大气过氧化物自动连续监测系统的制作方法

文档序号:10651943
大气过氧化物自动连续监测系统的制作方法
【专利摘要】本发明提出了一种大气过氧化物自动连续监测系统,包括一个采样装置(100)以及一个分析装置(200),所述采样装置(100)包括一个螺旋管(10),一个气液分离器(11)以及一个气泵(12),所述螺旋管(10)的进口端分别连接大气(101)以及捕集液瓶(102),所述螺旋管(10)的出口端连接所述气液分离器(11)的中部,所述气液分离器(11)的上端连接所述气泵(12),所述气液分离器(11)的下端通过第一连接管路(300)连接所述分析装置(200)。本发明所提供的上述大气过氧化物自动连续监测系统,可以实现对大气过氧化物的自动连续监测,并能获得较为准确的大气中过氧化物的总的含量、有机过氧化物的含量以及H2O2的含量。
【专利说明】
大气过氧化物自动连续监测系统
技术领域
[0001]本发明涉及一种大气环境监测系统,尤其涉及一种大气中过氧化物的自动连续监测系统。【背景技术】
[0002]大气中的过氧化物包括过氧化氢(H2O2 )、以及甲基过氧化氢、轻甲基过氧化氢、乙基过氧化氢等有机过氧化物,其中H202占总过氧化物的80-90 %。由于大气中的过氧化物、尤其是H202不仅氧化性强和水溶性高,而且化学活性也非常高,在酸雨和PM2.5生成中起着重要作用,因此有关过氧化物的污染特征及其在大气中的物理化学过程的研究成为大气环境领域的研究热点。
[0003]《大气中过氧化物监测方法的研究及其应用》(浙江工业大学硕士学位论文,2013 年,缪萍萍)中对于大气中过氧化物采样和分析方法进行了比较详细的介绍,其中关于检测方法的原理等进行了系统梳理。
[0004]《大气H202测定方法的研究进展》(环境保护前沿,2013年,张安平等)中提及有关于大气过氧化物的连续采样方法,以及过氧化物样品分析方法的相关理论。该现有技术提及的仅仅是有关大气过氧化物的监测的原理知识,例如,对于连续采样的螺旋管吸收法,该现有技术仅仅记录“原理是将空气和捕集液各自以一定的流速通入螺旋管,捕集液在螺旋管内壁形成较薄的液面层,增大空气与捕集液的接触面积,从而使得H2〇2更好的被溶液吸收。 气液经螺旋管混合后通过气液分离器分开,气体排出系统,液体则进入分析系统”。再比如, 关于过氧化物样品分析中的酶化法以及荧光法,该现有技术记载的仅仅是化学原理,没有涉及任何设备细节。
[0005]上述现有技术提供的均为与大气过氧化物监测相关的理论概述,并未提供可应用于实际生产的工业化解决方案。本领域技术人员基于上述现有技术,无法获得可供实用的工业化技术设施,用以获得对大气过氧化物的连续监测。
【发明内容】

[0006]本发明要解决的技术问题是提供一种大气过氧化物自动连续监测系统,以减少或避免前面所提到的问题。
[0007]具体来说,本发明提供了一种大气过氧化物自动连续监测系统,可以实现对大气过氧化物的即时、在线、自动连续监测,并能获得较为准确的大气过氧化物的含量结果。
[0008]为解决上述技术问题,本发明提出了一种大气过氧化物自动连续监测系统,包括一个采样装置以及一个第一分析装置以及一个第二分析装置,所述采样装置包括一个螺旋管,一个气液分离器以及一个气栗,所述螺旋管的进口端分别连接大气以及捕集液瓶,所述螺旋管的出口端连接所述气液分离器的中部,所述气液分离器的上端连接所述气栗,所述气液分离器的下端通过第一连接管路连接所述第一分析装置和所述第二分析装置;所述第一分析装置和所述第二分析装置的结构完全相同。
[0009]优选地,所述第一分析装置包括首尾串联连接的第一混合管、第二混合管以及第三混合管;所述第一混合管的进口端分别连接所述第一连接管路以及第一缓冲溶液瓶,所述第二混合管的进口端分别连接所述第一混合管的出口端以及第一荧光试剂瓶,所述第三混合管的进口端分别连接所述第二混合管的出口端以及第一碱液瓶;所述第三混合管的出口端连接有一个第一样品收集器,所述第一样品收集器的中部通过第二连接管路连接一台第一荧光检测仪。
[0010]优选地,所述第二分析装置包括首尾串联连接的第四混合管、第五混合管以及第六混合管;所述第四混合管的进口端分别连接所述第一连接管路以及第二缓冲溶液瓶,所述第五混合管的进口端分别连接所述第四混合管的出口端以及第二荧光试剂瓶,所述第六混合管的进口端分别连接所述第五混合管的出口端以及第二碱液瓶;所述第六混合管的出口端连接有一个第二样品收集器,所述第二样品收集器的中部通过第三连接管路连接一台第二荧光检测仪。
[0011]优选地,所述气液分离器和所述气栗之间设置有一个收集液体的安全瓶。
[0012]优选地,所述第一连接管路中设置有一个三通电磁阀,所述三通电磁阀的第一端连接所述气液分离器的下端,所述三通电磁阀的第二端通过一个分配三通分别连接所述第一分析装置和所述第二分析装置,所述三通电磁阀的第三端连接一个标准溶液瓶。
[0013]优选地,所述螺旋管的出口端水平连接所述气液分离器的中部,系统连续监测过程中,设定所述气液分离器与所述螺旋管连接位置处的液面高度与所述螺旋管的出口的最高点平齐。[〇〇14]优选地,所述第一样品收集器的上部设置有一个第一排气管,所述第一样品收集器的中部设置有一个斜向上伸出的第一样品检测管,所述第一样品检测管的底部位于所述第一样品收集器的液面下方,所述第一样品检测管的上端连接所述第二连接管路。
[0015]优选地,所述第一样品检测管的底部位于所述第一样品收集器的液面下方3-4毫米处。
[0016]优选地,所述第二样品收集器的上部设置有一个第二排气管,所述第二样品收集器的中部设置有一个斜向上伸出的第二样品检测管,所述第二样品检测管的底部位于所述第二样品收集器的液面下方,所述第二样品检测管的上端连接所述第三连接管路。
[0017]优选地,所述第二样品检测管的底部位于所述第二样品收集器的液面下方3-4毫米处。
[0018]本发明所提供的上述大气过氧化物自动连续监测系统,可以实现对大气过氧化物的即时、在线、自动连续监测,并能获得较为准确的大气中过氧化物的总的含量、有机过氧化物的含量以及H2〇2的含量。【附图说明】
[0019]以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释,并不限定本发明的范围。其中,
[0020]图1显示的是根据本发明的一个具体实施例的一种大气过氧化物自动连续监测系统的结构示意图;
[0021]图2显示的是图1所示位置A处的放大示意图;
[0022]图3显示的是图1所示位置B处的放大示意图。【具体实施方式】
[0023]为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照【附图说明】本发明的【具体实施方式】。其中,相同的部件采用相同的标号。[〇〇24]正如【背景技术】部分所述,现有技术中大气过氧化物监测的理论原理已经比较明了,但是如何将理论成果应用于实际的工业化生产尚无可供借鉴的成熟经验。基于此,本发明提供了一种大气过氧化物自动连续监测系统,其目的就是为了将理论研究成果转换成一种可应用于实际的工业化解决方案。
[0025]如图1所示,其显示的是根据本发明的一个具体实施例的一种大气过氧化物自动连续监测系统的结构示意图,所述大气过氧化物自动连续监测系统属于一种大气环境监测设备,可用于对大气中的过氧化物含量进行即时、在线、自动连续监测。[〇〇26]图1所示大气过氧化物自动连续监测系统总体上由三部分组成,包括一个采样装置100以及一个第一分析装置200和一个第二分析装置2001。其中,采样装置100使用螺旋管吸收法对大气中的过氧化物进行连续的采集,使得大气中的过氧化物溶解到捕集液中获得可供分析用的样品,采集得到的样品通过第一连接管路300连续输送给第一分析装置200以及第二分析装置2001,第一分析装置200和第二分析装置2001均采用荧光检测法对样品中的过氧化物进行分析,其中,第一分析装置200获取的是大气中的过氧化物的总浓度,第二分析装置2001获取的是大气中的有机过氧化物的浓度。本发明将采样装置100和第一分析装置200以及第二分析装置2001通过第一连接管路300连接为一体,构成了采样和分析一体化的系统,同时配合各种电控微量栗以及荧光检测仪等自动连续化部件,可以获得对大气过氧化物的即时、在线、自动连续监测。本发明中,有关螺旋管吸收法和荧光检测法的基本原理在【背景技术】部分提及的两篇现有技术文件中均有介绍,此处引用作为参考,本领域技术人员参照上述现有技术可以明了本发明从原理上来看是可以实现的。本发明的发明点在于将现有的理论转换成实用技术,通过具体的系统结构设计实现对大气过氧化物浓度的自动连续监测。
[0027]具体来说,本发明的采样装置100包括一个水平放置的螺旋管10,一个竖直放置的气液分离器11以及一个气栗12。其中,螺旋管10的进口端分别连接大气101以及捕集液瓶 102,螺旋管10的出口端连接气液分离器11的中部,竖直放置的气液分离器11的上端连接气栗12,气液分离器11的下端通过第一连接管路300连接第一分析装置200以及第二分析装置 2001。
[0028]气栗12利用吸力将大气101采集吸入螺旋管10中,同时利用微量栗P1将捕集液瓶 102中的捕集液送入螺旋管10中,被采集到的大气和捕集液在螺旋管10内充分混合,致使大气中的过氧化物溶于捕集液中。其后气液混合物从螺旋管10内流出并进入气液分离器11, 在此处气液混合物中的空气被气栗12抽离气液分离器11,从其上方排出,而采集到过氧化物的捕集液则进入第一分析装置200以及第二分析装置2001。由于螺旋管10较长,因此使用螺旋管10采样一方面可以增加大气与捕集液的接触时间,另一方面因进入气液分离器11中的捕集液可以在管壁处形成液面层,从而增加了大气与捕集液的接触面积,这两点有效增加了螺旋管10对大气中易溶于捕集液的过氧化物的采集效率(后面将对此进一步详细说明)。
[0029]本发明所采用的捕集液可以是任何一种现有的适用于大气过氧化物检测的捕集液。在一个具体实施例中,可供选择的捕集液可以是PH3.5的磷酸,也可以是pH6的邻苯二甲酸氢钾、或者是PH7.0的去离子蒸馏水等。
[0030]为了通过第一分析装置200以及第二分析装置2001获得准确的检测结果,需要在进行样品分析前首先制作一个校准曲线。为了避免偶然因素的干扰,本发明在采样装置100 的末端设置了标准溶液接口,用以通过同样的第一连接管路300向采样装置100输送标准溶液获得标准曲线,因而获得的检测结果和制作标准曲线具有同样的误差,可以有效地消除系统误差,因而通过第一连接管路300输送采集样品获得的检测结果与标准曲线进行比对的结果就会更加准确。具体来说,在一个具体实施例中,第一连接管路300中设置有一个三通电磁阀13,三通电磁阀13的第一端连接气液分离器11的下端,三通电磁阀13的第二端分别连接第一分析装置200和第二分析装置2001,三通电磁阀13的第三端通过一个微量栗19 连接一个标准溶液瓶14,标准溶液瓶14中可以放入用于标定标准曲线的不同浓度梯度的 H2〇2标准溶液。
[0031]关于通过标准溶液获得标准曲线的原理在现有技术中均有介绍,其原理并非本发明保护的内容,此处关于标准溶液瓶14通过三通电磁阀13连接于连接管路300中的结构设置才是本实施例的要点,其优点是利用同样的第一连接管路300输送标准溶液以及采集样品,可以避免设备干扰带来的误差,提高了检测结果的精度。同时将标准溶液瓶14置于第一连接管路300中便于连续监测过程中随时标定标准曲线,避免系统长时间运转检测结果发生偏差。连接在第一连接管路300中的三通电磁阀13和微量栗19不需要反复拆装,只需要在制作标准曲线的的时候切换三通电磁阀13使得连接气液分离器11的第一端关闭、连接分析装置的第二端以及连接标准溶液瓶14的第三端打开即可。标准曲线制作完成之后,在系统连续监测过程中,切换三通电磁阀13关闭第三端,使第二端开启,打开第一端,即可开始对过氧化物进行自动连续监测。以上设计结果简单,易于操作,同时可以避免反复拆装带来的连接误差。[〇〇32]另外,为了使进入气液分离器11中样品的液面保持平衡、保证溶解有过氧化物的捕集液能够平稳连续地进入分析装置200,同时确保采样效率达到100 % ± 5 %,本发明的大气过氧化物自动连续监测系统在前期的研发过程中,对采集气体的流量和输送捕集液的流速进行多次反复的调试。具体是通过调节气栗12的流量、微量栗P1的流速以及输送到两个分析装置中的液体的流量才能实现上述效果,在调试过程中如果气栗12的吸力过大,或者捕集液输入的流量过大,会使得气液分离器11中的捕集液的液面高度过高,从而导致部分捕集液被气栗12吸走,进入气栗12,从而损坏气栗12。为避免液体进入气栗12使之损坏,在一个优选实施例中,在气液分离器11和气栗12之间设置有一个收集液体的安全瓶103,以保持气路的顺畅同时将液体隔离到安全瓶103中。图示安全瓶103可以是具有两个管道的密闭的瓶子,其中一个管道连接气液分离器11的上端,另一个管道连接气栗12,从气液分离器11 吸入的液体在重力作用下落入瓶子的底部,连接气栗12的管道底部位于瓶口位置,不会将瓶中的液体吸入,从而实现了对液体的隔离,避免气栗12吸入液体而损坏以及监测结果不准确。[〇〇33] 进一步地,正如前述,为了实现溶解有过氧化物的捕集液能够平稳连续地进入两个分析装置,需要调节气栗12的流量、微量栗P1的流速以及输送到两个分析装置中的液体的流量,使气液分离器11中样品的液面保持平衡。需要调节的部件很多,虽然可以选择精密的可电子调控的气栗、微量栗等设备获得准确的流量数值,但是会增加很大的成本,而且随着检测项目的不同、结构部件的检修、更换、调整等因素的影响,可能每次的流量数值都是变化的,因此即便采用昂贵的调控设备,也需要频繁的组合调节不同的部件以获得满意的结果。
[0034]为简化调节步骤,直观获得所需的调节结果,在一个具体实施例中,本发明提供了一种可通过观察辨别是否调节到位的技术,如图2所示,其显示的是图1所示位置A处的放大示意图,如图所示,气液分离管11为竖直放置的细长型透明玻璃管,螺旋管10的出口端水平连接气液分离器11的中部,系统连续监测过程中,设定气液分离器11与螺旋管10连接位置处的液面高度与螺旋管10的出口的最高点平齐。即,在连续监测之前需要对系统进行调节, 对于系统的采样装置100这一侧,调节完成的标志是使得气液分离器11中的液面高度与螺旋管10的出口的最高点齐平。由于气液分离器11具备一定的直径,其中的液面在重力和毛细作用下会呈现中部凹陷的形式,因此优选的是使气液分离器11与螺旋管10连接位置处的液面高度恰好不让螺旋管10的出口暴露在外。根据实验观察,如果液面高度低于螺旋管10 的出口最高点,则当螺旋管10中液体的流速偶尔降低时,可能会导致气液分离器11出现断流,检测失败。而如果液面高度高于螺旋管10的出口最高点,气体与液体分离的效果不好控制,有时候气体会将液体沿着管壁向上吹导致液体溢出,从而影响了监测结果的准确性。在上述优选方案中,液面和螺旋管10的管壁之间由于液面中部凹陷,会形成一个大于90度的便于气体分离的夹角0,恰好便于气体从液体中充分分离,而且因为夹角0为钝角,因而不会将夹角0下方的液体沿着管壁推送,并且由于螺旋管10的出口被液面覆盖,螺旋管10中的液柱也不会出现气体空泡,避免了断流。综上所述,通过设定气液分离器11与螺旋管10连接位置处的液面高度与螺旋管10的出口的最高点平齐,本领域技术人员可以隔着气液分离器11 的玻璃管直观观察液面的位置,准确掌握调节幅度,简单易行容易实现,可以为本发明的大气过氧化物的自动连续监测提供稳定的监测条件,是本发明的突出特点之一。
[0035]下面参照图1继续说明本发明的大气过氧化物自动连续监测系统的第一分析装置 200以及第二分析装置2001,如前所述,第一分析装置200和第二分析装置2001采用荧光检测法对样品中的过氧化物进行分析,其原理是在辣根过氧化物酶的作用下过氧化物能够使无荧光的对羟基苯乙酸转化为具有强荧光的2,2二羟基-联苯-5,5二乙酸,通过荧光检测仪对该荧光物质的荧光强度进行检测确定过氧化物的浓度,最后可以利用校准曲线的模拟回归方程计算总过氧化物、有机过氧化物的浓度,通过计算获得过氧化氢的浓度。有关荧光检测法的原理在现有技术中有详细的说明,在此不再一一赘述。[〇〇36]理论上来讲,从图1可以看出,第一分析装置200和第二分析装置2001从结构上来说是完全相同的,不同之处仅在于第二分析装置2001在检测初始阶段,添加缓冲溶液的时候,在缓冲溶液中添加了过氧化氢酶,致使样品中的H2〇2被分解,后续检测过程中H2〇2已经不存在了,则第二分析装置2001最后检测到的过氧化物的浓度完全是大气中的有机过氧化物的浓度,利用第二分析装置200检测得到的大气中的过氧化物的总浓度减去第二分析装置2001检测得到的大气中的有机过氧化物的浓度,还可以进一步获得大气中的H2O2的浓度。 [〇〇37]如图1所示,本发明的第一分析装置200包括水平首尾串联连接的第一混合管21、 第二混合管22以及第三混合管23,其中优选所述第一混合管21、第二混合管22以及第三混合管23为螺旋管,以提供更长的混合距离同时控制系统体积不至于过大。同样的,第二分析装置2001包括水平首尾串联连接的第四混合管211、第五混合管221以及第六混合管231。为防止过氧化物的管壁吸附,除全文提及的螺旋管之外,优选本发明所采用的管子均为特氟龙管。[〇〇38]第一分析装置200的第一混合管21的进口端通过三通S1分别连接第一连接管路 300以及第一缓冲溶液瓶201,第二混合管22的进口端通过三通S2分别连接第一混合管21的出口端以及第一荧光试剂瓶202,第三混合管23的进口端通过三通S3分别连接第二混合管 22的出口端以及第一碱液瓶203;第三混合管23的出口端连接有一个竖直放置的第一样品收集器24,第一样品收集器24的中部通过第二连接管路400连接一台第一荧光检测仪500。 同样的,第二分析装置2001的第四混合管211的进口端通过三通S11分别连接第一连接管路 300以及第二缓冲溶液瓶2011,第五混合管221的进口端通过三通S21分别连接第四混合管 211的出口端以及第二荧光试剂瓶2021,第六混合管231的进口端通过三通S31分别连接第五混合管221的出口端以及第二碱液瓶2031;第六混合管231的出口端连接有一个竖直放置的第二样品收集器241,第二样品收集器241的中部通过第三连接管路4001连接一台第二荧光检测仪5001。[〇〇39]第一分析装置200中,溶解有过氧化物的捕集液样品通过第一连接管路300由微量栗P2栗入第一分析装置200,在三通S1处与由微量栗P4从第一缓冲溶液瓶201中栗出的缓冲溶液汇合,然后在第一混合管21中进行充分混合;其后样品流出第一混合管21,在三通S2处由微量栗P6从第一荧光试剂瓶202中栗出的荧光试剂汇合,然后在第二混合管22中进行反应,反应后的样品流出第二混合管22,在三通S3处与由微量栗P8从第一碱液瓶203中栗出的碱液汇合,然后在第三混合管23中进行充分混合。同样的,第二分析装置2001中,溶解有过氧化物的捕集液样品通过第一连接管路300由微量栗P3栗入第二分析装置2001,在三通S11 处与由微量栗P5从第二缓冲溶液瓶2011中栗出的缓冲溶液和过氧化氢酶的混合溶液汇合, 然后在第四混合管211中进行充分混合;其后样品流出第四混合管211,在三通S21处由微量栗P7从第二荧光试剂瓶2021中栗出的荧光试剂汇合,然后在第五混合管221中进行反应,反应后的样品流出第五混合管221,在三通S31处由微量栗P9从第二碱液瓶2031中栗出的碱液汇合,然后在第六混合管231中充分混合。
[0040]其中,缓冲溶液的作用是去除溶液中的重金属避免干扰,同时调节pH值为适合进行荧光反应的6.8左右。但是,第二缓冲溶液瓶2011中的缓冲溶液与第一缓冲溶液瓶201中的缓冲溶液的不同之处在于,第二缓冲溶液瓶2011中的缓冲溶液中还添加了过氧化氢酶。
[0041]S卩,通过微量栗P5栗入第二缓冲溶液的时候,溶解有过氧化物的捕集液样品中的 H2〇2可以被过氧化氢酶分解,因而后续检测过程中H2〇2已经不存在,则此时第二分析装置 2001最后检测到的过氧化物的浓度完全是大气中的有机过氧化物的浓度。而通过微量栗P4 栗入第一缓冲溶液的时候,其检测获得的是大气中的过氧化物的总浓度。因此,最后通过计算,可以利用栗入第一缓冲溶液获得的总的过氧化物的浓度减去栗入第二缓冲溶液获得的有机过氧化物的浓度,获得大气中的H2〇2的浓度。
[0042]也就是说,通过本发明的系统,可以自动连续且同时实现总的过氧化物浓度的连续监测(通过第一分析装置200)以及有机过氧化物浓度的连续监测(通过第二分析装置 2001),总的过氧化物浓度以及有机过氧化物浓度的检测在整个监测过程中不需要中断或者切换,提尚了检测效率。
[0043]荧光试剂的作用是使发荧光的2,2 二羟基-联苯-5,5 二乙酸被生成,碱液的作用是最后调节检测液的PH值为最适荧光检测的10.0-10.5,以便于检测方法拥有最高的灵敏度。以上溶液均为现有荧光检测法常用试剂,本非本发明的重点,本领域技术人员可以根据现有技术查询获得上述溶液的具体成分。另外,本发明可以采用现有的任何一种荧光检测仪来检测样品的荧光强度,用以比对获得大气过氧化物的总的浓度、有机过氧化物的浓度以及计算获得过氧化氢的浓度,例如可以采用市售的岛津LC-20A荧光检测仪等。[〇〇44]理论上,第一分析装置200中,从第三混合管23中流出的样品溶液,可以直接输入第一荧光检测仪500进行检测,然而由于存在样品溶液的流量会有小波动、样品溶液中混杂气泡等问题,将样品溶液直接输入第一荧光检测仪500可能会导致荧光检测仪的基线不稳定,从而影响检测结果,因此,在本发明的第一分析装置200中特别设置了一个第一样品收集器24,用以排出溶液中的气体,同时保证通过设置在第二连接管路400中的微量栗P10栗入第一荧光检测仪500的液体流量保持连续,以获取稳定的检测结果。同样的,第二分析装置2001也设置有一个同样的第二样品收集器241,然后通过设置在第三连接管路4001中的微量栗P11栗入第二荧光检测仪5001。[〇〇45]具体来说,第一分析装置200中,竖直放置的第一样品收集器24为细长型透明玻璃管,其上端连接第三混合管23的出口端,第一样品收集器24的下端连接有一个气栗P12,其作用是将多余的样品排出分析系统外,避免液体过多,积存于收集管内,不能实现对过氧化物的即时、在线监测。同样的,第二分析装置2001中的第一样品收集器24也为细长型透明玻璃管,其上端连接第六混合管231的出口端,下端连接有一个与气栗P12作用相同的气栗 P13〇
[0046]为了排出捕集液样品中的气体、同时保持样品收集器24内压力的稳定,第一分析装置200中,第一样品收集器24的上部设置有一个斜向上伸出的第一排气管204,在一个具体实施例中,第一排气管204中装有与大气相通的过滤膜(图中未示出),设置第一排气管 204以及过滤膜的作用是排出多余的气体,平衡第一样品收集器24内的压力,使第一样品收集器24内的压力与外界大气压力相同,同时避免外界灰尘等污染物进入第一样品收集器 24。因为第一样品收集器24后端连接的第一荧光检测仪500需要在恒定的压力和流量下才可以获得稳定的检测结果,第一样品收集器24内频繁的压力变化会严重干扰第一荧光检测仪500的输出结果的稳定性。同样的,第二分析装置2001中,第二样品收集器241的上部设置有一个斜向上伸出的第二排气管2041,第二排气管2041中也装有与大气相通的过滤膜(图中未示出)。
[0047]同样如前述,为了实现溶解有过氧化物的捕集液能够平稳连续流入荧光检测仪, 对于第一分析装置200和第二分析装置2001—侧的各种微量栗的流量均需要进行频繁细致地调节,使进入样品收集器中的样品的液面保持平衡。由于这一侧的微量栗数量很多,要想获得满意的结果也是非常困难的。同样的,本发明为了简化调节步骤,直观获得所需的调节结果,在一个具体实施例中,本发明提供了一种可通过观察辨别是否调节到位的技术,即, 第一分析装置200中,在竖直放置的透明玻璃制成的第一样品收集器24的中部设置有一个斜向上伸出的第一样品检测管205,第一样品检测管205的上端连接第二连接管路400,系统连续监测过程中,设定第一样品检测管205的底部最高点G位于第一样品收集器24的液面最低点的下方,特别的,在一个优选实施例中,第一样品检测管205的底部最高点G位于第一样品收集器24的液面最低点的下方3-4毫米处,如图3所示,其显示的是图1所示位置B处的放大示意图。同样的,第二分析装置2001中,在竖直放置的透明玻璃制成的第二样品收集器 241的中部设置有一个斜向上伸出的第二样品检测管2051,第二样品检测管2051的上端连接第三连接管路4001,系统连续监测过程中,设定第二样品检测管2051的底部最高点位于第二样品收集器241的液面最低点下方,特别的,在一个优选实施例中,第二样品检测管 2051的底部最高点位于第二样品收集器241的液面最低点下方3-4毫米处。[〇〇48]第一样品检测管205以及第二样品检测管2051的位置的确定是本发明实现自动连续监测的另一个突出的特点。[〇〇49]以第一分析装置200为例,发明人曾经尝试将第一样品收集器24的底部通过第二连接管路400连接第一荧光检测仪500,但是存在调试阶段无法对第一样品收集器24中的多余流量的液体进行调节的问题。即,如前所述,在形成连续的液流之前需要调节进入第一荧光检测仪500中的液体流量,例如,如果在调试阶段进入第一样品收集器24中的液体过多, 则需要将一部分液体排出,避免过多的液体积存于收集管内倒灌入第三混合管23,或者需要人工拆除排气管204上的过滤膜以泄压,不能实现对过氧化物的即时、在线监测。但是如果将第一样品收集器24的底部直接连接第一荧光检测仪500,则需要在适当的高度设置额外的液体排放口,由于排放口并不位于最低点(最低点已经连接第一荧光检测仪500),则需要特别精细地查看液面高度以避免液面低于排放口形成空转,造成调节断续难以控制,同时高点位置设置的液体排放口会将新鲜溶液抽走,导致检测样品可能都是旧液,监测结果会不准。因此,在本发明的上述具体实施例中,将废液排放口设置在第一样品收集器24的 (底部)最低点,使第一样品收集器24的底部与气栗P12连接,因而基本上不存在液面高度低于排放口的问题,操控调节相对简化了很多。
[0050]另外,发明人也尝试过使第一样品检测管205水平或者向下设置,但研究发现,若设置第二连接管路400中的微量栗P10的高度高于第一样品收集器24中的液面高度,液体通过微量栗P10的抽吸作用进入第一荧光检测仪500时,液体压力的变化可被液体自身的重力以及微量栗P10的抽吸力所抵消,从而除去了因液体偶然出现的压力变化导致的荧光检测仪500输出结果不稳定的问题。若第一检测管205水平或者向下设置,则增加了第一检测管 205和微量栗P10之间的连接管的长度,延长了检测时间。因此,将第一样品检测管205设置为斜向上,不仅消除了液体压力变化对第一荧光检测仪500的干扰,提高了检测结果的稳定性,而且节约了检测时间。
[0051]当然,如果要彻底杜绝压力干扰、检测结果不稳定的问题,除了需要设置第一样品检测管205斜向上伸出之外,还需要在调节过程中控制第一样品收集器24的液面高度位于第一样品检测管205的底部上方,特别优化的条件是,系统连续监测过程中,设定第一样品检测管205的底部最高点G位于第一样品收集器24的液面最低点的下方3-4毫米处,即可达到最优的连续监测状态,使得系统得以长时间不中断的连续运转,可以获得长达数百小时的连续监测结果。同时由于第一样品检测管205的底部邻近液面设置,输送到第一荧光检测仪500中的均为较新鲜的溶液,检测结果会相对更准确一些。[〇〇52]反之,上述提及的优化方案之外的各种样品检测管位置的设置条件下,基本上很难获得一小时以上的连续液流,系统连续运转的能力非常有限,难以获得较长时间的连续监测结果。
[0053]同样的,关于第二样品检测管2051的位置的设计也遵循了与第一样品检测管205 同样的原理,也可以获得同样的优化效果,同时,当设置斜向上伸出的第二样品检测管2051 的情况下,设置在第三连接管路4001中的微量栗PI 1设置高于第二样品收集器241中的液面高度时,液体通过微量栗P11的抽吸作用进入第二荧光检测仪5001,液体压力变化被液体自身的重力以及微量栗P11的抽吸力所抵消,降低了液体压力变化对第二荧光检测仪5001的干扰,提高了检测结果的稳定性。同样的内容在此不再重复描述。[〇〇54]综上所述,本发明所提供的上述大气过氧化物自动连续监测系统,可以实现对大气过氧化物的自动连续监测,并能获得较为准确的大气中过氧化物的总的含量、有机过氧化物的含量以及H2〇2的含量。
[0055]本领域技术人员应当理解,虽然本发明是按照多个实施例的方式进行描述的,但是并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案。说明书中如此叙述仅仅是为了清楚起见, 本领域技术人员应当将说明书作为一个整体加以理解,并将各实施例中所涉及的技术方案看作是可以相互组合成不同实施例的方式来理解本发明的保护范围。
[0056]以上所述仅为本发明示意性的【具体实施方式】,并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员,在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合, 均应属于本发明保护的范围。
【主权项】
1.一种大气过氧化物自动连续监测系统,包括一个采样装置(100)、一个第一分析装置 (200)以及一个第二分析装置(2001),所述采样装置(100)包括一个水平放置的螺旋管 (10),一个竖直放置的气液分离器(11)以及一个气栗(12),所述螺旋管(10)的进口端分别 连接大气(101)以及捕集液瓶(102),所述螺旋管(10)的出口端连接所述气液分离器(11)的 中部,所述气液分离器(11)的上端连接所述气栗(12),所述气液分离器(11)的下端通过第 一连接管路(300)连接所述第一分析装置(200)和所述第二分析装置(2001);所述第一分析 装置(200)和所述第二分析装置(2001)的结构完全相同。2.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述第一分析装置(200)包括首尾串联连接 的第一混合管(21)、第二混合管(22)以及第三混合管(23);所述第一混合管(21)的进口端 通过三通(S1)分别连接所述第一连接管路(300)以及第一缓冲溶液瓶(201),所述第二混合 管(22)的进口端通过三通(S2)分别连接所述第一混合管(21)的出口端以及第一荧光试剂 瓶(202),所述第三混合管(23)的进口端通过三通(S3)分别连接所述第二混合管(22)的出 口端以及第一碱液瓶(203);所述第三混合管(23)的出口端连接有一个竖直放置的第一样 品收集器(24),所述第一样品收集器(24)的中部通过第二连接管路(400)连接一台第一荧 光检测仪(500)。3.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述第二分析装置(2001)包括首尾串联连接 的第四混合管(211)、第五混合管(221)以及第六混合管(231);所述第四混合管(211)的进 口端通过三通(S11)分别连接所述第一连接管路(300)以及第二缓冲溶液瓶(2011),所述第 五混合管(221)的进口端通过三通(S21)分别连接所述第四混合管(211)的出口端以及第二 荧光试剂瓶(2021),所述第六混合管(231)的进口端通过三通(S31)分别连接所述第五混合 管(221)的出口端以及第二碱液瓶(2031);所述第六混合管(231)的出口端连接有一个竖直 放置的第二样品收集器(241),所述第二样品收集器(241)的中部通过第三连接管路(4001) 连接一台第二荧光检测仪(5001)。4.如权利要求1-3之一所述的系统,其特征在于,所述气液分离器(11)和所述气栗(12) 之间设置有一个收集液体的安全瓶(103)。5.如权利要求1-3之一所述的系统,其特征在于,所述第一连接管路(300)中设置有一 个三通电磁阀(13),所述三通电磁阀(13)的第一端连接所述气液分离器(11)的下端,所述 三通电磁阀(13)的第二端分别连接所述第一分析装置(200)和所述第二分析装置(2001), 所述三通电磁阀(13)的第三端连接一个标准溶液瓶(14)。6.如权利要求1-3之一所述的系统,其特征在于,所述螺旋管(10)的出口端水平连接所 述气液分离器(11)的中部,系统连续监测过程中,设定所述气液分离器(11)与所述螺旋管 (10)连接位置处的液面高度与所述螺旋管(10)的出口的最高点平齐。7.如权利要求2所述的系统,其特征在于,所述第一样品收集器(24)的上部设置有一个 第一排气管(204),所述第一样品收集器(24)的中部设置有一个斜向上伸出的第一样品检 测管(205),所述第一样品检测管(205)的底部位于所述第一样品收集器(24)的液面下方, 所述第一样品检测管(205)的上端连接所述第二连接管路(400)。8.如权利要求7所述的系统,其特征在于,所述第一样品检测管(205)的底部位于所述 第一样品收集器(24)的液面下方3-4毫米处。9.如权利要求3所述的系统,其特征在于,所述第二样品收集器(241)的上部设置有一个第二排气管(2041),所述第二样品收集器(241)的中部设置有一个斜向上伸出的第二样 品检测管(2051),所述第二样品检测管(2051)的底部位于所述第二样品收集器(241)的液 面下方,所述第二样品检测管(2051)的上端连接所述第三连接管路(4001)。10.如权利要求9所述的系统,其特征在于,所述第二样品检测管(2051)的底部位于所 述第二样品收集器(241)的液面下方3-4毫米处。
【文档编号】G01N21/64GK106018361SQ201610320457
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月16日
【发明人】陈炫, 何友江, 柴发合, 任岩军, 张玉洁, 陈义珍, 陈晨, 刘炳森, 刘姣玉, 胡君, 刘岩
【申请人】中国环境科学研究院
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