专利名称：一种手提式气相色谱仪的制作方法
技术领域：
本实用新 型属于气相色谱分析领域，涉及一种小型化，智能化和便携化的手提式 气相色谱仪，主要应用于现场检测。
背景技术：
气相色谱仪在现代工业生产、环保测控与科学研究中是一种极为有效的分析仪 器，具有选择性高、灵敏度高、准确度高、样品用量少等优点。但传统气相色谱分析仪都存在 明显的缺点，就是分析仪器系统都很复杂，体积也较大，不便于携带，分析周期长，很难应用 于现场(或者原位)检测，目前大多采样后，送回实验室进行分析，检测得到的只是点采样 送实验室样品的数据，而不是现场连续检测的实时动态数据。因此需要现场可用的、操作简 便快速、定性鉴别与定量检测用的便携式气相色谱仪。当前的便携式气相色谱仪主要采用高压气瓶或气体发生器作气源，以六通阀或者 注射器直接注射进样口进样，色谱柱大都采用毛细管柱，对毛细管柱采取直接加热方式如 电热板加热、同轴套管加热和导热硅胶加热等。检测器应用较多的仍是微型热导池检测器 TCD，微型光离子化检测器PID。数据处理系统主要采用外接安装相应软件的计算机处理。现有的便携式气相色谱仪的缺点是1、使用的气源体积大，重量大，没能实现真正 的便携化；2、进样系统单一，不能在一台仪器上处理气样和液样；3、使用的检测器灵敏度 低，限制了色谱仪的使用范围；4、仪器都需要外接电源，而且数据处理系统是外接计算机， 对于无电源的现场检测无能为力，不能实现智能化；5、仪器的整体不够美观，携带不够方 便；6、仪器不能承受外界的恶劣环境，如抗压力，防水，防尘，防腐性能，防静电等。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种可用于现场检测的手提式气相色谱仪， 该色谱仪能够实现气源的小型化，色谱仪的便携化，检测器的灵敏度以及现场检测的电源 和色谱仪的智能化。为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种手提式气相色谱仪，其特征在于，包 括气源系统作为气体发生装置，提供载气和燃气；流量控制系统通过导气管与气源系统相连，用来控制载气、燃气、助燃气的流 量；进样系统通过导气管与流量控制系统相连，包括六通阀、直接进样口、定量管、采 样泵和两位三通阀，协同作用引入待测样品；色谱柱箱通过导气管与进样系统相连，箱体内安装有一分离系统，用于对待测样 品进行分离；检测器通过导气管与色谱柱箱相连，用于对待测样品进行检测；控制电路分别与进样系统、色谱柱箱和检测器相连，用于控制载气流量的显示、色谱柱箱的温度和检测器的温度；电源由电源适配器和电池组成，用于为所述色谱仪供电；软件系统与检测器相连，包括信号放大器和软件�？椋糜诖硭黾觳馄骰袢� 的数据；操作控制系统与软件系统相连，为触摸式液晶显示屏，用以控制软件系统以及所 述色谱仪的输入输出信息。其中，所述流量控制系统为针型阀结构。其中，所述进样系统中的两位三通阀用于切换进样方式。其中，所述进样系统中的六通阀的进样方式为手动进样或自动进样。其中，所述分离系统包括毛细管色谱柱和电热薄膜。其中，所述检测器为氢火焰离子化检测器。 其中，所述电源适配器将外接电源转换成仪器适用电压，所述电池采用高容量的 锂电池。本实用新型手提式气相色谱仪的优点在于(1)通过两位三通阀的切换，将六通 阀和直接进样组合在一台便携式的色谱仪上，实现了一台仪器能够气体和液体进样。(2)使 用的氢火焰离子化检测器(FID)，使现场的检测达到了实验室检测的水平。(3)各部件的小 型化，整合在一手提仪器箱中，结构紧凑，携带方便，能承受外界的恶劣环境(如抗压力， 防水，防尘，防腐性能等)。(4)仪器采用触摸式液晶显示屏，实现仪器、电路控制系统、操作 控制系统一体化。自身配备电池，解决了现场无电源时的检测难题。
图1是本实用新型手提式气相色谱仪的工作原理图；图2是本实用新型手提式气相色谱仪进样系统的结构图；图3是本实用新型手提式气相色谱仪的结构图；图4是本实用新型手提式气相色谱仪的外观图。图中3_1 六通阀；3-2 直接进样口 ；3-3 定量管(或捕集阱)；3_4 采样泵； 3-5 两位三通阀；1 气源系统；2 流量控制系统；3 进样系统；4 色谱柱箱；5 检测器；6 控制电路；7 电源(电源适配器或电池)；8 软件系统；9 操作控制系统；10 隔板；11 隔 热挡板；12 散热窗口 ；13 小电扇；14 密封垫；15 排气孔；16 箱子把手；17 箱子开合开 关；18:微型泵；19:背带扣。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
就本实用新型所述的手提式气相色谱仪做进一步 说明。气源系统1 为一小型的氢气发生器，由专用电源供电。电解水产生的氧气排空， 产生的氢气作为载气和FID检测器5的燃气。流量控制系统2 为几个针形阀，分别用来控制载气、燃气、助燃气的流量。进样系统3 包括六通阀3-1、直接进样口 3-2、定量管(或者捕集阱)3_3、采样泵 3-4和两位三通阀3-5。进样系统3与微机装置连接的控制电路相连，进样系统3与流量控制系统2和色谱柱箱4分别通过导气管连接。进样系统3通过两位三通阀3-5进行两种进 样方式间的切换，六通阀3-1可以手动进样或者自动进样。色谱柱箱4 箱体内安装有一分离系统，包括一盘内径为0. 25mm的长15米的不锈 钢柱作为毛细管色谱柱和电热薄膜，具有加热控温功能。色谱柱视检测的需要安装。检测器5 包括一个检测器以及加热温控电路。本实用新型采用的检测器为氢火 焰离子化检测器(FID)，不同物质离子化后通过放大器将信号放大，通过微机装置显示出最 终结果。由气源系统1提供燃气，微型泵18提供助燃气。控制电路6 各装置的控制电路。包括载气流量的显示控制，色谱柱箱4的温度 控制，检测器5的温度控制等。电源7 由电源适配器和电池组成。电源适配器是将外接的220V的电源转换成仪 器适用的电压。电池是采用高容量的锂电池，可用于无电源现场为仪器供电。软件系统8 包括信号放大器和软件�？椋苫奈⑿妥爸�。操作控制系统9 为触摸式液晶显示屏，用以对软件的控制，以及整个设备的输入 输出信息，如处理FID输出数据，得到最终的分析结果以及对数据图谱的处理。上述手提式气相色谱仪的各个组成系统间依次通过隔板10隔开，其中，气源系统 1通过隔热挡板11与色谱柱箱4和检测器5相隔开，流量控制系统2通过隔热挡板11与进 样系统3相隔开，检测器5通过隔热挡板11与控制电路6相隔开，以避免各个相邻系统间 的热传递。进样系统3的侧壁上设有一散热窗口，外安装闭合门，无需散热时可以关闭散热 窗口。检测器5与控制电路6之间的挡板上装有小电扇13，用于对检测器5和控制电路6 进行散热。检测器5的侧壁上开有一排气孔15，与外界相通，用于对检测器5进行散热。以上对本实用新型用于现场检测的手提式气相色谱仪设备中的各个系统分别进 行说明，接下来通过一个具体实施例来对本实用新型用于现场检测的具体过程进行描述。1、了解待检测现场情况，是否有电源，环境的恶劣程度，确定需要携带的仪器配 备。2、开启便携式色谱仪，包括接好电源，打开仪器预热，通过调节两位三通阀3-5 确定六通阀3-1的进样方式，调节气体流量控制系统2，打开操作控制系统9，通过液晶触摸 屏设定分析参数，包括进样口温度，柱温和检测器温度，分析时间等。3、待仪器稳定后，开启采样泵3-4，抽取一定体积的现场气体，通过六通阀定量管 3-3定量，气体经过导气管进入色谱柱箱4，经毛细管柱分离后进入FID检测器5，由离子收 集极收集，经信号放大器放大后在谱图上显示。4、如需要现场分析液样，可以通过两位三通阀3-5将进样系统3切换至直接进样 口 3-2，进样时采用注射器直接注射进样。分析步骤同六通阀3-1进样类似。5、分析结束后，关闭FID检测器5，关闭微机系统，降低进样口 3_2、色谱柱箱4以 及检测器5的温度。关闭流量控制系统2的调节阀门，关闭仪器电源7的开关。通过上述描述可见，本实用新型手提式气相色谱仪，具有气源发生系统，两 种进样口，一个色谱柱箱，一个FID检测器，控制电路，操作控制系统以及其它辅助 部件。将仪器的各系统均采用小型化技术，然后按一定结构有序布置在一个尺寸为 500mmX400mmX200mm(长X宽X高)的抗压、防水的手提式仪器箱中，使整台仪器便携和 美观。配置操作控制系统使仪器不需要外接电脑，更加智能化。仪器箱中配有便携电池，仪器能够实现无电源现场的检测，更加方便。仪器箱的设置中，箱盖和箱体之间的卡合部分使用密封垫14隔开，使密封性更好。箱体侧壁上设置有开合开关17，箱子把手16，以及背带扣装置19，方便箱子的开关和携
市ο本实用新型手提式气相色谱仪的各部件在手提箱中的布置可以按需要改变，检测 器也可以根据需要换用合适大小的其他类型。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技 术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和 替换也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求一种手提式气相色谱仪，其特征在于，包括气源系统(1)作为气体发生装置，提供载气和燃气；流量控制系统(2)通过导气管与气源系统(1)相连，用来控制载气、燃气、助燃气的流量；进样系统(3)通过导气管与流量控制系统(2)相连，包括六通阀(3-1)、直接进样口(3-2)、定量管(3-3)、采样泵(3-4)和两位三通阀(3-5)，协同作用引入待测样品；色谱柱箱(4)通过导气管与进样系统(3)相连，箱体内安装有一分离系统，用于对待测样品进行分离；检测器(5)通过导气管与色谱柱箱(4)相连，用于对待测样品进行检测；控制电路(6)分别与进样系统(3)、色谱柱箱(4)和检测器(5)相连，用于控制载气流量的显示、色谱柱箱(4)的温度和检测器(5)的温度；电源(7)由电源适配器和电池组成，用于为所述色谱仪供电；软件系统(8)与检测器(5)相连，包括信号放大器和软件�？椋糜诖硭黾觳馄�(5)获取的数据；操作控制系统(9)与软件系统(8)相连，为触摸式液晶显示屏，用以控制软件系统(8)以及所述色谱仪的输入输出信息。
2.如权利要求1所述的手提式气相色谱仪，其特征在于，所述流量控制系统(2)为针型 阀结构。
3.如权利要求1所述的手提式气相色谱仪，其特征在于，所述进样系统(3)中的两位三 通阀(3-5)用于切换进样方式。
4.如权利要求1所述的手提式气相色谱仪，其特征在于，所述进样系统(3)中的六通阀 (3-1)的进样方式为手动进样或自动进样。
5.如权利要求1所述的手提式气相色谱仪，其特征在于，所述分离系统包括毛细管色 谱柱和电热薄膜。
6.如权利要求1所述的手提式气相色谱仪，其特征在于，所述检测器(5)为氢火焰离子 化检测器。
7.如权利要求1所述的手提式气相色谱仪，其特征在于，所述电源适配器用于将外接 电源转换成仪器适用电压，所述电池为高容量的锂电池。
专利摘要本实用新型涉及一种手提式气相色谱仪，包括气源发生系统，流量控制系统，进样系统，色谱柱箱，检测器，控制电路，软件系统操作控制系统以及其它辅助部件。色谱仪的各系统均采用小型化技术，按一定结构有序布置在一个小型抗压、防水的手提式仪器箱中，使整台仪器便携和美观。配置操作控制系统使仪器不需要外接电脑，更加智能化。仪器箱中配有便携电池，仪器能够实现无电源现场的检测，更加方便。
文档编号G01N30/68GK201637726SQ20092027801
公开日2010年11月17日 申请日期2009年12月8日 优先权日2009年12月8日
发明者史亚利, 蔡亚岐 申请人:中国科学院生态环境研究中心
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