色谱检测方法和系统与流程

1.本发明涉及色谱技术，特别涉及色谱检测方法和系统。


背景技术：

2.挥发性有机物(vocs)的在线实时监测是近年来的重点研究内容，常用的在线监测仪器有gc和gcms，但由于监测场景不同(厂界无组织或固定污染源排放等)，待测物质的浓度值也相差很大，有些物质甚至相差几十倍、几百倍，每台仪器都有固定的检测上限和下限，超过检测上限时一般会造成仪器响应过载导致无法检测，有时就算响应没有过载，但响应值没有落在该仪器校准时所在的浓度范围内，也会造成测量结果的不准确。
3.目前，常用的解决方案是根据监测现场浓度的不同更改预浓缩装置的采样时间或者调整分流比，但以上措施都会导致前后方法的不一致性，况且背景浓度是实时变化的，可能需要不断更改方法，而且待测样品中不同物质的浓度也相差很大，比如增大分流比在保证物质a响应不过载的同时可能会导致物质b响应值太低，测量不准确。


技术实现要素：

4.为解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种色谱检测方法。
5.本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
6.色谱检测方法，所述色谱检测方法为：
7.待测气体进入第一分离单元；
8.待测气体中的多种成分在所述第一分离单元内分离，并依次进入第一检测器内；
9.第一检测器输出所述多种成分的初测参数，所述初测参数包括初测浓度和保留时间，部分成分的初测浓度偏离第二检测器的量程范围；
10.根据所述初测参数，实时地调整排出第一分离单元的待测气体中所述部分成分的浓度及分流比，使得浓度处于所述第二检测器的量程范围内；
11.浓度经过调整和未经过调整的各成分依次进入所述第二检测器，所述第二检测器输出待测气体中多种成分的浓度。
12.本发明的目的还在于提供了色谱检测系统，该发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
13.色谱检测系统，所述色谱检测系统包括依次串联的第一分离单元和第一检测器；所述色谱检测系统还包括：
14.判断单元，所述判断单元根据所述第一检测器输出的初测参数判断分离出的成分是否需要调整，所述调整包括浓度和分流比的调整；
15.计算单元，所述计算单元用于根据所述判断单元的判断结果给出浓度和分流比的调整目标，并送浓度调整单元和分流比调整单元；
16.第二分离单元和第二检测器，所述第一分离单元的输出端依次连接所述第二分离单元和第二检测器；
17.浓度调整单元，所述浓度调整单元的输出端连通管道，所述管道连通所述第二分离单元和第一分离单元；
18.分流比调整单元，所述分流比调整单元连接所述管道。
19.与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：
20.1.准确性好；
21.可预先反馈待测样品不同组分的浓度水平并实时动态调整每种物质的分流比从而获得适合仪器的最佳响应值，从而提高了检测准确性；
22.保证待测样品中的每种组分浓度都落在其标准曲线线性浓度范围的最佳位置上(如标曲浓度的中间位置)，提高了测量结果的准确性，无需根据现场组分浓度的不同更改标准曲线；
23.2.适用性好；
24.本装置通过对每种物质分流比的实时调整，大大拓宽了仪器的检测上限，理论上仪器的响应值永不过载。
附图说明
25.参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：
26.图1是根据本发明实施例色谱检测系统的结构示意图。
具体实施方式
27.图1和以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了解释本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本发明的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由此，本发明并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。
28.实施例1：
29.本发明实施例1的色谱检测方法，所述色谱检测方法具体为：
30.待测气体进入第一分离单元；
31.待测气体中的多种成分在所述第一分离单元内分离，并依次进入第一检测器内；
32.第一检测器输出所述多种成分的初测参数，所述初测参数包括初测浓度和保留时间，部分成分的初测浓度偏离第二检测器的量程范围；
33.根据所述初测参数，实时地调整排出第一分离单元的待测气体中所述部分成分的浓度及分流比，使得浓度处于所述第二检测器的量程范围内；
34.浓度经过调整和未经过调整的各成分依次进入所述第二检测器，所述第二检测器输出待测气体中多种成分的浓度。
35.为了调整部分成分的浓度和分流比，使得调整后的浓度处于第二检测器的线性浓度范围，进一步地，所述调整的方式为：
36.当所述部分成分到达调整位置时，稀释气进入所述调整位置，与所述部分成分混
合，混合气体流向下游；
37.调整混合气体的分流比，部分混合气体依次经过第二分离单元和所述第二检测器。
38.为了准确地判定是否需要调整，进一步地，初测浓度是否偏离所述量程范围的判定方式为：
39.若k是阈值，则初测浓度偏离所述量程范围；
c1
是所述第一检测器输出的成分的初测浓度，
c2
是该成分在所述第二检测器上的线性浓度范围的上限；
40.若则初测浓度处于所述量程范围。
41.为了使待测气体中成分能够准确地被第二检测器检测，进一步地，所述稀释气的流量分流比
v1
是所述第一分离单元的流速，
v2
是所述第二分离单元的流速。
42.为了快速、准确地检测待测气体中的成分浓度，进一步地，所述第一检测器的精度低于第二检测器，所述第二检测器的响应时间大于所述第一检测器。
43.为了快速检测待测气体中个成分含量，进一步地，所述第一检测器是无损检测器，排出所述第一检测器的多种成分根据需要地调整浓度，并依次进入所述第二检测器。
44.为了能够检测更低含量的成分，进一步地，待测气体进入富集单元，排出所述富集单元的待测气体的部分进入所述第一分离单元，部分进入另设的通道(该通道可另设富集单元)；
45.待所述第一检测器输出待测气体中多种成分的初测参数后，所述另设的通道内的待测气体依次进入所述第一分离单元和第二检测器。
46.图1示意性地给出了本发明实施例的色谱检测系统的结构图，如图1所示，所述色谱检测系统包括：
47.依次串联的第一分离单元和第一检测器；
48.判断单元，所述判断单元根据所述第一检测器输出的初测参数判断分离出的成分是否需要调整，所述调整包括浓度和分流比的调整；
49.计算单元，所述计算单元用于根据所述判断单元的判断结果给出浓度和分流比的调整目标，并送浓度调整单元和分流比调整单元；
50.第二分离单元和第二检测器，所述第一分离单元的输出端依次连接所述第二分离单元和第二检测器；
51.浓度调整单元，所述浓度调整单元的输出端连通管道，所述管道连通所述第二分离单元和第一分离单元；
52.分流比调整单元，所述分流比调整单元连接所述管道。
53.为了降低结构复杂度，进一步地，所述第一检测器是无损检测器，所述第一分离单元的输出端依次连接所述第一检测器和第二分离单元，或者，所述第一分离单元的输出端分别连接所述第一检测器和第二分离单元。
54.为了快速、准确地检测待测气体，进一步地，所述第一检测器的精度低于第二检测
器，所述第二检测器的响应时间大于所述第一检测器。
55.实施例2：
56.根据本发明实施例1的色谱检测方法和系统的应用例。
57.在本应用例中，所述色谱检测方法具体为：
58.待测气体进入富集单元如富集管内，富集后的待测气体进入第一分离单元如ltm柱内；
59.待测气体中的多种成分在所述第一分离单元内分离，并依次进入无损的第一检测器(pid检测器)内；
60.第一检测器输出所述多种成分的初测参数，所述初测参数包括初测浓度和保留时间，部分成分的初测浓度偏离第二检测器(常规检测器)的量程范围，是否偏离的判断方式为：
61.若k是阈值，如取0.5，则初测浓度偏离所述量程范围；
c1
是所述第一检测器输出的成分的初测浓度，
c2
是该成分在所述第二检测器上的线性浓度范围的上限；
62.若则初测浓度处于所述量程范围；
63.根据所述初测参数，实时地调整排出第一分离单元的待测气体中所述部分成分的浓度及分流比，使得浓度处于所述第二检测器的量程范围内；所述调整的方式为：
64.当所述部分成分到达调整位置时，稀释气进入所述调整位置，与所述部分成分混合，混合气体流向下游；所述稀释气的流量
v1
是所述第一分离单元的流速，
v2
是所述第二分离单元的流速；
65.调整混合气体的分流比，分流比部分混合气体依次经过第二分离单元和所述第二检测器；
66.浓度经过调整和未经过调整的各成分依次进入第二分离单元(常规色谱柱)和所述第二检测器，也即从第一分离单元分离出的多种成分依次通过第一检测器、第二分离单元和第二检测器，所述第二检测器输出待测气体中多种成分的浓度；
67.所述第一检测器的精度低于第二检测器，所述第二检测器的响应时间大于所述第一检测器。
68.图1示意性地给出了本发明实施例的色谱检测系统(用于实现本实施例的方法的系统)的结构图，如图1所示，所述色谱检测系统包括：
69.依次串联的富集单元、第一分离单元(如富集管)和无损的第一检测器(如pid检测器)；
70.判断单元，所述判断单元根据所述第一检测器输出的初测参数判断分离出的成分是否需要调整(判断的方式请见方法部分描述)，所述调整包括浓度和分流比的调整；
71.计算单元，所述计算单元用于根据所述判断单元的判断结果给出浓度和分流比的调整目标(具体计算方式见方法部分描述)，并送浓度调整单元和分流比调整单元；
72.第二分离单元(常规柱)和第二检测器(常规检测器)，所述第一分离单元的输出端
依次连接所述第一检测器、第二分离单元和第二检测器；所述第一检测器的精度低于第二检测器，所述第二检测器的响应时间大于所述第一检测器；
73.浓度调整单元，所述浓度调整单元的输出端连通管道，所述管道连通所述第二分离单元和第一分离单元；
74.分流比调整单元，所述分流比调整单元连接所述管道。
75.实施例3：
76.根据本发明实施例1的色谱检测方法和系统的应用例，与实施例2不同的是：
77.排出所述富集单元的待测气体的部分进入所述第一分离单元，部分进入另设的通道(该通道可另设富集单元)；
78.待所述第一检测器输出待测气体中多种成分的初测参数后，所述另设的通道内的待测气体依次进入所述第一分离单元，之后根据需要地进入第一检测器或管道，所述管道依次连接第二分离单元和第二检测器。