一种处理环境空气样品和液体样品的前处理一体机的制作方法

1.本实用新型属于环境分析的技术领域，具体说是涉及一种处理环境空气样品和液体样品的前处理一体机。


背景技术：

2.热脱附在国内叫做热解析或热解吸，是环境空气样品的一种全自动前处理设备，是将采集好的样品管放入到热脱附中，并且对样品管路进行密闭加热，然后通过阀体的切换将样品管中解析出来的样品导入到气相色谱仪进行分析。
3.顶空进样器是环境中液体样品的一种全自动前处理设备，是将液体样品放入专用的样品瓶中，将样品瓶中的液态样品进行加热，液态样品中的有机气体在一定的温度下会释放挥发性有机物，并实现汽液平衡状态，然后通过阀体的切换将样品瓶上部释放出来的样品导入到气相色谱仪进行分析。
4.目前市场上的热脱附和顶空进样器都是独立的设备，有两种情况，第一，一台气相色谱在用热脱附的时候就无法用顶空进样器，需要更换进样管路才可以继续使用，操作繁琐，更换不好容易造成漏气无法使用；第二，就是将两种设备接分别接到两台气相色谱上，成本高，占用空间大。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种处理环境空气样品和液体样品的前处理一体机，解决了现有技术中使用顶空进样器和热脱附进行环境空气样品和液体样品分析时，操作不便、成本高的问题。
6.本实用新型提供了一种处理环境空气样品和液体样品的前处理一体机，包括：液体进样组件和空气进样组件，气相色谱仪的载气出口依次与顶空六通阀、解析六通阀、气相色谱仪的进样口相连通；液体进样组件包括样品瓶，样品瓶与顶空六通阀相连，顶空六通阀还与顶空进样通道相连通，调节顶空六通阀的密封组件，可以连通载气出口、样品瓶和进样口；空气进样组件包括解析管，解析管与解析六通阀相连，解析六通阀还与解析进样通道相连通，调节解析六通阀的密封组件，可以连通载气出口、解析管和进样口。
7.优选地，顶空六通阀的第二接口与气相色谱仪的载气出口相连，顶空六通阀的第一接口与解析六通阀的第二接口相连，解析六通阀的第一接口与气相色谱仪的进样口相连。
8.优选地，液体进样组件包括顶空样品盘、顶瓶电机和顶空加热块，顶空样品盘内设置有样品瓶，顶瓶电机用于驱动顶空加热块与样品瓶靠近。
9.优选地，空气进样组件包括解析样品盘、解析电机和解析加热块，解析样品盘设置在顶空样品盘下方，解析样品盘内设置有解析管，解析电机用于驱动解析加热块靠近解析管。
10.优选地，液体进样组件还包括设置在顶空样品盘下方的顶空进样杆，顶空加热块
内还设置有顶空进样针，顶空进样针与顶空进样通道相连通，顶瓶电机通过第一驱动组件与顶空进样杆相连，用于驱动顶空进样杆将样品瓶推入顶空加热块，并使顶空进样针刺破样品瓶的密封垫。
11.优选地，空气进样组件还包括解析进样针，解析进样针与解析进样通道相连通，解析电机通过第二驱动组件与解析进样针相连通，用于驱动解析进样针刺破解析管的密封垫。
12.优选地，还包括包覆液体进样组件和空气进样组件的外壳，顶空样品盘显露在外壳外部，解析样品盘包覆在外壳内部，外壳设置有用于观察解析样品盘的观察窗。
13.优选地，还包括控制器，顶空进样通道和解析进样通道内分别设置有多个电磁阀，控制器与顶瓶电机、解析电机电连接，控制器还与顶空六通阀、解析六通阀、电磁阀相连接，外壳上还设置有操作屏幕，操作屏幕用于操控控制器。
14.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：将环境空气处理设备和环境液体处理设备这两种前处理设备合二为一，体积小，功能多，用一条样品管路解决在同一台气相色谱进行分析，不用频繁更换色谱进样口的管路，做环境空气样品和环境液态样品在同一条管路中进行切换，这样就不会涉及到更换气路带来的漏气等一系列的问题。
附图说明
15.图1是本实用新型实施例中处理环境空气样品和液体样品的前处理一体机的装配体等轴侧视图。
16.图2是图1的液体进样组件和空气进样组件的装配图。
17.图3是图2所示的液体进样组件的结构示意图。
18.图4是图2所示的空气进样组件的结构示意图。
19.图5是本实用新型的顶空进样通道和解析进样通道的气路结构示意图。
20.其中，附图标记如下：
21.10、液体进样组件；11、顶空样品盘；12、顶瓶电机；13、顶空加热块13；14、顶空驱动电机14；15、顶瓶电机组件；20、空气进样组件；21、解析样品盘；22、解析电机；23、解析加热块；24、解析驱动电机；25、解析进样针；30、载气出口；40、顶空进样通道；41、顶空六通阀；42、定量管；43、样品瓶43；44、电磁阀；45、顶空排气口；46、载气出口；50、解析进样通道；51、解析六通阀；52、冷阱管；53、解析管；54、电磁阀；55、解析排气口；56、进样口；60、外壳；61、观察窗；62、操作屏幕。
具体实施方式
22.为了能更加清楚说明本方案的技术特点，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
23.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“液体平”、“竖直”、“液体平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，
而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
24.参考图1至图5，本实用新型提供了一种处理环境空气样品和液体样品的前处理一体机，包括：液体进样组件10和空气进样组件20，气相色谱仪的载气出口46依次与顶空六通阀41、解析六通阀51、气相色谱仪的进样口相连通；液体进样组件10包括样品瓶43，样品瓶43与顶空六通阀41相连，顶空六通阀41还与顶空进样通道40相连通，调节顶空六通阀41的密封组件，可以连通载气出口30、样品瓶43和进样口；空气进样组件20包括解析管53，解析管53与解析六通阀51相连，解析六通阀51还与解析进样通道50相连通，调节解析六通阀51的密封组件，可以连通载气出口46、解析管53和进样口。
25.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：将环境空气处理设备和环境液体处理设备这两种前处理设备合二为一，体积小，功能多，用一条样品管路解决在同一台气相色谱进行分析，不用频繁更换色谱进样口的管路，做环境空气样品和环境液态样品在同一条管路中进行切换，这样就不会涉及到更换气路带来的漏气等一系列的问题。
26.参考图5，在一个实施例中，顶空六通阀41的第二接口与气相色谱仪的载气出口4630相连，顶空六通阀41的第一接口与解析六通阀51的第二接口相连，解析六通阀51的第一接口与气相色谱仪的进样口相连。
27.参考图5，顶空进样通道中设置有多个电磁阀44，调节这些电磁阀44和顶空六通阀、解析六通阀，可以实现三种运行方式：加压方式，常压方式，负压方式，以下分别进行说明：
28.1、顶空部分运行状态：(加压方式)
29.气相色谱的载气从顶空六通阀的2口进入，从1口出，从解析六通阀的2口进入，从1口出。样品盘根据自定义设置通过传感器自动寻找样品所在位置(此产品是20位自动，扩大样品盘即可增加样品位)。顶瓶电机12向上移动，将样品瓶43移动到顶空加热箱中平衡，打开v2电磁阀44，根据自定义时间对顶空取样管路进行吹扫清洗，吹扫时间结束关闭v2电磁阀44，平衡时间结束，顶瓶电机12继续向上移动，顶空进样针刺破样品瓶43的密封垫停止移动。打开v2电磁阀44，高压气体通过顶空六通阀的4口进，3口出，经过定量环，从6口进，5口出，向样品瓶43中加压并且平衡，关闭v2电磁阀44。打开v4电磁阀44，样品瓶43中的高压汽化样品，通过顶空进样针进入到顶空六通阀的5口进，从6口出，经过定量管42，从3口进，从4口出，将样品瓶43中的压力释放到和大气压力一致，关闭v4电磁阀44。旋转顶空六通阀，载气从2口进，从3口出，经过定量管42，从6口进，从1口出，进入到解析六通阀的2口进，从1口出，样品进入到气相色谱仪中进行分析，同时开始运行设置好的分析时间，进样结束顶空六通阀旋转复位。分析时间结束，顶瓶电机12退回零位，同时将样品瓶43放回到原有样品位。样品盘自动旋转到下一位，重复上述动作。
30.2、顶空部分运行状态：(常压方式)
31.气相色谱的载气从顶空六通阀41的2口进入，从1口出，从解析六通阀51的2口进入，从1口出。样品盘根据自定义设置通过传感器自动寻找样品所在位置(此产品是20位自动，扩大样品盘即可增加样品位)。顶瓶电机12向上移动，将样品瓶43移动到顶空加热箱中平衡，打开v2电磁阀44，根据自定义时间对顶空取样管路进行吹扫清洗，吹扫时间结束关闭v2电磁阀44，平衡时间结束，顶瓶电机12继续向上移动，顶空进样针刺破样品瓶43的密封垫停止移动。打开v4电磁阀44，样品瓶43中的高压汽化样品，通过顶空进样针进入到顶空六通阀41的5口进，从6口出，经过定量管42，从3口进，从4口出，将样品瓶43中的压力释放到和大气压力一致，关闭v4电磁阀44。旋转顶空六通阀41，载气从2口进，从3口出，经过定量管42，从6口进，从1口出，进入到解析六通阀51的2口进，从1口出，样品进入到气相色谱仪中进行分析，同时开始运行设置好的分析时间，进样结束顶空六通阀41旋转复位。分析时间结束，顶瓶电机12退回零位，同时将样品瓶43放回到原有样品位。样品盘自动旋转到下一位，重复上述动作。最后从顶空排气口45排气。
32.3、顶空部分运行状态：(负压方式)
33.气相色谱的载气从顶空六通阀41的2口进入，从1口出，从解析六通阀51的2口进入，从1口出。样品盘根据自定义设置通过传感器自动寻找样品所在位置(此产品是20位自动，扩大样品盘即可增加样品位)。顶瓶电机12向上移动，将样品瓶43移动到顶空加热块13中平衡，打开v2电磁阀44，根据自定义时间对顶空取样管路进行吹扫清洗，吹扫时间结束关闭v2电磁阀44，平衡时间结束，顶瓶电机12继续向上移动，顶空进样针刺破样品瓶43的密封垫停止移动。打开v7电磁阀44同时打开负压泵，样品瓶43中的汽化样品，通过顶空进样针进入到顶空六通阀41的5口进，从6口出，经过定量管42，从3口进，从4口出，将样品瓶43中的压力抽到负压状态，关闭v7电磁阀44同时关闭负压泵。旋转顶空六通阀41，载气从2口进，从3口出，经过定量管42，从6口进，从1口出，进入到解析六通阀51的2口进，从1口出，样品进入到气相色谱仪中进行分析，同时开始运行设置好的分析时间，进样结束顶空六通阀41旋转复位。分析时间结束，顶瓶电机12退回零位，同时将样品瓶43放回到原有样品位。样品盘自动旋转到下一位，重复上述动作。
34.参考图5，解析进样通道包括多个解析电磁阀54，通过调节这些解析电磁阀54和解析六通阀51，可以实现解析部分运行状态，具体步骤如下：
35.气相色谱的载气从顶空六通阀41的2口进入，从1口出，从解析六通阀51的2口进入，从1口出。样品盘根据自定义设置通过传感器自动寻找样品所在位置(此产品是24位自动，扩大样品盘即可增加样品位)。解析电机22工作，通过正反丝杠带动解析进样针25同步向内移动，刺破密封垫并且夹紧一次解析管53的同时，加热块向前移动将解析管53加热。打开v5,v6电磁阀44，富集气体从v5出将样品从一次解析管53，进入解析六通阀51的5口，从6口出，进入低温捕集阱中的冷阱管52进行富集，进入到3口，从4口出，从v6电磁阀44排出富集气体，富集时间结束关闭v5,v6两个电磁阀44。旋转解析六通阀51，载气从2口进，从1口出，进入到解析六通阀51的2口，从3口出，经过冷阱管52，进入6口，从1口出，样品进入到气相色谱仪中进行分析，同时开始运行设置好的分析时间，进样结束解析六通阀51旋转复位。打开v3，v8电磁阀44，气体从v3电磁阀44进入到解析六通阀51的4口，从3口出，经过冷阱管52进入6口，从5口出，经过一次解析管53，进入v8电磁阀44排出，活化时间结束关闭v3,v8电
磁阀44。分析时间结束，通过双向丝杠带动解析进样针25同步向外移动，解析加热块23向后移动将解析管53降温。解析样品盘21自动旋转到下一位，重复上述动作。最后从解析排气口55排气。
36.参考图1至图3，在一个实施例中，液体进样组件10包括顶空样品盘11、顶瓶电机12和顶空加热块13，顶空样品盘11内设置有样品瓶43，顶瓶电机12用于驱动靠近样品瓶43靠近顶空加热块13。
37.参考图4，在一个实施例中，空气进样组件20包括解析样品盘21、解析电机22和解析加热块23，解析样品盘21设置在顶空样品盘11下方，解析样品盘21内设置有解析管53，解析电机22用于驱动解析加热块23与解析管53靠近。
38.参考图1至图3，液体进样组件10还包括设置在顶空样品盘11下方的顶空进样杆，顶空加热块13内还设置有顶空进样针，顶空进样针与顶空进样通道40相连通，顶瓶电机12通过第一驱动组件与顶空进样杆相连，用于驱动顶空进样杆将样品瓶43推入顶空加热块13，并使顶空进样针刺破样品瓶43的密封垫。
39.参考图4，在一个实施例中，空气进样组件20还包括解析进样针25，解析进样针25与解析进样通道50相连通，解析电机22通过第二驱动组件与解析进样针25相连通，用于驱动解析进样针25刺破解析管53的密封垫。
40.参考图1，在一个实施例中，还包括包覆液体进样组件10和空气进样组件20的外壳60，顶空样品盘11显露在外壳60外部，解析样品盘21包覆在外壳60内部，外壳60设置有用于观察解析样品盘21的观察窗61。参考图2，在一个具体的实施例中，液体进样组件10和空气进样组件20分别设置在支撑架63上，支撑架63包覆在外壳60内。
41.参考图1，在一个实施例中，还包括控制器，顶空进样通道40和解析进样通道50内分别设置有多个电磁阀44，控制器与顶瓶电机12、解析电机22电连接，控制器还与顶空六通阀41、解析六通阀51、电磁阀44相连接，外壳60上还设置有操作屏幕62，操作屏幕62用于操控控制器。
42.本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。