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申请/专利权人：国珍健康科技(北京)有限公司;浙江大学

摘要：本发明公开了一种挥发性有机物多级富集装置及方法。该装置包括干燥瓶、气泵、六通阀、载气装置、三通阀、一级富集管、四通阀、二级富集管、后级装置等；六通阀的六口分别接干燥瓶的出口、气泵、三通阀B的出口、后级装置的入口、载气装置的出口和三通阀A的入口；三通阀A的其中一个出口通过一级富集管与四通阀的其中一个入口相连，三通阀A的另一个出口与四通阀的另一个入口相连；四通阀的其中一个出口通过二级富集管与三通阀B的入口相连，四通阀的另一个出口与三通阀B的其中一个出口相连。本发明通过利用一级富集增加进样浓度，有效地缩短了二级吸附的富集时间，同时节省了二级吸附的吸附剂量和加热时间，提高了设备的检测下限和工作效率。

主权项：1.在一种富集挥发性有机物的方法，其特征在于，该方法应用挥发性有机物多级富集装置实现，所述挥发性有机物多级富集装置包括干燥瓶（1）、气泵（2）、六通阀（3）、载气装置（4）、三通阀A（5）、一级富集管（6）、温控片（7）、四通阀（8）、二级富集管（9）、三通阀B（10）、后级装置（11）和废气管道（14）；所述六通阀（3）的1口-6口分别接干燥瓶（1）的出口、气泵（2）、三通阀B（10）的出口3口、后级装置（11）的入口、载气装置（4）的出口和三通阀A（5）的入口1口；所述三通阀A（5）的其中一个出口2口通过一级富集管（6）与四通阀（8）的其中一个入口2口相连，三通阀A（5）的另一个出口3口与四通阀（8）的另一个入口1口相连；所述四通阀（8）的其中一个出口4口通过二级富集管（9）与三通阀B（10）的入口1口相连，四通阀（8）的另一个出口3口与三通阀B（10）的其中一个出口3口相连；所述三通阀B（10）的另一个出口2口与废气管道（14）相连；所述一级富集管（6）和二级富集管（9）上均设置有温控片（7）；所述一级富集管（6）为长10-20厘米，内径2-3毫米，壁厚0.5-1毫米的薄壁金属管，其内填加Tenax-TA吸附剂和活性炭构成，在常温下吸附，脱附采用闪蒸方式，即通过直流或交流电加热薄壁金属管，使其在10毫秒内上升到200摄氏度；所述温控片（7）使用半导体材料的Peltier效应，可实现制冷与加热，所述温控片（7）表面贴有铂电阻Pt100用于测量温控片温度，进而通过PID算法控制采集过程中富集管的温度；所述一级富集管（6）与二级富集管（9）结构相同，一级富集管（6）内填充的吸附材料剂量要大于二级富集管（9）；所述载气装置（4）由氮气发生器（13）和压力调节阀（12）相连组成，所述压力调节阀（12）的出口接六通阀（3）的其中一个口5口；该方法包括以下步骤：一级富集：开启气泵（2），调整六通阀（3）气路，使六通阀（3）的1口与6口相连，2口与3口相连；调整三通阀A（5）气路，使三通阀A（5）的1口与2口相连；调整三通阀B（10）气路，使三通阀B（10）的1口与2口相连；调整四通阀（8）气路，使四通阀（8）的1口与4口相连，2口与3口相连；常温下，VOC气体从进气口依次通过六通阀（3）和三通阀A（5）后进入一级富集管（6）内被吸附，经过10秒至20秒采样后，气泵（2）停止工作；二级富集：调整六通阀（3）气路，使六通阀（3）的5口与6口相连；调整四通阀（8）气路，使四通阀（8）的2口与4口相连；开启载气装置（4），调节一级富集管（6）上的温控片（7）温度，加热一级富集管（6），二级富集管（9）仍保持常温状态，载气装置（4）内的氮气将一级富集管（6）中遇热脱附的VOC气体经由四通阀（8）吹入二级富集管（9）中被吸附；进样检测：调整三通阀A（5）气路，使三通阀A（5）的1口与3口相连；调整三通阀B（10）气路，使三通阀B（10）的1口与3口相连；调整四通阀（8）气路，使四通阀（8）的1口与4口相连，2口与3口相连；开启载气装置（4），载气装置（4）产生的氮气载气把二级富集管（9）经过闪蒸后脱附的样品气体吹入后级装置（11）中检测。

全文数据：一种挥发性有机物多级富集装置及方法技术领域本发明涉及有机气体多级富集，尤其涉及一种提高VOC气体进样浓度、降低系统检测下限的装置及方法。背景技术随着人们对自身健康、环境污染等问题的进一步关注和了解，挥发性有机物volatileorganiccompounds，VOCs渐渐成为大家耳熟能详的名词之一，其主要包括烷烃类、芳烃类、烯烃类、卤烃类、酯类、醛类、酮类和其他有机化合物。在家装污染中，VOCs是室内环境的首要污染源，是诱发人体癌症的源头之一；此外，在人体代谢过程中，细胞也会因情况不同而产生不同的VOCs，绝大部分VOCs会进入肺中，随着气体交换而呼出体外。人体呼出气体中含有200多种VOCs，其浓度的变化或新生种类的产生都与疾病有关。据此，日常生活中对VOCs的检测显得益发重要，高效、便捷地富集VOCs对于后续检测也起到不可忽视的作用。发明内容本发明提出了一种挥发性有机物多级富集装置及方法，用于解决现有的设备进样浓度低、设备利用率低等问题。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种挥发性有机物多级富集装置，该装置采用分级富集模式，包括干燥瓶、气泵、六通阀、载气装置、三通阀A、一级富集管、温控片、四通阀、二级富集管、三通阀B、后级装置和废气管道；所述六通阀的1口-6口分别接干燥瓶的出口、气泵、三通阀B的出口3口、后级装置的入口、载气装置的出口和三通阀A的入口1口；所述三通阀A的其中一个出口2口通过一级富集管与四通阀的其中一个入口2口相连，三通阀A的另一个出口3口与四通阀的另一个入口1口相连；所述四通阀的其中一个出口4口通过二级富集管与三通阀B的入口1口相连，四通阀的另一个出口3口与三通阀B的其中一个出口3口相连；所述三通阀B的另一个出口2口与废气管道相连；所述一级富集管和二级富集管上均设置有温控片。进一步地，所述一级富集管为长10-20厘米，内径2-3毫米，壁厚0.5-1毫米的薄壁金属管，其内填加Tenax-TA吸附剂和活性炭构成，在常温下吸附，脱附采用闪蒸方式，即通过直流或交流电加热薄壁金属管，使其在10毫秒内上升到200摄氏度。进一步地，所述温控片使用半导体材料的Peltier效应，可实现制冷与加热，所述温控片表面贴有铂电阻Pt100用于测量温控片温度，进而通过PID算法控制采集过程中富集管的温度。进一步地，所述一级富集管与二级富集管结构相同，一级富集管内填充的吸附材料剂量要大于二级富集管。进一步地，所述载气装置由氮气发生器和压力调节阀相连组成，所述压力调节阀的出口接六通阀的其中一个口5口。一种应用上述装置的富集挥发性有机物的方法，该方法包括以下步骤：一级富集：开启气泵，调整六通阀气路，使六通阀的1口与6口相连，2口与3口相连；调整三通阀A气路，使三通阀A的1口与2口相连；调整三通阀B气路，使三通阀B的1口与2口相连；调整四通阀气路，使四通阀的1口与4口相连，2口与3口相连。常温下，VOC气体从进气口依次通过六通阀和三通阀A后进入一级富集管内被吸附，经过10秒至20秒采样后，气泵停止工作；二级富集：调整六通阀气路，使六通阀的5口与6口相连；调整四通阀气路，使四通阀的2口与4口相连；开启载气装置，调节一级富集管上的温控片温度，加热一级富集管，二级富集管仍保持常温状态，载气装置内的氮气将一级富集管中遇热脱附的VOC气体经由四通阀吹入二级富集管中被吸附；进样检测：调整三通阀A气路，使三通阀A的1口与3口相连；调整三通阀B气路，使三通阀B的1口与3口相连；调整四通阀气路，使四通阀的1口与4口相连，2口与3口相连。开启载气装置，载气装置产生的氮气载气把二级富集管经过闪蒸后脱附的样品气体吹入后级装置中检测。本发明的有益效果是：该装置采用分级富集模式，通过利用一级富集增加进样浓度，有效地缩短了二级吸附的富集时间，同时节省了二级吸附的吸附剂量和加热时间，提高了设备的检测下限和工作效率。附图说明图1是本发明挥发性有机物多级富集装置结构及一级富集示意图；图2是一级脱附及二级富集示意图；图3是二级脱附示意图；图中：干燥瓶1、气泵2、六通阀3、载气装置4、三通阀A5、一级富集管6、温控片7、四通阀8、二级富集管9、三通阀B10、后级装置11、压力调节阀12、氮气发生器13、废气管道14。具体实施方式结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。如图1所示，本发明提供的一种挥发性有机物多级富集装置，包括干燥瓶1、气泵2、六通阀3、载气装置4、三通阀A5、一级富集管6、温控片7、四通阀8、二级富集管9、三通阀B10、后级装置11和废气管道14；所述六通阀3的1口-6口分别接干燥瓶1的出口、气泵2、三通阀B10的出口3口、后级装置11的入口、载气装置4的出口和三通阀A5的入口1口；所述三通阀A5的其中一个出口2口通过一级富集管6与四通阀8的其中一个入口2口相连，三通阀A5的另一个出口3口与四通阀8的另一个入口1口相连；所述四通阀8的其中一个出口4口通过二级富集管9与三通阀B10的入口1口相连，四通阀8的另一个出口3口与三通阀B10的其中一个出口3口相连；所述三通阀B10的另一个出口2口与废气管道14相连；所述一级富集管6和二级富集管9上均设置有温控片7。所述一级富集管6为长10-20厘米，内径2-3毫米，壁厚0.5-1毫米的薄壁金属管，其内填加Tenax-TA吸附剂和活性炭构成，在常温下吸附，脱附采用闪蒸方式，即通过直流或交流电加热薄壁金属管，使其在10毫秒内上升到200摄氏度。所述温控片7使用半导体材料的Peltier效应，可实现制冷与加热，所述温控片7表面贴有铂电阻Pt100用于测量温控片温度，进而通过PID算法控制采集过程中富集管的温度。所述一级富集管6与二级富集管9结构相同，一级富集管6内填充的吸附材料剂量要大于二级富集管9。所述载气装置4由氮气发生器13和压力调节阀12相连组成，所述压力调节阀12的出口接六通阀3的其中一个口5口。利用上述装置富集挥发性有机物的方法，包括以下步骤：如附图1所示的一级吸附：开启气泵2，调整六通阀3气路，使六通阀3的1口与6口相连，2口与3口相连；调整三通阀A5气路，使三通阀A5的1口与2口相连；调整三通阀B10气路，使三通阀B10的1口与2口相连；调整四通阀8气路，使四通阀8的1口与4口相连，2口与3口相连。常温下，VOCs气体从进气口依次通过六通阀和三通阀A后进入一级富集管内被吸附，经过10秒至20秒采样后，气泵停止工作；如附图2所示的一级脱附及二级吸附：调整六通阀3气路，使六通阀3的5口与6口相连；调整四通阀8气路，使四通阀8的2口与4口相连；开启载气装置4，调节一级富集管6上的温控片7温度，加热一级富集管6，二级富集管9仍保持常温状态，载气装置4内的氮气将一级富集管6中遇热脱附的VOCs气体经由四通阀8吹入二级富集管9中被吸附；如附图3所示的二级脱附：调整三通阀A5气路，使三通阀A5的1口与3口相连；调整三通阀B10气路，使三通阀B10的1口与3口相连；调整四通阀8气路，使四通阀8的1口与4口相连，2口与3口相连。开启载气装置4，载气装置4产生的氮气载气把二级富集管9中经过闪蒸后脱附的VOCs气体吹入后端装置11中。上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

权利要求：1.一种挥发性有机物多级富集装置，其特征在于，包括干燥瓶1、气泵2、六通阀3、载气装置4、三通阀A5、一级富集管6、温控片7、四通阀8、二级富集管9、三通阀B10、后级装置11和废气管道14；所述六通阀3的1口-6口分别接干燥瓶1的出口、气泵2、三通阀B10的出口3口、后级装置11的入口、载气装置4的出口和三通阀A5的入口1口；所述三通阀A5的其中一个出口2口通过一级富集管6与四通阀8的其中一个入口2口相连，三通阀A5的另一个出口3口与四通阀8的另一个入口1口相连；所述四通阀8的其中一个出口4口通过二级富集管9与三通阀B10的入口1口相连，四通阀8的另一个出口3口与三通阀B10的其中一个出口3口相连；所述三通阀B10的另一个出口2口与废气管道14相连；所述一级富集管6和二级富集管9上均设置有温控片7。2.根据权利要求1所述的一种挥发性有机物多级富集装置，其特征在于，所述一级富集管6为长10-20厘米，内径2-3毫米，壁厚0.5-1毫米的薄壁金属管，其内填加Tenax-TA吸附剂和活性炭构成，在常温下吸附，脱附采用闪蒸方式，即通过直流或交流电加热薄壁金属管，使其在10毫秒内上升到200摄氏度。3.根据权利要求1所述的一种挥发性有机物多级富集装置，其特征在于，所述温控片7使用半导体材料的Peltier效应，可实现制冷与加热，所述温控片7表面贴有铂电阻Pt100用于测量温控片温度，进而通过PID算法控制采集过程中富集管的温度。4.根据权利要求1所述的一种挥发性有机物多级富集装置，其特征在于，所述一级富集管6与二级富集管9结构相同，一级富集管6内填充的吸附材料剂量要大于二级富集管9。5.根据权利要求1所述的一种挥发性有机物多级富集装置，其特征在于，所述载气装置4由氮气发生器13和压力调节阀12相连组成，所述压力调节阀12的出口接六通阀3的其中一个口5口。6.一种应用权利要求1所述装置的富集挥发性有机物的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：一级富集：开启气泵2，调整六通阀3气路，使六通阀3的1口与6口相连，2口与3口相连；调整三通阀A5气路，使三通阀A5的1口与2口相连；调整三通阀B10气路，使三通阀B10的1口与2口相连；调整四通阀8气路，使四通阀8的1口与4口相连，2口与3口相连。常温下，VOC气体从进气口依次通过六通阀3和三通阀A5后进入一级富集管6内被吸附，经过10秒至20秒采样后，气泵2停止工作；二级富集：调整六通阀3气路，使六通阀3的5口与6口相连；调整四通阀8气路，使四通阀8的2口与4口相连；开启载气装置4，调节一级富集管6上的温控片7温度，加热一级富集管6，二级富集管9仍保持常温状态，载气装置4内的氮气将一级富集管6中遇热脱附的VOC气体经由四通阀8吹入二级富集管9中被吸附；进样检测：调整三通阀A5气路，使三通阀A5的1口与3口相连；调整三通阀B10气路，使三通阀B10的1口与3口相连；调整四通阀8气路，使四通阀8的1口与4口相连，2口与3口相连。开启载气装置4，载气装置4产生的氮气载气把二级富集管9经过闪蒸后脱附的样品气体吹入后级装置11中检测。

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