專(zhuān)利名稱(chēng)：流體的進(jìn)樣裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及流體進(jìn)樣，特別涉及能有效降低進(jìn)樣流體間干擾的進(jìn)樣裝置及方法。
背景技術(shù)：
在分析儀器領(lǐng)域中，經(jīng)常需要向分析儀器中通入一些不同種類(lèi)的流體，如在氣體分析中需要通入用于標(biāo)定儀器的多種類(lèi)標(biāo)氣、在水質(zhì)分析中需通入多種類(lèi)參比液體或試劑。因此，需要利用進(jìn)樣裝置去控制不同種類(lèi)流體的進(jìn)樣，圖1示意性地給出了現(xiàn)在廣泛采用的氣體進(jìn)樣裝置，如圖1所示，所述進(jìn)樣裝置包括至少兩個(gè)閥門(mén)，如閥門(mén)1、閥門(mén)2、閥門(mén)3、 閥門(mén)4，各個(gè)閥門(mén)的進(jìn)口端連通不同類(lèi)的氣體(如不同種的氣體或同種不同濃度的氣體)， 出口端連通以通過(guò)供氣口向外分別供應(yīng)不同類(lèi)的氣體。工作方式為當(dāng)需要某一類(lèi)的氣體時(shí)，打開(kāi)與該氣體連接的閥門(mén)，關(guān)閉其它閥門(mén)，以向外供應(yīng)所需類(lèi)的氣體。上述進(jìn)樣裝置可以方便地提供氣體，但也有諸多不足，如1、不同類(lèi)氣體之間有交叉干擾，且這種干擾時(shí)持續(xù)不斷地，造成提供的氣體不純。 如圖1所示，當(dāng)提供氣體2時(shí)，供氣口和其它閥門(mén)如閥門(mén)1、3、4之間的空間殘留的氣體會(huì)被抽吸而送往供氣口，造成提供的氣體2受氣體1、3、4的不斷地干擾，給下游分析儀器的標(biāo)定、測(cè)量、建模等工作帶來(lái)不利影響。2、每路都存在死體積，無(wú)法排出。如圖1所示，供氣口和閥門(mén)1-4的出口端之間都是死體積，殘留的氣體無(wú)法排出。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)方案中的不足，本發(fā)明提供了一種不存在死體積、流體之間無(wú)干擾的流體進(jìn)樣裝置，還提供了一種流體之間無(wú)干擾、不存在死體積的流體進(jìn)樣方法。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的流體進(jìn)樣裝置，所述流體進(jìn)樣裝置包括至少兩個(gè)閥門(mén)，所述閥門(mén)設(shè)有進(jìn)樣端口、出樣端口以及排空端口，所述出樣端口選擇性地與所述進(jìn)樣端口、排空端口連通；所述至少兩個(gè)閥門(mén)的出樣端口相互連通，并通過(guò)供樣口向外供應(yīng)流體；控制人員設(shè)備，所述控制人員設(shè)備用于控制所述閥門(mén)的出樣端口選擇性地與進(jìn)樣端口、排空端口連通，并使得在所述至少兩個(gè)閥門(mén)中的任一個(gè)的進(jìn)樣端口與出樣端口連通時(shí)，其它閥門(mén)的出樣端口與排空端口連通。根據(jù)上述的進(jìn)樣裝置，優(yōu)選地，所述閥門(mén)采用電磁閥。根據(jù)上述的進(jìn)樣裝置，可選地，所述供樣口另設(shè)有閥門(mén)，該閥門(mén)具有進(jìn)樣端口、出樣端口和排空端口，在所述控制人員設(shè)備的控制下該進(jìn)樣端口選擇性地與出樣端口和排空端□連通。根據(jù)上述的進(jìn)樣裝置，可選地，所述至少兩個(gè)閥門(mén)的出樣端口通過(guò)管道相互連通， 形成流體供應(yīng)通道。
根據(jù)上述的進(jìn)樣裝置，優(yōu)選地，所述至少兩個(gè)閥門(mén)并排安裝。根據(jù)上述的進(jìn)樣裝置，可選地，所述流體是氣體或液體。本發(fā)明的目的還通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)流體進(jìn)樣方法，所述進(jìn)樣方法包括以下步驟(Al)當(dāng)需要與閥門(mén)\，\···\中任一個(gè)Vi的進(jìn)樣端口連接的流體時(shí)，m為不小于 2的正整數(shù)；在控制人員設(shè)備的控制下，閥門(mén)Vi的進(jìn)樣端口和出樣端口連通，閥門(mén)VnV^-Vm 中的其它閥門(mén)的出樣端口和排空端口連通；(A》流體通過(guò)閥門(mén)Vi并從出樣端口流出后分為兩部分，一部分通過(guò)供樣口向外供應(yīng)流體，另一部分流進(jìn)閥門(mén)V1, VfVm中的其它閥門(mén)的出樣端口，之后從排空端口排放。根據(jù)上述的進(jìn)樣方法，可選地，所述進(jìn)樣方法進(jìn)一步包括以下步驟(A3)從所述供樣口排出的流體進(jìn)入另一閥門(mén)的進(jìn)樣端口，并從該閥門(mén)的排空端口排空；之后流體從該閥門(mén)的出樣端口排出，向外供應(yīng)流體。根據(jù)上述的進(jìn)樣方法，優(yōu)選地，所述閥門(mén)采用電磁閥。根據(jù)上述的進(jìn)樣方法，可選地，所述至少兩個(gè)閥門(mén)的出樣端口通過(guò)管道相互連通， 形成流體供應(yīng)通道。根據(jù)上述的進(jìn)樣方法，優(yōu)選地，所述至少兩個(gè)閥門(mén)并排安裝。根據(jù)上述的進(jìn)樣方法，可選地，所述流體是氣體或液體。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果為1、不同類(lèi)(同種或不同種)流體之間沒(méi)有交叉干擾，從一個(gè)閥門(mén)的出氣端口排出的流體分為兩部分，一部分通過(guò)供氣口向外供應(yīng)流體，同時(shí)，另一部分進(jìn)入其它閥門(mén)的出氣端口，并從其它閥門(mén)的排空端口排出，使得供氣口和其它閥門(mén)之間充滿(mǎn)了同一種流體，不存在流體之間的干擾，保證了下游的標(biāo)定、測(cè)量、建模等工作的正常進(jìn)行。2、不存在死體積。從一個(gè)閥門(mén)流出的流體的一部分充滿(mǎn)了供氣口和其它閥門(mén)之間的空間，使得整個(gè)進(jìn)樣裝置不存在死體積。3、為了進(jìn)一步降低在更換流體類(lèi)時(shí)，初期從供應(yīng)口排出流體受其它流體(供應(yīng)口和該閥門(mén)出氣端口殘留上一次供應(yīng)的流體)的影響，在所述供應(yīng)口處另設(shè)有閥門(mén)，使得更換流體類(lèi)時(shí)初期從供應(yīng)口排出的流體排空，之后再通過(guò)該閥門(mén)的出氣端口向外供應(yīng)所需類(lèi)的流體。


參照附圖，本發(fā)明的公開(kāi)內(nèi)容將變得更易理解。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是這些附圖僅僅用于舉例說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而并非意在對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍構(gòu)成限制。 圖中圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中的流體進(jìn)樣裝置的基本結(jié)構(gòu)圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的流體進(jìn)樣裝置的基本結(jié)構(gòu)圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的流體進(jìn)樣方法的流程圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例2的流體進(jìn)樣裝置的基本結(jié)構(gòu)圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例2的流體進(jìn)樣方法的流程圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例3的流體進(jìn)樣裝置的基本結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式圖2-6和以下說(shuō)明描述了本發(fā)明的可選實(shí)施方式以教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員如何實(shí)施和再現(xiàn)本發(fā)明。為了教導(dǎo)本發(fā)明技術(shù)方案，已簡(jiǎn)化或省略了一些常規(guī)方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解源自這些實(shí)施方式的變型或替換將在本發(fā)明的范圍內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解下述特征能夠以各種方式組合以形成本發(fā)明的多個(gè)變型。由此，本發(fā)明并不局限于下述可選實(shí)施方式，而僅由權(quán)利要求和它們的等同物限定。實(shí)施例1 圖1示意性地給出了本發(fā)明實(shí)施例的流體進(jìn)樣裝置的基本結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示， 所述流體進(jìn)樣裝置包括至少兩個(gè)閥門(mén)，如閥門(mén)V1, V^ V4,所述閥門(mén)至少具有進(jìn)樣端口、出樣端口和排空端口，如采用三通閥、四通閥等多通閥，當(dāng)然也可以用多個(gè)單通閥的組合去替代，這都是本領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)。所述閥門(mén)的出樣端口在控制人員設(shè)備的作用下選擇性地與進(jìn)樣端口和排空端口連通，所述閥門(mén)可采用電磁閥、氣動(dòng)閥等類(lèi)型閥門(mén)。所述閥門(mén)的進(jìn)樣端口分別與不同類(lèi) (如不同種或同種不同濃度)的流體(氣體或液體)連接。所述閥門(mén)的出樣端口相互連通， 并通過(guò)供應(yīng)口向外供應(yīng)流體?？刂迫藛T設(shè)備，用于使所述至少兩個(gè)閥門(mén)的出樣端口選擇性地與進(jìn)樣端口和排空端口連通，以及使當(dāng)所述至少兩個(gè)閥門(mén)中的一個(gè)的進(jìn)樣端口和出樣端口連通時(shí)，其它閥門(mén)的出樣端口和排空端口連通。所述控制人員設(shè)備可采用控制電路、控制軟件去控制所述閥門(mén)的開(kāi)關(guān)或切換，具體實(shí)現(xiàn)方式對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是容易理解的，還可以采用人工去控制所述閥門(mén)的開(kāi)關(guān)或切換。圖3示意性地給出了本發(fā)明實(shí)施例的流體進(jìn)樣方法的流程圖，如圖3所示，所述進(jìn)樣方法包括以下步驟(Al)當(dāng)需要與閥門(mén)V1, Vf Vm(如上述至少兩個(gè)閥門(mén))中任一個(gè)Vi的進(jìn)樣端口連接的流體時(shí)，m為不小于2的正整數(shù)；在上述控制人員設(shè)備的控制下，閥門(mén)Vi的進(jìn)樣端口和出樣端口連通，閥門(mén)V1, V^Vm中的其它閥門(mén)的出樣端口和排空端口連通；(A》流體通過(guò)閥門(mén)Vi并從出樣端口流出后分為兩部分，一部分通過(guò)供樣口向外供應(yīng)流體，另一部分流進(jìn)閥門(mén)V1, VfVm中的其它閥門(mén)的出樣端口，之后從排空端口排放。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1達(dá)到的益處在于從一個(gè)閥門(mén)的出樣端口流出的流體分為兩部分，一部分通過(guò)供應(yīng)口向外供應(yīng)流體，同時(shí)另一部分通過(guò)其它閥門(mén)的出樣端口進(jìn)入，并從排空端口排空，保證了流體通道內(nèi)僅存在所需類(lèi)的流體，杜絕了流體之間的交叉干擾，也排除了死體積的存在。所述裝置和方法可廣泛應(yīng)用在氣體分析、水質(zhì)分析等分析系統(tǒng)中。實(shí)施例2 圖4示意性地給出了本發(fā)明實(shí)施例的流體進(jìn)樣裝置的基本結(jié)構(gòu)圖。如圖4所示， 所述流體進(jìn)樣裝置與實(shí)施例1不同的是在所述供應(yīng)口處另設(shè)有閥門(mén)，該閥門(mén)具有進(jìn)樣端口、出樣端口和排空端口，所述出樣端口選擇性地與所述進(jìn)樣端口和排空端口連通。該閥門(mén)可采用三通閥、四通閥等多通閥， 當(dāng)然也可以采用多個(gè)單通閥的組合去替代，類(lèi)型為電磁閥、氣動(dòng)閥或其它類(lèi)型。圖5示意性地給出了本發(fā)明實(shí)施例的流體進(jìn)樣方法的流程圖，如圖5所示，所述進(jìn)樣方法包括以下步驟(A3)從所述供樣口排出的流體進(jìn)入另一閥門(mén)的進(jìn)樣端口，并從該閥門(mén)的排空端口排空；之后流體從該閥門(mén)的出樣端口排出，向外供應(yīng)流體。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例2達(dá)到的益處與實(shí)施例1相比，還在于進(jìn)一步地降低在更換流體類(lèi)時(shí)，初期從供應(yīng)口排出流體受其它流體(供應(yīng)口和該閥門(mén)出樣端口殘留上一次供應(yīng)的流體)的影響，使得更換流體類(lèi)時(shí)初期從供應(yīng)口排出的流體排空，之后再通過(guò)該閥門(mén)的出氣端口向外供應(yīng)所需類(lèi)的流體。實(shí)施例3:根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的進(jìn)樣裝置和方法在在線(xiàn)質(zhì)譜儀中的應(yīng)用例，具體是作為建模裝置的一部分，為所述質(zhì)譜儀供應(yīng)不同種類(lèi)的標(biāo)氣，如氫氣、甲烷、一氧化碳、二氧化碳等氣體。如圖6所示，上述氣體分別與三通電磁閥V1, V2，V3，V4連接。所述三通電磁閥并排安裝，并分別與控制模塊(采用質(zhì)譜儀中的軟件模塊實(shí)現(xiàn))連接，所述控制模塊控制所述三通電磁閥的切換。所述三通電磁閥的出氣端口通過(guò)管道與供氣通道連通，氣體通過(guò)供氣通道的供氣口向外供應(yīng)氣體，所述三通電磁閥的排空端口連通排空通道，氣體通過(guò)排空通道的排空口排放。進(jìn)樣方法為如需要?dú)錃鈽?biāo)氣時(shí)，控制模塊切換與氫氣連接的三通閥，使進(jìn)氣端口和出氣端口連通，同時(shí)其它閥門(mén)的出氣端口和排空端口連通。氫氣氣體從出氣端口排出后分為兩部分，一部分通過(guò)供氣通道的供氣口向監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的氣體室供應(yīng)，另一部分從供氣通道流向其它閥門(mén)的出氣端口，最后從排空端口排進(jìn)排空通道，最后從排空口排空。初期從供氣口排出的氫氣氣體會(huì)受管道內(nèi)殘留的先前氣體的影響，但待上述殘留先前氣體被排出后，氫氣氣體就不受影響。實(shí)施例4 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例2的進(jìn)樣裝置和方法在煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用例，具體是作為標(biāo)定裝置的一部分，為所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的氣體室供應(yīng)不同種類(lèi)的標(biāo)氣，如二氧化硫、 一氧化氮、二氧化氮、氯化氫等氣體。上述氣體分別與三通電磁閥V1, V2，V3，V4連接。所述三通電磁閥分別與控制電路連接，所述控制電路控制所述三通電磁閥的切換。在所述供應(yīng)口處另設(shè)的閥門(mén)采用電磁三通閥，并與所述控制電路連接。進(jìn)樣方法為如需要二氧化硫標(biāo)氣時(shí)，控制電路切換與二氧化硫連接的三通閥，使進(jìn)氣端口和出氣端口連通，同時(shí)與氣體連接的其它閥門(mén)的出氣端口和排空端口連通，供氣口處另設(shè)的閥門(mén)的進(jìn)氣端口和排空端口連通。二氧化硫氣體從出氣端口排出后分為兩部分，一部分通過(guò)供氣口流向另設(shè)的閥門(mén)的進(jìn)氣端口，并從排空端口排空(初期從供氣口排出的二氧化硫氣體會(huì)受管道內(nèi)殘留的先前氣體的影響，故而，需要將這些受殘留氣體影響的二氧化硫氣體排空)，另一部分流向其它閥門(mén)的出氣端口，最后從排空端口排空。待所述殘留氣體被排除后，控制電路切換所述另設(shè)的閥門(mén)，使進(jìn)氣端口與出氣端口連通，從而使得不受干擾的二氧化硫氣體進(jìn)入監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的氣體室，以便開(kāi)展標(biāo)定工作。上述實(shí)施例僅是舉例說(shuō)明了氣體的進(jìn)樣，當(dāng)然還可以應(yīng)用在液體的場(chǎng)合，如水質(zhì)分析中，這對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是容易理解的。
權(quán)利要求
1.流體進(jìn)樣裝置，所述流體進(jìn)樣裝置包括至少兩個(gè)閥門(mén)，所述閥門(mén)設(shè)有進(jìn)樣端口、出樣端口以及排空端口，所述出樣端口選擇性地與所述進(jìn)樣端口、排空端口連通；所述至少兩個(gè)閥門(mén)的出樣端口相互連通，并通過(guò)供樣口向外供應(yīng)流體；控制人員設(shè)備，所述控制人員設(shè)備用于控制所述閥門(mén)的出樣端口選擇性地與進(jìn)樣端口、排空端口連通，并使得在所述至少兩個(gè)閥門(mén)中的任一個(gè)的進(jìn)樣端口與出樣端口連通時(shí)， 其它閥門(mén)的出樣端口與排空端口連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)樣裝置，其特征在于所述閥門(mén)采用電磁閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)樣裝置，其特征在于所述供樣口另設(shè)有閥門(mén)，該閥門(mén)具有進(jìn)樣端口、出樣端口和排空端口，在所述控制人員設(shè)備的控制下該進(jìn)樣端口選擇性地與出樣端口和排空端口連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)樣裝置，其特征在于所述至少兩個(gè)閥門(mén)并排安裝。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的進(jìn)樣裝置，其特征在于所述流體是氣體或液體。
6.流體進(jìn)樣方法，所述進(jìn)樣方法包括以下步驟(Al)當(dāng)需要與閥門(mén)V1, V^Vm中任一個(gè)Vi的進(jìn)樣端口連接的流體時(shí)，m為不小于2的正整數(shù)；在控制人員設(shè)備的控制下，閥門(mén)Vi的進(jìn)樣端口和出樣端口連通，閥門(mén)V1, V^Vm中的其它閥門(mén)的出樣端口和排空端口連通；(A2)流體通過(guò)閥門(mén)Vi并從出樣端口流出后分為兩部分，一部分通過(guò)供樣口向外供應(yīng)流體，同時(shí)另一部分流進(jìn)閥門(mén)V1, V^Vm中的其它閥門(mén)的出樣端口，之后從排空端口排放。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的進(jìn)樣方法，其特征在于所述進(jìn)樣方法進(jìn)一步包括以下步驟(A3)從所述供樣口排出的流體進(jìn)入另一閥門(mén)的進(jìn)樣端口，并從該閥門(mén)的排空端口排空；之后流體從該閥門(mén)的出樣端口排出，向外供應(yīng)流體。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的進(jìn)樣方法，其特征在于所述閥門(mén)采用電磁閥。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的進(jìn)樣方法，其特征在于所述至少兩個(gè)閥門(mén)并排安裝。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7或8或9所述的進(jìn)樣方法，其特征在于所述流體是氣體或液體。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種流體進(jìn)樣裝置，所述進(jìn)樣裝置包括至少兩個(gè)閥門(mén)，所述閥門(mén)設(shè)有進(jìn)氣端口、出氣端口以及排空端口，所述出氣端口選擇性地與所述進(jìn)氣端口、排空端口連通；所述至少兩個(gè)閥門(mén)的出氣端口相互連通，并通過(guò)供氣口向外供應(yīng)氣體；所述至少兩個(gè)閥門(mén)的排空端口相互連通，并通過(guò)排放口向外排放；控制人員設(shè)備，所述控制人員設(shè)備用于控制所述閥門(mén)的出氣端口選擇性地與進(jìn)氣端口、排空端口連通，并使得在所述至少兩個(gè)閥門(mén)中的任一個(gè)的進(jìn)氣端口與出氣端口連通時(shí)，其它閥門(mén)的出氣端口與排空端口連通。本發(fā)明具有氣體計(jì)量準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N33/00GK102565285SQ20111046158
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者任焱, 張進(jìn)偉, 鄭利武, 陳生龍 申請(qǐng)人:聚光科技(杭州)股份有限公司