，用于对输入其内部的气体流量进行调节；

通路调节装置，所述通路调节装置的第一接口与分析仪器连接，第二接口与所述捕集阱的一端连接，第三接口与第二流量控制装置的入口连接，第四接口与所述进样装置的出口连接，第五接口与所述捕集阱的另一端连接，第六接口与所述第一流量控制装置连接；

控制器，与所述加热控制装置、所述制冷装置、所述第一流量控制装置、所述第二流量控制装置以及所述通路调节装置连接，所述控制器控制所述通路调节装置的不同接口连通或断开从而控制气体预浓缩设备分别工作于富集模式、解析模式或清扫模式。

在一些实施例中提供的所述的气体预浓缩设备，所述通路调节装置包括六通多位阀门，所述六通多位阀门的接口一作为所述第一接口，所述六通多位阀门的接口二作为所述第二接口，所述六通多位阀门的接口三作为所述第三接口，所述六通多位阀门的接口四作为所述第四接口，所述六通多位阀门的接口五作为所述第五接口，所述六通多位阀门的接口六作为所述第六接口。

在一些实施例中提供的所述的气体预浓缩设备，所述通路调节装置包括四通两位阀门和六通多位阀门，所述四通两位阀门的接口一与所述六通多位阀门的接口一连接，所述四通两位阀门的接口三与所述六通多位阀门的接口六连接；

所述四通两位阀门的接口四作为所述第一接口；所述六通多位阀门的接口二作为所述第二接口；所述六通多位阀门的接口三作为所述第三接口；所述六通多位阀门的接口四作为所述第四接口；所述六通多位阀门的接口五作为所述第五接口；所述四通两位阀门的接口二作为所述第六接口。

在一些实施例中提供的所述的气体预浓缩设备，所述捕集阱包括中空的圆柱形底座、两个直管部分和连接两个直管部分的盘管部分，所述的盘管部分套设于所述的圆柱形底座的外壁，所述热电偶的测温探头设置于所述圆柱形底座的内壁。

在一些实施例中提供的所述的气体预浓缩设备，还包括：

除水装置，所述除水装置设置于所述进样装置和所述通路调节装置的第四接口之间。

在一些实施例中提供的所述的气体预浓缩设备，所述进样装置包括多个并联的电磁阀，不同电磁阀的进口分别用于连接样品入口或标气入口，所述控制器通过控制不同电磁阀的开闭以控制进入所述进样装置内的气体通路；或者，

所述进样装置包括多通进样阀，所述多通进样阀的不同进口端分别用于连接样品入口或标气入口，所述控制器通过控制所述多通进样阀的导通支路以控制进入所述进样装置内的气体通路。

在一些实施例中提供的所述的气体预浓缩设备，还包括：

过滤器，设置于所述通路调节装置的第三接口与所述第二流量控制装置之间。

在一些实施例中提供的所述的气体预浓缩设备，还包括：

真空舱，所述制冷装置的冷端和所述捕集装置置于真空舱体中；

真空泵，与所述真空舱的通气孔连接；

或者，

保温材料，所述制冷装置的冷端和所述捕集装置整体包覆于所述保温材料的内部。

本申请的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：

本申请提供的气体预浓缩设备，包括进样装置、第一流量控制装置、第二流量控制装置、加热控制装置、制冷装置、捕集装置、通路调节装置和控制器；捕集装置包括捕集阱、热电偶、冷盘，热电偶的测温探头安装于捕集阱之上，捕集阱安装于所述冷盘之上；通路调节装置及捕集阱通过气体管路相连，捕集阱与加热控制装置通过导线相连；第一流量控制装置、第二流量控制装置分别与通路调节装置通过气体管路相连；制冷装置的冷端与冷盘相连，且制冷装置的冷端、捕集装置在真空环境下相连。本方案采用单个捕集阱即可实现多种温室气体的富集和解析，具有结构简单、无须使用液氮等复杂制冷方式、富集温度低、富集效率高、重复性好等优点；可与多种分析仪器搭配使用，可用于便携式或在线测量仪器结，可用于多种温室气体的在线监测。

附图说明

下面将通过附图详细描述本申请中优选实施例，将有助于理解本申请的目的和优点，其中:

图1为本申请一个实施例所述气体预浓缩设备的结构示意图；

图2为本申请另一个实施例所述气体预浓缩设备的结构示意图；

图3为图2所示设备在富集模式时的气路走向示意图；

图4为图2所示设备在解析模式时的气路走向示意图；

图5为本申请又一个实施例所述气体预浓缩设备的结构示意图；

图6为图5所示设备在富集模式时的气路走向示意图；

图7为图5所示设备在解析模式时的气路走向示意图；

图8为图5所示设备在吹扫模式时的气路走向示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本实施例提供一种气体预浓缩设备，如图1所示，其包括进样装置1、第一流量控制装置3、第二流量控制装置4、加热控制装置6、制冷装置10、捕集装置、通路调节装置11。在一些方案中，所述第一流量控制装置3和所述第二流量控制装置4为质量流量控制器。所述制冷装置10为斯特林式制冷机，以氦气为制冷工质，斯特林制冷机以电力驱动，相比于传统的压缩机制冷机，具有结构紧凑、耗电量低、稳定可靠的优点，且无需使用可能会对分析结果造成干扰的制冷剂。

如图所示，所述进样装置1，用于接入样品气体；所述进样装置1的入口与样品入口12通过管路104连接，所述进样装置的出口通过管路106与通路调节装置11连接。所述第一流量控制装置3，用于接入载气并调节载气的流量，载气入口13通过管路101与所述第一流量控制装置3的入口连接，载气可为合成空气、氮气或氦气等常用的载气，所述第一流量控制装置3的出口通过管路 102与通路调节装置11连接；所述捕集装置包括捕集阱7、冷盘8和热电偶5，所述热电偶5的测温探头设置于所述捕集阱7上，所述捕集阱7设置于所述冷盘8上；所述捕集阱7可以为盘管式。所述热电偶5的测温探头安装于捕集阱 7的盘管之上，所述热电偶5的另一端与加热控制装置6通过导线111连接，所述加热控制装置6与所述捕集阱7通过导线连接。所述制冷装置10的制冷端与所述捕集装置中的所述冷盘8连接，如图所示，在一些方案中，捕集阱7、冷盘8整体采用保温材料9包裹，保温材料9可为耐-100℃低温的材料，例如可以为氯醚橡胶、表氯醇橡胶、氯醇橡胶。设置保温材料9可以使得制冷装置 10和捕集装置与外界隔绝，从而避免降温过程中制冷装置外壁凝结大量水汽，进而有效保证对捕集阱7进行精准的温度控制。所述第二流量控制装置4用于对输入其内部的气体流量进行调节，所述第二流量控制装置4的出口通过管路 110与气体出口14连接。

所述通路调节装置11的第一接口J1通过管路103与分析仪器的接口15连接，分析仪器用于对输出的待测气体进行检测；第二接口J2通过管路108与所述捕集阱7的一端连接，第三接口J3通过管路109与第二流量控制装置4的入口连接，第四接口J4通过与管路106连接从而与所述进样装置1的出口连接，第五接口J5通过管路107与所述捕集阱7的另一端连接，第六接口J6与管路 102连接从而与所述第一流量控制装置3连接；控制器，与所述加热控制装置6、所述制冷装置10、所述第一流量控制装置3、所述第二流量控制装置4以及所述通路调节装置1连接，所述控制器控制所述通路调节装置的不同接口连通或断开从而控制气体预浓缩设备分别工作于富集模式、解析模式或清扫模式。在具体实现时，所述控制器可以通过操作人员进行手动控制，例如操作人员通过操作控制器上配置的按键、触摸屏、鼠标等部件控制所述通路调节装置的不同接口连通或断开。所述控制器也可以通过自动化的方式实现所述通路调节装置的不同接口连通或断开，例如：所述控制器控制所述第一流量控制装置3、所述第二流量控制装置4、所述加热控制装置6和所述制冷装置10的启闭、控制所述加热控制装置6的设定温度值、控制所述第一流量控制装置3和所述第二流量控制装置4的设定流量值以及控制所述通路调节装置1的不同接口连通或断开，从而控制气体预浓缩设备分别工作于富集模式、解析模式或清扫模式。

其中，所述设定温度值、所述设定流量值均可以根据实际场景通过程序编写的方式进行调整和设定。以上所需设置的相关数据均可以预先写入控制器内部即可，由于上述写入数据、查找数据或者比较数据等方式均可采用现有技术方法实现，本申请方案重点在于不同结构之间的连接和匹配，因此在此对上述方法不再赘述。

以上方案中的设备包括进样装置1、第一流量控制装置3、第二流量控制装置4、加热控制装置6、制冷装置10、捕集装置、通路调节装置11和控制器，其设备结构简单、浓缩效率高、重复性好，可用于多种温室气体的在线监测。

另外，如图所示，所述第二流量控制装置4既可以设置于通路调节装置11 的上游也可以设置于通路调节装置11的下游。本实施例优选地将其设置于通路调节装置11的下游，能够避免流量控制装置本部密封圈等部件产生微量的杂质气体对测试结果造成干扰。在实际应用时，根据目标气体的种类和流量控制装置特点，也可将第二流量控制装置4安装于通路调节装置11的上游。

在一些方案中，如图2-图4所示，所述通路调节装置11包括六通多位阀门11A，作为一种优选方案，所述的六通多位阀门11A为六通十二位阀，六通十二位阀包括阀体、阀芯和驱动器，阀体横截面为圆形，包含6个管路接口，均匀分布在同一阀体横截面上，阀芯安装于阀体中心，横截面为圆形，沿圆周设置多个内凹的流道，流道之间具有间隔，控制器控制驱动器带动阀芯转动时，对于任一接口，可以实现通过流道与相邻的另一个接口连通，或者仅与流道连通，或者不与任何流道连通。因此，所述六通多位阀门11A在实现六通两位阀的功能之外，还可以实现对向两个接口的隔离，因此可用于捕集阱7在隔离条件下进行解析。如图所示，所述六通多位阀门11A的接口一作为所述第一接口，所述六通多位阀门11A的接口二作为所述第二接口，所述六通多位阀门11A的接口三作为所述第三接口，所述六通多位阀门11A的接口四作为所述第四接口，所述六通多位阀门11A的接口五作为所述第五接口，所述六通多位阀门11A的接口六作为所述第六接口。

在另一些方案中，如图5-图8所示，所述通路调节装置11包括四通两位阀门11B和六通多位阀门11A，所述四通两位阀门11B的接口一经管路113与所述六通多位阀门11A的接口一连接，所述四通两位阀门11B的接口三经管路 114与所述六通多位阀门11A的接口六连接；所述四通两位阀门11B的接口四作为所述第一接口，经管路115与分析仪器的接口15连接；所述六通多位阀门 11A的接口二作为所述第二接口；所述六通多位阀门11A的接口三作为所述第三接口；所述六通多位阀门11A的接口四作为所述第四接口；所述六通多位阀门11A的接口五作为所述第五接口；所述四通两位阀门11B的接口二作为所述第六接口，经管路112与第一流量控制装置3连接。

以上两种通路调节装置11均能够实现气体预浓缩设备在不同工作模式的切换，而在图5所示的方案中，在执行清扫模式时还能够控制载气的气流方向进行切换，通过反向进气对捕集阱7进行更为有效的吹扫。

以上方案中，捕集阱7的形状可以为直管型、弯管型或盘管型，材质为不锈钢、玻璃或石英。捕集阱7内填充有吸附剂和吸附剂定位装置，定位装置的材质为不锈钢或石英。在一些优选的方案中，如图5所示，所述捕集阱7包括中空的圆柱形底座23、两个直管部分和连接两个直管部分的盘管部分，所述的盘管部分套设于所述的圆柱形底座23的外壁，所述热电偶5的测温探头设置于所述圆柱形底座23的内壁。本方案中，圆柱形底座23的一端与冷盘8相接触，另一端与盘管相接触，圆柱形底座23在升降温过程中起到缓冲的作用，可以提高温度控制的准确性。

其中，优选地，上述气体预浓缩设备还包括真空舱24以代替保温材料9，所述制冷装置10的冷端、所述捕集装置置于所述真空舱24的舱体中，所述真空舱24还配置有真空泵17，所述真空泵17经管路116和管路117与所述真空舱24的通气孔18连接。所述捕集装置置于真空舱24的舱体中，以达到隔离热源的效果。所述真空舱24的舱体通常为金属材质，如铝或不锈钢，包括底座和外壳。所述底座和外壳之间通过密封圈或密封垫片进行密封。真空泵17为真空舱24提供真空，由于真空具有优异的隔热特性，也可避免气体杂质在捕集阱7 的表面冷凝，因此可实现更低的温度和更准确的温度控制。

进一步地，如上述各图所示，气体预浓缩设备还包括除水装置2，所述除水装置2设置于所述进样装置1和所述通路调节装置11的第四接口之间。所述除水装置2为Nafion半透膜干燥，Nafion半透膜干燥管具有双层结构，以可让水分子通过的半透膜分隔。当内层通入样品气时，外层反向通入干燥的氮气或空气即可实现对样品气的有效干燥。Nafion半透膜干燥管具有结构简单、占用空间小的优点，因此特别适用于便携性或可移动的设备。

优选地，如图5所示，所述进样装置1可包括多个并联的电磁阀，不同电磁阀的进口分别用于连接样品入口12或标气入口19，所述控制器通过控制不同电磁阀的开闭以控制进入所述进样装置1内的气体通路；或者，所述进样装置1包括多通进样阀(如十通进样阀)，所述多通进样阀的不同进口端分别用于连接样品入口12或标气入口19，所述控制器通过控制所述多通进样阀的导通支路以控制进入所述进样装置内的气体通路。图中所示以进样装置1包括并联的第一电磁阀20和第二电磁阀21为例，其中，第一电磁阀20经管路118与标气入口19连接，第二电磁阀21经管路119与样品入口12连接，电磁阀的个数可以根据实际情况进行选择，一般为2～16个并联的电磁阀，管路118和管路 119可采用铜管实现。

在一些方案中，气体预浓缩设备还可以包括过滤器22，设置于所述通路调节装置11的第三接口与所述第二流量控制装置4之间。所述过滤器22能够避免气体中的颗粒物进入第二流量控制装置4，提高流量控制的准确性并延长设备寿命。

以上方案中，所述加热控制装置的设定温度值包括第一预设温度、第二预设温度、第三预设温度以及第四预设温度：

当需要其执行富集模式时：控制器可控制制冷装置和加热控制装置将捕集阱温度控制在第一预设温度，样品气体通过进样装置后，通过通路调节装置后进入捕集阱中富集，所述样品气体的流量通过第二流量控制装置控制；

当需要其执行解吸模式时：首先控制通路调节装置的不同接口连通或断开，使捕集阱被与外部气体管路隔离，控制加热控制装置将捕集阱的温度升至第二预设温度，之后控制通路调节装置的不同接口连通或断开，使捕集阱接入气体管路，并通过第一流量控制装置向捕集阱通入载气，使得样品气体解吸后进入分析仪器进行检测；

当需要其执行吹扫模式时：控制第一流量控制装置向捕集阱通入载气对捕集阱进行吹扫，控制加热控制装置将捕集阱的温度升温至第三预设温度。

针对图2所示的设备结构，以上不同模式的执行过程包括：

(1.1)：富集模式，如图3所示，制冷装置10的冷头将低温传递给冷盘8，使捕集阱7的温度降低至第一预设温度。样品气体经过进样装置1后，在经过除水装置2进入六通多位阀门11A。控制器控制六通多位阀门11A，使其接口四与接口五连通、接口二与接口三连通、接口一与接口六连通。样品气体由六通多位阀门11A的接口四进入，六通多位阀门11A的接口五流出进入捕集阱7。目标气体组分在捕集阱7中富集，剩余气体返回六通多位阀门11A的接口二，再由六通多位阀门11A的接口三流出，经过第二流量控制装置4控制流量后由气体出口14排出。以上方案中，在富集过程的同时，可通过第一流量控制装置 3向分析仪器的接口15通入载气，对管路和分析仪器进行吹扫。

一般情况下，第一预设温度、第二流量控制装置4的流量需要根据目标气体组分的沸点和极性、其在样品气体中的浓度和分析仪器的检测要求确定。在本实施例中，将第一预设温度设置为-100℃，可实现对CO₂、N₂O、CFCs等目标气体组分的有效富集。将第一预设温度设置为-160℃，则可实现对CF₄、PFCs、 HFCs等目标组分的有效富集。第二流量控制装置4的流量可设置在100～500 ml/min，流量越大，富集时间越长，则预浓缩的比例越高。

(1.2)解吸模式：首先，通过控制六通多位阀门11A，将捕集阱7与外部气体管路隔离，如图2所示。通过加热控制装置6将捕集阱7的温度升至第二预设温度，使捕集阱7内富集的目标气体组分解吸并释放到捕集阱7内部管路中。之后，控制六通多位阀门11A使接口一与接口二连通、接口三与接口四连通、接口五与接口六连通，并通过第一流量控制装置3向捕集阱7通入载气，如图4所示，将解吸出的目标气体组分经六通多位阀门11A的接口一送入分析仪器进行检测。

一般情况下，第二预设温度、载气流量和进样时间需要根据目标组分与杂质气体的沸点和极性、以及下游分析仪器的要求而定。在本实施例中，针对N₂O 进行预浓缩时，第二预设温度、载体流量和进样时间分别设置为-30℃、50ml/min 和2min。如富集阶段第二流量控制装置4的流量设置为500ml/min，富集时间设置为20min，则进样量为10L，预浓缩比例为100:1，即可将目标气体组分的浓度提高至样品气体的100倍。

(1.3)吹扫模式：吹扫过程用于彻底去除捕集阱7内残留的杂质，将捕集阱7恢复到富集准备状态。吹扫过程预浓缩设备的管路状态如图4所示，与解吸模式时的进样阶段相同，其区别就在于捕集阱7温度需进一步升高至第三预设温度。在本实施例中，载气吹扫流量保持为50ml/min，第三预设温度为 100℃。较高的第三预设温度有助于彻底去除捕集阱7内的残留杂质，提高系统的重复性。

进一步地，吹扫过程的时间可根据捕集阱7的特性确定，在本实施例中为 5min。吹扫过程结束后，捕集阱7温度降至第一预设温度，六通多位阀门11 切换回富集模式重点状态，准备进行下一个样品的预浓缩。

按照以上方案中提供的设备，完成一个样品的预浓缩过程大约需要30分钟，如预浓缩比例降低至50:1，则只需要20分钟。因此，本方案的预浓缩设备可用于环境气体的高频次在线分析或现场快速检测。

另外，在富集模式和解吸模式还可包含额外的除杂的过程。此过程设备管路状态与图4相同，但捕集阱7加热至第四预设温度。此温度值介于第一预设温度和第二预设温度之间，可以用于去除某些杂质的干扰，避免这些杂质在富集后直接热解吸进入分析仪器时对定性和定量分析结果造成干扰。

针对图5所示的设备结构，以上不同模式的执行过程包括：

(2.1)富集模式：如图6所示，制冷装置10的冷头将低温传递给冷盘8，使捕集阱7的温度降低至第一预设温度。进样装置1中的第二电磁阀21开启，样品气体在经过除水装置2进入六通多位阀门11A。控制器控制六通多位阀门 11A接口四和接口五连通、接口二和接口三连通、接口一和接口六连通。样品气体由接口四进入，接口五流出进入捕集阱7。目标气体组分在捕集阱7中富集，剩余气体返回六通多位阀门11A的接口二，再由接口三流出，经过第二流量控制装置4控制流量后由气体出口14排出。

(2.2)解吸模式：首先，通过控制六通多位阀门11A，将捕集阱7与外部气体管路隔离，如图5所示。通过加热控制装置6将捕集阱7的温度升至第二预设温度，使捕集阱7内富集的目标气体组分解吸并释放到捕集阱7内部管路中。之后，控制六通多位阀门11使接口一与接口二连通、接口三与接口四连通、接口五与接口六连通，控制四通两位阀11B使其接口一与接口四连通、接口二与接口三连通，通过第一流量控制装置3向捕集阱7通入载气，如图7所示，将解吸出的目标气体组分经接口一送入四通两位阀11B的接口一，再由接口四经管路115送入分析仪器进行检测。

(2.3)吹扫模式：控制四通两位阀11B使接口一与接口二连通、接口三与接口四连通，如图8所示。此时载气将从与富集模式时相反的方向进入捕集阱进行吹扫，这有助于对将残留的杂质彻底去除，因此也可以进一步提高设备进行预浓缩的富集效率和重复性，从而提升分析的精度。

以上方案中，所述第一预设温度为-100℃以下，所述第二预设温度为-60℃以上，所述第三预设温度为80℃以上。第一预设温度用于样品富集，较低的第一预设温度可将低沸点温室气体尽可能完全的捕集，提高捕集效率。第二预设温度用于样品解析，通常高于目标气体的沸点。第三预设温度用于捕集阱的吹扫，较高的温度有利于捕集阱内残留组分的彻底去除。同时，以上方案中的气体预浓缩设备可用于离线采样样品的分析，也可用于在线分析。当需要分析多个离线采样样品时，可通过2～16个并联的电磁阀或1个多位进样阀对样品进行自动化切换。当进行在线分析时，可通过2个并联的电磁阀对样品和标气进行切换。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本申请的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种气体预浓缩设备，其特征在于，包括：

进样装置，用于接入样品气体；

第一流量控制装置，用于接入载气并调节载气的流量；

捕集装置，包括捕集阱、热电偶和冷盘，所述热电偶的测温探头设置于所述捕集阱上，所述捕集阱设置于所述冷盘上；

加热控制装置，与所述捕集装置中的所述热电偶和所述捕集阱连接；

制冷装置，其制冷端与所述捕集装置中的所述冷盘连接；

第二流量控制装置，用于对输入其内部的气体流量进行调节；

通路调节装置，所述通路调节装置的第一接口与分析仪器连接，第二接口与所述捕集阱的一端连接，第三接口与第二流量控制装置的入口连接，第四接口与所述进样装置的出口连接，第五接口与所述捕集阱的另一端连接，第六接口与所述第一流量控制装置连接；

控制器，与所述加热控制装置、所述制冷装置、所述第一流量控制装置、所述第二流量控制装置以及所述通路调节装置连接，所述控制器控制所述通路调节装置的不同接口连通或断开从而控制气体预浓缩设备分别工作于富集模式、解析模式或清扫模式。

2.根据权利要求1所述的气体预浓缩设备，其特征在于：

所述通路调节装置包括六通多位阀门，所述六通多位阀门的接口一作为所述第一接口，所述六通多位阀门的接口二作为所述第二接口，所述六通多位阀门的接口三作为所述第三接口，所述六通多位阀门的接口四作为所述第四接口，所述六通多位阀门的接口五作为所述第五接口，所述六通多位阀门的接口六作为所述第六接口。

3.根据权利要求1所述的气体预浓缩设备，其特征在于：

所述通路调节装置包括四通两位阀门和六通多位阀门，所述四通两位阀门的接口一与所述六通多位阀门的接口一连接，所述四通两位阀门的接口三与所述六通多位阀门的接口六连接；

所述四通两位阀门的接口四作为所述第一接口；所述六通多位阀门的接口二作为所述第二接口；所述六通多位阀门的接口三作为所述第三接口；所述六通多位阀门的接口四作为所述第四接口；所述六通多位阀门的接口五作为所述第五接口；所述四通两位阀门的接口二作为所述第六接口。

4.根据权利要求1-3任一项所述的气体预浓缩设备，其特征在于：

所述捕集阱包括中空的圆柱形底座、两个直管部分和连接两个直管部分的盘管部分，所述的盘管部分套设于所述的圆柱形底座的外壁，所述热电偶的测温探头设置于所述圆柱形底座的内壁。

5.根据权利要求4所述的气体预浓缩设备，其特征在于，还包括：

除水装置，所述除水装置设置于所述进样装置和所述通路调节装置的第四接口之间。

6.根据权利要求5所述的气体预浓缩设备，其特征在于：

所述进样装置包括多个并联的电磁阀，不同电磁阀的进口分别用于连接样品入口或标气入口，所述控制器通过控制不同电磁阀的开闭以控制进入所述进样装置内的气体通路；或者，

所述进样装置包括多通进样阀，所述多通进样阀的不同进口端分别用于连接样品入口或标气入口，所述控制器通过控制所述多通进样阀的导通支路以控制进入所述进样装置内的气体通路。

7.根据权利要求4所述的气体预浓缩设备，其特征在于，还包括：

过滤器，设置于所述通路调节装置的第三接口与所述第二流量控制装置之间。

8.根据权利要求4所述的气体预浓缩设备，其特征在于，还包括：

真空舱，所述制冷装置的冷端和所述捕集装置置于真空舱体中；

真空泵，与所述真空舱的通气孔连接；

或者，

保温材料，所述制冷装置的冷端和所述捕集装置整体包覆于所述保温材料的内部。

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