KR20040012068A - Gaseous sample injection apparatus for gaschromatography - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: Provided is an injector for the analysis of volatile organic compounds present in air, soil, or water which is highly efficient in thermodesorption and is possible to conduct fast analysis using a small amount of sample, thus it is applicable to fast Gas Chromatography(GC), because the desorption is conducted under a reduced vacuum condition and the concentration of desorbed sample is very high. CONSTITUTION: The injector for the analysis of volatile organic compounds comprises: a dryer(70) in which samples taken from air, water or soil are dried by the drying air reserved in an air storage tank(10); a separating column(20) which absorbs samples at a low temperature and desorbs samples at an elevated temperature, in which the dried samples are absorbed by condensation at low temperature or desorbed by heating; a sample-collecting pump(29) introducing samples taken from air, water or soil into the dryer(70) and also the dried samples from the dryer(70) to the separating column(20); a sample storage and supplying device(43) in which the desorbed sample from the separating column(20) is aspirated for storage under a reduced pressure, then the stored samples are discharged; a first control valve(30) which controls the route of the samples from the dryer(70) to the separating column(20), from the air storage tank(10) to the separating column(20), or from the separating column(20) to the sample storage and supplying device(43); a vacuum control valve(26) which controls the supply of the drying air passed through the first control valve(30) to the separating column(20); a sampling loop(51) in which samples discharged from the sample storage and supplying device(43) are sampled to a certain concentration; a secondary control valve(40) which controls the route of the desorbed samples passed through the first control valve(30) to the sample storage and supplying device(43) or the route of the samples discharged from the device (43) to the sampling loop(51); a secondary vacuum control valve(42) located between the secondary control valve(40) and the device(43) to control the route of the samples; a carrier-gas storage tank(60) for carrying the samples from the sampling loop(51); and a third control valve(50) which controls the route of samples from the secondary control valve(40) to sample loop(51), or samples from the sampling loop(51) to an analysis device(90).

Description

휘발성 유기화합물 분석장치의 시료주입장치{ GASEOUS SAMPLE INJECTION APPARATUS FOR GASCHROMATOGRAPHY }Sample injection device of volatile organic compound analyzer {GASEOUS SAMPLE INJECTION APPARATUS FOR GASCHROMATOGRAPHY}

본 발명은 휘발성 유기화합물 분석장치에 사용되는 시료주입장치에 관한 것으로, 특히 고속 가스크로마토그래피(Fast Gas Chromatography, 이하 'Fast GC'로 약칭함)등과 같이 휘발성 유기화합물을 포집하여 빠른시간 내에 분석해야하는 장치에 사용되는 시료주입장치에 관한 것이다.The present invention relates to a sample injection device used in a volatile organic compound analysis device, in particular to collect a volatile organic compound, such as fast gas chromatography (hereinafter, abbreviated as 'Fast GC') to be analyzed in a short time A sample injection device used in the device.

휘발성 유기화합물을 분석하는 데에는 통상적으로 가스 크로마토그래피(Gas Chromatography, 이하, 'GC'로 약칭함)가 많이 이용되고 있다. GC에 시료를 주입하는 방법으로는 시료의 강한 휘발성으로 인하여 액체질소나 액체아르곤을 사용하여 시료를 액화농축시킨 다음 주입하는 액화농축 시료주입법과, 기체시료를 액화농축시키지 않고 고체흡착관에 포집한 뒤 흡착관에 열을 가하면서 GC에 직접 주입하는 열탈착방법이 있다.Gas chromatography (Gas Chromatography, hereinafter abbreviated as 'GC') is commonly used to analyze volatile organic compounds. In order to inject the sample into the GC, due to the strong volatility of the sample, the liquid liquefaction sample injection method using the liquid nitrogen or liquid argon liquefied and then injected, and the gas sample collected in the solid adsorption tube without liquefied concentration of the gas sample There is a thermal desorption method that directly injects GC while applying heat to the adsorption tube.

상기 액화농축 시료주입법은 고가의 액화농축장비를 필요로 하므로 비경제적이며, 상기 종래 열탈착방법은 흡착관에서 시료를 승온탈착하는 과정에서 아무리 흡착관을 신속하게 가열하더라도 가열시간에 대한 시료의 탈착이 일정치 않는 테일링(tailing)현상이 발생하고, 이로 인해 GC에서 시료가 서로 겹치는 오버랩(overlap)현상이 나타나 검출한계가 낮아지는 문제점이 있다. 또한 탈착과정시 급격한 온도 증가에 따라 온도에 불안정한 화합물이 분리 전단계에서 손상될 위험이 있다.The liquefied concentrated sample injection method is uneconomical because it requires expensive liquefied concentrated equipment, and the conventional thermal desorption method is capable of desorption of the sample with respect to the heating time, no matter how quickly the adsorption tube is heated in the process of heating and desorbing the sample in the adsorption tube. Inconsistent tailing (tailing) occurs, which results in a problem that the detection limit is lowered due to the overlap (overlap) phenomenon that the samples overlap each other in the GC. In addition, there is a risk that the temperature unstable compounds are damaged in the pre-separation step due to the rapid temperature increase during the desorption process.

또한, 상기 열탈착방법에서 열탈착 전 시료흡착단계에서 충분한 시료를 흡착하여 열탈착시 충분한 양의 시료가 탈착되도록 흡착제의 양을 증가시킬 수는 있으나, 흡착제의 양이 증가하면 시료의 탈착에 필요한 운반가스(carrier gas)의 양이 그만큼 많아지게 되고, 이에 따라 시료희석율이 높아지는 문제점이 발생하므로 시료의 농도를 일정 수준 이상으로 유지하기 위해서는 운반가스의 양을 증가시키는 것도 한계가 있다. 또, 많은 운반가스량에 의해 분석장치로 주입되는 시료주입시간이 길어지게 되고, 좁은 내경의 분리관을 사용할 수 없게 되는 문제점을 가지게 된다.In addition, in the thermal desorption method, the amount of adsorbent may be increased so as to adsorb a sufficient sample in the sample adsorption step before thermal desorption so that a sufficient amount of sample is desorbed during thermal desorption, but when the amount of the adsorbent is increased, the carrier gas necessary for desorption of the sample ( Since the amount of carrier gas increases, the sample dilution rate increases, and thus, there is a limit to increasing the amount of carrier gas to maintain the concentration of the sample above a certain level. In addition, the sample injection time injected into the analyzer by a large amount of carrier gas becomes long, and there is a problem in that a narrow inner diameter separation tube cannot be used.

상기 문제점들로 인하여 무리하게 시료분석시간을 단축시키려 할 경우에는 분석물질의 분리가 시료분석장치에서 정상적으로 이루어지지 않아 분석의 정확성을 떨어뜨리게 된다. 따라서 상기 분석법에 의해 휘발성 유기화합물을 분석할 경우 분석시간은 짧게는 30 내지 40분, 길게는 60분 이상 소요되어진다. 일반적으로 이루어지는 Fast GC분석법은 10가지 내외의 특정물질을 분석하는 정도로 제한되며, 50가지가 넘는 규제 오염물질에 대하여 일반적으로 Fast GC분석법을 적용하는 데는 한계가 있다. 또한, 일반적으로 이러한 Fast GC분석법의 사용을 위해서는 많은 추가적인 고가 장비들이 필요한 데, 주로 사용되는 장비들로는 감도가 우수한 질량분석검출기와 성능이 매우 우수한 시료분석용 가열오븐, 그리고 높은 압력으로 시료를 모세관 분리관으로 주입할 수 있는 주입장치 등이 있다.When the sample analysis time is forcibly shortened due to the above problems, separation of the analyte is not normally performed in the sample analysis device, thereby reducing the accuracy of the analysis. Therefore, when the volatile organic compounds are analyzed by the above method, the analysis time is shorter to 30 to 40 minutes and longer to 60 minutes or longer. Fast GC assays are generally limited to the analysis of about 10 specific substances and there are limits to the application of Fast GC assays for more than 50 regulated contaminants. In addition, the use of these Fast GC methods generally requires many additional expensive equipment. The most commonly used equipment is a sensitive mass spectrometer, a high performance heating oven for sample analysis, and capillary separation of samples under high pressure. There is an injection device that can be injected into the tube.

일반적으로 GC의 모세관 분리관의 분리능은 모세관 분리관의 내부직경과 관련이 있다. 내부직경을 2배 줄이면 전체 분리관의 길이를 2배 줄여도 분리능은 동일하게 나타난다. 이와 동시에 분석시간의 현저한 감소도 이루어지게 되는 것이다. 하지만 이렇게 내경을 축소할 경우에 시료주입용량이 줄어들게 되어 높은 감도를 요구하는 분석에는 사용이 불가능하게 된다. 화학, 석유화학, 식품, 맛과 향기분석 등의 응용분야에서는 높은 감도를 요구하지 않지만, 환경분석 분야와 같이 높은 감도를 요구하는 분야에서는 고농도의 시료를 주입하지 않으면 분석시간을 단축하기 어려운 문제점이 있다.In general, the resolution of GC capillary tube is related to the inner diameter of capillary tube. If the inner diameter is reduced twice, the resolution will be the same even if the length of the entire separator is reduced twice. At the same time, there is a significant reduction in analysis time. However, when the inner diameter is reduced, the sample injection capacity is reduced, making it impossible to use for an analysis requiring high sensitivity. Applications such as chemistry, petrochemicals, food, taste and fragrance analysis do not require high sensitivity, but in areas requiring high sensitivity such as environmental analysis, it is difficult to shorten the analysis time unless high concentration samples are injected. have.

이에 본 발명은 상기와 같이 Fast GC에 적용이 불가능했던 종래 시료주입장치의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 시료운반가스에 의한 시료희석화를 방지하면서도 일정량의 고농도로 농축된 시료를 빠른 시간 내에 시료분석장치로 주입하여 Fast GC분석이 가능한 시료주입장치를 제공함에 목적이 있다.Therefore, the present invention is designed to solve the problems of the conventional sample injection device that was not applicable to Fast GC as described above, while analyzing the sample concentrated in a certain amount of high concentration within a short time while preventing the sample dilution by the sample carrier gas The objective is to provide a sample injection device capable of fast GC analysis by injection into the device.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 휘발성 유기화합물 분석장치의 시료주입장치는 대기, 수원 또는 토양에서 채취한 휘발성 유기화합물 시료를 건조·세척용 기체저장탱크에 저장된 건조기체로써 건조시키는 시료건조기와, 상기 시료건조기에서 건조된 시료를 저온에서 농축흡착하거나, 가열하여 탈착시키는 저온흡착열탈착분리관과, 상기 대기, 수원 또는 토양에서 발생하는 휘발성 유기화합물 시료를 시료건조기로 유입시키고, 시료건조기에서 건조된 시료를 저온흡착열탈착분리관으로 유입시키는 시료포집용 펌프와, 상기 저온흡착열탈착분리관에서 탈착되어 배출되는 시료를 감압진공상태에서 흡인저장하고, 저장된 시료를 가압배출하는 시료저장·공급장치와, 상기 시료건조기로부터 저온흡착열탈착분리관쪽으로 시료를 공급 또는 차단하거나, 건조·세척용 기체저장탱크로부터 저온흡착열탈착분리관쪽으로 세척용 기체를 공급 또는 차단하거나, 저온흡착열탈착분리관으로부터 시료저장·공급장치쪽으로 탈착된 시료를 공급 또는 차단하는 제1제어밸브와, 상기 제1제어밸브를 통과한 세척용 기체를 저온흡착열탈착분리관으로 공급 또는 차단하는 제1진공제어밸브와, 상기 시료저장·공급장치에서 배출되는 시료를 루핑관을 통과시키면서 일정한 농도를 균일하게 농축시켜 샘플링하는 샘플 루프(sample loop)와, 상기 제1제어밸브를 통과하여 배출되는 탈착된 시료를 시료저장공급장치쪽으로 공급 또는 차단하거나, 시료저장공급장치로부터 가압배출되는 시료를 샘플 루프쪽으로 공급 또는 차단하는 제2제어밸브와, 상기 제2제어밸브와 시료저장공급장치에 연결되어 시료를 공급 또는 차단하는 제2진공제어밸브와, 상기 샘플 루프의 샘플링된 시료를 시료분석장치로 운반하는 운반가스를 저장하는 운반가스 저장탱크와, 상기 제2제어밸브를 통과하여 배출되는 시료를 샘플루프로 공급 또는 차단하거나, 샘플 루프의 시료를 시료분석장치로 공급 또는 차단하는 제3제어밸브를 포함한다.The sample injection device of the volatile organic compound analysis device of the present invention for achieving the above object is a sample dryer for drying the volatile organic compound sample taken from the air, water source or soil with a dry body stored in a gas storage tank for drying and washing, A low temperature adsorption heat desorption separation tube for concentrated adsorption at low temperature or the heating and desorption of the sample dried in the sample dryer, and a volatile organic compound sample generated in the air, a water source, or the soil are introduced into a sample dryer, and dried in a sample dryer. A sample collection pump for introducing a sample into a low temperature adsorption thermal desorption separation tube, a sample storage / supply apparatus for suction-storing the sample desorbed and discharged from the low temperature adsorption thermal desorption separation tube under a reduced pressure vacuum, and pressurizing and discharging the stored sample; Supply or block the sample from the sample dryer to the low temperature adsorption heat desorption separation tube (B) a first control valve for supplying or blocking the cleaning gas from the drying / cleaning gas storage tank to the low temperature adsorption thermal desorption separation tube or for supplying or blocking the desorbed sample from the low temperature adsorption thermal desorption separation tube to the sample storage / supply device; The first vacuum control valve for supplying or blocking the cleaning gas passing through the first control valve to the low temperature adsorption heat desorption separation tube and the sample discharged from the sample storage / supply device are passed through the roofing tube to uniform the concentration. A sample loop for concentrating and sampling the sample loop and a desorbed sample discharged through the first control valve to the sample storage supply device or to the sample loop supplying the sample discharged from the sample storage supply device toward the sample loop. Connected to the second control valve and the sample storage supply device to supply or cut off the sample; Supply a second vacuum control valve, a carrier gas storage tank for storing a carrier gas for transporting the sampled sample of the sample loop to the sample analysis device, and supplies the sample discharged through the second control valve to the sample loop or Or a third control valve for blocking or supplying or blocking the sample in the sample loop to the sample analyzer.

상기 본 발명에 따른 시료주입장치는 저온흡착열탈착분리관의 흡착제에서 시료가 열탈착될 때 운반가스에 의한 압력을 받지 않으며 추가적인 가스의 공급이 없기 때문에 고농도의 시료를 얻을 수 있고, 샘플 루프를 통하여 항상 고농도의 소량시료가 빠른 시간동안 시료분석장치로 공급되므로 GC의 분석 컬럼(column)에서 시료가 늘어지는 테일링현상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 재현성을 크게 향상시킬 수 있고, 주입되는 시료가 고농도이기때문에 소량주입이 가능함과 동시에 빠른 시료주입시간을 얻을 수 있으며, 분석용 모세관 분리관으로 주입되는 시료량이 많지 않아 좁은 내경(100~200㎛)의 분리관의 사용을 가능하게 한다.The sample injection device according to the present invention does not receive pressure from the carrier gas when the sample is thermally desorbed from the adsorption agent of the low temperature adsorption thermal desorption separation tube and there is no supply of additional gas, so that a high concentration of the sample can be obtained and always through the sample loop. Since a small amount of high concentration sample is supplied to the sample analyzer for a short time, not only can the tailing phenomenon of the sample dropping in the GC analysis column be improved, but also the reproducibility can be greatly improved. A small amount can be injected and at the same time a fast sample injection time can be obtained, and a small amount of sample injected into the analytical capillary separation tube enables the use of a narrow inner diameter (100-200 μm) separation tube.

도 1은 본 발명에 따른 휘발성 유기화합물 분석장치의 시료주입장치의 구성을 개략적으로 도시한 구성도,1 is a configuration diagram schematically showing the configuration of a sample injection device of the volatile organic compound analysis device according to the present invention,

도 2a는 본 발명의 제어밸브가 시료포집단계와 시료건조단계 및 시료저온흡착단계에서 동작하는 상태를 나타낸 개략도,Figure 2a is a schematic diagram showing a state in which the control valve of the present invention operates in the sample collection step, the sample drying step and the sample low temperature adsorption step,

도 2b는 본 발명의 제어밸브가 시료탈착단계 및 시료저장단계에서 동작하는 상태를 나타낸 개략도,Figure 2b is a schematic diagram showing a state in which the control valve of the present invention operating in the sample removal step and the sample storage step,

도 2c는 본 발명의 제어밸브가 저온흡착열탈착분리관 세척단계에서 동작하는 상태를 나타낸 개략도,Figure 2c is a schematic view showing a state in which the control valve of the present invention operating in the low temperature adsorption heat desorption separation tube washing step,

도 2d는 본 발명의 제어밸브가 시료샘플링단계에서 동작하는 상태를 나타낸 개략도,Figure 2d is a schematic diagram showing a state in which the control valve of the present invention operating in the sample sampling step,

도 2e는 본 발명의 제어밸브가 시료주입단계에서 동작하는 상태를 나타낸 개략도,Figure 2e is a schematic diagram showing a state in which the control valve of the present invention operating in the sample injection step,

도 3은 본 발명에 따른 휘발성 유기화합물 분석장치의 시료주입장치를 이용하여 휘발성유기화합물의 표준물질을 분석한 분석결과 그래프이다.Figure 3 is a graph of the analysis results of analyzing the standard material of volatile organic compounds using a sample injection device of the volatile organic compound analysis device according to the present invention.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing

10: 세척·건조용 기체저장탱크20: 저온흡착열탈착분리관10: gas storage tank for washing and drying 20: low temperature adsorption heat desorption separation tube

21: 제1연결라인22: 제1가변유량조절밸브21: first connection line 22: first variable flow control valve

23: 제2연결라인24: 제2가변유량조절밸브23: second connection line 24: second variable flow control valve

25: 제3연결라인26: 제1진공제어밸브25: third connection line 26: first vacuum control valve

27: 제4연결라인28: 시료유량조절밸브27: fourth connection line 28: sample flow rate control valve

29: 시료 포집용 펌프(Sampling Pump)30: 제1제어밸브29: Sampling Pump 30: First Control Valve

31: 제5연결라인33: 제6연결라인31: fifth connection line 33: sixth connection line

40: 제2제어밸브40: second control valve

41: 제7연결라인42: 제2진공제어밸브41: 7th connection line 42: second vacuum control valve

43: 시료저장 및 공급장치44: 제8연결라인43: sample storage and supply device 44: eighth connection line

50: 제3제어밸브51: 샘플 루프(sample loop)50: third control valve 51: sample loop (sample loop)

52: 제9연결라인53: 제3가변유량조절밸브52: ninth connection line 53: third variable flow control valve

54: 제10연결라인55: 플로우 리스트릭터(Flow Restrictor)54: tenth connection line 55: flow restrictor

56: 시료분석용 가열오븐56: heating oven for sample analysis

60: 운반가스 저장탱크70: 시료건조장치60: carrier gas storage tank 70: sample drying device

80: 모세관 분리관90: 시료분석장치80: capillary separation tube 90: sample analysis device

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부도면에 따라 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail according to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 휘발성 유기화합물 분석장치의 시료주입장치의 구성을 개략적으로 도시한 구성도이다.Figure 1 is a schematic diagram showing the configuration of a sample injection device of the volatile organic compound analysis device according to the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 대기, 수원 또는 토양 중에서 채취한 휘발성 유기화합물 시료을 건조시키는 시료건조기(70)를 포함하며, 상기 시료건조기(70)에서 건조된 상기 시료를 일정량 포집하는 저온흡착열탈착분리관(20)을 포함하는 데, 상기 저온흡착열탈착분리관(20)과 상기 시료건조기(70)는 제3,4연결라인 (25,27)을 통하여 서로 연통되어 있다.As shown in FIG. 1, the present invention includes a sample dryer 70 for drying a sample of volatile organic compounds collected in air, water, or soil, and collects a predetermined amount of the sample dried in the sample dryer 70. Adsorption thermal desorption separation tube 20, the cold adsorption thermal desorption separation tube 20 and the sample dryer 70 is in communication with each other through the third, fourth connection lines (25, 27).

또, 본 발명은 상기 저온흡착열탈착분리관(20)을 세척하거나 시료건조기(70)내로 유입되는 시료를 건조하는 데 사용되는 기체를 저장해두는 세척·건조용 기체저장탱크(10)를 포함한다.In addition, the present invention includes a washing and drying gas storage tank 10 for storing the gas used to wash the low temperature adsorption heat desorption separation tube 20 or to dry the sample introduced into the sample dryer 70.

상기 시료건조기(70)는 소위 나피온 건조기(NAFION Drier)가 통상 사용되며, 상기 시료건조기(70)는 제1연결라인(21)을 통하여 상기 세척·건조용 기체저장탱크 (10)와 연통되어 있다. 상기 세척·건조용 기체저장탱크(10)로부터 시료건조기(70)로 유입되는 건조기체로는 통상 헬륨이나 질소가스가 사용되며, 이러한 건조기체는 시료건조기(70)를 통과하여 외부로 배출되는 도중에 시료건조기(70)안으로 유입된 시료와 접촉하여 시료를 건조시키게 된다.As the sample dryer 70, a so-called Nafion Drier is commonly used, and the sample dryer 70 is in communication with the gas storage tank 10 for cleaning and drying through the first connection line 21. have. Helium or nitrogen gas is usually used as a drier flowing into the sample drier 70 from the gas storage tank 10 for washing and drying, and the drier passes through the sample drier 70 and is discharged to the outside. The sample is contacted with the sample introduced into the dryer 70 to dry the sample.

상기 저온흡착열탈착분리관(20)은 내부에 흡착제가 충진되어 있고, 외주에는 냉각 및 가열온도조절장치에 의해서 그 작동이 조절되는 냉각판과 전열선이 권취되어 있어 저온흡착열탈착분리관(20)을 냉각 또는 가열시키게 된다. 저온흡착열탈착분리관(20)에 사용되는 상기 흡착제는 분석할 물질에 따라서 분석자가 선택하여 사용할 수 있도록 되어 있다.The low temperature adsorption heat desorption separation tube (20) is filled with an adsorbent therein, and a cold plate and a heating wire whose operation is controlled by a cooling and heating temperature control device are wound around the low temperature adsorption heat desorption separation tube (20). Cooling or heating. The adsorbents used in the low temperature adsorption thermal desorption separation tube 20 can be selected and used by the analyst according to the material to be analyzed.

본 발명은 시료를 포집하기 위하여 필요한 시료포집용 펌프(29)을 포함하는 데, 상기 시료포집용 펌프(29)는 상기 저온흡착열탈착분리관(20)과 제6연결라인 (33)을 통하여 연통되어 있고, 상기 제6연결라인(33)상에는 시료유량조절밸브(28)가 설치되어 있어 시료건조기(70) 및 저온흡착열탈착분리관(20)에 유입되는 시료의 양을 조절할 수 있다.The present invention includes a sample collecting pump 29 necessary for collecting a sample, wherein the sample collecting pump 29 communicates with the low temperature adsorption heat desorption separation tube 20 and the sixth connection line 33. The sample flow rate control valve 28 is provided on the sixth connection line 33 to adjust the amount of the sample introduced into the sample dryer 70 and the low temperature adsorption thermal desorption separation tube 20.

분석하고자 하는 시료는 시료포집용 펌프(29)에 의해 외부로부터 제4연결라인(27)을 통해서 시료건조기(70)로 유입되어 건조되고, 상기 건조된 시료는 시료포집용 펌프(29)에 의해 제4연결라인(27) 및 제3연결라인(25)을 통과하여 냉각온도조절장치에 의해 약 -30℃ 정도로 냉각된 저온흡착열탈착분리관(20)내로 유입되면서 흡착제에 농축흡착된다.The sample to be analyzed is introduced into the sample dryer 70 through the fourth connection line 27 from the outside by the sample collecting pump 29 and dried, and the dried sample is collected by the sample collecting pump 29. Passed through the fourth connection line 27 and the third connection line 25 is concentrated adsorption to the adsorbent while being introduced into the low temperature adsorption heat desorption separation tube 20 cooled by about 30 ° C by the cooling temperature control device.

상기 저온흡착열탈착분리관(20)에 충분한 시료가 흡착되고 나면 냉각판의 가동을 그대로 유지하면서 저온흡착열탈착분리관(20)을 둘러싸고 있는 전열선에 전원을 인가하여 저온흡착열탈착분리관(20)을 가열함으로써 흡착제에 흡착된 시료를 열탈착시킨다. 이때 저온흡착열탈착분리관(20)의 가열온도는 시료 종류에 따라 차이가 있지만, 대략 200 내지 350 ℃정도이다.After enough samples are adsorbed to the low temperature adsorption thermal desorption separation tube (20), the power supply is applied to the heating wire surrounding the low temperature adsorption thermal desorption separation tube (20) while maintaining the operation of the cold plate. The sample adsorbed on the adsorbent is thermally desorbed by heating. At this time, the heating temperature of the low temperature adsorption thermal desorption separation tube 20 varies depending on the sample type, but is about 200 to 350 ° C.

상기 저온흡착열탈착분리관(20)의 흡착제는 실온이 아닌 저온상태에서 시료를 포집하기 때문에 일반적인 열탈착장치에 이용된 흡착제의 양과 비교하여 1/5이상 적은 양을 사용할 수 있는 장점이 있으며, 상기 흡착제의 양은 저온흡착열탈착분리관(20)내에서 시료의 감압 진공탈착을 매우 효율적으로 하게 하여 후술하는 샘플 루프(51)에 고농도의 시료를 전송할 수 있는 기초적인 역할을 한다.Since the adsorbent of the low temperature adsorption heat desorption separation tube (20) collects a sample at a low temperature, not at room temperature, the adsorbent has an advantage of using less than 1/5 of the amount of the adsorbent used in a general heat desorption apparatus. The amount of 하게 makes the vacuum desorption of the sample in the low temperature adsorption thermal desorption separation tube 20 very efficient, and serves as a basic role of transferring a high concentration of sample to the sample loop 51 to be described later.

한편, 상기 제1연결라인(21)상에는 제1가변유량조절밸브(22)가 설치되어 있어 세척·건조용 기체저장탱크(10)로부터 시료건조기(70)쪽으로 공급되는 기체의 양을 조절할 수 있고, 상기 제2연결라인(23)상에는 제2가변유량조절밸브(24)가 설치되어 있어 세척·건조용 기체저장탱크(10)로부터 저온흡착열탈착분리관(20) 쪽으로 공급되는 기체의 양을 조절할 수 있다. 이는 시료의 종류에 따라 저온흡착열탈착분리관(20)의 세척에 필요한 기체의 양 및 시료종류에 따른 건조기체의 공급량을 조절하고, 각각의 기체의 속도를 조절하기 위함이다.On the other hand, the first variable flow rate control valve 22 is installed on the first connection line 21 to adjust the amount of gas supplied from the gas storage tank 10 for washing and drying to the sample dryer 70. The second variable flow control valve 24 is installed on the second connection line 23 to adjust the amount of gas supplied from the gas storage tank 10 for washing and drying to the low temperature adsorption thermal desorption separation tube 20. Can be. This is to adjust the amount of gas required for washing the low temperature adsorption heat desorption separation tube 20 according to the type of sample and the amount of supply of the dry gas according to the type of sample, and to control the speed of each gas.

상기 저온흡착열탈착분리관(20)와 연결된 제3연결라인(25) 한쪽에는 제1진공제어밸브(26), 또다른 한쪽에는 제1제어밸브(30)가 연결되어 있고, 제1제어밸브 (30)와 제2제어밸브(40)는 제5연결라인(31)을 통하여 연결되어 있으며, 제2제어밸브(40)와 제2진공제어밸브(42)는 제7연결라인(41)으로 연결되어 있으며, 제2진공제어밸브(42)와 시료저장·공급장치(43)는 제7연결라인(41)으로 연결되어 있다.The first vacuum control valve 26 is connected to one side of the third connection line 25 connected to the low temperature adsorption thermal desorption separation tube 20, and the first control valve 30 is connected to the other side. 30 and the second control valve 40 are connected via the fifth connection line 31, the second control valve 40 and the second vacuum control valve 42 is connected to the seventh connection line (41). The second vacuum control valve 42 and the sample storage / supply device 43 are connected by a seventh connection line 41.

상기 제1진공제어밸브(26)는 저온흡착열탈착분리관(20)의 시료 포집과정에서는 개방되어 포집용 펌프(29) 작동으로 시료건조기(70)에서 건조된 시료를 저온흡착열탈착분리관(20)으로 유입시키고, 열탈착과정에서는 차단되어 흡착제에 흡착된 시료가 효율적으로 열탈착되도록 감압 진공상태를 만들어주며, 이때 제2진공제어밸브(42)는 개방되어 탈착된 시료가 제1제어밸브(30), 제5연결라인(31), 제2제어밸브(40)를 통과하여 시료저장·공급장치(43)로 흡인저장되도록 하며, 일정시간 이후에 다시 제2진공제어밸브(42)는 차단되어 시료저장·공급장치(43)내에 저장된 시료가 외부기압과 동일하게 유지되도록 해주는 역할을 하게 된다.The first vacuum control valve 26 is opened during the sample collection process of the low temperature adsorption thermal desorption separation tube 20, and the sample dried in the sample dryer 70 is operated by the collection pump 29. ), And the desorption process is blocked in the thermal desorption process to create a vacuum pressure so that the sample adsorbed on the adsorbent is efficiently desorption, wherein the second vacuum control valve 42 is opened so that the desorbed sample is the first control valve (30) After the fifth connection line 31 and the second control valve 40, the suction and storage to the sample storage and supply device 43, the second vacuum control valve 42 is cut off again after a certain time The sample stored in the storage / supply device 43 serves to maintain the same as the external air pressure.

상기와 같이 시료의 열탈착이 끝나게 되면 제1진공제어밸브(26)는 다시 개방되어 저온흡착열탈착분리관(20)내로 세척용 건조기체가 유입되어 저온흡착열탈착분리관(20)이 세척되게 된다. 그리고 이러한 일련의 과정은 제1제어밸브(30)와 제2제어밸브(40)의 조작으로 가능하다.When the thermal desorption of the sample is completed as described above, the first vacuum control valve 26 is opened again so that the washing dryer flows into the low temperature adsorption heat desorption separation tube 20 to clean the low temperature adsorption heat desorption separation tube 20. And this series of processes is possible by the operation of the first control valve 30 and the second control valve 40.

상기 시료저장·공급장치(43)는 상기 저온흡착열탈착분리관(20)에서 열탈착되어 배출되는 시료를 감압진공상태에서 흡입기로 흡입하여 저장하고, 일정량의 시료를 샘플링하는 샘플 루프(51) 쪽으로 저장된 상기 시료를 가압배출하는 역할을 한다. 이때 시료를 가압배출하기 전에 상기 시료저장·공급장치(43)내부에 저장된 시료를 활성화시켜 밀도를 균일하게 하기 위하여 상기 시료저장·공급장치(43)에 열을 가하는 가열장치가 장치될 수 있다. 상기 가열장치로서는 히터블로어나 전열선을 사용한다.The sample storage / supply device 43 sucks and stores a sample which is thermally desorbed and discharged from the low temperature adsorption heat desorption separation tube 20 by an inhaler under a reduced pressure vacuum, and is stored toward a sample loop 51 for sampling a predetermined amount of sample It serves to pressurize and discharge the sample. In this case, a heating device for applying heat to the sample storage / supply device 43 may be provided to activate the sample stored in the sample storage / supply device 43 to uniformize the density before pressurizing the sample. As the heating device, a heater blower or a heating wire is used.

상기 제2제어밸브(40)는 상기 샘플 루프(51)에 저장된 샘플 시료를 제어하는 제3제어밸브(50)와 제8연결라인(44)을 통하여 연결되어 있다. 따라서, 상기 시료저장·공급장치(43)에 저장된 시료는 제2진공제어밸브(42), 제2제어밸브(40), 제8연결라인(44) 및 제3제어밸브(50)을 통하여 샘플 루프(51)에 보내지게 된다.The second control valve 40 is connected to the third control valve 50 and the eighth connection line 44 to control the sample sample stored in the sample loop 51. Therefore, the sample stored in the sample storage / supply device 43 is sampled through the second vacuum control valve 42, the second control valve 40, the eighth connection line 44, and the third control valve 50. Is sent to loop 51.

상기 샘플 루프(51)는 일정 부피의 나선형 관으로 이루어져 있어 상기 샘플 루프(51)안에서는 직선형 관에 비하여 시료의 유동이 적어 뒤쪽에서 가압되지 않는 한 배출되지 않고 관 내부에 잔류하게 되므로 시료를 일정량 수용하는 역할을 한다. 그러나 외부압의 이상증가나 이상감소가 있을 경우 샘플 루프(51)의 내부 부피가 작은 관계로 분석결과의 오차가 발생할 수 있기때문에 이를 미연에 방지하기 위해 상기 제3제어밸브(50)에 플로우 리스트릭터(Flow Restrictor)(55)를 장치하여 외부 압력의 변화에 영향을 최소로 받도록 할 수 있다.The sample loop 51 is formed of a spiral tube of a predetermined volume, so that the sample flow in the sample loop 51 is smaller than the straight tube, so that the sample will remain in the tube without being discharged unless it is pressurized from the rear, so that a certain amount of sample is accommodated. It plays a role. However, if there is an abnormal increase or abnormality in the external pressure, the internal volume of the sample loop 51 may be small, so that an error in the analysis result may occur. The flow restrictor 55 may be installed to minimize the influence of the change in external pressure.

상기 제3제어밸브(50)는 운반가스 저장탱크(60)와 샘플 루프(51)를 서로 선택적으로 연결시키는 데, 상기 제3제어밸브(50)와 운반가스 저장탱크(60)을 연결시키는 제9연결라인(52)상에는 제3가변유량조절밸브(53)가 설치되어 있어 운반가스의 양을 조절하게 되어 있다. 상기 운반가스 저장탱크(60)로부터 운반가스가 샘플 루프(51)쪽으로 공급되면 상기 운반가스는 샘플 루프(51)에 수용된 일정량의 시료를 제10연결라인(54)을 통하여 시료분석장치(90) 쪽으로 밀어서 내보내게 되는 데, 상기 시료운반가스는 시료와 반응하지 않게 헬륨 또는 질소 등과 같은 불활성기체가 주로 사용된다.The third control valve 50 selectively connects the carrier gas storage tank 60 and the sample loop 51 to each other. The third control valve 50 connects the third control valve 50 and the carrier gas storage tank 60 to each other. The third variable flow rate control valve 53 is installed on the ninth connection line 52 to adjust the amount of carrier gas. When the carrier gas is supplied from the carrier gas storage tank 60 toward the sample loop 51, the carrier gas samples a certain amount of sample contained in the sample loop 51 through the tenth connection line 54. The sample carrier gas is mainly used in an inert gas such as helium or nitrogen so as not to react with the sample.

또, 상기 제10연결라인(54)상에는 모세관 분리관(80)이 포함된 시료분석용 가열오븐(56)이 장치되어 시료분석 조건에 맞게 모세관 분리관의 온도를 조절하고, 시료를 성분별로 분리한다.In addition, on the tenth connection line 54, a sample analysis heating oven 56 including a capillary separation tube 80 is installed to adjust the temperature of the capillary separation tube according to the sample analysis conditions, and separate the sample by component. do.

상기 제1제어밸브(30), 제2제어밸브(40) 및 제3제어밸브(50)는 6포트 로터리밸브를 사용하는 것이 바람직하다.The first control valve 30, the second control valve 40, and the third control valve 50 preferably use a six-port rotary valve.

이하, 본 발명의 시료주입장치의 작동과정을 도 2a에서 도 2e까지 단계별로 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation of the sample injection device of the present invention will be described in detail step by step from Figure 2a to Figure 2e.

시료포집단계;Sample collection step;

도 2a는 본 발명의 제어밸브가 시료포집단계와 시료건조단계 및 시료저온흡착단계에서 동작하는 상태를 나타낸 개략도이다.Figure 2a is a schematic diagram showing a state in which the control valve of the present invention operates in the sample collection step, the sample drying step and the sample low temperature adsorption step.

본 발명의 시료주입장치를 분석하고자 원하는 시료의 배출원이나 지역에 장치하고, 일정시간 동안 시료 유량조절밸브(28)에 의해서 조절된 일정량의 공기를 시료포집용 펌프(29)를 이용하여 흡입하게 되면, 토양이나 하천에서 배출되는 휘발성 유기화합물 또는 대기 중 휘발성 유기화합물은 제4연결라인(27)을 통하여 시료건조기(70)내로 흡입되어지고, 시료건조기(70)를 통과하면서 저온흡착열탈착분리관 (20)으로 유입되어 포집된다.When the sample injection device of the present invention is installed in the source or region of the desired sample to be analyzed, and a predetermined amount of air controlled by the sample flow control valve 28 for a predetermined time is sucked by using the sample collection pump 29 The volatile organic compounds or the volatile organic compounds in the air discharged from the soil or the river are sucked into the sample dryer 70 through the fourth connection line 27, and passed through the sample dryer 70 to form a low temperature adsorption heat desorption separator tube ( 20) is collected and collected.

시료건조단계;Sample drying step;

상기 제1연결라인(21)에 설치된 제1가변유량조절밸브(22)를 개방하면 상기 세척·건조용 기체저장탱크(10)에 저장된 시료건조용 기체는 제1연결라인(21)을 통하여 시료건조기(70)로 유입되어 시료건조기(70)내부의 시료와 접촉하면서 시료를 건조시켜 주게 된다. 이때 상기 제1가변유량조절밸브(22)를 통과하는 건조기체의 유량은 일반적으로는 100 ㎖/min이 적당하지만 시료 중 수분량과 분석물질에 따라 조절가능하도록 되어있다.When the first variable flow rate control valve 22 installed in the first connection line 21 is opened, the sample drying gas stored in the cleaning / drying gas storage tank 10 is sampled through the first connection line 21. The sample 70 is introduced into the dryer 70 to dry the sample while contacting the sample inside the sample dryer 70. At this time, the flow rate of the dry matter passing through the first variable flow rate control valve 22 is generally 100 ml / min, but is adjustable according to the amount of water in the sample and the analyte.

시료저온흡착단계;Sample low temperature adsorption step;

상기 건조된 시료는 저온흡착열탈착분리관(20)의 냉각장치에 의해서 약 -30℃의 저온으로 유지된 저온흡착열탈착분리관(20)내부로 유입되어 흡착제에 흡착된다.The dried sample is introduced into the low temperature adsorption thermal desorption separation tube 20 maintained at a low temperature of about -30 ° C. by the cooling device of the low temperature adsorption thermal desorption separation tube 20 and adsorbed to the adsorbent.

시료탈착단계;Sample desorption step;

도 2b는 본 발명의 제어밸브가 시료탈착단계 및 시료저장단계에서 동작하는 상태를 나타낸 개략도이다.Figure 2b is a schematic diagram showing a state in which the control valve of the present invention operates in the sample removal step and the sample storage step.

상기 시료가 포집된 저온흡착열탈착분리관(20)을 가열장치로써 가열한다. 이때 제1진공제어밸브(26)는 공기의 흐름을 차단하는 상태가 되며, 저온흡착열탈착분리관(20)을 가열하는 온도는 시료의 종류에 따라 약간 차이가 있지만 대략 200∼350℃ 정도이다. 이와 같이 저온흡착열탈착분리관(20)이 가열되면 그 내부에 포집된 시료는 증발하면서 탈착하게 된다.The low temperature adsorption thermal desorption separation tube 20 in which the sample is collected is heated by a heating apparatus. At this time, the first vacuum control valve 26 is in a state of blocking the flow of air, the temperature for heating the low temperature adsorption heat desorption separation tube 20 is slightly different depending on the type of sample, but is about 200 ~ 350 ℃. As such, when the low temperature adsorption thermal desorption separation tube 20 is heated, the sample collected therein is desorbed while evaporating.

시료저장단계;Sample storage step;

상기 탈착된 시료는 제3연결라인(25)을 통하여 제1제어밸브(30), 제2제어밸브(40) 및 제2진공제어밸브(42)를 통하여 시료저장·공급장치(43)로 이동한다. 이때 감압 진공상태는 시료저장·공급장치(43)로 사용되는 유리재질의 흡입기가 끌어당겨지며 이루어지게 되며, 이 당겨지는 양에 따라 감압 진공의 정도도 달라진다. 그리고 탈착이 끝나게 되면 제2진공제어밸브(42)가 공기의 흐름을 차단하여 시료저장·공급장치(43)내부의 시료가 외부 공기에 의해 희석 오염되는 것을 막고, 유리 흡입기를 다시 일정하게 압축하여 내부압력을 외기 압과 같게 유지하게 한다.The removed sample is moved to the sample storage / supply device 43 through the first control valve 30, the second control valve 40, and the second vacuum control valve 42 through the third connection line 25. do. At this time, the vacuum pressure is made of a glass inhaler used as the sample storage and supply device 43 is drawn, the degree of vacuum is also changed depending on the amount of the pulled. When the desorption is completed, the second vacuum control valve 42 blocks the flow of air to prevent the sample inside the sample storage / supply device 43 from being diluted and contaminated by external air, and compresses the glass inhaler again and again. Maintain internal pressure equal to external air pressure.

저온흡착열탈착분리관 세척단계;Low temperature adsorption heat desorption separation tube washing step;

도 2c는 본 발명의 제어밸브가 저온흡착열탈착분리관 세척단계에서 동작하는 상태를 나타낸 개략도이다.Figure 2c is a schematic diagram showing a state in which the control valve of the present invention operates in the low temperature adsorption heat desorption separation tube washing step.

상기 열탈착이 끝난 저온흡착열탈착분리관(20)에 세척·건조용 기체를 통과시켜 내부에 남아있는 시료를 세척하는 단계로 제1진공제어밸브(26)가 다시 공기의 흐름을 유지하도록 한 상태에서 제2가변유량조절밸브(24)에 의해서 유량이 조절된 세척·건조용 기체는 제1제어밸브(30)를 통하여 제1진공제어밸브(26)를 통과한 후 고온상태의 저온흡착열탈착분리관(20)을 통과하면서 내부에 남아있는 시료를 세척하게 되며, 이 세척용 기체는 제1제어밸브(30)를 통해 제2제어밸브(40)로 흘러 빠져나가게 된다.Passing the cleaning and drying gas through the low temperature adsorption heat desorption separation tube (20) where the heat desorption is completed, the first vacuum control valve (26) maintains the flow of air again by washing the sample remaining therein. The gas for washing and drying, whose flow rate is controlled by the second variable flow control valve 24, passes through the first vacuum control valve 26 through the first control valve 30, and then is a low temperature adsorption thermal desorption separation tube in a high temperature state. While passing through 20, the sample remaining inside is washed, and the cleaning gas flows out through the first control valve 30 to the second control valve 40.

시료샘플링단계;Sample sampling step;

도 2d는 본 발명의 제어밸브가 시료샘플링단계에서 동작하는 상태를 나타낸 개략도이다.Figure 2d is a schematic diagram showing a state in which the control valve of the present invention operates in the sample sampling step.

상기 시료저장·공급장치(43)에 모여진 시료는 인접 배치된 가열장치에 의해서 가열 활성화되며 동시에 분포밀도가 균일하게 된다. 그런 다음 도 2d에 도시된 것과 같이 제2제어밸브(40)는 시료저장·공급장치(43)와 제3제어밸브(50)가 연결되도록 전환되어지고, 제3제어밸브(50)의 위치는 제2제어밸브(40)와 샘플 루프(51)가 연결되도록 전환되어지면 제2진공제어밸브(42)가 공기의 흐름이 유지되도록 개방되어지게 되고, 시료저장·공급장치(43)로 사용되어지는 유리제질의 흡입기가 압축되어 시료를 샘플 루프(51)로 밀어 넣어주게 된다.Samples collected in the sample storage / supply device 43 are heated and activated by adjacently arranged heating devices, and at the same time, the distribution density is uniform. Then, as shown in FIG. 2D, the second control valve 40 is switched to connect the sample storage / supply device 43 and the third control valve 50, and the position of the third control valve 50 is When the second control valve 40 and the sample loop 51 are switched to be connected, the second vacuum control valve 42 is opened to maintain the flow of air, and is used as the sample storage / supply device 43. The glass inhaler is compressed to push the sample into the sample loop 51.

시료주입단계;Sample injection step;

도 2e는 본 발명의 제어밸브가 시료주입단계에서 동작하는 상태를 나타낸 개략도이다.Figure 2e is a schematic diagram showing a state in which the control valve of the present invention operates in the sample injection step.

시료가 샘플 루프(51)에 저장되게 되면, 제3제어밸브(50)는 운반가스 저장탱크(60)와 샘플 루프(51)가 연결되도록 전환되어 시료운반가스에 의해 일정량의 샘플 루프(51)내부의 시료를 시료분석용 가열오븐(56) 내부의 모세관 분리관(80)으로 전달하도록 한다. 따라서 이 과정에서 고농도의 일정소량시료가 짧은 시간에 시료분석장치 쪽으로 보내어지게 된다. 그리고 시료분석장치는 소량시료가 주입됨으로 인해 좁은 내경의 모세관 분리관을 사용할 수 있게 되어 분석시간의 단축이 이루어질 수 있게 된다.When the sample is to be stored in the sample loop 51, the third control valve 50 is switched so that the carrier gas storage tank 60 and the sample loop 51 are connected to the sample loop 51 by the sample carrier gas. The internal sample is to be delivered to the capillary separation tube 80 inside the heating oven 56 for sample analysis. In this process, a high concentration of a small amount of sample is sent to the sample analyzer in a short time. In addition, the sample analyzer is able to use a capillary tube with a narrow inner diameter because a small amount of sample is injected, thereby reducing the analysis time.

상기의 시료포집 및 저온흡착 감압진공열탈착 그리고 시료저장 및 분배와 주입단계는 각각 제어컴퓨터에 의해서 자동 제어될 수 있다. 그러므로 인력의 효율적이고 생산적인 측면에 많은 이점을 가진다.The sample collection, low temperature adsorption and vacuum desorption and the sample storage, dispensing and injection step can be automatically controlled by the control computer, respectively. Therefore, it has many advantages in terms of efficient and productive workforce.

도 3은 본 발명에 따른 휘발성 유기화합물 분석장치의 시료주입장치를 이용하여 분석한 예로 미국 EPA(Environmental Protection Agency)에서 규제대상으로 하고 있는 휘발성유기화합물의 표준물질을 직접 분석한 분석결과 그래프이다.(GC : DS6200 , 검출기 : Flame Ionization Detector , 모세관 분리관 : SPB-1 길이-10m 내경-0.2mm).Figure 3 is an example of analysis using a sample injection device of the volatile organic compound analysis device according to the present invention is a graph of the analysis results of direct analysis of the standard material of volatile organic compounds that are regulated by the US Environmental Protection Agency (EPA). (GC: DS6200, Detector: Flame Ionization Detector, Capillary Separator: SPB-1 Length-10m Inner Diameter-0.2mm).

도 3에 보이는 바와 같이 10m의 모세관 분리관으로도 효율적으로 휘발성유기화합물의 성분을 분석할 수 있으며, 8분 이내의 분석이 완료되어 30 내지 60분 이상이 소요되어 지는 종래 GC분석시간에 비해 분석시간이 매우 단축된 것을 알 수 있다.As shown in FIG. 3, the components of the volatile organic compounds can be efficiently analyzed even with a 10 m capillary separation tube, and analysis is performed in comparison with the conventional GC analysis time, which takes 30 to 60 minutes or more after completing the analysis within 8 minutes. It can be seen that the time is very short.

본 발명은 저온상태에서 시료를 흡착하므로 종래의 시료주입장치보다 적은 양의 흡착제의 사용이 가능하고, 감압진공상태에서 시료를 열탈착하기 때문에 열탈착효율이 매우 높으며, 탈착된 고농도의 시료를 용량이 매우 작은 샘플 루프를 통해 언제나 일정 소량을 아주 짧은 시간 동안에 시료분석장치로 주입함으로써 GC의 모세관 분리관(Capillary Column)으로 좁은 내경의 것을 사용할 수 있어 Fast GC법을 가능하게 한다.In the present invention, since the sample is adsorbed at a low temperature, it is possible to use a smaller amount of the adsorbent than the conventional sample injection device, and the thermal desorption efficiency is very high because the sample is thermally desorption under vacuum, and the capacity of the desorbed high concentration sample is very high. A small sample loop always injects a small amount into the sample analyzer for a very short time, allowing the use of a narrow inner diameter into the GC's capillary column, enabling the Fast GC method.

또, 본 발명은 종래 시료주입장치가 30 내지 60 m인 분석용 모세관 분리관을 가진 GC에 사용되는 것에 비하여 10m 이하의 분리관의 사용으로도 분석이 가능하며, 고농도 시료를 주입할 수 있게 됨으로써 일반적을 많이 사용되는 검출기로도 시료검출을 용이하게 할 수 있고, 분석시간의 감소로 인하여 소비되는 가스들의 사용량이 줄어들어 전체적인 비용을 절감시키는 효과가 있다.In addition, the present invention can be analyzed by the use of a separation tube of 10m or less, compared to the conventional sample injection device used in GC having an analytical capillary separation tube of 30 to 60m, it is possible to inject a high concentration sample In general, the detector can be easily used as a detector, and the amount of gases consumed is reduced due to the reduction of analysis time, thereby reducing the overall cost.

또, 본 발명은 액체질소 및 고가의 검출기를 사용하지 않고 기존의 분석장비로도 사용 가능하므로 기기의 변경에 따른 추가적인 비용의 절감도 얻을수 있으며 기존장비를 사용하는데 있어서도 기기 운영비 및 재료비의 절감효과를 가져다 줄 수 있다. 그리고 본 발명은 간단한 구조와 작동원리를 가지는 밸브시스템 및 샘플 루프를 사용하므로 자동화하기 편리하며, 이로 인한 많은 인력의 절감과 분석 자동화로 인한 분석결과의 신뢰도를 향상시킬 수 있다. 또한 짧은 시간에 많은 다양한 종류의 분석물질을 분석할 수 있다. 이처럼 유해환경의 원인물질을 구체적으로 알려줄 수 있는 Fast GC의 사용이 가능해 짐에 따라서 유해환경에 대한 빠른대응이 가능해져 건강 및 환경을 보호할 수 있게 되는 효과가 있다.In addition, the present invention can be used as an existing analytical equipment without using liquid nitrogen and expensive detectors, so it is possible to obtain additional cost reduction due to the change of equipment, and also to reduce the operation and material costs of using the existing equipment. Can bring In addition, the present invention uses a valve system and a sample loop having a simple structure and operation principle, and thus is convenient to automate, thereby reducing a lot of manpower and improving reliability of an analysis result due to analysis automation. In addition, many different types of analytes can be analyzed in a short time. As it becomes possible to use Fast GC that can specifically inform the causative agent of hazardous environment, it is possible to respond quickly to harmful environment and protect health and the environment.

Claims (5)

대기, 수원 또는 토양에서 채취한 휘발성 유기화합물 시료를 건조·세척용 기체저장탱크(10)에 저장된 건조기체로써 건조시키는 시료건조기(70);A sample dryer 70 for drying a volatile organic compound sample collected from the air, a water source, or soil with a dry gas stored in a drying / washing gas storage tank 10; 상기 시료건조기(70)에서 건조된 시료를 저온에서 농축흡착하거나, 가열하여 탈착시키는 저온흡착열탈착분리관(20);A low temperature adsorption heat desorption separation tube (20) for concentrated adsorption or drying by heating the sample dried in the sample dryer (70); 상기 대기, 수원 또는 토양에서 발생하는 휘발성 유기화합물 시료를 시료건조기(70)로 유입시키고, 시료건조기(70)에서 건조된 시료를 저온흡착열탈착분리관 (20)으로 유입시키는 시료포집용 펌프(29);Sample collection pump (29) for introducing the volatile organic compound sample generated in the atmosphere, water or soil into the sample dryer (70), and the sample dried in the sample dryer (70) into the low temperature adsorption heat desorption separation tube (20). ); 상기 저온흡착열탈착분리관(20)에서 탈착되어 배출되는 시료를 감압진공상태에서 흡인저장하고, 저장된 시료를 가압배출하는 시료저장·공급장치(43);A sample storage / supply device 43 which sucks and stores a sample which is detached and discharged from the low temperature adsorption heat desorption separation tube 20 in a vacuum under reduced pressure, and pressurizes and discharges the stored sample; 상기 시료건조기(70)로부터 저온흡착열탈착분리관(20)쪽으로 시료를 공급 또는 차단하거나, 건조·세척용 기체저장탱크(10)로부터 저온흡착열탈착분리관(20)쪽으로 세척용 기체를 공급 또는 차단하거나, 저온흡착열탈착분리관(20)으로부터 시료저장·공급장치(43)쪽으로 탈착된 시료를 공급 또는 차단하는 제1제어밸브(30);Supply or block the sample from the sample dryer 70 to the low temperature adsorption heat desorption separation tube 20, or supply or block the cleaning gas from the drying / cleaning gas storage tank 10 toward the low temperature adsorption heat desorption separation tube 20. Or a first control valve 30 for supplying or blocking a sample desorbed from the low temperature adsorption thermal desorption separation tube 20 toward the sample storage / supply device 43; 상기 제1제어밸브(30)를 통과한 세척용 기체를 저온흡착열탈착분리관(20)으로 공급 또는 차단하는 제1진공제어밸브(26);A first vacuum control valve 26 for supplying or blocking the cleaning gas passing through the first control valve 30 to the low temperature adsorption thermal desorption separation tube 20; 상기 시료저장·공급장치(43)에서 배출되는 시료를 일정한 농도를 균일하게 농축시켜 샘플링하는 샘플 루프(51);A sample loop 51 for uniformly concentrating and sampling a sample discharged from the sample storage and supply device 43; 상기 제1제어밸브(30)를 통과하여 배출되는 탈착된 시료를 시료저장·공급장치(43)쪽으로 공급 또는 차단하거나, 시료저장공급장치(43)로부터 가압배출되는 시료를 샘플 루프(51)쪽으로 공급 또는 차단하는 제2제어밸브(40);The desorbed sample discharged through the first control valve 30 is supplied or blocked to the sample storage / supply device 43, or the sample pressurized and discharged from the sample storage supply device 43 is toward the sample loop 51. A second control valve 40 to supply or shut off; 상기 제2제어밸브(40)와 시료저장공급장치(43)에 연결되어 시료를 공급 또는 차단하는 제2진공제어밸브(42);A second vacuum control valve 42 connected to the second control valve 40 and the sample storage supply device 43 to supply or block a sample; 상기 샘플 루프(51)의 샘플링된 시료를 시료분석장치(90)로 운반하는 운반가스를 저장하는 운반가스 저장탱크(60);A carrier gas storage tank (60) for storing a carrier gas for transporting the sampled sample of the sample loop (51) to a sample analyzer (90); 상기 제2제어밸브(40)를 통과하여 배출되는 시료를 샘플 루프(51)로 공급 또는 차단하거나, 샘플 루프(51)의 시료를 시료분석장치(90)로 공급 또는 차단하는 제3제어밸브(50); 를 포함하는 휘발성 유기화합물 분석장치의 시료주입장치.A third control valve for supplying or blocking the sample discharged through the second control valve 40 to the sample loop 51 or for supplying or blocking the sample of the sample loop 51 to the sample analyzer 90 ( 50); Sample injection device of volatile organic compound analysis device comprising a. 제1항에 있어서, 상기 시료포집용 펌프(29)와 저온흡착열탈착분리관(20)을 서로 연통시키는 제6연결라인(33)상에는 시료건조기(70)에 유입되는 시료의 양을 조절하는 시료유량조절밸브(28)가 설치되고, 상기 건조·세척용 기체 저장장치(10)와 시료건조기(70)를 서로 연통시키는 제1연결라인(21)상에는 시료건조기(70)쪽으로 유입되는 건조용 기체의 유량을 조절하는 제1가변유량조절밸브(22)가 설치되고, 상기 건조·세척용 기체 저장장치(10)와 제1제어밸브(30)를 서로 연통시키는 제2연결라인 (23)상에는 제1제어밸브(30)쪽으로 유입되는 세척용 기체의 유량을 조절하는 제2가변유량조절밸브(24)가 설치되고, 상기 운반가스 저장탱크(60)와 제3제어밸브(50)를 서로 연통시키는 제9연결라인(52)상에는 제3제어밸브(50)쪽으로 유입되는 운반가스의 유량을 조절하는 제3가변유량조절밸브(53)가 설치된 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 분석장치의 시료주입장치.The sample for controlling the amount of the sample introduced into the sample dryer (70) on the sixth connection line (33) for communicating the sample collection pump (29) and the low temperature adsorption thermal desorption separation tube (20) with each other. Flow rate control valve 28 is installed, the drying gas flowing into the sample dryer 70 on the first connection line 21 for communicating the drying and washing gas storage device 10 and the sample dryer 70 with each other. A first variable flow rate control valve 22 for adjusting the flow rate of the gas is provided, and on the second connection line 23 for communicating the drying / washing gas storage device 10 and the first control valve 30 with each other, A second variable flow rate control valve 24 for adjusting the flow rate of the cleaning gas flowing into the first control valve 30 is installed, and the carrier gas storage tank 60 and the third control valve 50 communicate with each other. Third variable for adjusting the flow rate of the carrier gas flowing into the third control valve 50 on the ninth connection line 52 Sample injection device of the volatile organic compound analysis device, characterized in that the flow control valve 53 is installed. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제3제어밸브를 통과하여 배출되는 샘플링된 시료를 모세관 분리관(80)을 통과시키면서 선택적으로 가열하여 일정소량의 시료를 농축시켜 시료분석장치(90)로 내보내는 시료분석용 가열오븐(56)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 분석장치의 시료주입장치.The sample analyzing apparatus according to claim 1 or 2, wherein the sampled sample discharged through the third control valve is selectively heated while passing through the capillary separation tube (80) to concentrate a small amount of sample to the sample analyzing apparatus (90). Sample injection device of the volatile organic compound analysis device, characterized in that it further comprises a heating oven (56) for outgoing sample analysis. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 시료저장·공급장치(43)는 그 내부에 저장된 시료를 가열하여 활성화시키는 가열장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 분석장치의 시료주입장치.The sample injection device according to claim 1 or 2, wherein the sample storage and supply device (43) further comprises a heating device for heating and activating a sample stored therein. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제3제어밸브(50)에 연결되어 샘플 루프(51)의 내부 압력을 조절하는 플로우 리스트릭터(Flow Restrictor)(55)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 분석장치의 시료주입장치.The method of claim 1 or 2, further comprising a flow restrictor (55) connected to the third control valve (50) for adjusting the internal pressure of the sample loop (51). Sample injection device of volatile organic compound analysis device.
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