专利名称：测定气体样品n的制作方法
技术领域：
本发明属于仪器分析技术领域，具体地说是一种测定气体样品N2O浓度中双进样口进样实现反吹的方法。
背景技术：
氧化亚氮(N2O)是一种痕量气体，其大气浓度只有0.31ppm左右，但在大气中，它却既具有较强的增温效应，又同时具有破坏臭氧层的作用。因此，N2O已成为受到广泛关注的重要温室气体之一。陆地生态系统是重要的N2O源或汇，采用箱法技术进行的陆地生态系统N2O排放通量研究是近年来全球环境变化研究的一个热点。但是，因为空气中的N2O浓度极低，如何快速、准确地测定空气N2O浓度是开展这类研究工作的前提和基础。
目前采用的N2O测定方法主要是气相色谱法。在常规的气相色谱仪条件下，测定一个空气样品中的N2O浓度所需时间较长，一般在10分钟以上，这是因为空气中各不同组分在气相色谱仪分离系统中的保留时间不同，H2O等组分的保留时间要远远大于N2O，且这些组分浓度较高，显著影响着色谱仪检测器的灵敏度。因此，在实际工作中，常常采用反吹装置把那些保留时间在N2O之后的气体如H2O等排空，使之不进入检测器，从而大大缩短样品测定时间并可以较好地保持检测器灵敏度。改进后一个气体样品的测定时间可以缩短为4分钟左右。
在日常研究工作中，因为研究方法和目的不同，所能获得的气体样品体积不同。根据所能获得的样品体积不同，需要气相色谱仪既可以从定量管进样，又可以从柱端进样口进样。从定量管处注入气体样品，要求气体样品的体积应是定量管自身容积的5倍以上，当定量管体积为1ml时，样品的体积应在5ml以上，甚至20-30ml的气体样品。但是，在一些实验研究中，所能采集到的气体样品体积远远少于5ml，如在许多土壤模拟培养实验中只能采集1ml左右的气体样品，这是因为用于培养实验的容器，其容积大多有限，每次测定从培养容器内所能采集的气体样品不能过多。在这种情况下，依照原有的反吹系统设计(图1)，无论十通阀、分离柱和检测器之间的连接方式，及相应计算机控制程序，不能在柱端进样口方式下实现反吹。不能利用反吹装置，就使一个样品的测定时间仍需12分钟以上，这将大大限制许多实验室培养实验的进行，使研究工作受到限制和严重影响。
所以，在安装有反吹装置的系统中存在一个以前所不能解决的问题，即反吹操作只能用于定量管进样，而不能用于柱端进样口进样，或是只能用于柱端进样口进样，而不能用于定量管进样口进样的样品测定，即两者不可兼得。如果需要在柱端进样口和定量管进样口进样条件下均可以实现反吹操作，就必须进行硬件条件的改变，即改变原系统的气路结构及其组合。当然，硬件条件的改变具有操作繁琐、易造成系统不稳定等诸多缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种能在不改变原系统任何气路结构及其组合的情况下，实现在柱端进样口和定量管进样口两种进样方式下均可进行反吹操作的气体样品N2O浓度气相色谱测定方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是在不改变硬件条件下于柱端进样口或定量管进样口进样进行反吹操作，从定量管进样口进样转为由柱端进样口进样时通过控制程序控制；其控制程序为先在十通阀处于“ON”状态时从柱端进样口注入样品，在注入样品的同时依次在1～2分钟和2～5分钟时分别执行十通阀由“ON”至“OFF”和由“OFF”至“ON”的切换，从而完成反吹及其它后续操作。
本发明具有如下优点1.具有柱端进样口和定量管进样口两种进样方式下均可实现反吹操作的特点。本发明可以在不改变原系统任何机械结构及其组合的情况下，只改变控制程序及其操作次序，从而在柱端进样口和定量管进样口两种进样方式下均可实现反吹操作，为气相色谱法测定不同体积和不同浓度气体样品提供了一种新的技术路线及新的相应控制程序。
2.系统效率高。采用改进后的本发明，单个样品测定时间只需3-4分钟左右，系统的整体效率提高四倍，检测器的灵敏度和稳定性也得以保持。
图1反吹装置流程示意图。
具体实施例方式
实施例1用于N2O测定的气相色谱仪配置如下岛津GC-14A气相色谱仪，ECD检测器，高纯氮作载气，两根填充柱，填料采用Porapak Q，检测器温度300℃，进样口温度100℃，柱箱温度60℃。反吹装置主要包括十通阀、气动泵和程序控制单元。
图1所示的是十通阀及相应连接气路和部件，其中1’至10’为十通阀的接口；1为载气及柱端进样口；2为载气及柱端进样口；3为填充柱A；4为填充柱B；5为检测器；6为排空口A；7为排空口B；8为定量管；9为定量管进样口；10为排空口C。
当十通阀处于“ON”状态时，图中2’-3’、4’-5’、6’-7’、8’-9’、10’-1’接口相通，即实弧线部分为通路；当十通阀处于“OFF”状态时，图中1’-2’、3’-4’、5’-6’、7’-8’、9’-10’接口相通，即虚弧线部分为通路。
常规气相色谱法测定气体样品N2O浓度中采用的反吹装置及其操作方法只能在定量管或柱端进样口两种进样方式中的一种情况下实现反吹操作。若要在改变进样方式的情况下也实现反吹，就需要改变系统的硬件条件。
例如，在定量管进样情况下实现反吹操作需依控制程序的如下指令完成。在十通阀处于“OFF”状态时，从定量管处注入气体样品，气体样品暂时存留于定量管中。当控制程序开始执行之后(控制程序命令见控制程序1)，在该控制程序中，“0.01 Relay 5，on”命令使十通阀由“ON”状态切换至“OFF”状态，存留在定量管中的气体样品被载气带入气相色谱仪的分离系统，进行预分离、由“1.18Relay 5，off”命令使十通阀由“OFF”状态切换至“ON”状态，进行反吹操作，然后气体样品再进一步被分离，最后进入信号检测器。
本发明改进后的反吹操作方法参见图1，为了能在柱端进样口进样条件下也实现反吹，本发明对岛津GC-14A气相色谱仪的反吹法装置进行如下改变由柱端进样口进样时，控制程序采用控制程序2，并在十通阀处于“ON”状态时从柱端进样口注入样品，在注入样品的同时启动控制程序2，顺次在1.10分和3.0分时分别执行“Relay 5，OFF”和“Relay 5，ON”指令(见控制程序2)，完成反吹及其它后续操作。
反吹装置流程示意图和改进前后控制程序代码如表1(控制程序1为现有技术中从定量管进样口进样的控制程序，控制程序2为从定量管进样口进样转为由柱端进样口进样时的控制程序)
表1控制程序1和控制程序2的代码
在改进前，在由柱端进样口进样的情况下，系统如果不进行硬件的改变，就不能实现反吹，因为改变硬件系统非常繁琐，且易造成系统不稳定。在没有反吹操作情况下，单个样品的测定时间一般需12分钟以上，且空气中H2O及其他物质(如在培养实验中加入的乙炔)对检测器灵敏度有严重干扰。改进后单个样品测定时间只需3分钟左右，系统的整体效率提高四倍，检测器的灵敏度和稳定性也得以保持。
实施例2与实施例1不同之处在于由柱端进样口进样时，在十通阀处于“ON”状态时，由控制程序控制，从柱端进样口注入样品的同时顺次在2.0分和5.0分时分别执行“Relay 5，OFF”和“Relay 5，ON”指令，完成反吹及其它后续操作。
单个样品测定时间只需5-6分钟，系统的整体效率提高四倍，检测器的灵敏度和稳定性均好。
实施例3与实施例1不同之处在于由柱端进样口进样时，在十通阀处于“ON”状态时，由控制程序控制，从柱端进样口注入样品的同时顺次在1.5分和2.0分时分别执行“Relay 5，OFF”和“Relay 5，ON”指令，完成反吹及其它后续操作。
单个样品测定在2-3分钟，系统的整体效率提高四倍，检测器的灵敏度和稳定性均好。
权利要求
1.一种测定气体样品N2O浓度中双进样口进样实现反吹的方法，其特征在于在不改变硬件条件下于柱端进样口或定量管进样口进样进行反吹操作，从定量管进样口进样转为由柱端进样口进样时通过控制程序控制。
2.按权利要求1所述测定气体样品N2O浓度中双进样口进样实现反吹的方法，其特征在于从定量管进样口进样转为由柱端进样口进样时的控制程序为先在十通阀处于“ON”状态时从柱端进样口注入样品，在注入样品的同时依次在1～2分钟和2～5分钟时分别执行十通阀由“ON”至“OFF”和由“OFF”至“ON”的切换，从而完成反吹及其它后续操作。
全文摘要
本发明公开一种测定气体样品N
文档编号G01N30/16GK1624471SQ20041005025
公开日2005年6月8日 申请日期2004年8月13日 优先权日2004年8月13日
发明者徐慧, 陈冠雄, 于克伟, 张颖, 荆瑞勇, 倪志龙, 郑循华 申请人:中国科学院沈阳应用生态研究所