一种便携式土壤挥发性有机物前处理装置的制作方法

本发明涉及土壤挥发性有机物检测领域，特别涉及一种便携式土壤挥发性有机物前处理装置。

背景技术：

目前便携式色质联机分析土壤的方法是专门一套顶空设备，设备重约15斤，且分析的时候需要和便携式gcms连接起来,不具备单独操作的功能。土壤分析时,需用棕色玻璃瓶现场采样,将瓶子塞满不留空隙,冷藏避光带回分析。分析前,将采满的玻璃瓶打开,将土壤样品快速加入顶空瓶,,并加入20ml的纯净水,把进样针移至样品瓶,对其加热10-15min，vocs被挥发到液体或固体之外，在小瓶之内达到气液平衡。取样时，先向其中冲入n2，再通过置于顶部的吸管将vocs吸入便携式色质联机进行分析。

目前的方法存在以下缺点：

1、顶空设备较重,现场土壤分析时不方便。

2、分析土壤样品时，需要便携式色质联机和顶空设备连接起来，分析时受便携式色质联机开机各项指标加热时间较长的影响，整个分析周期较长。

3、如遇密度较紧的土壤，和水混合后，光靠加热，没有搅拌工序,可能挥发不充分。

4、气液平衡的时间为10-15分钟，未有具体监控气液平衡是否到位的装置。

5、价格较高，一台顶空价格30万以上。

根据这些监测实际中存在的问题和状况，也有一些专利发明是通过密闭容器内加入土壤，加热后通过通入空气将土壤中挥发性有机物蒸汽带走，再进入相应的分析设备进行分析。这种设备具备可携带性，且现场前处理性，但仍存在挥发不充分及未有具体监控气液平衡是否到位的装置，实用性不高。

技术实现要素：

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种便携式土壤挥发性有机物前处理装置，既解决快速分样的问题又能大大提高工作效率并能提高分样的准确性。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种便携式土壤挥发性有机物前处理装置，包括保温箱、氮气瓶、加热装置和搅拌装置；所述保温箱内腔由下到上依次通过隔板和孔板分割成加热空间、进气空间和工作搅拌空间；所述孔板上有若干个通孔，使进气空间和工作搅拌空间连通；所述加热空间位于所述保温箱底部，所述加热空间内设有加热装置；所述氮气瓶悬挂在所述保温箱外侧，所述氮气瓶通过管道与进气空间连通，所述氮气瓶与进气空间之间设有阀门；所述工作搅拌空间内设有搅拌装置；所述保温箱上部设有出气孔，且出气孔位于工作搅拌空间；所述出气孔设有单向阀门；所述工作搅拌空间内设有温度传感器，且所述温度传感器位置靠近隔板，用于测量液体温度；所述工作搅拌空间内设有温度压力传感器，且所述温度压力传感器位置工作搅拌空间顶部，用于测量气体温度和压力。

进一步，还包括控制面板，所述控制面板安装在保温箱外侧，所述控制面板上设有显示区和按钮区；所述显示区分别与温度传感器和温度压力传感器连接，用于分别显示相对应的温度和压力；所述按钮区分别与加热装置和搅拌装置连接。

进一步，所述搅拌装置包括搅拌叶片和传动轴，所述搅拌叶片位于所述工作搅拌空间内，所述传动轴一端与搅拌叶片连接，所述传动轴一端与动力装置连接，且所述传动轴穿过加热空间和进气空间。

进一步，所述搅拌装置为磁力搅拌装置。

进一步，所述孔板上的若干所述通孔呈径向均布。

进一步，还包括加料装置，所述加料装置位于所述保温箱的密封上盖上部，用于加料。

进一步，所述加料装置包括加料斗和滤网筛；所述加料斗安装在密封上盖上，且所述加料斗与工作搅拌空间连通；所述滤网筛位于加料斗内部。

本发明的有益效果在于：

1.本发明所述的便携式土壤挥发性有机物前处理装置，通过搅拌装置使得土壤和水充分混合，通过加热装置使得搅拌工作空间加热温度控制在45度，快速实现气液温度达到一致且气态的压力保持稳定。

2.本发明所述的便携式土壤挥发性有机物前处理装置，通过设置加料装置和滤网筛，可以实现快速加料和筛选。

3.本发明所述的便携式土壤挥发性有机物前处理装置，可以快速便捷的与后续检测设备连接。

附图说明

图1为本发明所述的便携式土壤挥发性有机物前处理装置主视图。

图2为本发明所述的便携式土壤挥发性有机物前处理装置俯视图。

图3为图2的a-a剖视图。

图4为图1的b-b剖视图。

图中：

1-保温箱；2-密封上盖；3-氮气瓶；4-工作搅拌空间；5-孔板；6-温度压力传感器；7-温度传感器；8-阀门；9-搅拌装置；10-出气孔；11-控制面板；12-加热装置。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

结合图1和图2所示，本发明所述的便携式土壤挥发性有机物前处理装置，包括保温箱1、氮气瓶3、加热装置12和搅拌装置9；如图3所示，所述保温箱1内腔由下到上依次通过隔板和孔板5分割成加热空间、进气空间和工作搅拌空间4；所述孔板5上有若干个通孔，使进气空间和工作搅拌空间连通；所述孔板5上的若干所述通孔呈径向均布；所述加热空间位于所述保温箱1底部，所述加热空间内设有加热装置12；所述氮气瓶3悬挂在所述保温箱1外侧，所述氮气瓶3通过管道与进气空间连通，所述氮气瓶3与进气空间之间设有阀门8；所述工作搅拌空间内设有搅拌装置9；所述保温箱1上部设有出气孔10，且出气孔10位于工作搅拌空间；所述出气孔10设有单向阀门；所述工作搅拌空间内设有温度传感器7，且所述温度传感器7位置靠近隔板，用于测量液体温度；所述工作搅拌空间内设有温度压力传感器6，且所述温度压力传感器6位置工作搅拌空间顶部，用于测量气体温度和压力。

工作过程：首先将待测土壤放入保温箱1内，再将纯净水倒入，土壤和水按照1比2的比重比，液面高度为箱体的1/2到2/3。密封上盖2闭合和关闭出气孔10上的控制阀门，使整个保温箱处于密封状态。启动搅拌装置9使得土壤和水充分混合，同时启动加热装置，控制加热温度为45℃；加热和搅拌的开启顺序可以根据需要调整。温度压力传感器6安装在液面上方，用于测量搅拌后气体的温度和压力；温度传感器7安装在液面下方，用于测量土壤和水充分混合的温度。当温度压力传感器6和温度传感器7的温度值一致，即保温箱1内气液温度达到一致，且温度压力传感器6的压力数字平稳，并保持一致时，即气相和液相达到平衡。达到平衡后，打开气阀8将氮气瓶3里的氮气均匀的通入进气空间，通过孔板5进入工作搅拌空间4，由于气体的通入气相压力逐渐增大，顶开所述出气孔10上的单向阀门，土壤中的挥发性气体和n2由出气孔10直接进入检测器进行分析。

为了操作方便，还包括控制面板11，所述控制面板11安装在保温箱1外侧，所述控制面板11上设有显示区和按钮区；所述显示区分别与温度传感器7和温度压力传感器6连接，用于分别显示相对应的温度和压力；所述按钮区分别与加热装置12和搅拌装置9连接，即所述按钮区设置2个开关旋钮分别控制加热装置12和搅拌装置9。此外，控制面板上还可以设置搅拌时间和加热时间的控制旋钮。

现有技术中的搅拌装置9为上搅拌叶片，即传动装置在保温箱1上部贯穿搅拌工作空间，这样加大了搅拌功率，不利于小巧和携带。所述搅拌装置9包括搅拌叶片和传动轴，所述搅拌叶片位于所述工作搅拌空间内，所述传动轴一端与搅拌叶片连接，所述传动轴一端与动力装置连接，且所述传动轴穿过加热空间和进气空间。所述搅拌装置9为磁力搅拌装置，减少噪音，耗电量小。

为了防止实验时土壤中用杂质或者颗粒大小不满足要求，还包括加料装置，所述加料装置位于所述保温箱1的密封上盖2上部，用于加料。所述加料装置包括加料斗和滤网筛；所述加料斗安装在密封上盖2上，且所述加料斗与工作搅拌空间连通；所述滤网筛位于加料斗内部。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。