KR101162273B1 - injecting apparatus for liquid type reference material - Google Patents
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Abstract
본 발명은 시료의 분석을 위하여 액상 표준물질을 흡착관에 주입하는 함침에 관한 것으로서, 액상 표준물질의 끓는점에 따른 차별적 기화 및 기화된 표준물질의 유량에 대한 정밀제어가 가능한 액상 표준물질의 함침장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an impregnation for injecting a liquid standard material into an adsorption tube for analysis of a sample, and an impregnating device for a liquid standard material capable of precise control of the flow rate of the vaporized standard material and differential vaporization according to the boiling point of the liquid standard material. And to a method.
구체적으로 본 발명은 운반기체의 유량을 제어해서 공급하는 운반기체공급수단; 액상 표준시료의 유량을 제어해서 공급하는 표준물질공급수단; 상기 운반기체공급수단과 상기 표준물질공급수단에 각각 연결되어 상기 운반기체와 상기 액상 표준시료를 혼합하는 혼합수단; 상기 혼합수단에 연결되고 상기 운반기체 및 상기 액상 표준시료를 가열하여 기체 상태로 기화하는 기화수단; 상기 기화수단에 연결되고 상기 기체의 유량을 정밀 제어해서 흡착관으로 배출하는 유량제어수단을 포함하는 액상 표준물질의 함침장치를 제공하는 한편 상기 액상 표준물질의 함침방법을 제공한다.Specifically, the present invention provides a carrier gas supply means for controlling and supplying a flow rate of the carrier gas; Standard material supply means for controlling and supplying a flow rate of a liquid standard sample; Mixing means connected to the carrier gas supply means and the standard material supply means, respectively, for mixing the carrier gas and the liquid standard sample; Vaporization means connected to said mixing means and vaporizing said carrier gas and said liquid standard sample in a gaseous state; It is connected to the vaporization means and provides an impregnation device of the liquid standard material comprising a flow rate control means for precisely controlling the flow rate of the gas to discharge to the adsorption tube, while providing a method for impregnating the liquid standard material.
Description
본 발명은 액상 표준물질(liquid type reference material)의 함침장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 시료(sample)의 분석을 위하여 액상 표준물질을 흡착관(absorption tube)에 주입하는 함침에 있어서, 액상 표준물질의 끓는점에 따른 차별적 기화 및 기화된 표준물질의 유량에 대한 정밀제어가 가능한 액상 표준물질의 함침장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an impregnation apparatus and method for a liquid type reference material. More specifically, in the impregnation of injecting a liquid standard material into an absorption tube for analysis of a sample, the present invention precisely measures the differential vaporization and the flow rate of the vaporized standard material according to the boiling point of the liquid standard material. The present invention relates to an impregnation device and method of a liquid standard material that can be controlled.
물질에 대한 성분감식과 성분검출 또는 함량파악을 목적으로 하는 미량분석(microanalysis) 분야는 모재(母材)로부터 얻어진 미량의 시료(sample)를 분석대상으로 한다.In the field of microanalysis, which aims at the identification and detection of substances or the determination of their contents, traces of samples obtained from the base material are analyzed.
이때, 시료의 분석을 위해서는 통상적으로는 시료와 물리적, 화학적 성질이 유사하고 화학적 특성이 잘 알려진 하나 이상의 표준물질(reference material)을 사용하는데, 일례로 물질분석의 가장 대표적 방법인 내부표준법(internal standard method)은 시료에 표준물질을 투입하여 분석한 후 내부 표준물질의 실제 결과치와 기대 결과치의 차이를 보정하여 정량하고, 이와 대응되는 외부표준법(external standard method)은 별도로 얻어진 시료의 분석결과와 표준물질의 분석결과를 서로 비교하는 방식을 취한다.In this case, for the analysis of a sample, one or more reference materials are commonly used, which are similar in physical and chemical properties to the sample and are well known in chemical properties. For example, an internal standard, which is the most representative method of material analysis, is used. method) is analyzed by adding a standard to the sample and correcting the difference between the actual result and the expected result of the internal standard, and the corresponding external standard method is the analysis result and the standard of the separately obtained sample. The results of the analysis are compared with each other.
따라서 표준물질은 시료와 동일한 분석을 필요로 하며, 이를 위해 분석기기의 흡착관(absorption tube)에 주입하는 함침(含浸, injecting)의 과정을 거친다.Therefore, the standard material requires the same analysis as the sample, and for this purpose, the standard material is subjected to an injecting process which is injected into an absorption tube of the analyzer.
한편, 액상 표준물질은 상온에서 액체상태를 유지하는 표준물질을 총칭하며, 분체 형태를 제외한 대부분의 표준물질은 온도, 습도와 같은 외부의 환경적 영향으로부터 상대적으로 자유롭고 안정적인 상태를 유지할 수 있도록 액상을 유지한다. 하지만, 액상의 표준물질을 그대로 사용하면 손실이 크고 분석 신뢰도가 떨어지므로 기화시켜 함침하며, 이를 위한 별도의 함침장치가 동원된다.On the other hand, the liquid standard material is a standard material that maintains the liquid state at room temperature, and most standard materials except powder form maintain the liquid phase to maintain a relatively free and stable state from external environmental influences such as temperature and humidity. Keep it. However, if the liquid standard material is used as it is, the loss is large and the analysis reliability is lowered, so that it is impregnated by vaporization, and a separate impregnation device for this is mobilized.
따라서 액상의 표준물질을 그대로 사용하는 경우는 논외로, 전통적인 액상 표준물질의 함침장치는 헬륨(He), 질소(N2)와 같은 운반기체(carrier gas)가 흐르는 관로(path)에 액상 표준물질을 주입해서 흡착관을 통해 함침하는 방식을 나타낸다. Therefore, in case of using the liquid standard as it is, the impregnation device of the traditional liquid standard is a liquid standard in a path through which carrier gas such as helium (He) and nitrogen (N 2 ) flows. To impregnate through the adsorption tube.
하지만, 이는 액상 표준물질의 단순주입에 불과한바, 관로를 따라 이동하는 동안 액상 주입물질이 미처 기화되지 못하는 현상이 빈번하게 관찰된다. 더욱이 C16의 탄소계수를 갖는 n-Dodecane 계열의 액상 표준물질은 끓는점(boiling point)이 높아 해당방식으로는 기화의 효과를 얻기가 사실상 불가능하다.However, this is only a simple injection of the liquid standard material, it is frequently observed that the liquid injection material does not vaporize while moving along the pipeline. Furthermore, the C 16 carbon-based n-Dodecane family of liquid standards has a high boiling point, making it virtually impossible to achieve the effect of vaporization.
이에 따라 최근에는 휘발성유기화합물의 분석장비인 가스크로마토그래피 오 븐(Gas Chromatography oven)의 기화기능을 응용, 가스크로마토그래피 오븐에서 액상 표준물질을 기화시켜 흡착관으로 함침하는 방식이 사용되기도 한다. Accordingly, in recent years, the gas chromatography oven (Gas Chromatography oven) of the analysis equipment for the analysis of volatile organic compounds by applying the vaporization of the liquid standard in the gas chromatography oven to impregnate the adsorption tube.
하지만, 이는 사용목적이 전혀 다른 이종(異種) 장치의 일부를 이용하는 것에 불과하며, 액상 표준물질의 기화 중에는 가스크로마토그래피 오븐의 고유기능을 전혀 발휘할 수 없어 분석 신뢰도와 효율성을 떨어뜨리는 문제점을 수반한다.However, this uses only a part of a heterogeneous device that has a completely different purpose of use, and it is accompanied by a problem that the gas chromatographic oven does not exhibit any inherent function of the gas chromatography oven during vaporization of the liquid standard material, thereby decreasing the reliability and efficiency of the analysis. .
본 발명은 상기와 같은 현실을 감안하여 안출된 것으로서, 액상 표준물질의 함침에 특화된 전용의 함침장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above-described reality, and an object thereof is to provide an exclusive impregnation device and method specialized for impregnation of a liquid standard material.
즉, 본 발명은 액상 표준물질의 끓는점에 따른 차별적 기화 및 함침량의 정밀제어가 가능한 함침장치 및 방법을 제공하는데 목적을 두며, 이로써 미량분석의 신뢰도 및 효율성을 크게 향상시킬 수 있는 구체적인 방도를 제시하고자 한다.In other words, the present invention aims to provide an impregnation apparatus and method capable of precise control of the amount of differential vaporization and impregnation according to the boiling point of the liquid standard material, thereby presenting a concrete way to greatly improve the reliability and efficiency of trace analysis I would like to.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 운반기체의 유량을 제어해서 공급하는 운반기체공급수단; 액상 표준시료의 유량을 제어해서 공급하는 표준물질공급수단; 상기 운반기체공급수단과 상기 표준물질공급수단에 각각 연결되어 상기 운반기체와 상기 액상 표준시료를 혼합하는 혼합수단; 상기 혼합수단에 연결되고 상기 운반기체 및 상기 액상 표준시료를 가열하여 기체 상태로 기화하는 기화수단; 상기 기화수단에 연결되고 상기 기체의 유량을 정밀 제어해서 흡착관으로 배출하는 유량제어수단을 포함하는 액상 표준물질의 함침장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a carrier gas supply means for controlling and supplying a flow rate of the carrier gas; Standard material supply means for controlling and supplying a flow rate of a liquid standard sample; Mixing means connected to the carrier gas supply means and the standard material supply means, respectively, for mixing the carrier gas and the liquid standard sample; Vaporization means connected to said mixing means and vaporizing said carrier gas and said liquid standard sample in a gaseous state; It is connected to the vaporization means and provides an impregnation device of a liquid standard material including a flow rate control means for precisely controlling the flow rate of the gas to discharge to the adsorption tube.
이때, 상기 운반기체공급수단은 상기 운반기체가 저장되고 상기 혼합수단에 연결된 저장탱크; 상기 저장탱크와 상기 혼합수단 사이로 개재된 온/오프 밸브; 상기 온/오프 밸브와 상기 혼합수단 사이로 개재된 니들 밸브를 포함하고, 상기 표준물질공급수단은 시린지이며, 상기 운반기체공급수단과 상기 혼합수단 사이로 개재된 적어도 하나의 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. At this time, the carrier gas supply means is a storage tank in which the carrier gas is stored and connected to the mixing means; An on / off valve interposed between the storage tank and the mixing means; And a needle valve interposed between the on / off valve and the mixing means, wherein the standard material supply means is a syringe, and further comprises at least one filter interposed between the carrier gas supply means and the mixing means. do.
그리고, 상기 혼합수단은 상기 운반기체공급수단, 상기 표준물질공급수단, 상기 기화수단에 각각 연결되는 세 개의 이음단을 제공하는 티자형 관 이음이고, 상기 기화수단은 상기 혼합수단과 상기 유량제어수단을 연결하는 관로; 상기 관로의 외주면을 따라 장착되어 전기 발열되는 히터; 상기 히터의 발열량을 제어하는 온도제어장치를 포함하며, 상기 관로는 스테인리스 또는 유리재질인 것을 특징으로 한다.The mixing means is a T-shaped tube joint providing three joint stages respectively connected to the carrier gas supply means, the standard material supply means, and the vaporization means, and the vaporization means is the mixing means and the flow rate control means. Pipeline connecting the; A heater mounted along an outer circumferential surface of the conduit to generate electricity; It includes a temperature control device for controlling the heating value of the heater, characterized in that the pipe is characterized in that the stainless steel or glass material.
또한, 상기 유량제어수단은 질량유량계(Mass Flow Controller : MFC)인 것을 특징으로 한다.In addition, the flow control means is characterized in that the mass flow meter (MFC).
아울러 본 발명은 운반기체를 이용하여 액상 표준물질을 흡착관으로 주입하는 함침방법으로서, (a) 상기 액상 표준시료와 상기 운반기체의 혼합비율, 상기 액상 표준시료의 끊는점에 근거한 가열온도, 상기 흡착관의 주입량을 각각 결정하는 단계; (b) 상기 혼합비율에 따라 시린지로 상기 액상표준물질의 양을 제어하고 니들 밸브로 상기 운반기체의 양을 제어해서 혼합하는 단계; (c) 상기 가열온도에 따 라 상기 액상 표준시료와 상기 운반기체가 흐르는 관로를 가열하여 기체로 기화시키는 단계; (d) 상기 주입량에 따라 질량유량계로 상기 기체의 질량유량을 조절해서 상기 흡착관으로 주입하는 단계를 포함하는 액상 표준물질의 함침방법을 제공한다.In addition, the present invention is an impregnation method for injecting a liquid standard material into the adsorption tube using a carrier gas, (a) the mixing ratio of the liquid standard sample and the carrier gas, the heating temperature based on the break point of the liquid standard sample, Determining the injection amount of the adsorption tube, respectively; (b) controlling the amount of the liquid standard material with a syringe and controlling the amount of the carrier gas with a needle valve according to the mixing ratio; (c) heating the pipeline through which the liquid standard sample and the carrier gas flow according to the heating temperature to vaporize the gas; (d) it provides a method of impregnating a liquid standard material comprising the step of adjusting the mass flow rate of the gas with a mass flow meter according to the injection amount injected into the adsorption tube.
본 발명은 액상 표준물질의 함침에 특화된 전용의 방법 및 장치를 제공한다.The present invention provides a dedicated method and apparatus specialized for impregnation of liquid standards.
이때, 본 발명에 따른 액상 표준물질의 함침장치는 액상 표준물질의 끓는점에 따른 차별적 기화와 더불어 함침량의 정밀제어가 가능하여 미량분석의 신뢰도 및 효율성을 크게 향상시킬 수 있다.At this time, the impregnation device of the liquid standard material according to the present invention is capable of precise control of the impregnation amount with differential vaporization according to the boiling point of the liquid standard material can greatly improve the reliability and efficiency of trace analysis.
이러한 본 발명의 효과는 실험예를 통해서 확인할 수 있는바, 재현성, 검량선 등 여러 가지 다양한 항목에서 만족할 만한 성과를 얻을 수 있었다.This effect of the present invention can be confirmed through the experimental example, it was able to obtain a satisfactory performance in various various items such as reproducibility, calibration curve.
이하, 도면을 참조해서 본 발명을 상세하게 살펴본다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본격적인 설명에 앞서, 이하에서는 본 발명의 요지가 흐려지는 것을 방지하기 위해 주요기술사상 외에는 간략히 언급하는바, 일반적 기술사상이 적용될 수 있는 부분은 가급적 해당분야에서 사용되는 통상의 명칭을 사용하여 이해를 돕는다.Prior to the full description, hereinafter briefly mentioned other than the main technical idea in order to prevent the subject matter of the present invention from blurring, the part to which the general technical idea can be applied is used to help understanding using a common name used in the relevant field. .
도 1은 본 발명에 따른 액상 표준물질의 함침장치를 나타낸 모식도이다.1 is a schematic diagram showing an impregnation device of a liquid standard material according to the present invention.
보이는 것처럼, 본 발명에 따른 액상 표준물질의 함침장치는 기본적으로 운 반기체를 이용하여 액상 표준물질을 함침하는 방식을 나타낸다.As can be seen, the impregnation device of the liquid standard according to the present invention basically represents a method of impregnating the liquid standard using a carrier gas.
하지만 세부적으로는 운반기체와 액상 표준물질 각각의 유량을 정밀 제어해서 혼합한 후 액상 표준물질의 끓는점에 근거한 선택적 가열을 통해 기체로 완전 기화시킨 다음 해당 기체의 유량을 정밀 제어해서 함침하는 방식을 취하며, 이를 위한 운반기체공급수단(10), 표준물질공급수단(20), 혼합수단(30), 기화수단(40), 주입량확인수단(50)을 포함한다.However, in detail, the flow rate of the carrier gas and the liquid standard material is precisely controlled, mixed, and then completely vaporized into a gas through selective heating based on the boiling point of the liquid standard material, and then the flow rate of the gas is precisely controlled and impregnated. And, it includes a carrier gas supply means 10, standard material supply means 20, mixing means 30, vaporization means 40, injection amount confirmation means 50 for this.
각각을 상세히 살펴보면 다음과 같다.Looking at each of them in detail as follows.
먼저, 운반기체공급수단(10)은 운반기체를 저장하고 그 유량을 정밀 제어해서 혼합수단(30)으로 전달한다.First, the carrier gas supply means 10 stores the carrier gas, and precisely controls the flow rate and transfers the flow rate to the mixing means 30.
해당 기능을 위한 운반기체공급수단(10)은 질소(N2), 헬륨(He) 등의 불활성 기체 내지는 산소(O2) 등의 운반기체가 저장되고 혼합수단(30)과 연결되는 저장탱크(12), 저장탱크(12)와 혼합수단(30) 사이로 개재되는 적어도 하나의 밸브로서 온/오프 밸브(on/off valve : 14), 니들 밸브(needle valve : 16)를 포함한다. 이 경우 바람직하게는 온/오프 밸브(14)는 저장탱크(12)와 혼합수단(30) 사이로 개재되고, 니들 밸브(16)는 온/오프 밸브(14)와 혼합수단(30) 사이로 개재된다.The carrier gas supply means 10 for the corresponding function is a
이때, 저장탱크(12)에 저장된 운반기체는 목적에 따라 다양한 종류가 선택될 수 있지만 가급적 99.999% 이상의 고순도를 사용한다. 그리고 온/오프 밸브(14)는 저장탱크(12)와 혼합수단(30)의 연결을 온/오프 제어하고, 니들 밸브(16)는 온/오프 밸브(14)가 열린 경우에 혼합수단(30)으로 전달되는 운반기체의 유량을 정밀 제 어한다.At this time, the carrier gas stored in the
또한, 필요하다면 저장탱크(12)와 온/오프 밸브(14) 사이로는 니들 밸브(16)와 더불어 운반기체의 유량을 미세 조절하기 위한 펌프로서 다이어프램(diaphragm pump)을 이용한 격막 펌프가 개재될 수 있다. 아울러 목적에 따라서는 저장탱크(12)와 혼합수단(30) 사이로는 적어도 하나의 필터로서 실리카 겔(silica gel)을 이용한 수분제거필터, 분자체(molecular sieve)를 이용한 산소제거필터, 챠콜(charcoal)을 이용한 탄소필터 중 적어도 하나가 개재되는 것도 가능하다.In addition, if necessary, a diaphragm pump may be interposed between the
따라서 운반기체공급수단(10)은 운반기체의 유량을 정밀 제어하여 혼합수단(30)으로 전달할 수 있다.Therefore, the carrier gas supply means 10 may be delivered to the mixing means 30 by precisely controlling the flow rate of the carrier gas.
다음으로, 표준물질공급수단(20)은 액상 표준물질을 저장하고 그 유량을 정밀제어해서 혼합수단(30)으로 전달한다.Next, the standard material supply means 20 stores the liquid standard material and precisely controls the flow rate and delivers the mixed standard material to the mixing means 30.
해당 기능을 위한 표준물질공급수단(20)은 시린지(syringe)가 사용된다. 이때, 시린지는 무취의 유리재질이 적절하고, 일례로 표준시료용 시린지를 사용한다.As the standard material supply means 20 for the function, a syringe is used. At this time, the syringe is odorless glass material is suitable, for example, a standard sample syringe is used.
따라서, 표준물질공급수단(20)은 액상 표준물질의 유량을 정밀 제어해서 혼합수단으로 전달할 수 있다.Therefore, the standard material supply means 20 can precisely control the flow rate of the liquid standard material and deliver it to the mixing means.
다음으로, 혼합수단(30)은 운반기체공급수단(10)에서 전달되는 운반기체와 표준물질공급수단(20)에서 전달되는 액상 표준물질을 혼합하여 기화수단(40)으로 전달한다.Next, the mixing means 30 mixes the carrier gas delivered from the carrier gas supply means 10 and the liquid standard material delivered from the standard material supply means 20, and delivers the liquid standard material to the vaporization means 40.
해당 기능을 위한 혼합수단(30)은 이른바 '티(tee)'라 불리는 티(T) 자형의 관이음(tube joint)이 사용되고, 이는 운반기체공급수단(10), 표준물질공급수 단(20), 기화수단(40)에 연결되는 세 개의 이음단을 제공한다. 그리고 바람직하게는 혼합수단(30)은 오염물질의 배출가능성이 적은 실리콘 재질로 이루어져 각각의 이음단 내면에 플래퍼(flapper) 역할의 가요성 격막이 개재된다.The mixing means 30 for this function is a so-called 'tee' T-shaped tube joint is used, which is a carrier gas supply means 10, standard material supply means 20 ), It provides three joints connected to the vaporization means (40). And preferably, the mixing means 30 is made of a silicon material with a low possibility of the discharge of contaminants is interposed a flexible diaphragm acting as a flapper on the inner surface of each joint.
따라서, 혼합수단(30)에서 운반기체와 액상 표준물질은 서로 혼합된다. Thus, the carrier gas and the liquid standard in the mixing means 30 are mixed with each other.
다음으로, 기화수단(40)은 혼합수단(30)에서 혼합된 운반기체와 액상 표준물질을 가열하여 기체 상태로 기화한다.Next, the vaporization means 40 is vaporized in the gas state by heating the carrier gas and the liquid standard material mixed in the mixing means 30.
해당 기능을 위한 기화수단(40)은 혼합수단(30)과 주입량확인수단(50)을 연결하는 관로를 가열하도록 전기 발열되는 히터(42), 히터(42)와 연결되어 발열량을 조절하는 온도제어장치(48)를 포함한다.The vaporization means 40 for the function is connected to the
즉, 첨부된 도 2는 기화수단(40)의 바람직한 일 양태(樣態)를 나타낸 단면도로서 앞서 도 1과 함께 참조하면, 혼합수단(30)과 주입량확인수단(50)을 연결하는 관로(44), 관로(44)의 외주면을 따라 장착되어 전기 발열되는 히터(42)가 나타나 있다. 이때, 히터(42)는 관로(44)의 외주면을 따라 권취 또는 밀착되어 외부의 전력에 의해 열을 발하는 히팅라인(46), 히팅라인(46)을 감싸는 절연체의 커버(47)를 포함할 수 있다.That is, the accompanying Figure 2 is a cross-sectional view showing a preferred aspect of the vaporization means 40, referring to the above with reference to Figure 1, the
하지만, 이는 히터(42)의 일례를 나타낸 것이 불과한바, 온도제어장치(48)로 발열량을 제어하여 관로(44)를 가열할 수 있다면 구체적인 형태는 변형될 수 있다.However, this is only an example of the
따라서, 온도제어장치(48)를 통해 히터(42)의 발열온도를 조절하여 관로(44)를 가열하면 여기를 통과하는 운반기체 내 액상 표준물질은 기체 상태로 기화된다. 이때 히터(42)의 발열량은 액상 표준물질의 끓는점에 따라 온도제어장치(48)를 통 해 적절히 선택될 수 있으며, 이로써 액상 표준물질은 완전 기화된다.Accordingly, when the
다음으로, 주입량확인수단(50)은 기화수단(40)에서 전달되는 기체의 유량을 정밀 제어하여 흡착관(70)을 통해 함침한다.Next, the injection amount checking means 50 is impregnated through the
해당 기능을 위한 주입량확인수단(50)은 질량유량계(Mass Flow Controller : MFC)(52), 질량유량계(52)와 연동되는 질량제어장치(58)를 포함한다. 이때 필요하다면 MFM(Mass Flow Meter)이 함께 사용될 수 있고, 질량제어장치(58)는 질량유량계(52)와 일체화될 수 있다.The injection amount checking means 50 for the function includes a mass flow controller (MFC) 52 and a
그 결과, 운반기체공급수단(10)을 통해 유량이 정밀 제어된 운반기체와 표준물질공급수단(20)을 통해 유량이 정밀 제어된 액상 표준물질은 혼합수단(30)에서 혼합되고, 기화수단(40)을 경유하는 과정 중에 액상 표준물질의 끓는점에 근거한 선택적 가열을 통해 기체로 완전 기화되며, 최종의 주입량확인수단(50)에 의해 유량이 정밀 제어되어 흡착관(70)을 통해 함침된다.As a result, the carrier gas whose flow rate is precisely controlled through the carrier gas supply means 10 and the liquid standard material whose flow rate is precisely controlled through the standard material supply means 20 are mixed in the mixing means 30, and the vaporization means ( 40) is completely vaporized into gas through selective heating based on the boiling point of the liquid standard material, and the flow rate is precisely controlled by the final injection amount checking means 50 and impregnated through the
이하, 본 발명에 따른 액상 표준물질의 함침방법을 나타낸 순서도인 도 3을 함께 참조해서 액상 표준물질의 함침방법을 자세히 살펴본다.Hereinafter, a method of impregnating a liquid standard material will be described in detail with reference to FIG. 3, which is a flowchart illustrating a method of impregnating a liquid standard material according to the present invention.
먼저, 사용자는 분석목적에 따라 액상 표준시료와 운반기체의 종류를 선택한다. 그리고 이를 근거로 액상 표준시료와 운반기체의 혼합비율, 액상 표준시료의 끊는점에 근거한 가열온도, 흡착관(70)에 대한 주입량을 각각 결정한다.(st1,st2)First, the user selects the type of liquid standard sample and carrier gas according to the purpose of analysis. Based on this, the mixing ratio of the liquid standard sample and the carrier gas, the heating temperature based on the breaking point of the liquid standard sample, and the injection amount into the
이어서, 운반기체공급수단(10)의 온/오프 밸브(14)를 열고 상기 혼합비율에 따라 운반기체공급수단(10)의 니들 밸브(16)와 표준물질공급수단(20)의 시린지(20)를 조절한다. 이로써, 운반기체와 액상 표준물질은 정해진 비율로 혼합수단(30)에 전달 및 혼합된다.Subsequently, the on / off
이어서, 기화수단(40)의 온도제어장치(48)를 이용해서 상기 가열온도에 따라 히터(42)의 발열량을 제어한다. 이때, 관로(44)의 가열에 다소의 시간이 소요되는 것을 감안하면 해당 단계는 적절한 단계에서 미리 진행될 수 있다.Subsequently, the heat generation amount of the
이로써, 기화수단(40)의 관로(44)를 통과하는 액상의 표준물질은 기체 상태로 완전 기화된다.As a result, the liquid standard material passing through the
이어서, 주입량확인수단(50)의 질량제어장치(58)를 매개로 질량유량계(52)를 제어해서 상기 주입량에 따라 흡착관(70)으로 기체가 함침되게 한다. 이때, 질량유량계(52)는 주입량의 결정 후 미리 제어되는 것도 가능하다.Subsequently, the
이로써, 본 발명은 운반기체와 액상 표준물질 각각의 유량을 정밀 제어해서 혼합한 후 액상 표준물질의 끓는점에 근거한 선택적 가열을 통해 기체로 기화시킨 다음 해당 기체의 유량을 정밀 제어하여 함침한다.As a result, the present invention precisely controls the flow rate of the carrier gas and the liquid standard material, and then mixes and vaporizes the gas through selective heating based on the boiling point of the liquid standard material, and impregnates the flow rate of the gas with precision.
아래는 본 발명에 따른 액상 표준물질의 함침장치 및 방법에 대한 실험예를 정리한 내용이다.The following is a summary of the experimental example for the impregnation device and method of the liquid standard material according to the present invention.
측정대상물질은 총휘발성유기화합물(Total volatile organic compounds : TVOC) 및 주요 휘발성유기화합물질인 BTEX(Benzene, Toluene, Ethylbenzene, m,p-Xylene)을 선정하였다. 또한 시료채취에 사용된 고체흡착관(1/4"×9cm, Perkin Elmer, UK)에는 Tenax-TA를 200mg 충진하였고, 사용 전 초고순도 질소(99.9999%)를 100ml의 유량으로 320℃에서 2시간 동안 전처리하였다. 또한 열탈착장치(DANI, STD 1000, Italy)를 이용하여 시료를 주입하였으며, 분석은 가스크로마토그래프/질량분 석기(Shimadzu, GC-2010/QP-2010, Japan)을 이용하였다.Total volatile organic compounds (TVOC) and BTEX (Benzene, Toluene, Ethylbenzene, m, p-Xylene) were selected for the measurement. In addition, 200 mg of Tenax-TA was filled in the solid adsorption tube (1/4 "x 9 cm, Perkin Elmer, UK) used for sampling, and ultra high purity nitrogen (99.9999%) was used at 320 ℃ for 2 hours at a flow rate of 100 ml before use. Samples were also injected using a thermal desorption device (DANI, STD 1000, Italy), and analysis was performed using a gas chromatograph / mass spectrometer (Shimadzu, GC-2010 / QP-2010, Japan).
아울러 검량선 작성에 사용된 표준시료는 액상 표준물질(Japanese Indoor Air Standards 52Mixture VOCs, Supelco, USA) 및 기체 표준물질(Spectra Grases, 57 mix, Supelco, USA)를 사용하였고, 이들을 흡착관에 함침하여 검량선(20ng, 50ng, 100ng, 200ng, 500ng)로 작성하였다. In addition, the standard sample used for the calibration curve was composed of liquid standard materials (Japanese Indoor Air Standards 52Mixture VOCs, Supelco, USA) and gas standard materials (Spectra Grases, 57 mix, Supelco, USA). (20ng, 50ng, 100ng, 200ng, 500ng).
또한, 기기감도 체크 이후에 표준물질을 이요한 검량선 작성(선형성 평가), 머무름 시간(Retention Time, RT) 및 R.F(Response Factor) 값의 재현성 평가, 열?탈착 장치의 회수율 평가, 방법검출한계(Method Detection Limit, MDL)을 평가하였고, 시료분석 과정에서 내부 표준물질을 이용한 정밀도를 평가하였다. 그리고 중복시료 및 2대 이상의 분석장비를 이용하여 측정치들 간의 상호 일치성을 평가하였는바, 평가항목별 자세한 시험방법은 아래와 같다.In addition, after checking the sensitivity of the instrument, it is necessary to prepare a calibration curve using the standard material (linearity evaluation), to evaluate the reproducibility of the retention time (RT) and the response factor (RF), to evaluate the recovery rate of the heat and desorption device, and to detect the method ( Method Detection Limit (MDL) was evaluated, and the accuracy using the internal standard was evaluated during the sample analysis. And the overlapping samples and two or more analysis equipments were used to evaluate the mutual correspondence between the measurements. Detailed test methods for each evaluation item are as follows.
(1) 검량선 작성(선형성 평가) : 표준물질(5개 레벨)을 제조하여 검량선을 작성한 후 절편값(y=ax×b)와 r2값을 확인하여 선형성을 평가(1) Calibration curve preparation (linearity evaluation): A standard material (five levels) is prepared to prepare a calibration curve, and then the linearity is evaluated by checking the intercept values (y = ax × b) and r 2 values.
(2) 재현성 평가(R.F 값, RT값) : 시료 재현성 평가에 대한 실험을 통해 마련된 데이터에서 각각 R.F 값 및 RT값을 취하여 ±0.2min 범위 내에 있는지 확인(2) Reproducibility evaluation (R.F value, RT value): Take the R.F value and RT value from the data prepared through the experiment for sample reproducibility evaluation and check whether it is within ± 0.2min.
(3) 열?탈착장치 회수율 평가 : 기지의 표준시료를 가스크로마토그래피 장치의 인젝터에 직접 주입하여 얻은 결과와 자동 열탈착장치를 통해 탈착된 결과치를 비교분석해서 탈착능력과 회수율을 계산(3) Evaluation of recovery rate of heat and desorption device: Calculate desorption capacity and recovery rate by comparing and analyzing the result obtained by directly injecting a known standard sample into the injector of gas chromatography device and the result of desorption by automatic heat desorption device.
(4) 방법검출한계(MDL)평가 : 저 농도의 표준시료 2~10ng을 이용하여 7회 반 복 분석한 후, 각 물질의 농도의 표준편자에 0.99 신뢰구간에 대한 student-t 값인 3.14를 곱하여 산출(MDL=t(n-1,0.99)×S.D)(4) Method of detection limit (MDL) evaluation: After 7 times of analysis using 2 ~ 10ng of low concentration standard sample, multiply the standard deviation of the concentration of each substance by 3.14 which is student-t value for 0.99 confidence interval. Calculation (MDL = t (n-1,0.99) × SD)
(5) 내부표준물질 정밀도 평가 ; 정밀도는 검량선 작성시 사용한 액상 표준시료 중 레벨 3의 100ng/uL을 이용하여 시료분석 시 주기적으로 분석 및 확인하여 정밀도 차트를 작성(5) evaluation of internal standard accuracy; For accuracy, create a precision chart by periodically analyzing and checking the sample using 100ng / uL of level 3 among the liquid standard samples used to prepare the calibration curve.
(6) 정밀도 평가(시료, 분석장비) : 기기분석 재현성은 시료를 동일한 조건으로 반복 분석하여 측정치들 간의 상호 일치성 정도를 평가(6) Accuracy evaluation (sample, analysis equipment): Instrumental analysis reproducibility is repeated analysis of the sample under the same conditions to evaluate the degree of mutual agreement between the measurements.
이때, 본 발명에 따른 액상 표준물질의 함침장치 및 방법의 신뢰성을 가늠할 수 있는 몇 가지 결과를 살펴보면, 도 4은 크로마토그램 결과그래프이고, 도 5는 재현성 결과그래프이며, 도 6은 액상 표준물질((a)로 표시하였음. 도면좌측)과 기체 표준물질((b)로 표시하였음. 도면우측)에 대한 검량선 결과그래프이다.At this time, looking at some results that can evaluate the reliability of the impregnation device and method of the liquid standard according to the present invention, Figure 4 is a chromatogram result graph, Figure 5 is a reproducibility result graph, Figure 6 is a liquid standard ( This is a calibration curve plot for the left side of the figure and the gaseous standard (the right side of the figure).
이들 도면을 통해 알 수 있는 것처럼, 본 발명에 따른 액상 표준물질의 함침장치 및 방법에 대한 분석 재현성은 5% 이내이며, 반복시료채취를 통한 재현성도 20% 이내로 나타났다. 이는 미국 EPA 권장기준인 30% 이내에 해당되는 만족스러운 결과이다. 또한, 검량선 기울기는 액상 표준물질과 기체 표준물질 각각에서 47,958과 47,170으로 나타나 서로 유사함을 알 수 있었으며, r2 값 또한 양호한 결과를 얻을 수 있었다.As can be seen from these drawings, the analysis reproducibility of the impregnation device and method of the liquid standard according to the present invention was within 5%, and the reproducibility through repetitive sampling was found to be within 20%. This is a satisfactory result within 30% of the US EPA recommendation. In addition, the calibration curve slopes were 47,958 and 47,170 in the liquid standard and the gas standard, respectively, indicating that they were similar, and the r 2 value was also good.
이상의 설명 및 도면과 실험예는 본 발명의 일례에 지나지 않으며, 본 발명을 한정하지 않는다. 즉, 본 발명의 기술사상을 만족시키는 변형은 다양하게 있을 수 있지만, 이들 변형이 본 발명의 권리범위 내에 있다면 본 발명에 속한다 해야 할 것인바, 본 발명의 권리범위는 이하의 특허청구범위에 분명하게 명시되어 있다.The above description, drawings, and experimental examples are only examples of the present invention, and do not limit the present invention. That is, there may be a variety of modifications that satisfy the technical spirit of the present invention, but if these modifications fall within the scope of the present invention, it should be included in the present invention. The scope of the present invention is clearly defined in the following claims. It is stated.
도 1은 본 발명에 따른 액상 표준물질의 함침장치를 나타낸 모식도.1 is a schematic diagram showing an impregnation device of a liquid standard material according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 액상 표준물질의 기화수단에 대한 확대 단면도.Figure 2 is an enlarged cross-sectional view of the vaporization means of the liquid standard in accordance with the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 액상 표준물질의 함침방법을 나타낸 순서도.Figure 3 is a flow chart showing a method of impregnation of the liquid standard material according to the present invention.
도 4는 실험예에 대한 크로마토그램 결과그래프.4 is a chromatogram graph for the experimental example.
도 5는 실험예에 대한 재현성 결과그래프.5 is a graph of reproducibility results for the experimental example.
도 6은 실험예에 대한 검량선 결과그래프.6 is a graph of the calibration curve for the experimental example.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10 : 운반기체공급수단 12 : 온/오프 밸브10: carrier gas supply means 12: on / off valve
14 : 니들 밸브 20 : 표준물질공급수단14: needle valve 20: standard material supply means
30 : 혼합수단 40 : 기화수단30: mixing means 40: vaporization means
42 : 히터 44 : 관로42: heater 44: pipeline
46 : 히팅라인 47 : 커버46: heating line 47: cover
48 : 온도제어장치 50 : 주입량확인수단48: temperature control device 50: injection amount checking means
52 : 질량유량계 54 : 질량제어장치52 mass flow meter 54 mass control device
70 : 흡착관 70: adsorption tube
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