專利名稱：一種色譜檢測裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種檢測裝置及方法，尤其是一種應用于色譜領(lǐng)域的多模式檢測裝置及方法。
背景技術(shù)：
質(zhì)量型檢測器和濃度型檢測器是氣相色譜分析儀器中常用的兩類檢測器，特別是在復雜樣品檢測領(lǐng)域，進行串聯(lián)使用，具有較大的優(yōu)勢。部分選擇性的濃度型檢測器(如光離子化檢測器(PID)、電子捕獲檢測器等)靈敏度較高，但是對飽和烷烴幾乎不響應，而質(zhì)量型檢測器中的氫火焰離子化檢測器(FID)對所有有機物都有響應，但靈敏度不如選擇性的濃度型檢測器。目前，為了解決復雜基質(zhì)中多組分痕量級樣品的檢測，通常采用高靈敏度濃度型檢測器和質(zhì)量型檢測器串聯(lián)的方式進行互補。濃度型檢測器對樣品的檢測屬于無損檢測，而質(zhì)量型檢測器屬于破壞性檢測，串聯(lián)時通常將濃度型檢測器如PID置于前端，將質(zhì)量型檢測器如FID置于后端。目前傳統(tǒng)的做法是將PID檢測器和FID檢測器采用直接物理串聯(lián)的方式進行互補，請參閱圖1，但是存在以下缺點1)因FID檢測器為質(zhì)量型檢測器，通常需要增加一路尾吹氣，用于減小柱后死體積，改善柱效，以滿足檢測器的最佳氣體流速，提高檢測器靈敏度；同時，為減少色譜柱分離后的組分在管路中展寬，通常尾吹氣置于PID前端，但這種簡單的物理串聯(lián)方式降低了 PID檢測器的靈敏度。2)當進行高濃度樣品測試時，PID檢測器容易飽和，且容易造成PID檢測器紫外燈
窗口污染。3)串聯(lián)檢測器使用模式較為固定，無法進行如采用單一 FID檢測器測試高濃度樣品等的多模式檢測。另外，傳統(tǒng)常規(guī)的閥切換技術(shù)也可實現(xiàn)流路的切換，但閥切換易出現(xiàn)樣品吸附污染和活動部件造成的死體積問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本發(fā)明提供了一種工作模式多、檢測器使用壽命長的檢測裝置及方法。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種色譜檢測裝置，包括色譜柱，所述色譜柱通過切換單元與檢測單元相連；檢測單元，所述檢測單元包括至少兩個檢測模塊；切換單元，所述切換單元通過調(diào)節(jié)壓力使色譜柱選擇性地與所述至少兩個檢測模塊中的其中一個相連通；控制單元，所述控制單元分別與切換單元和切換氣相連，所述控制單元通過控制
3切換單元進一步控制切換氣驅(qū)動樣品的方向，使從色譜柱出來的樣品在切換氣的驅(qū)動下進入與所述色譜柱相連通的檢測模塊。
進一步，所述至少兩個檢測模塊中包括兩個直接相連的檢測模塊。
進一步，所述控制單元按時序控制切換單元切換色譜柱與檢測單元中的各檢測模塊之間的連通狀況。
作為優(yōu)選，各流路上設置氣體阻尼器。
進一步，各檢測模塊的檢測器為氫火焰離子化檢測器或氮磷檢測器或火焰光度檢測器或電子捕獲檢測器或熱導池檢測器或紫外光離子化檢測器。
本發(fā)明還提供了一種色譜檢測方法，包括以下步驟
A、通過調(diào)節(jié)壓力使色譜柱選擇性地與至少兩個檢測模塊中的其中一個相連通，以控制切換氣驅(qū)動樣品的方向，以使從色譜柱出來的樣品在切換氣的驅(qū)動下進入目標檢測模塊；其中，與色譜柱相連通的檢測模塊為目標檢測模塊；
B、通入切換氣，切換氣將從色譜柱出來的樣品驅(qū)動至目標檢測模塊進行檢測。
進一步，所述目標檢測模塊包括至少兩個直接相連的檢測模塊；
在步驟A中，通過調(diào)節(jié)壓力控制切換氣驅(qū)動樣品的方向，使樣品在切換氣的驅(qū)動下順次進入所述相連的檢測模塊；
在步驟B中，從色譜柱出來的樣品在切換氣的驅(qū)動下順次進入所述相連的檢測模塊進行檢測。
作為優(yōu)選，所述目標檢測模塊包括第一檢測模塊和第二檢測模塊；
在步驟A中，通過調(diào)節(jié)壓力控制切換氣驅(qū)動樣品的方向，使樣品在切換氣的驅(qū)動下先進入第一檢測模塊，再進入與第一檢測模塊相連的第二檢測模塊；
在步驟B中，從色譜柱出來的樣品在切換氣的驅(qū)動下先進入第一檢測模塊檢測， 再進入第二檢測模塊檢測。
進一步，在樣品檢測流路上，未處于流路末端的檢測模塊為無損檢測模塊。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果
(I)吸附污染小，死體積小
采用壓力切換方式進行流路切換，并采用切換氣驅(qū)動樣品，樣品之間吸附污染小， 部件之間的死體積?。?br> (2)工作模式多
通過壓力切換，實現(xiàn)單一檢測器模式、串聯(lián)檢測器模式和分段不同檢測模式等多模式之間的選擇應用，能夠適應各種復雜的現(xiàn)場應用；
(3)延長檢測器的使用壽命
通過模式切換，可避免高濃度樣品對PID檢測器紫外燈窗口的污染，提高了 PID檢測器的使用壽命；
(4)裝置簡單，可靠性高。


圖I為背景技術(shù)中PID檢測器和FID檢測器直接物理串聯(lián)的結(jié)構(gòu)示意圖2為實施例中模式一時對應的結(jié)構(gòu)不意圖3為實施例中模式二時對應的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為實施例中模式三時對應的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式實施例請參閱圖2 圖4，一種色譜檢測裝置，包括色譜柱1、檢測單元、切換單元3和控制單元4 ；所述檢測單元包括至少兩個檢測模塊，本實施例中，檢測單元包括第一檢測模塊 201和第二檢測模塊202。第一檢測模塊201為質(zhì)量型檢測模塊，包括質(zhì)量型檢測器、氫氣流路、空氣流路和尾吹氣流路等，所采用的檢測器可以為氫火焰離子化檢測器或氮磷檢測器或火焰光度檢測器，本實施例中采用的第一檢測模塊中的檢測器為氫火焰離子化檢測器，即FID檢測器； 空氣和氫氣分別經(jīng)過流量控制模塊連接到FID檢測器上，并通過流量控制模塊使其自身的流量穩(wěn)定在一定的目標值上。尾吹氣經(jīng)過流量控制模塊，連接至圖中所示GE流路，進入FID 檢測器。第二檢測模塊202為濃度型檢測模塊，所采用的檢測器可以為電子捕獲檢測器或熱導池檢測器或者紫外光離子化檢測器，本實施例中采用的第二檢測模塊中的檢測器為紫外光離子化檢測器，即PID檢測器。第一檢測模塊和第二檢測模塊的結(jié)構(gòu)為本領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。所述色譜柱1通過切換單元分別與第一檢測模塊201和第二檢測模塊202相連；所述色譜柱1通過管路連接到切換單元3的流路B點上，所述切換單元3通過CE 管路和DF管路分別連接到第一檢測模塊201和第二檢測模塊202上。第二檢測模塊202的出口可以為自由端，也可以與第一檢測模塊201相連；當?shù)诙z測模塊202的出口與第一檢測模塊201相連時，通過第二檢測模塊202檢測過的樣品通過第一檢測器排出或繼續(xù)進入第一檢測器進行檢測，以形成高靈敏度濃度型檢測器和質(zhì)量型檢測器的串聯(lián)，進而實現(xiàn)多組分痕量級樣品的檢測。當檢測單元中的各檢測模塊相連時，未處于流路末端的檢測模塊中的檢測器應為無損檢測器，處于流路末端的檢測模塊中的檢測器可以為破壞性檢測器。切換氣先連接至控制單元4，控制單元4通過管路連接至切換單元3中的三通電磁閥301的A 口，三通電磁閥301的P 口和R 口分別通過管路連接至CBD流路的C點和D點。本發(fā)明的色譜檢測裝置，可以通過切換單元調(diào)節(jié)壓力使色譜柱選擇性地與檢測單元中的至少兩個檢測模塊中的其中一個相連通，也可以使色譜柱與檢測單元中的至少兩個檢測模塊中的多個同時相連通，此時，切換氣驅(qū)動樣品進入多個與色譜柱相連的檢測模塊；但對于色譜柱同時與多個檢測模塊相連通的情況，由于色譜分析系統(tǒng)中的管路均為微流路，管路中的樣品量很少，若在進行分流檢測，會使得系統(tǒng)的檢測靈敏度降低；因此，此處提供的實施例所述切換單元3通過調(diào)節(jié)壓力使色譜柱1選擇性地與檢測單元中的至少兩個檢測模塊中的其中一個相連通，以控制切換氣驅(qū)動樣品的方向，以使從色譜柱1出來的樣品在切換氣的驅(qū)動下進入目標檢測模塊；其中，與色譜柱1相連通的檢測模塊為目標檢測模塊。
所述控制單元4分別與切換單元3和切換氣相連，所述控制單元4通過控制切換單元3進一步控制切換氣驅(qū)動樣品的方向，使從色譜柱I出來的樣品在切換氣的驅(qū)動下進入目標檢測模塊。
即所述控制單元4通過控制B點兩端C點和D點的壓力大小及方向?qū)崿F(xiàn)切換氣驅(qū)動樣品的流向的切換，進而將樣品輸入相應的目標檢測模塊。
作為優(yōu)選，所述控制單元按時序控制切換單元切換色譜柱與檢測單元中的各檢測模塊之間的連通情況。
作為優(yōu)選，各流路上設置氣體阻尼器，所述氣體阻尼器用于配合控制單元4控制切換單元3調(diào)節(jié)相應流路的壓力，以使從色譜柱I出來的樣品在切換氣的驅(qū)動下能夠順利進入目標檢測器進行檢測，并保證流路切換過程中，各個流路的氣體流量均處于最優(yōu)。
本發(fā)明的色譜檢測裝置可以有多種工作模式
模式一
請參閱圖2，經(jīng)過色譜柱分離的VOCs，經(jīng)過切換單元3直接經(jīng)過BCE管路進入第一檢測模塊201而不通過第二檢測模塊202。
其中，切換單元3的電磁閥301的A 口和R 口連通，控制單元4控制切換氣的壓力， 使得D點的壓力大于B點的壓力，切換氣通過ARDB流路驅(qū)動樣品通過BCE流路進入第一檢測模塊201 ;另一部分切換氣通過ARDFG流路進入第一檢測模塊201，優(yōu)化色譜分離效果。
此種模式能夠適用于各種濃度的樣品檢測。
模式二
請參閱圖3，經(jīng)過色譜柱分離的VOCs，經(jīng)過切換單元3直接經(jīng)過BDF管路進入第二檢測模塊202而不通過第一檢測模塊201。
其中，切換單元3的電磁閥301的A 口和P 口連通，控制單元4控制切換氣的壓力， 使得C點的壓力大于B點的壓力，切換氣通過APCB流路驅(qū)動樣品通過BDF流路進入第二檢測模塊202 ;另一部分切換氣通過APCE流路進入第一檢測模塊201，優(yōu)化色譜分離效果。
此種模式能夠適用于低濃度高靈敏度檢測。
模式三
請參閱圖4，經(jīng)過色譜柱分離的VOCs，經(jīng)過切換單元3直接經(jīng)過BDF管路進入第二檢測模塊202，再經(jīng)過FGE管路進入第一檢測模塊201。
模式三與模式二不同的是切換氣通過APCB流路驅(qū)動樣品通過BDF流路進入第二檢測模塊202后，檢測部分不飽和烷烴，如苯、甲苯、乙苯、苯乙烯等；然后再進入第一檢測模塊201對其他烷烴，如正己烷、癸烷、十一烷、十二烷等進行檢測。
由于第一檢測模塊201的檢測器是破壞性檢測，所以當進行檢測模塊串聯(lián)檢測時，將第一檢測模塊201處于流路的末端。
此種模式能夠適用于多組分痕量級樣品的檢測。
模式四
所述控制單元按時序控制切換單元切換色譜柱與檢測單元中的各檢測模塊之間的連通狀況。即根據(jù)樣品對象，可以選擇上述模式一、模式二和模式三中的任意一種對樣品進行檢測，通過設置各模式的運行時間，能夠?qū)崿F(xiàn)對樣品最優(yōu)模式的檢測。CN 102539608 A
作為優(yōu)選，控制單元4同時還控制電磁閥301各口之間的通斷，使系統(tǒng)在不同檢測模式之間切換。采用模式一檢測高濃度的VOCs樣品，以防止高濃度的樣品污染第二檢測模塊的檢測器窗口 ；采用模式二或模式三檢測低濃度的VOCs樣品，提高了檢測靈敏度。通過控制切換單元3中的電磁閥301各口通斷的時間，進行靈活的樣品切換測定， 控制不同時間段的VOCs樣品分別進入相應的目標檢測模塊進行檢測。本實施例還提供了一種檢測方法，采用本實施例所述的檢測裝置，包括以下步驟A、確定目標檢測模塊及檢測模式Al、根據(jù)檢測對象確定目標檢測模塊，進而確定檢測模式；若是高濃度VOCs樣品，目標檢測模塊為第一檢測模塊，檢測模式為模式一；若是低濃度的VOCs樣品，目標檢測模塊為第二檢測模塊，檢測模式為模式二 ；若是低濃度的 VOCs樣品，目標檢測模塊為第二檢測模塊和第一檢測模塊，檢測模式為模式三；若是樣品濃度在變化，通過控制樣品電磁閥301各口通斷的時間，進而確定相應的目標檢測模塊，進而確定檢測模式；A2、根據(jù)步驟A中選定的模式，控制單元4控制電磁閥301各口之間的通斷，同時， 控制相應的C點或D點的壓力大于B點的壓力，以控制切換氣驅(qū)動樣品的方向，以使樣品在切換氣的驅(qū)動下進入相應的目標檢測模塊；B、從色譜柱1出來的樣品在切換氣的驅(qū)動下進入相應的目標檢測模塊進行檢測。上述實施方式不應理解為對本發(fā)明保護范圍的限制。本發(fā)明的關(guān)鍵是通過調(diào)節(jié)壓力進行系統(tǒng)多種檢測模式之間的切換。在不脫離本發(fā)明精神的情況下，對本發(fā)明做出的任何形式的改變均應落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種色譜檢測裝置，包括色譜柱，所述色譜柱通過切換單元與檢測單元相連；檢測單元，所述檢測單元包括至少兩個檢測模塊；切換單元，所述切換單元通過調(diào)節(jié)壓力使色譜柱選擇性地與所述至少兩個檢測模塊中的其中一個相連通；控制單元，所述控制單元分別與切換單元和切換氣相連，所述控制單元通過控制切換單元進一步控制切換氣驅(qū)動樣品的方向，使從色譜柱出來的樣品在切換氣的驅(qū)動下進入與所述色譜柱相連通的檢測模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的檢測裝置，其特征在于所述至少兩個檢測模塊中包括兩個直接相連的檢測模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的檢測裝置，其特征在于所述控制單元按時序控制切換單元切換色譜柱與檢測單元中的各檢測模塊之間的連通狀況。
4.根據(jù)權(quán)利要求I 3任一所述的檢測裝置，其特征在于各流路上設置氣體阻尼器。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的檢測裝置，其特征在于各檢測模塊的檢測器為氫火焰離子化檢測器或氮磷檢測器或火焰光度檢測器或電子捕獲檢測器或熱導池檢測器或紫外光離子化檢測器。
6.一種色譜檢測方法，包括以下步驟A、通過調(diào)節(jié)壓力使色譜柱選擇性地與至少兩個檢測模塊中的其中一個相連通，以控制切換氣驅(qū)動樣品的方向，以使從色譜柱出來的樣品在切換氣的驅(qū)動下進入目標檢測模塊; 其中，與色譜柱相連通的檢測模塊為目標檢測模塊；B、通入切換氣，切換氣將從色譜柱出來的樣品驅(qū)動至目標檢測模塊進行檢測。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的檢測方法，其特征在于所述目標檢測模塊包括至少兩個直接相連的檢測模塊；在步驟A中，通過調(diào)節(jié)壓力控制切換氣驅(qū)動樣品的方向，使樣品在切換氣的驅(qū)動下順次進入所述相連的檢測模塊；在步驟B中，從色譜柱出來的樣品在切換氣的驅(qū)動下順次進入所述相連的檢測模塊進行檢測。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的檢測方法，其特征在于所述目標檢測模塊包括第一檢測模塊和第二檢測模塊；在步驟A中，通過調(diào)節(jié)壓力控制切換氣驅(qū)動樣品的方向，使樣品在切換氣的驅(qū)動下先進入第一檢測模塊，再進入與第一檢測模塊相連的第二檢測模塊；在步驟B中，從色譜柱出來的樣品在切換氣的驅(qū)動下先進入第一檢測模塊檢測，再進入第二檢測模塊檢測。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的檢測方法，其特征在于在樣品檢測流路上，未處于流路末端的檢測模塊為無損檢測模塊。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種色譜檢測裝置，包括色譜柱，所述色譜柱通過切換單元與檢測單元相連；檢測單元，所述檢測單元包括至少兩個檢測模塊；切換單元，所述切換單元通過調(diào)節(jié)壓力使色譜柱選擇性地與所述至少兩個檢測模塊中的其中一個相連通；控制單元，所述控制單元分別與切換單元和切換氣相連，所述控制單元通過控制切換單元進一步控制切換氣驅(qū)動樣品的方向，使從色譜柱出來的樣品在切換氣的驅(qū)動下進入與所述色譜柱相連通的檢測模塊。本發(fā)明還提供了一種色譜檢測方法。本發(fā)明具有檢測模式多、切換便捷、死體積小、檢測器壽命長等優(yōu)點。
文檔編號G01N30/88GK102539608SQ201110461549
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者劉偉寧, 劉立鵬, 李天麟, 王琳琳, 肖曠 申請人:聚光科技(杭州)股份有限公司