一种色谱在线分析的传输线装置及控温方法与流程

本发明属于油气地球化学分析领域，尤其涉及一种色谱在线分析的传输线装置及控温方法

背景技术：

采用色谱(或色谱-质谱)进行样品在线分析中，需要将待测组分传输进入色谱仪进样口，以完成样品分子组成的检测。由于地质样品的成分复杂，沸点分布范围宽，因此需要保持传输线的高温、均匀控温。传输线的高温是为了满足物质传输的需要，地质样品的色谱分析，样品在进样口实现气化，而后在载气的带动下，进入色谱柱进行化合物的分离。通常情况下，色谱的进样口需要保持在300℃左右。因此地质样品的在线分析，传输线的温度也应该能够保持在300℃左右。其次，传输线需要均匀保温和控温。目前常用的、或者是商业化的仪器，传输线的加热方式包括：电热丝缠绕在传输管线上或者采用直流电的加载通过管线本身的电阻发热达到加热的目的。

采用电热丝缠绕的方式，其缺点是显而易见的，当电热丝缠绕不均匀时难以保证整条管线的温度是一致的，造成加热不均匀；直流电加载的方式在装置使用过程中产生的高温易传导到外部环境，安全性难以得到保证。

技术实现要素：

为解决上述现有技术中的问题，本发明提供一种色谱在线分析的传输线装置及控温方法，具体方案如下：

一种色谱在线分析的传输线装置，包括：

样品传输管、控温管、介质进入机构和出口，其中，控温管包覆在样品传输管的外侧，控温管与样品传输管之间形成控温腔，介质进入机构和出口均与控温腔相通，介质进入机构上设有加热件，介质经介质进入机构流入控温腔，并从出口流出；加热件对流经所述介质进入机构的介质进行加热。

进一步的，控温腔为一个连通的整体，控温腔的两端各设一个介质进入机构，温控腔的中部设置一个出口。

进一步的，控温腔内构造有封隔板，将控温腔分为多个子控温腔，每个子控温腔对应设置一个出口，至少一个介质进入机构与该子控温腔相通。

进一步的，还包括分路供给箱，介质通过分路供给箱分别流入各介质进入机构。

进一步的，还包括保温套，包覆在控温管的外侧，削弱控温腔与外部环境的热传导；

温度检测器，用于检测样品传输管的温度；

控制器，根据温度检测器所测得的样品传输管的温度控制加热件对流经介质进入机构的介质加热。

进一步的，所述温度检测器为热电偶。

如上所述的色谱在线分析的传输线装置的控温方法，启动加热件对流经介质进入机构的介质加热，被加热的介质进入控温腔，并从出口流出，不断流经控温腔的被加热的介质对样品传输管加热。

进一步的，传输线装置包括控制器和检测样品传输管温度的温度检测仪，当样品传输管的温度低于预设温度，控制器启动加热件，使加热件对流经介质进入机构的介质加热，被加热的介质进入控温腔并经出口流出，不断流经控温腔的被加热的介质对样品传输管加热直至样品传输管被加热到预设温度；

当样品传输管的温度等于预设温度或高于预设温度，控制器关闭加热件，使加热件停止加热。

进一步的，介质从控温腔的两端流入，中部流出。

进一步的，从任一子控温腔对应设置的介质进入机构进入该子控温腔的介质经该子控温腔对应设置的出口流出，各子控温腔独立控温以对样品传输管进行分段加热。

与现有技术相比，本发明中的加热件(例如加热丝)不再直接对样品传输管加热，而是先加热介质，通过控温腔不断流动的被加热的介质对样品传输管加热保证了样品传输管加热的均匀性。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1为本发明实施例一中的色谱在线分析的传输线装置结构示意图；

图2为本发明实施例二中的色谱在线分析的传输线装置结构示意图。

在附图中，相同的部件采用相同的附图标记，附图并未按实际比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步的说明。

实施例一：

如图1所示，本实施例提供一种色谱在线分析的传输线装置，该装置一端接样品池a，另一端接色谱仪进样口b，该装置包括样品传输管101、控温管102、介质进入机构105和出口106，其中，控温管102包覆在样品传输管101的外侧，控温管102与样品传输管101之间形成控温腔107，介质进入机构105和出口106均与控温腔107相通，介质进入机构105上设有加热件，介质经介质进入机构105流入控温腔107，并从出口106流出，加热件对流经所述介质进入机构的介质进行加热。本实施例提供的一种色谱在线分析的传输线装置，其加热件不再直接对样品传输管101加热，而是先加热介质，通过控温腔107不断流动的被加热的介质对样品传输管101加热保证了样品传输管101加热的均匀性。

优选的，本实施例中的色谱在线分析的传输线装置还包括保温套103、温度检测器104和控制器；保温套103包覆在控温管102的外侧，削弱了控温腔107与外部环境的热传导，甚至使控温腔107与外部环境的热传导接近于零，保证了处于高温状态下的传输线装置的安全性。温度检测器104用于检测样品传输管101的温度，控制器根据温度检测器104所测得的样品传输管101的温度控制加热件对流经介质进入机构105的介质加热。流经介质进入机构105的介质为空压机提供的压缩空气，温度检测器104为热电偶，介质进入机构105上的加热件为加热丝。控温腔107为一个连通的整体，控温腔107的两端各设一个介质进入机构105，一个出口106位于控温腔107的中部，空气从控温腔107两端的介质进入机构105进入控温腔107并从出口106流出，缩短了空气在控温腔107中的流动距离，因而在对样品传输管101加热过程中减少了空气在介质进入机构105和出口106处的温差，进一步提高了样品传输管101加热的均匀性。每个介质进入机构105与相应的出口106之间设置一个温度检测器104以检测样品传输管101的温度，控制器根据各温度检测器104的温度控制相应介质进入机构105的加热件加热，即各介质进入机构105的加热件独立控温加热，使控温更准确，加热更均匀。各介质进入机构105与分路供给箱108相连，空气集中进入分路供给箱108后，再分别向各介质进入机构105供气，实现了单路气源与多路介质进入机构105的衔接。本实施例中的控温管102为金属管；保温套103为缠缚在控温管102外侧的保温布或保温棉，或者其它保温材料构造的保温层。

本实施例还提供一种色谱在线分析的传输线装置的控温方法，该方法通过启动加热件对流经介质进入机构105的介质加热，被加热的介质进入控温腔107，并从出口106流出，不断流经控温腔107的被加热的介质对样品传输管101加热。

优选的，当样品传输管101的温度低于预设温度，控制器启动加热件，使加热件对流经介质进入机构105的空气加热，被加热的空气进入控温腔107并经出口106流出，不断流经控温腔107的被加热的空气对样品传输管101加热直至样品传输管101被加热到预设温度；当样品传输管101的温度等于预设温度或高于预设温度，控制器关闭加热件，使加热件停止加热。加热件不直接对样品传输管101加热，而是先加热空气，再利用热空气对样品传输管101加热，以达到均匀加热的目的。图1中的箭头示出了本实施例在控温过程中的空气的流向。该控温方法采用控温腔107两端进气中间出气的方式，空气从控温腔107两端的两个介质进入机构105进入控温腔107，从控温腔107中部的共用的出口106出气，缩短了空气在控温腔107中的流动距离，因而在对样品传输管101加热过程中减少了空气在介质进入机构105和出口106处的温差，进一步提高了样品传输管101加热的均匀性。

实施例二：

如图2所示，在本实施例的色谱在线分析的传输线装置中，控温腔107内构造有封隔板1021，在整体传输距离较长时，将控温腔107分为传输距离相对较短的子控温腔1071和子控温腔1072。任一子控温腔对应设置有两个介质进入机构105和一个出口106与该子控温腔相通，两个介质进入机构105位于该子控温腔的两端，一个公共的出口106位于该子控温腔的中部，各介质进入机构105与分路供给箱108连接。该装置其余部分与实施例一相同。该装置中，由于封隔板1021的封隔作用，子控温腔1071中的空气仅在该子控温腔1071内流动，最终经该子控温腔1071对应的出口106流出，不会流向子控温腔1072，子控温腔1072中的空气也不会流向子控温腔1071，各子控温腔中的空气各自独立流动，互不影响，在加热过程中保证了热空气气流的稳定性，避免了不同子控温腔中的多个介质进入机构105之间的热空气相互干扰造成难以均匀加热的问题。另外，子控温腔1071和子控温腔1072对应的传输距离相对于整体传输距离小得多，热空气在各子控温腔内的流动距离较短，因此，各子控温腔内流动的热空气在对应的介质进入机构105和出气机构106之间的温差得以减少，进一步提高了加热的均匀性。

在本实施例的色谱在线分析的传输线装置的控温方法中，子控温腔1071和子控温腔1072各自以两端进气中间出气的方式独立控温，分别对样品传输管101中该子控温腔相应的一段加热，通过将样品传输管101分段加热至预设温度的方式使整个样品传输管101达到预设温度。图2中的箭头示出了本实施例在控温过程中的空气的流向。该方法其余部分与实施例一相同。

在其它实施例中，当色谱在线分析的传输线装置整体传输距离较短时，可视情况对整体连通的控温腔107采用一端进气，另一端出气的方式，将一个介质进入机构105设置在控温腔107的一端，一个出口106设置在控温腔107的另一端；或者子控温腔对应的传输距离较短时，对该子控温腔采用一端进气，另一端出气的方式，将一个介质进入机构105设置在该子控温腔的一端，一个出口106设置在该子控温腔的另一端。由于传输距离短，热空气在介质进入机构105和与之相应的出口106之间的温差小，可以满足实验中均匀加热的要求。

控温管102并不局限于金属管，在其它实施例中，还可以是其它材料制成的耐热管道。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以对其中部分或者全部技术特征进行等同替换。尤其是，只要不存在逻辑或结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。