KR101516129B1 - Apparatus for injecting liquefied sample of hydrocarbon mixture having high vapor pressure - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 분석기에 액상 시료를 주입하는 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 탄화 수소 혼합물의 액상 시료 주입 장치에 관한 것이며, 좀 더 구체적으로는 고증기압(high vapor pressure) 탄화수소 혼합물의 액상 시료 주입 장치에 관한것이다.The present invention relates to an apparatus for injecting a liquid sample into an analyzer, and more particularly to a liquid sample injection apparatus for a hydrocarbon mixture, and more particularly to a liquid sample injection apparatus for a high vapor pressure hydrocarbon mixture .
액체 탄화수소 시료 중 증기압이 높은 성분들의 경우는 쉽게 기체 상태로 변화한다. 액체 탄화수소 제품의 성분을 분석하기 위해서는 액상의 탄화수소 제품을 그대로 분석하는 것이 가장 바람직하지만, 쉽사리 상태 변화가 이루어지는 액체 탄화수소 제품은 주로 그 제품을 그대로 기화하여 기체 상태의 탄화수소 제품을 분석에 이용하고 있는 실정이다.In liquid hydrocarbon samples, components with high vapor pressure easily change to gaseous state. In order to analyze the components of liquid hydrocarbon products, it is most desirable to analyze liquid hydrocarbon products as they are. However, liquid hydrocarbon products that are easily changed in state are mainly used for analyzing gaseous hydrocarbon products. to be.
물론 액상의 탄화수소 제품을 그대로 액상에서 분석할 수도 있으나 매우 고가의 장비가 요구되는 문제점이 있다.Of course, liquid hydrocarbon products can be analyzed directly in liquid phase, but very expensive equipment is required.
도 1a 내지 도 1c는 이러한 기존의 액체 탄화수소 제품을 분석하는 수단에 대하여 도시하고 있다.Figures 1A-1C illustrate means for analyzing such existing liquid hydrocarbon products.
먼저 도 1a는 종래 기술에 따른 액체 탄화수소 혼합물을 기체 상태로 기화시켜 주입하는 장치의 구성도이다.1A is a configuration diagram of an apparatus for vaporizing and injecting a liquid hydrocarbon mixture according to the prior art into a gaseous state.
도 1a를 참조하며, 기체 상태 탄화수소 혼합물의 시료 주입 장치(10)는 시료 용기(11), 밸브 A(12), 이음쇠(13), 기화관(14), 보조 조절 밸브(15), 밸브 B(16), 수욕조(17) 등으로 구성된다.1A, a
시료 용기(11) 내에 저장된 액체 탄화수소 제품은 밸브 A(12)를 통해 흘러 나와 기화관(14)을 통과하여 밸브 B(16)를 통해 배출된다. 밸브 B(16)를 통해 배출되는 제품은 크로마토크래피 장비와 같은 분석 장비에서 성분 분석을 하게 된다.The liquid hydrocarbon product stored in the
여기서, 기화관(14)은 대략 섭씨 60도 내지 80도의 수온의 물이 차 있는 수욕조(17)를 거치게 되며, 그 과정에서 기화관(14) 내의 액체 탄화수소 제품은 기화되어 기체 상태로 변화된다. 그리고 밸브 B(16)를 통해 배출될 때에는 기체 상태로 배출된다.Here, the vaporizing
위와 같이 기체 상태 탄화수소 혼합물의 시료 주입 장치(10)는 액체 탄화수소 제품을 기화시켜 분석 장비에 주입하는 장치이다. 그런데, 그 액체 탄화수소 제품은 시료(샘플)이 여러 화합물이 믹싱(mixing)되어 혼합물 상태로 구성되는데 그 성분별로 증기압, 끓는점 등의 차이가 있기 때문에 그 가열 조건에 따라 성분별로 기화되는 정도가 달라지는 문제점이 있다.As described above, the gaseous hydrocarbon mixture
예를 들어, 증기압이 높은 성분들은 일정 조건에서 쉽게 기화되는 반면 증기압이 낮고 끓는점이 높은 성분들은 쉽게 기화되지 못한다. 이에, 증기압이 높은 성분들은 많이 검출되고 증기압이 낮은 성분들은 적게 검출되어 성분 분석에 오류가 발생하는 문제점이 있다.For example, components with high vapor pressures are easily vaporized under certain conditions, while components with low vapor pressures and high boiling points are not easily vaporized. Therefore, a large amount of components having a high vapor pressure is detected and a component having a low vapor pressure is detected to a small extent, thereby causing an error in the component analysis.
이러한 주입 장치는 저렴하고 간단하지만 그 성분 분석의 오류율이 높고 불확도가 높다는 단점이 있다.Such an injection apparatus is inexpensive and simple, but has a disadvantage in that the error rate of the component analysis is high and the uncertainty is high.
도 1b는 종래 기술에 따른 피스톤 실린더를 이용한 탄화수소 혼합물의 액상 시료 주입 장치의 구성도이다.FIG. 1B is a configuration diagram of a liquid sample injection apparatus for a hydrocarbon mixture using a piston cylinder according to the prior art.
도 1b를 참조하면, 피스톤 실린더를 이용한 탄화수소 혼합물의 액상 시료 주입 장치(20)는 실린더(cylinder)(21), 실린더 헤드(cylinder head)(22), 피스톤 어셈블리(piston assembly)(23) 등으로 구성된다.Referring to FIG. 1B, a liquid
피스톤 실린더를 이용한 탄화수소 혼합물의 액상 시료 주입 장치(20)는 실린더(21) 내의 액상 시료 즉 액체 탄화수소 혼합물과 기체를 채우는데, 기체는 일정 기압을 유지하도록 하여 액체 탄화수소 혼합물이 쉽게 기화하지 못하도록 구성된다. 그리고 실린더(21) 내의 기체에 의해 일정 압력이 유지된 상태의 액체 탄화수소 혼합물을 피스톤 어셈블리(23)를 이용하여 분석 장비로 주입한다.The liquid
이러한 피스톤 실린더를 이용한 탄화수소 혼합물의 액상 시료 주입 장치(20)는 액체 탄화수소 혼합물을 액체 상태 그대로 주입하기 때문에 증기압이 높은 성분들이 휘발되는 것을 억제하고 성분을 액체 상태 그대로 유지한 채 주입할 수 있다는 장점이 있다.The liquid
그러나, 실린더(21)와 피스톤 어셈블리(23)와 같은 구성들이 매우 고가라는 단점이 있다. 무엇보다도 성분들의 증기압을 유지할 수 있을지는 모르지만 피스톤 어셈블리(23)의 움직임에 따라 액체 시료 즉 액체 탄화수소 혼합물이 새어 나가는 단점이 있으며 이로 인해 불확도가 매우 커진다는 문제점이 있다.However, there is a disadvantage that the configurations such as the
도 1c는 종래 기술에 따른 액체 샘플링 밸브를 이용한 탄화수소 혼합물의 액상 시료 주입 장치의 구성도이다.1C is a block diagram of a liquid sample injection device for a hydrocarbon mixture using a liquid sampling valve according to the prior art.
도 1c를 참조하면, 액체 샘플링 밸브를 이용한 탄화수소 혼합물의 액상 시료 주입 장치(30)는 니들(needle)(31), 밸브(valve)(32) 등으로 구성된다.Referring to FIG. 1C, a liquid
액체 샘플링 밸브를 이용한 탄화수소 혼합물의 액상 시료 주입 장치(30)는 액체 상태의 샘플을 분석 장비에 주입하는 장치로서 니들(31) 즉 주사기를 이용하여 액체 상태의 샘플을 주입하도록 구성된다.A liquid
샘플링 밸브를 설치하여야 하며 상대적으로 매우 고가의 비용이 소요되는 단점이 있다. 도 1a 및 도 1b의 주입 장치에 비하여 그 불확도가 상대적으로 낮지만, 적은 액체 시료가 니들(31)에 의해 옮겨질 때 증기압이 높은 성분의 손실 가능성이 높기 때문에 불확도가 여전히 높은 편이다. 즉, 고가의 비용이 소요됨에도 불구하고 여전히 불확도가 높다는 문제점이 있다.It is necessary to install a sampling valve and the cost is relatively high. Although its uncertainty is relatively low compared to the injection apparatus of FIGS. 1A and 1B, the uncertainty is still high because the likelihood of loss of high vapor pressure components is high when a small liquid sample is transferred by the
이와 같이, 액체 탄화수소 제품의 높은 증기압을 유지한 채로 액상 시료를 분석 장비에 주입할 수 있는 효과적인 수단은 아직 없는 실정이다.Thus, there is no effective means to inject liquid samples into analytical equipment while maintaining the high vapor pressure of liquid hydrocarbon products.
따라서 증기압이 높은 탄화수소 성분들이 기화되지 않고 액상으로만 존재하도록 하여 그 액상 시료를 분석 장비에 직접 주입하여 불확도를 낮출 수 있는 방안이 필요하다.Therefore, there is a need to reduce the uncertainty by injecting the liquid sample directly into the analyzer so that the hydrocarbon components with high vapor pressure are not vaporized but exist only in the liquid phase.
본 발명의 목적은 고증기압 탄화수소 혼합물의 액상 시료 주입 장치를 제공하는 데 있다.It is an object of the present invention to provide a liquid sample injection device for a high vapor pressure hydrocarbon mixture.
상술한 본 발명의 목적에 따른 고증기압 탄화수소 혼합물의 액상 시료 주입 장치는, 헬륨(Helium) 가스를 저장하는 헬륨 실린더(Helium cylinder); 탄화수소 혼합물의 액상 시료를 저장하며, 상기 헬륨 실린더로부터 헬륨 가스를 공급받고 공급받은 헬륨 헤드 프레셔(He head pressure)를 이용하여 상기 저장된 액상 시료를 외부의 샘플 라인(sample line)을 통해 공급하는 샘플 실린더(sample cylinder); 상기 샘플 실린더로부터 상기 샘플 라인을 통해 공급받는 액상 시료를 일시 저장하는 샘플링 루프(sampling loop); 상기 샘플 라인을 통한 액상 시료의 공급을 차단하거나 허용하고, 상기 액상 시료의 공급이 허용된 상태에서는 상기 샘플링 루프에 액상 시료를 저장하도록 구성되고, 상기 액상 시료의 공급이 차단된 상태에서는 상기 샘플링 루프에 저장된 액상 시료를 분석 장비로 주입시키도록 구성되는 온/오프 밸브(on/off valve); 상기 샘플 라인을 통해 공급되는 액상 시료의 유속을 조절하는 미터링 밸브(metering valve); 상기 액상 시료의 기화를 방지하는 리스트릭터(restrictor)를 포함하도록 구성될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for injecting a liquid sample of a high vapor pressure hydrocarbon mixture, comprising: a Helium cylinder storing Helium gas; A sample cylinder for storing a liquid sample of a hydrocarbon mixture and supplying the stored liquid sample through an external sample line using helium head pressure supplied from the helium cylinder and supplied with helium gas; (sample cylinder); A sampling loop for temporarily storing a liquid sample supplied through the sample line from the sample cylinder; Wherein the sampling loop is configured to block or allow the supply of the liquid sample through the sample line and to store the liquid sample in the sampling loop when the supply of the liquid sample is permitted, An on / off valve configured to inject a liquid sample stored in the analyzer into the analyzer; A metering valve for regulating the flow rate of the liquid sample supplied through the sample line; And a restrictor for preventing vaporization of the liquid sample.
이때, 상기 샘플 실린더에 저장된 액상 시료의 화합물에 대해서도 액상으로 유지시켜주도록 하기 위해 상기 헬륨 실린더의 헬륨 가스 공급량을 늘려주도록 조절하는 레귤레이터(regulator)를 더 포함하도록 구성될 수 있다.The regulator may further include a regulator for regulating the supply of the helium gas to the helium cylinder so as to maintain the liquid sample stored in the sample cylinder in the liquid state.
그리고 상기 샘플 실린더는, 상기 샘플 실린더의 헬륨 헤드 프레셔(He head pressure)를 일정하게 유지시키도록 구성되는 듀얼 밸브 모듈(dual valve module)을 장착하도록 구성될 수 있다.And the sample cylinder may be configured to mount a dual valve module configured to maintain a constant He head pressure of the sample cylinder.
그리고 상기 듀얼 밸브 모듈은, 상기 헬륨 실린더로부터 헬륨 가스를 공급받는 헬륨 가스 밸브; 상기 헬륨 가스 밸브를 통해 공급받는 헬륨 가스를 상기 샘플 실린더의 내부로 배출하는 인렛 가스 포트(inlet gas port); 상기 샘플 실린더의 하부에 저장된 액상 시료에 연결되는 딥 튜브(dip tube); 상기 샘플 실린더에 저장된 액상 시료를 상기 딥 튜브를 통해 상기 외부의 샘플 라인으로 배출하는 액상 시료 밸브; 상기 헬륨 가스 밸브 또는 상기 액상 시료 밸브를 수동으로 잠그거나 열도록 구성되는 밸브 손잡이(valve knob)를 포함하는 듀얼 밸브 모듈(dual valve module)을 포함하도록 구성될 수 있다.The dual valve module includes: a helium gas valve for receiving helium gas from the helium cylinder; An inlet gas port for discharging helium gas supplied through the helium gas valve to the interior of the sample cylinder; A dip tube connected to the liquid sample stored in the lower part of the sample cylinder; A liquid sample valve for discharging the liquid sample stored in the sample cylinder to the outside sample line through the dip tube; And a dual valve module including a valve knob configured to manually lock or open the helium gas valve or the liquid sample valve.
상술한 고증기압 탄화수소 혼합물의 액상 시료 주입 장치에 의하면, 액체 탄화수소 혼합물의 각 성분들의 증기압을 유지한 채 액상 상태의 샘플을 분석 장비에 주입하도록 구성됨으로써, 샘플의 회수율을 높이고 불확도를 낮추는 효과가 있다.According to the liquid sample injection apparatus of the above-mentioned high vapor pressure hydrocarbon mixture, the liquid sample is injected into the analysis equipment while maintaining the vapor pressures of the respective components of the liquid hydrocarbon mixture, thereby improving the sample recovery rate and lowering the uncertainty .
좀 더 구체적으로는, 헬륨 가스를 이용하여 헬륨 헤드 프레셔(He head pressure)로 액상 시료의 기화를 억제하는 효과가 있다.More specifically, there is an effect of suppressing the vaporization of a liquid sample by using a helium head pressure with a helium gas.
또한, 샘플 루프에 액체 탄화수소 혼합물이 저장된 상태에서 샘플 루프로 액체 탄화수소 혼합물이 추가적으로 유입되는 것을 차단한 채로 샘플 루프의 액체 탄화수소 혼합물을 분석 장비에 주입하도록 구성됨으로써, 액상 시료에 가해지는 헬륨의 압력을 유지시켜 기화를 효율적으로 방지하는 효과가 있다.It is also configured to inject the liquid hydrocarbon mixture of the sample loop into the analytical instrument while preventing the liquid hydrocarbon mixture from being introduced into the sample loop while the liquid hydrocarbon mixture is being stored in the sample loop so that the pressure of the helium So that the vaporization can be effectively prevented.
더 나아가 레귤레이터를 이용하여 헬륨 헤드 프레셔(He head pressure)를 조절할 수 있도록 구성됨으로써, 성분별로 증기압이 높거나 농도가 높은 경우 성분에 따라서도 헬륨 헤드 프레셔(He head pressure)를 조절하여 기화 방지를 최대화할 수 있는 효과가 있다.Furthermore, by regulating the helium head pressure using a regulator, it is possible to maximize the prevention of vaporization by adjusting the helium head pressure (depending on the component) There is an effect that can be done.
기존의 방식에 비하여 볼 때, 액상 상태로 직접 주입이 가능하며 또한 기화된 상태에서 주입되는 것도 아니므로 끓는점이나 증기압에 따른 성분 손실도 방지할 수 있고, 아울러 도 1b의 피스톤 실린더를 사용할 때와 같이 액상 시료가 새어나감으로 인하여 손실되는 문제점도 발생하지 않는다.Compared to the conventional method, the liquid can be injected directly into the liquid phase, and since the liquid is not injected in the vaporized state, it is also possible to prevent the component loss due to the boiling point or the vapor pressure. Further, as in the case of using the piston cylinder of FIG. There is no problem of being lost due to leakage of the liquid sample.
도 1a는 종래 기술에 따른 액체 탄화수소 혼합물을 기체상태로 기화시켜 주입하는 장치의 구성도이다.
도 1b는 종래 기술에 따른 피스톤 실린더를 이용한 탄화수소 혼합물의 액상 시료 주입 장치의 구성도이다.
도 1c는 종래 기술에 따른 액체 샘플링 밸브를 이용한 탄화수소 혼합물의 액상 시료 주입 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고증기압 탄화수소 혼합물의 액상 시료 주입 장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 밸브 모듈의 측단면도이다.
도 4a는 종래 기술에 따른 액체 시료의 회수율 및 반복성 불확도를 나타내는 표이다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 시료의 회수율 및 반복성 불확도를 나타내는 표이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 헬륨 헤드 프레셔(He head pressure)에 따른 액체 시료의 회수율을 나타내는 그래프이다.
도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 일정 헬륨 헤드 프레셔(He head pressure)에 따른 액체 시료의 회수율을 나타내는 그래프이다.FIG. 1A is a configuration diagram of an apparatus for vaporizing and injecting a liquid hydrocarbon mixture according to the prior art into a gaseous state.
FIG. 1B is a configuration diagram of a liquid sample injection apparatus for a hydrocarbon mixture using a piston cylinder according to the prior art.
1C is a block diagram of a liquid sample injection device for a hydrocarbon mixture using a liquid sampling valve according to the prior art.
2 is a block diagram of a liquid sample injection apparatus for a high vapor pressure hydrocarbon mixture according to an embodiment of the present invention.
3 is a side cross-sectional view of a dual valve module according to an embodiment of the invention.
4A is a table showing the recovery rate and repeatability uncertainty of a liquid sample according to the prior art.
4B is a table showing the recovery rate and repeatability uncertainty of a liquid sample according to an embodiment of the present invention.
5A is a graph showing recovery rates of liquid samples according to helium head pressures according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5B is a graph showing the recovery rate of a liquid sample according to a constant helium head pressure according to an embodiment of the present invention. FIG.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail to the concrete inventive concept. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.The terms first, second, A, B, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고증기압 탄화수소 혼합물의 액상 시료 주입 장치의 구성도이다.2 is a block diagram of a liquid sample injection apparatus for a high vapor pressure hydrocarbon mixture according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고증기압 탄화수소 혼합물의 액상 시료 주입 장치(이하, '액상 시료 주입 장치'라 함)(100)는 헬륨 실린더(Helium cylinder)(110), 샘플 실린더(sample cylinder)(120), 샘플링 루프(sampling loop)(130), 온/오프 밸브(on/off valve)(140), 미터링 밸브(metering valve)(150), 리스트릭터(restrictor)(160), 레귤레이터(regulator)(170), 밴트 라인(vent line)(180), 0.5 ㎕ 필터(190)를 포함하도록 구성될 수 있다.Referring to FIG. 2, a
액상 시료 주입 장치(100)는 액체 탄화수소 혼합물의 각 성분들의 증기압에 상관없이 모두 액상으로 유지한 채 분석 장비에 주입하도록 구성된다.The liquid
구체적으로는 헬륨 실린더(110)의 헬륨 가스를 레귤레이터(170)을 이용하여 액체 탄화수소 혼합물이 저장된 샘플 실린더(120)에 항상 일정한 압력으로 주입하여 유지할 수 있도록 하여 샘플의 기화를 일정하게 억제하도록 구성된다.More specifically, the helium gas in the
또한, 샘플의 성분별로 증기압이 높아 기화가 더욱 쉽게 발생하는 성분이 있으면 레귤레이터(170)를 이용하여 헬륨 가스의 압력을 더 높게 유지함으로써, 샘플의 기화를 더 효율적으로 억제할 수 있도록 구성된다.In addition, if there is a component in which vaporization is more easily generated due to a high vapor pressure of each sample component, the pressure of the helium gas is kept higher by using the
그리고 샘플 실린더(120)의 샘플을 샘플링 루프(130)로 이동시켜 저장하고, 샘플링 루프(130)로 샘플이 유입되는 것을 차단한 채로 샘플링 루프(130)의 샘플을 크로마토크래피 장비와 같은 분석 장비(200)로 주입하도록 구성된다. 이에, 샘플이 샘플 라인이나 기타 구성을 통해 흐르는 동안 압력의 변화로 인해 쉽게 기화할 수 있는 문제점이 해결된다.A sample of the
기존의 주입 장비와 대비하여 볼 때, 이와 같은 액상 시료 주입 장치(100)는 주입되는 샘플의 성분 손실이나 샘플이 새는 것을 방지할 수 있으므로 불확도를 낮추고 높은 성분 회수율을 유지할 수 있다.Compared to conventional injection equipment, such a
이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.Hereinafter, the detailed configuration will be described.
헬륨 실린더(110)는 헬륨(Helium) 가스를 저장하도록 구성될 수 있다.The
헬륨 실린더(110)는 헬륨 가스를 샘플 실린더(120)로 공급하는 기능을 수행한다.The
샘플 실린더(120)는 탄화수소 혼합물의 액상 시료를 저장하도록 구성될 수 있다. 액상 시료는 샘플 실린더(120)의 하부 바닥면부터 채워져 저장된다.The
샘플 실린더(120)의 액상 시료의 상부 공간에는 헬륨 실린더(110)로부터 공급받는 헬륨 가스로 채워지도록 구성된다. 샘플 실린더(120)의 액상 시료는 헬륨 헤드 프레셔(He head pressure)로 인해 각 성분의 액화 상태가 그대로 유지된다. 즉, 샘플 실린더(120) 내 헬륨 헤드 프레셔(He head pressure)가 시료의 압력이 되며, 이로 인해 액상 시료의 기화가 억제된다.The upper space of the liquid sample of the
샘플 실린더(120)의 액상 시료를 외부의 샘플 라인(sample line)으로 공급하도록 구성될 수 있다. 샘플 라인은 액상 시료가 이동하는 관(tube)이 될 수 있다.And to supply a liquid sample of the
샘플 실린더(120)에는 듀얼 밸브 모듈(121)이 장착될 수 있는데, 듀얼 밸브 모듈(121)은 외부의 샘플 라인과 연결되고 헬륨 실린더(110)와도 연결된다.The
듀얼 밸브 모듈(121)은 샘플 실린더(120)의 헬륨 헤드 프레셔(He head pressure)를 일정하게 유지시키도록 구성된다.The
샘플링 루프(130)는 샘플 실린더(120)로부터 샘플 라인을 통해 공급받는 액상 시료를 일시 저장하도록 구성될 수 있다.The
온/오프 밸브(140)는 샘플 라인을 통해 샘플링 루프(130)로 공급되는 액상 시료의 흐름을 차단하거나 또는 허용하도록 구성될 수 있다.The on / off
여기서, 온/오프 밸브(140)는 온 상태에서 액체시료를 흐르게 하고 오프 상태로 바꾸어 액체시료의 흐름을 정지시킨 후, 그 상태에서 샘플링 루프(130)를 통하여 액상 시료가 크로마토크래피 장비와 같은 분석 장비(200)로 주입되는 것으로 구성될 수 있다.Here, the on / off
이와 같이 액상 시료의 주입을 액상 시료의 흐름이 차단된 상태에서 이루어지도록 구성되면, 액상 시료의 흐름과 주입이 동시에 이루어질 때 샘플 라인이나 각종 밸브에서 발생되는 압력의 저하로 인해 기화가 발생할 수 있는 문제점을 해결할 수 있게 된다. 즉, 스탑 인젝션(stop injection)의 방식으로 구현된다.If the liquid sample is injected in such a state that the flow of the liquid sample is blocked, if the flow and injection of the liquid sample are simultaneously performed, vaporization may occur due to a decrease in pressure generated in the sample line or various valves Can be solved. That is, it is implemented by a method of stop injection.
미터링 밸브(150)는 다이얼을 돌리는 조작을 통하여 샘플 라인을 통해 공급되는 액상 시료의 유속을 조절하도록 구성될 수 있다.The
리스트릭터(160)는 고정된 역압을 발생시켜 유지하여 주는 장치로써, 액상 시료의 기화를 1차적으로 방지하도록 구성될 수 있다.The
레귤레이터(170)는 헬륨 실린더(110)와 샘플 실린더(120)와의 중간 경로 사이에 구비될 수 있다.The
레귤레이터(170)는 헬륨 실린더(110)에서 샘플 실린더(120)로 공급되는 헬륨 헤드 프레셔(He head pressure)를 조절하기 위한 구성이다. 즉, 동일 시간에 더 많은 헬륨 가스를 공급할 수도 있으며 더 적은 헬륨 가스를 공급할 수도 있다. 이에 따라, 샘플 실린더(120)에 저장되는 헬륨 헤드 프레셔(He head pressure)가 달라지게 된다.The
레귤레이터(170)는 헬륨 실린더(110)의 헬륨 가스 공급량을 늘려주도록 조절함으로써, 샘플 실린더(120)에 저장된 액상 시료의 증기압이 높은 화합물에 대해 높은 증기압을 그대로 유지시켜주도록 할 수 있다. 즉, 기화를 억제할 수 있다.The
밴트 라인(180)은 분석 후 남아 있는 시료를 빼내기 위한 장치이다.The
0.5 ㎕ 필터(190)는 샘플 라인의 액상 시료에서 불순물을 정제하는 구성이다.The 0.5 [mu]
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 밸브 모듈의 측단면도이다.3 is a side cross-sectional view of a dual valve module according to an embodiment of the invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 밸브 모듈(121)은 헬륨 가스 밸브(Helium gas valve)(121a), 인렛 가스 포트(inlet gas port)(121b), 딥 튜브(dip tube)(121c), 액상 시료 밸브(liquefied sample valve)(121d), 밸브 손잡이(valve knob)(121e)를 포함하도록 구성될 수 있다.Referring to FIG. 3, the
이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.Hereinafter, the detailed configuration will be described.
헬륨 가스 밸브(121a)는 헬륨 실린더(110)로부터 샘플 실린더(110)로 헬륨 가스가 공급되어 주입될 수 있는 구성이다.The
인렛 가스 포트(121b)는 헬륨 가스 밸브(121a)를 통해 주입되는 헬륨 가스가 샘플 실린더(120) 내부에 배출되는 포트이다.The
딥 튜브(121c)는 도 2에서 보듯이 샘플 실린더(120)의 하부에 저장된 액상 시료까지 연장되어 구비된다. 딥 튜브(121c)는 액상 시료가 외부의 샘플 라인으로 배출될 수 있도록 하기 위한 배출 통로이다.As shown in FIG. 2, the
액상 시료 밸브(121d)는 샘플 실린더(120)에 저장된 액상 시료를 딥 튜브(121c)를 통해 외부의 샘플 라인으로 배출하도록 구성될 수 있다.The
밸브 손잡이(121e)는 헬륨 가스 밸브(121a) 또는 액상 시료 밸브(121d)를 수동으로 잠그거나 열도록 구성될 수 있다.The
도 4a는 본 발명을 적용하지 않은 상태에서의 액체 시료의 회수율 및 반복성 불확도를 나타내는 표이다.4A is a table showing the recovery rate and repeatability uncertainty of a liquid sample without applying the present invention.
도 4a를 참조하면, 본 발명을 적용하지 않은 상태일 때 증기압이 높은 성분의 회수율과 반복성 불확도를 나타낸다. 액체 시료의 회수율은 프로판(Propane)의 경우 63.7%로서 매우 낮으며, 이소-뷰테인(iso-Butane)이나 1,3-뷰타딘(1,3-Butadiene) 역시 88.2%와 82.4%로서 낮은 편에 속하는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 4A, the recovery rate and repeatability uncertainty of a component having a high vapor pressure when the present invention is not applied are shown. The recoveries of liquid samples are very low, 63.7% for propane, and isobutane and 1,3-butadiene are 88.2% and 82.4%, respectively. . ≪ / RTI >
반복성 불확도의 경우에는 모든 성분에서 대략 8 ~ 9%를 나타내어 매우 크다는 것을 알 수 있다.In the case of repeatability uncertainty, it can be seen that it is about 8 ~ 9% in all components and is very large.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 시료의 회수율 및 반복성 불확도를 나타내는 표이다.4B is a table showing the recovery rate and repeatability uncertainty of a liquid sample according to an embodiment of the present invention.
도 4b를 참조하면, 성분에 따른 액체 시료의 회수율 및 반복성 불확도를 나타내고 있다.Referring to FIG. 4B, the recovery rate and repeatability uncertainty of the liquid sample according to the components are shown.
여기서, 성분의 종류가 다르더라도 반복성 불확도는 0.02 ~ 0.06 %를 유지하여 매우 낮은 수준을 유지하고 있음을 알 수 있다.Here, even if the kinds of the components are different, it can be seen that the repeatability uncertainty is maintained at a very low level by maintaining 0.02 to 0.06%.
이에, 본 발명은 액상 시료의 성분 분석을 매우 정확하게 수행할 수 있음을 알 수 있다.Thus, it can be seen that the present invention can very accurately perform a component analysis of a liquid sample.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 헬륨 헤드 프레셔(He head pressure)에 따른 액체 시료의 회수율을 나타내는 그래프이다.5A is a graph showing recovery rates of liquid samples according to helium head pressures according to an embodiment of the present invention.
도 5a를 참조하면, 샘플 실린더(120)의 헬륨 헤드 프레셔(He head pressure)가 10 bar, 20 bar, 30 bar, 50 bar, 70 bar일 때 각각의 액체 시료 회수율을 나타내고 있다. 헬륨 헤드 프레셔(He head pressure)가 증가할수록 성분별로 회수율이 증가함을 알 수 있다. 또한, C2의 경우에는 헬륨 헤드 프레셔(He head pressure)가 증가할수록 회수율 증가가 매우 높아지는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 5A, liquid sample recovery rates are shown when the helium head pressures of the
도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 일정 헬륨 헤드 프레셔(He head pressure)에 따른 액체 시료의 회수율을 나타내는 그래프이다.FIG. 5B is a graph showing the recovery rate of a liquid sample according to a constant helium head pressure according to an embodiment of the present invention. FIG.
도 5b는 헬륨 헤드 프레셔(He head pressure)가 90 bar 일 때, 성분별로 회수율이 거의 일정한 수준으로 유지됨을 나타내는 표이다. 이때 반복성 불확도는 0.2% 이내로 낮은 불확도를 나타내고 있다.FIG. 5B is a table showing that the recovery rate of each component is maintained at a substantially constant level when the helium head pressure is 90 bar. At this time, the repeatability uncertainty is as low as 0.2%.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the following claims There will be.
11: 시료 용기 12: 밸브 A
13: 이음쇠 14: 기화관
15: 보조 조절 밸브 16: 밸브 B
17: 수욕조 21: 실린더
22: 실린더 헤드 23: 피스톤 어셈블리
31: 니들 32: 밸브
110: 헬륨 실린더 120: 샘플 실린더
121: 듀얼 밸브 모듈 121a: 헬륨 가스 밸브
121b: 인렛 가스 포트 121c: 딥 튜브
121d: 액상 시료 밸브 121e: 밸브 손잡이
130: 샘플링 루프 140: 온/오프 밸브
150: 미터링 밸브 160: 리스트릭터
170: 레귤레이터 180: 밴트 라인
190: 0.5 ㎕ 필터11: sample vessel 12: valve A
13: Fittings 14:
15: auxiliary control valve 16: valve B
17: water bath 21: cylinder
22: cylinder head 23: piston assembly
31: Needle 32: Valve
110: Helium cylinder 120: Sample cylinder
121:
121b:
121d:
130: sampling loop 140: on / off valve
150: metering valve 160: restrictor
170: regulator 180: vant line
190: 0.5 l filter
Claims (4)
탄화수소 혼합물의 액상 시료를 저장하며, 상기 헬륨 실린더로부터 헬륨 가스를 공급받고 공급받은 헬륨 헤드 프레셔(He head pressure)를 이용하여 상기 저장된 액상 시료를 외부의 샘플 라인(sample line)을 통해 공급하는 샘플 실린더(sample cylinder);
상기 샘플 실린더로부터 상기 샘플 라인을 통해 공급받는 액상 시료를 일시 저장하는 샘플링 루프(sampling loop);
상기 샘플 라인을 통한 액상 시료의 공급을 차단하거나 허용하고, 상기 액상 시료의 공급이 허용된 상태에서는 상기 샘플링 루프에 액상 시료를 저장하도록 구성되고, 상기 액상 시료의 공급이 차단된 상태에서는 상기 샘플링 루프에 저장된 액상 시료를 분석 장비로 주입시키도록 구성되는 온/오프 밸브(on/off valve);
상기 샘플 라인을 통해 공급되는 액상 시료의 유속을 조절하는 미터링 밸브(metering valve);
상기 액상 시료의 기화를 방지하는 리스트릭터(restrictor);
상기 샘플 실린더에 저장된 액상 시료의 화합물에 대해서 각 성분들의 기화를 억제시켜 액상으로 유지시켜주도록 하기 위해 상기 헬륨 실린더의 헬륨 가스 공급량을 늘려주도록 조절하는 레귤레이터(regulator)를 포함하고,
상기 샘플 실린더는,
상기 샘플 실린더의 헬륨 헤드 프레셔(He head pressure)를 일정하게 유지시키도록 구성되는 듀얼 밸브 모듈(dual valve module)이 장착되는 것을 특징으로 하는 고증기압 탄화수소 혼합물의 액상 시료 주입 장치.A Helium cylinder storing Helium gas;
A sample cylinder for storing a liquid sample of the hydrocarbon mixture and supplying the stored liquid sample through an external sample line using helium head pressure supplied from the helium cylinder and supplied with helium gas, (sample cylinder);
A sampling loop for temporarily storing a liquid sample supplied through the sample line from the sample cylinder;
Wherein the sampling loop is configured to block or allow the supply of the liquid sample through the sample line and to store the liquid sample in the sampling loop when the supply of the liquid sample is permitted, An on / off valve configured to inject a liquid sample stored in the analyzer into the analyzer;
A metering valve for regulating the flow rate of the liquid sample supplied through the sample line;
A restrictor for preventing vaporization of the liquid sample;
And a regulator regulating the supply of the helium gas to the helium cylinder to increase the amount of helium gas supplied to the compound of the liquid sample stored in the sample cylinder so as to suppress the vaporization of the respective components and maintain the liquid phase,
Wherein the sample cylinder comprises:
Wherein a dual valve module configured to maintain a helium head pressure of the sample cylinder constant is mounted. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
상기 헬륨 실린더로부터 헬륨 가스를 공급받는 헬륨 가스 밸브;
상기 헬륨 가스 밸브를 통해 공급받는 헬륨 가스를 상기 샘플 실린더의 내부로 배출하는 인렛 가스 포트(inlet gas port);
상기 샘플 실린더의 하부에 저장된 액상 시료에 연결되는 딥 튜브(dip tube);
상기 샘플 실린더에 저장된 액상 시료를 상기 딥 튜브를 통해 상기 외부의 샘플 라인을 통해 배출하는 액상 시료 밸브;
상기 헬륨 가스 밸브 또는 상기 액상 시료 밸브를 수동으로 잠그거나 열도록 구성되는 밸브 손잡이(valve knob)를 포함하는 듀얼 밸브 모듈(dual valve module)을 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 고증기압 탄화수소 혼합물의 액상 시료 주입 장치.2. The dual-valve module of claim 1,
A helium gas valve for receiving helium gas from the helium cylinder;
An inlet gas port for discharging helium gas supplied through the helium gas valve to the interior of the sample cylinder;
A dip tube connected to the liquid sample stored in the lower part of the sample cylinder;
A liquid sample valve for discharging the liquid sample stored in the sample cylinder through the dip tube and through the external sample line;
And a dual valve module comprising a valve knob configured to manually lock or open the helium gas valve or the liquid sample valve. ≪ RTI ID = 0.0 > Sample injection device.
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JPH0755659A (en) * | 1993-08-23 | 1995-03-03 | Asahi Breweries Ltd | Device for preparing sample of sparkling liquid |
KR0120289Y1 (en) * | 1992-08-31 | 1998-08-01 | 전성원 | Connecting apparatus of thermal analyzer and gas chromatography |
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KR0120289Y1 (en) * | 1992-08-31 | 1998-08-01 | 전성원 | Connecting apparatus of thermal analyzer and gas chromatography |
JPH0755659A (en) * | 1993-08-23 | 1995-03-03 | Asahi Breweries Ltd | Device for preparing sample of sparkling liquid |
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