本實(shí)用新型涉及富集解析裝置，特別是涉及一種用于低濃度的VOCs便攜的富集解析裝置。

背景技術(shù)：

1906年Tswett研究植物色素分離時(shí)提出色譜法概念；他在研究植物葉的色素成分時(shí)，將植物葉子的萃取物倒入填有碳酸鈣的直立玻璃管內(nèi)，然后加入石油醚使其自由流下，結(jié)果色素中各組分互相分離形成各種不同顏色的譜帶。按光譜的命名方式，這種方法因此得名為色譜法。

氣相色譜法的發(fā)展與兩個(gè)方面的發(fā)展是密不可分，一是氣相色譜分離技術(shù)的發(fā)展，二是其他學(xué)科和技術(shù)的發(fā)展。

1952年James和Martin提出氣液相色譜法，同時(shí)也發(fā)明了第一個(gè)氣相色譜檢測(cè)器。這是一個(gè)接在填充柱出口的滴定裝置，用來(lái)檢測(cè)脂肪酸的分離，用滴定溶液體積對(duì)時(shí)間做圖，得到積分色譜圖。之后，他們又發(fā)明了氣體密度天平。1954年Ray提出熱導(dǎo)計(jì)，開(kāi)創(chuàng)了現(xiàn)代氣相色譜檢測(cè)器的時(shí)代。此后至1957年，則進(jìn)入填充柱、TCD的年代。

1958年Gloay首次提出毛細(xì)管，同年，Mcwillian和Harley同時(shí)發(fā)明了FID，Lovelock發(fā)明了氬電離檢測(cè)器(AID)使檢測(cè)方法的靈敏度提高了2～3個(gè)數(shù)量級(jí)。

20世紀(jì)60年代和70年代，由于氣相色譜技術(shù)的發(fā)展，柱效大為提高，環(huán)境科學(xué)等學(xué)科的發(fā)展，提出了痕量分析的要求，又陸續(xù)出現(xiàn)了一些高靈敏度、高選擇性的檢測(cè)器，如1960年Lovelock提出電子俘獲檢測(cè)器(ECD)；1966年Brody等發(fā)明了FPD；1974年Kolb和Bischoff提出了電加熱的NPD；1976年美國(guó)HNU公司推出了實(shí)用的窗式光電離檢測(cè)器(PID)等。同時(shí)，由于電子技術(shù)的發(fā)展，原有的檢測(cè)器在結(jié)構(gòu)和電路上又作了重大的改進(jìn)，如TCD出現(xiàn)了衡電流、橫熱絲溫度及衡熱絲溫度檢測(cè)電路；ECD出現(xiàn)衡頻率變電流、衡電流脈沖調(diào)制檢測(cè)電路等，從而使性能又有所提高。

20世紀(jì)80年代，由于彈性石英毛細(xì)管柱的快速?gòu)V泛應(yīng)用，對(duì)檢測(cè)器提出了體積小、響應(yīng)快、靈敏度高、選擇性好的要求，特別是計(jì)算機(jī)和軟件的發(fā)展，使TCD、FID、ECD、和NPD的靈敏度和穩(wěn)定性均有很大提高，TCD和ECD的檢測(cè)池體積大大縮小。

進(jìn)入20世紀(jì)90年代，由于電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)和軟件的飛速發(fā)展使MSD生產(chǎn)成本和復(fù)雜性下降，以及穩(wěn)定性和耐用性增加，從而成為最通用的氣相色譜檢測(cè)器之一。期間出現(xiàn)了非放射性的脈沖放電電子俘獲檢測(cè)器(PDECD)、脈沖放電氦電離檢測(cè)器(PDHID)和脈沖放電光電離檢測(cè)器(PDECD)以及集次三者為一體的脈沖放電檢測(cè)器(PDD)。四年后，美國(guó)Varian公司推出了商品儀器，它比通常FPD靈敏度高100倍。另外，快速GC和全二維GC等快速分離技術(shù)的迅猛發(fā)展，也促使快速GC檢測(cè)方法逐漸成熟。

由于氣相色譜儀的檢測(cè)器無(wú)法檢測(cè)低濃度的VOCs(volatile organic compounds：揮發(fā)性有機(jī)物)，需要將被測(cè)氣體進(jìn)行富集，達(dá)到一定濃度，再由氣相色譜進(jìn)行分析?，F(xiàn)有的富集解析裝置為常溫吸附或者超低溫吸附，以及使用熱解析。但是常溫富集不能有效的對(duì)VOCs氣體進(jìn)行富集，富集效率差；而超低溫富集結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功耗大，連續(xù)性差，價(jià)格昂貴，不適合便攜移動(dòng)。因此如何改進(jìn)現(xiàn)有的富集解析裝置，使之結(jié)構(gòu)緊湊、便攜，并能夠連續(xù)快速的對(duì)VOCs進(jìn)行富集解析，降低分析周期，成為人們亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決背景技術(shù)的不足，本實(shí)用新型意在提出一種用于低濃度的VOCs富集解析裝置，其能夠連續(xù)快速地對(duì)VOCs進(jìn)行富集解析，降低分析周期。

本實(shí)用新型提出一種低濃度VOCs富集解析裝置，包括冷箱、殼體、制冷裝置、富集管、轉(zhuǎn)接裝置；

在所述冷箱中設(shè)置有富集管容納空間，所述冷箱用于使富集管快速降溫；

所述殼體設(shè)置在所述冷箱外面；

所述制冷裝置通過(guò)制冷裝置安裝口與所述冷箱的外表面貼合；

所述富集管設(shè)置在所述富集管容納空間內(nèi)；

所述轉(zhuǎn)接裝置用于使所述富集管與外部管路連接。

進(jìn)一步地，所述富集管與所述富集管容納空間的距離為0.5cm-5cm。

進(jìn)一步地，所述低濃度VOCs富集解析裝置還包括溫度傳感器，所述溫度傳感器設(shè)置在所述富集管表面。

進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)接裝置包括第一轉(zhuǎn)接頭、第二轉(zhuǎn)接頭；

所述第一轉(zhuǎn)接頭與所述第二轉(zhuǎn)接頭分別設(shè)置在所述富集管的兩端；

所述第一轉(zhuǎn)接頭和所述第二轉(zhuǎn)接頭通過(guò)所述殼體兩側(cè)的轉(zhuǎn)接頭安裝孔伸出到殼體外。

進(jìn)一步地，所述制冷裝置包括半導(dǎo)體制冷片、散熱器；

所述半導(dǎo)體制冷片的制冷面與所述冷箱貼合，所述半導(dǎo)體制冷片的散熱面與所述散熱器貼合。

進(jìn)一步地，所述制冷裝置包括至少兩片半導(dǎo)體制冷片；

兩片以上所述半導(dǎo)體制冷片的連接方式為后一片半導(dǎo)體制冷片的制冷面與前一片半導(dǎo)體制冷片的散熱面貼合，第一片半導(dǎo)體制冷片的制冷面與所述冷箱貼合，最后的一片半導(dǎo)體制冷片的散熱面與所述散熱器貼合。

進(jìn)一步地，所述制冷裝置還包括散熱風(fēng)扇，所述散熱風(fēng)扇設(shè)置在散熱器上。

進(jìn)一步地，所述冷箱的材料是純銅、銀或鋁；

所述殼體由保溫材料制成。

進(jìn)一步地，所述低濃度VOCs富集解析裝置還包括加熱裝置；

所述加熱裝置用于對(duì)所述富集管直接加熱，所述加熱裝置與所述富集管絕緣；

所述加熱裝置設(shè)置在所述冷箱中的富集管容納空間內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述加熱裝置為加熱絲或者電熱片；

所述加熱絲纏在所述富集管上；

所述電熱片裹在所述富集管上。

應(yīng)用本實(shí)用新型的低濃度VOCs富集解析裝置，可實(shí)現(xiàn)如下有益效果：

(1)該裝置能夠連續(xù)快速的對(duì)VOCs進(jìn)行富集解析，降低分析周期。

(2)裝置結(jié)構(gòu)緊湊、便攜，便于集成到氣相色譜儀器中。

(3)該裝置功耗低，損耗小，利于連續(xù)使用。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的一種低濃度VOCs富集解析裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中的附圖標(biāo)記如下：

1.富集管；2.加熱絲；3.溫度傳感器；4.轉(zhuǎn)接頭；5.冷箱；

6-1.第一半導(dǎo)體制冷片；6-2.第二半導(dǎo)體制冷片；7.殼體；

8.散熱風(fēng)扇；9.散熱器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖具體說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施方式。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的一種低濃度VOCs富集解析裝置結(jié)構(gòu)示意圖。如圖中所示，富集管1安裝在純銅制成的冷箱5中，由于純銅的導(dǎo)熱性能好，所以便于進(jìn)行低溫富集；冷箱5也可以由銀，或者鋁等其他導(dǎo)熱性能較好的金屬或者非金屬材料制成。冷箱5中設(shè)置有容納空間，用于容納富集管1的空間與富集管1的外形相適應(yīng)，這里富集管1到冷箱5中的容納空間的距離可以為0.5cm-5cm，較佳為1cm，以在保證帶有加熱裝置后富集管1安裝方便情況下，這樣的結(jié)構(gòu)有利于提升制冷的效果，也可使富集解析裝置的小型化。冷箱5可以一次成型，這種結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單；冷箱5也可以是分體結(jié)構(gòu)，例如可以包括上、下部分，上、下部分結(jié)合后形成容納空間，這種結(jié)構(gòu)便于拆裝和維護(hù)放置在容納空間中的裝置。

參見(jiàn)圖1，冷箱5外面設(shè)置有殼體7，殼體7由保溫材料制成，采用保溫材料是為了在制冷時(shí)防止環(huán)境溫度的影響，保證制冷效果。富集管1兩端通過(guò)轉(zhuǎn)接頭4與外部管路連接。在殼體的兩側(cè)，設(shè)有兩個(gè)轉(zhuǎn)接頭安裝孔，轉(zhuǎn)接頭4通過(guò)轉(zhuǎn)接頭安裝孔與富集管1連接。

從圖1可見(jiàn)，半導(dǎo)體制冷片6-1制冷面貼在冷箱5的底面來(lái)給冷箱5制冷，另一片半導(dǎo)體制冷片6-2的制冷面貼在半導(dǎo)體制冷片6-1的散熱面，散熱器9貼在半導(dǎo)體制冷片6-2的散熱面，通過(guò)散熱風(fēng)扇8帶走熱量。半導(dǎo)體制冷片采用2級(jí)制冷，也可以采用2級(jí)以上制冷，制冷級(jí)數(shù)多，可獲得較大的溫差，使純銅制成的冷箱溫度從室溫快速降到-10℃以下。

如圖1，將溫度傳感器3(在這里可以使用例如pt100，也可采用其他溫度傳感器)粘貼在富集管1上，用溫度傳感器3可精確地反饋富集管1的溫度，以便調(diào)節(jié)制冷片功率，使安置在冷箱5中的富集管3可以在-10℃的環(huán)境下進(jìn)行穩(wěn)定高效的富集VOCs氣體。

如圖1，可采用散熱風(fēng)扇8對(duì)散熱器9進(jìn)行降溫，可以保證半導(dǎo)體制冷片高效地工作，使冷箱5的溫度快速地降到所需求的溫度。散熱風(fēng)扇8可以設(shè)置一個(gè)，也可以設(shè)置一個(gè)以上，以便對(duì)散熱器9更快速地降溫。

如圖1所示，將與富集管1絕緣的加熱絲2均勻的纏繞在富集管1上，用來(lái)加熱進(jìn)行解析富集管中的VOCs氣體。根據(jù)溫度傳感器3測(cè)量反饋的富集管1的溫度，用來(lái)控制加熱絲2的加熱溫度。溫度傳感器3最好位于富集管1的中間位置，可以更精確地測(cè)量富集管1的溫度。加熱絲均勻的纏繞在富集管1上，可以通過(guò)加熱絲快速地對(duì)富集管進(jìn)行加熱，使其可以在極短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到400℃以上，可以快速高效的解析富集管1中富集的VOCs氣體。由于解析時(shí)間短，所以對(duì)冷箱5的溫度影響小，冷箱5可以在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)到-10℃以下。加熱絲2也可以其他加熱裝置代替，例如電熱片，使用時(shí)將電熱片裹在富集管1上，在這里電熱片最好使用柔性比較好的電熱片，例如聚酰胺電熱片，使用柔性比較好電熱片可以對(duì)富集管1包裹均勻，便于快速地對(duì)富集管1進(jìn)行加熱。

本實(shí)用新型整體集成度高，可以極大的縮短富集解析的周期，并且體積小巧，便于集成到氣相色譜儀器中。

需要說(shuō)明的是，以上參照附圖所描述的各個(gè)實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型而非限制本實(shí)用新型的范圍，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的前提下對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行的修改或者等同替換，均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的范圍之內(nèi)。另外，除非特別說(shuō)明，那么任何實(shí)施例的全部或一部分可結(jié)合任何其它實(shí)施例的全部或一部分來(lái)使用。