海水中有机污染物富集装置及富集方法_5

文档序号:9450894阅读:来源:国知局
行收集,以供后期继续使用。
[0094]至此,试剂瓶601中的洗脱溶剂中包含了所需测量的目标有机污染物,可直接转移到气相色谱仪/气质联用色谱仪中待测,前处理过程完成。
[0095]本发明的富集装置相比于传统的手工样品预处理方法,可以达到更好的准确性和重现性,显著提高了前处理的效率,排除了人工操作的误差,同时使得实验人员接触目标有机污染物和有机溶剂的机会大大减小,进而使得前处理过程的安全性更高。此外,该装置可与多种检测仪器实现无障碍连接,具有广谱性。并且,随着便携式气相色谱、便携式气质联用色谱仪等检测仪器的普及,也使得该富集装置在提高样品前处理效率的同时,实现了现场处理、现场检测,避免了水样运输过程的潜在污染和变化,有效降低了运输保存成本,并提高了分析结果的准确性。本发明的富集装置具有高效率、高自动化程度、高稳定性、易操作等特点,既节约了时间,又降低了成本,可以为环境保护和突发灾害预警提供可靠的监测防控手段。
[0096]当然,以上所述仅是本发明的一种优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种海水中有机污染物富集装置,其特征在于,包括: 基座; 自动进样系统,安装在基座上,吸取海水样品,并通过N路出样管排出,所述N为大于I的正整数; 涡旋系统,安装在基座上,包括用于固定试剂瓶的套筒以及用于使试剂瓶中的洗脱溶剂产生涡旋的涡旋部,所述套筒设置有N个,每一个套筒固定一个试剂瓶; 样品瓶平移系统,安装在基座上,且位于所述自动进样系统和涡旋系统之间,包括承载板和动力部,在所述承载板上形成有N个用于限位样品瓶的瓶座;在富集开始前,所述动力部驱动承载板平移,使N个样品瓶的瓶口与N个所述的出样管一一对应; 搅拌转移系统,位于所述样品瓶平移系统的上方,包括N个搅拌器和N个底部封闭的玻璃管,所述N个搅拌器用于对N个样品瓶中的海水样品进行搅拌;在每一个玻璃管中均安装有永磁铁,所述永磁铁通过提拉绳连接卷升机构,通过卷升机构带动永磁铁在玻璃管中升降; 运动系统,安装在基座上,包括横向滑架和纵向滑架,所述搅拌转移系统安装在横向滑架上,所述横向滑架带动搅拌转移系统中的搅拌器和玻璃管在样品瓶和试剂瓶之间移动;所述纵向滑架驱动横向滑架上下移动,以分别控制搅拌器伸入或者脱离样品瓶,玻璃管伸入或者脱离样品瓶或试剂瓶。2.根据权利要求1所述的海水中有机污染物富集装置,其特征在于,在所述自动进样系统中还包括: 进样管,用于伸入到待测的海水样品中; 过滤器,连通所述的进样管,用于过滤掉所述海水样品中的杂质; 蠕动栗,连通所述的过滤器,并通过进样管吸取海水样品; 电磁阀,设置在过滤器与蠕动栗之间或者设置在蠕动栗与所述的N路出样管之间,通过控制电磁阀通断,以控制进样时间,进而控制样品量。3.根据权利要求1所述的海水中有机污染物富集装置,其特征在于,在所述样品瓶平移系统的动力部中设置有: 步进电机; 丝杆,联接步进电机,在步进电机的驱动下旋转; 丝杆螺母,安装在所述的丝杆上,并与所述的承载板固定连接,所述丝杆驱动丝杆螺母移动,继而带动承载板平移; 轴承座,支撑所述的丝杆; 滑轨,沿平行于所述丝杆的方向布设,用于支撑所述的承载板,在所述滑轨上安装有滑块,所述滑块与承载板安装固定,支撑承载板沿滑轨平移。4.根据权利要求1所述的海水中有机污染物富集装置,其特征在于,在所述搅拌转移系统中还包括: 搅拌电机,为所述N个搅拌器的旋转提供动力; 主同步轮,连接所述的搅拌电机,在搅拌电机的驱动下旋转; N个从同步轮,位于首位的从同步轮通过同步带连接主同步轮,在主同步轮的带动下旋转;相邻两个从同步轮通过同步带连接,传递动力;所述的N个从同步轮与N个搅拌器--对应连接,驱动N个搅拌器同步旋转。5.根据权利要求4所述的海水中有机污染物富集装置,其特征在于,在所述搅拌转移系统中还包括基板,安装在所述的横向滑架上,所述主同步轮、N个从同步轮和卷升机构安装在基板的上方,所述搅拌电机、搅拌器和玻璃管位于基板的下方; 在所述卷升机构中设置有步进电机、连接步进电机的卷轴和支撑所述卷轴的轴承座,在所述卷轴上形成有N圈凹槽,每一圈凹槽中缠绕一根提拉绳,每一根提拉绳连接一组永磁铁,每一组永磁铁套装在一个所述的玻璃管中;在每一组永磁铁中均设置有4-6个球形永磁铁,所述4-6个球形永磁铁连成一串,形成多个吸附区。6.根据权利要求1所述的海水中有机污染物富集装置,其特征在于,在所述运动系统中,其横向滑架和纵向滑架上分别安装有作为动力部件的步进电机和由步进电机驱动的传动机构;在所述横向滑架上设置有用于检测搅拌转移系统横向行走位置的左、中、右三个接近开关;在所述纵向滑架上设置有用于检测所述横向滑架垂直升降位置的上、中、下三个接近开关。7.根据权利要求1所述的海水中有机污染物富集装置,其特征在于,在所述涡旋系统中设置有N个涡旋部,分别与N个所述的套筒一一对应连接,在每一个所述的涡旋部中均设置有一根偏心轴,所述偏心轴的顶部通过偏心轴卡套连接所述套筒的底部,在所述偏心轴卡套的外侧安装有卡子,卡子上形成有耳板,耳板上挂接有弹簧,弹簧的另一端连接挂片,挂片安装在所述的基座上;所述偏心轴的底部连接同步轮,相邻两个涡旋部中的同步轮通过同步带传递动力,其中一个同步轮连接电机,通过电机提供动力。8.根据权利要求1至7中任一项所述的海水中有机污染物富集装置,其特征在于,在所述富集装置中还设置有控制单元,连接所述的自动进样系统、样品瓶平移系统、搅拌转移系统、运动系统和涡旋系统,控制各系统中的电子部件动作,并接收反馈信号。9.一种基于权利要求1至8中任一项权利要求所述的海水中有机污染物富集装置的有机污染物富集方法,包括以下步骤: a、控制样品瓶平移系统和运动系统移动至初始位置,使搅拌器和玻璃管脱离样品瓶和试剂瓶,并使N个样品瓶的瓶口与N路出样管一一对准;称取定量的磁性萃取介质,倒入样品瓶中; b、启动自动进样系统,抽取定量的海水样品,并通过N路出样管注入到N个样品瓶中; C、启动样品瓶平移系统向远离出样管的方向平移,并使样品瓶的瓶口正对搅拌器;然后,启动纵向滑架驱动横向滑架下移,将搅拌器伸入到样品瓶中; d、驱动搅拌器旋转,使磁性萃取介质在海水样品中加速分散,吸附目标有机污染物,并在延时设定时间后,启动纵向滑架驱动横向滑架上移,使搅拌器脱离样品瓶; e、启动横向滑架驱动搅拌转移单元移动,使玻璃管正对样品瓶的瓶口;然后,启动纵向滑架驱动横向滑架下移,将玻璃管下放至样品瓶中; f、启动卷升机构下放永磁铁,将海水样品中的磁性萃取介质吸附到玻璃管的底部位置;然后,启动纵向滑架驱动横向滑架上移,使所述玻璃管脱离样品瓶; g、启动横向滑架驱动搅拌转移单元移动,使玻璃管正对试剂瓶的瓶口;然后,启动纵向滑架驱动横向滑架下移,将玻璃管伸入到试剂瓶中; h、启动卷升机构提升永磁铁,使磁性萃取介质脱离玻璃管,分散到试剂瓶中; 1、启动纵向滑架驱动横向滑架上移,将玻璃管脱离试剂瓶;然后,启动涡旋部运行,使磁性萃取介质在试剂瓶中的洗脱溶剂中涡旋分散; j、启动纵向滑架驱动横向滑架下移,将玻璃管伸入到试剂瓶中;然后,启动卷升机构下放永磁铁,吸附洗脱溶剂中的磁性萃取介质; k、启动纵向滑架驱动横向滑架上移,将玻璃管脱离试剂瓶;然后,启动卷升机构提升永磁铁,使磁性萃取介质脱离玻璃管并进行收集;此时,在试剂瓶中形成富集有目标有机污染物的制备溶剂。10.根据权利要求9所述的有机污染物富集方法,其特征在于, 在所述步骤i中,首先启动涡旋部低速运行,使磁性萃取介质完全脱离玻璃管;然后,启动纵向滑架驱动横向滑架上移,将玻璃管脱离试剂瓶;接着,启动涡旋部高速运行,使目标有机污染物分散到洗脱溶剂中。
【专利摘要】本发明公开了一种海水中有机污染物富集装置及富集方法,包括自动进样系统、样品瓶平移系统、用于对海水样品进行搅拌并采用磁性吸附原理萃取海水样品中的目标有机污染物的搅拌转移系统、驱动搅拌转移系统水平和上下移动的运动系统以及使洗脱溶剂产生涡旋的涡旋系统。本发明的富集装置采用并行处理-直线布设的结构设计,可实现目标有机污染物从进样到萃取富集整个过程的全自动化,一次处理可生成多个待测样,大大提升了海水样品的前处理效率。此外,采用永磁铁配合薄壁玻璃管的设计方式对磁性萃取介质进行吸附和脱离,有效解决了电磁铁因剩磁导致萃取介质脱离不完全而造成的检测误差问题,有助于提高检测精度。
【IPC分类】G01N1/28, G01N1/14
【公开号】CN105203364
【申请号】CN201510704959
【发明人】褚东志, 吴丙伟, 张颖颖, 范萍萍, 吴宁, 孔祥峰, 张颖, 曹煊, 马然, 张述伟, 王昭玉, 吕婧, 曹璐, 刘东彦, 王茜, 郭翠莲, 侯广利, 高杨, 刘岩, 张天鹏, 王小红, 张丽, 胡云川
【申请人】山东省科学院海洋仪器仪表研究所
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年10月27日
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