[发明专利]一种便携式多模式采样器

说明书

本发明提供了一种具有选择性吸附剂部件用以挥发性组分采样的便携式采样器；包括基于一个内置式微控制系统为控制核心，至少一个捕集针或吸附管连接装置及其管路连接、一个模式I位/II位切换部件、一个在线气体过滤器、一个气体质量流量计、一个抽气泵、一个具温控功能样品瓶加热装置、一个磁力搅拌器及控制器、一个萃取纤维采样装置(含手柄和萃取纤维)和一个内置可充电电源装置，具有气体直接采样、顶空采样、萃取纤维采样功能，其安装在一个便携箱内。

技术领域

该发明涉及一种便携式多模式采样器，具有气体直接采样、顶空模式采样、萃取纤维模式采样三种模式功能，用于气体采样或液体类、固体类样品中挥发/半挥发性组分的富集采样。气体分析检测领域中，首要解决的问题是气体(或气态)组分的样品采集与富集技术。

背景技术

无论是涉及工农业生产领域，还是环境保护日常监测，或是科学研究与公共安全等国计民生的各行各业，无不接触到气体、液体、固体类样品分析检测，特别是对其中挥发/半挥发性组分的分析检测工作，已成为分析检测工作者的一项艰巨任务。如何科学、准确、高效、快捷地完成样品中挥发性组分的富集与采集？已成为分析领域的关键一环，其直接关系到后续最终检测结果的好坏与成败。目前，用于挥发/半挥发性组分的专用检测分析仪器(如气相色谱仪、气相色谱质谱联用仪)对于通过进样方式导入其中的挥发/半挥发性组分样品有以下要求：一是挥发性组分浓度要大于仪器的最低检出限；二是挥发性组分采样体积要准确，否则，不能准确定量；三是导入的挥发性组分中不能含有水蒸气或允许含有极微量的水蒸气，否则损坏仪器；四是为了提高分析检测效率，要求单个样品的检测时间要短，这就要求对挥发性组分的采样做到选择性的精准采集，即要检测的目标组分充分采集，非目标组分尽可能少采集或不采集，使得导入仪器中的杂质组分相对大大减少，从而缩短样品检测时间和仪器准备时间；五是挥发性组分扩散性强不宜采集，且受外界温度影响大，不宜储存和运输，这为分析检测工作带来了很大困难；六是一些特殊行业如军事、公共安全、科学考察、应急等要求现场及时快速完成样品采集，即要求样品采集的时效性很强。

目前该技术领域现有的挥发性组分采样器主要有以下四种：一种是气密针构造的采样器，如图1所示；第二种是定量环构造采样器，如图5所示；第三种是萃取纤维吸附原理采样器，如图3所示；第四种是基于真空泵构造的气体吸附管采样器，如图4所示。上述四种用于样品中挥发性组分的采样器均不能全部满足上述几点采样要求，每种采样器只能解决部分采样问题，因此，其行业通用性受到限制，不能广泛使用，同时用户为解决所有采样问题，不得不化费高昂费用来购置所有采样器，使得分析成本居高不下。下面以图为例逐一具体分述。

如图1所示，气密针构造的采样器。其核心由一个供放置样品瓶的温控加热装置(a)，一个具精密刻度的气密采样针(c)及其温控加热装置(b)构成，所有的温控装置的温度可设定，气密针的采样体积可经手动或自动顶空进样器装置设置。其定量原理是通过外界大气压或挥发性组分的饱和蒸汽压与气密针管内的大气压之间的压差，将一定体积的组分压入气密针内。其缺点是，没有采用质量流量计定量，其结果准确度差，在日常要求不高的情况下可以使用，但对某些高精确度要求不能满足。如将一定量体积(V_液)(a2)的液体类样品加入合适体积(V_瓶)的样品瓶中(a1)，密闭之，将其放入已设定好某个温度(T℃)的加热装置中(a)加热并计时，此时，气密采样针的温控装置的温度设置与样品加热装置相同，即(T℃)，计时结束后，启动气密采样针密封垫至某一刻度，完成样品中挥发性组分的采样，如采样体积为V_气。这里的V_气是V_液在T℃下，挥发出的所有组分的总合，包括目标组分与杂质组分，且含有大量的水蒸气。即不能实现化学选择性的精准采样。另一个问题是气密针采样完成后，必须快速将样品导入后续仪器进行分析，否则，样品会经针孔泄漏。因此，该采样器不能满足采样后样品储存或运输。