[发明专利]一种气体进样装置及其应用

说明书

技术领域

本发明属于碳氢同位素分析技术领域，涉及一种气体进样装置及其在天然气中碳氢同位素分析中的应用。

背景技术

天然气样品中各化合物的碳氢同位素是重要的地球化学示踪指标。然而样品中的气体组份（二氧化碳，甲烷，乙烷，丙烷，异丁烷，正丁烷）的相对浓度具有较大差异，尤其目前勘探的天然气田演化程度高，主要以甲烷为主。客观上氢和碳同位素比值的测定要求各分离的组份在同位素质谱仪的信号响应必须满足其动态变化范围，并尽可能与工作标准信号强度相近。为达到此目的分析人员采用小体积进样（5μL）分析甲烷，大体积进样（500μL）分析乙烷及其他组份。这样无疑增加了单个样品的分析次数，并耗费双倍的分析时间，工作效率较低。由于进样体积差距几乎达到两个量级，无疑也不利于采用自动进样器实现测试工作的自动化。

因此，目前存在的问题是需要研究开发一种结构简单、操作方便、高效率,并能够实现不同数量级样品的自动进样的气体进样装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种气体进样装置，该装置能够进行先后两次或两次以上不同体积的进样，且结构简单、操作方便、效率高，可以满足一张分析图谱上同时检测多种气态烃组份的分析要求，并方便与检测装置连接用于气体组分分析。尤其方便与色谱-同位素分析系统连接用于天然气中碳氢同位素分析。

本发明还提供了一种气体进样装置在天然气中碳氢同位素分析中的应用。

为此，本发明提供了一种气体进样装置，包括采样组件和进样组件，其中所述进样组件设置有进样管路、送样管路和二个或二个以上的定量构件。

根据本发明，所述进样管路包括二个或二个以上的进样通道。所述进样通道与定量构件并行设置。各进样通道以彼此并联的方式通过各自的进口与采样组件相连接。各进样通道的出口均与放空构件相连，用于在进样过程中排除多余的样品气体。

根据本发明，所述送样管路包括二个或二个以上的送样通道。所述送样通道与定量构件并行设置。各送样通道依次串联。并且，通过设置在送样管路上游的送样通道的进口与载气接口相连接。通过设置在送样管路下游的送样通道的出口与检测装置相连接。

本发明中所述用语“进样通道”是指设置于进样管路上的由两个通孔连接构成的可以连通或断开的通道，其可以与并行的定量构件之间进行切换以实施进样操作。

本发明中所述用语“送样通道”是指设置于送样管路上的由两个通孔连接构成的可以连通或断开的通道，其可以与并行的定量构件之间进行切换以实施送样操作。

本发明中所述用语“并行设置”是指进样通道或送样通道与定量构件之间并列设置，并可以通过进样通道或送样通道的进口和出口分别与定量构件的第一端口和第二端口断开或连通进行互相切换。例如，当进样装置处于进样状态时，进样通道断开，定量构件的第一端口通过进样通道的进口与采样构件相连通，定量构件的第二端口通过进样通道的出口与放空构件相连通，由此实施进样操作，此时送样通道处于连通状态；当进样装置处于送样状态时，进样通道连通，并且其进口和出口与定量构件的两个端口断开，而同时，送样通道断开，定量构件的第一端口和第二端口或者第二端口和第一端口分别与送样通道的进口与出口相连通，实施送样操作。据此可以进行进样通道与定量构件，以及送样通道与定量构件之间的切换。

本发明中所述用语“送样管路上游”是指送样管路靠近载气接口或采样组件的部分。

本发明中所述用语“送样管路下游”是指送样管路靠近检测装置的部分。

在本发明的上述气体进样装置处于连续流模式下进行自动进样时，可以进行先后两次或两次以上不同体积的自动进样，无死体积。

本发明中，进样通道和送样通道可以独立存在，也可以存在于多通道进样构件中。所述多通道进样构件可以由定量构件与多通道进样切换阀构成，例如四通、六通、八通或十通进样切换阀等等，也可以是独立存在的多通道进样器，例如，例如四通、六通、八通或十通进样器等等。

本发明中，所述定量构件的体积可以根据进样需要进行调整，所述定量构件的体积为0.5-500μL。

在本发明的一个具体实施方式中，所述定量构件的体积选自0.5μL、1μL、2μL、5μL、10μL、25μL、50μL、100μL、250μL、500μL中至少一种。

上述定量构件可以与多通道进样切换阀配合使用，针对不同类型样品选择最佳的进样体积组合。

根据本发明，所述进样装置还包括设置在进样组件下游的冷阱组件。