大氣過(guò)氧化物自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種大氣過(guò)氧化物自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括一個(gè)采樣裝置(100)以及一個(gè)分析裝置(200)，所述采樣裝置(100)包括一個(gè)水平放置的螺旋管(10)，一個(gè)豎直放置的氣液分離器(11)以及一個(gè)氣泵(12)，所述螺旋管(10)的進(jìn)口端分別連接大氣(101)以及捕集液瓶(102)，所述螺旋管(10)的出口端連接所述氣液分離器(11)的中部，所述氣液分離器(11)的上端連接所述氣泵(12)，所述氣液分離器(11)的下端通過(guò)第一連接管路(300)連接所述分析裝置(200)。本發(fā)明所提供的上述大氣過(guò)氧化物自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)大氣過(guò)氧化物的自動(dòng)監(jiān)測(cè)，并能獲得較為準(zhǔn)確的大氣過(guò)氧化物的含量結(jié)果。
【專利說(shuō)明】
大氣過(guò)氧化物自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，尤其涉及一種大氣中過(guò)氧化物的自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]大氣中的過(guò)氧化物包括過(guò)氧化氫(H2O2)、以及甲基過(guò)氧化氫、輕甲基過(guò)氧化氫、乙基過(guò)氧化氫等有機(jī)過(guò)氧化物，其中H2O2占總過(guò)氧化物的80-90 %。由于大氣中的過(guò)氧化物、尤其是H2O2不僅氧化性強(qiáng)和水溶性高，而且化學(xué)活性也非常高，在酸雨和PM2.5生成中起著重要作用，因此有關(guān)過(guò)氧化物的污染特征及其在大氣中的物理化學(xué)過(guò)程的研究成為大氣環(huán)境領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
[0003]《大氣中過(guò)氧化物監(jiān)測(cè)方法的研究及其應(yīng)用》(浙江工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文，2013年，繆萍萍)中對(duì)于大氣中過(guò)氧化物采樣和分析方法進(jìn)行了比較詳細(xì)的介紹，其中關(guān)于檢測(cè)方法的原理等進(jìn)行了系統(tǒng)梳理。
[0004]《大氣H2O2測(cè)定方法的研究進(jìn)展》(環(huán)境保護(hù)前沿，2013年，張安平等)中提及有關(guān)于大氣過(guò)氧化物的連續(xù)采樣方法，以及過(guò)氧化物樣品分析方法的相關(guān)理論。該現(xiàn)有技術(shù)提及的僅僅是有關(guān)大氣過(guò)氧化物的監(jiān)測(cè)的原理知識(shí)，例如，對(duì)于連續(xù)采樣的螺旋管吸收法，該現(xiàn)有技術(shù)僅僅記錄“原理是將空氣和捕集液各自以一定的流速通入螺旋管，捕集液在螺旋管內(nèi)壁形成較薄的液面層，增大空氣與捕集液的接觸面積，從而使得H2O2更好的被溶液吸收。氣液經(jīng)螺旋管混合后通過(guò)氣液分離器分開(kāi)，氣體排出系統(tǒng)，液體則進(jìn)入分析系統(tǒng)”。再比如，關(guān)于過(guò)氧化物樣品分析中的酶化法以及熒光法，該現(xiàn)有技術(shù)記載的僅僅是化學(xué)原理，沒(méi)有涉及任何設(shè)備細(xì)節(jié)。
[0005]上述現(xiàn)有技術(shù)提供的均為與大氣過(guò)氧化物監(jiān)測(cè)相關(guān)的理論概述，并未提供可應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)的工業(yè)化解決方案。本領(lǐng)域技術(shù)人員基于上述現(xiàn)有技術(shù)，無(wú)法獲得可供實(shí)用的工業(yè)化技術(shù)設(shè)施，用以獲得對(duì)大氣過(guò)氧化物的連續(xù)監(jiān)測(cè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種大氣過(guò)氧化物自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以減少或避免前面所提到的問(wèn)題。
[0007]具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明提供了一種大氣過(guò)氧化物自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)大氣過(guò)氧化物的即時(shí)、在線、自動(dòng)監(jiān)測(cè)，并能獲得較為準(zhǔn)確的大氣過(guò)氧化物的含量結(jié)果。
[0008]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種大氣過(guò)氧化物自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括一個(gè)采樣裝置以及一個(gè)分析裝置，所述采樣裝置包括一個(gè)水平放置的螺旋管，一個(gè)豎直放置的氣液分離器以及一個(gè)氣栗，所述螺旋管的進(jìn)口端分別連接大氣以及捕集液瓶，所述螺旋管的出口端連接所述氣液分離器的中部，所述氣液分離器的上端連接所述氣栗，所述氣液分離器的下端通過(guò)第一連接管路連接所述分析裝置。
[0009]優(yōu)選地，所述分析裝置包括首尾串聯(lián)連接的第一混合管、第二混合管以及第三混合管;所述第一混合管的進(jìn)口端分別連接所述第一連接管路以及緩沖溶液瓶，所述第二混合管的進(jìn)口端分別連接所述第一混合管的出口端以及熒光試劑瓶，所述第三混合管的進(jìn)口端分別連接所述第二混合管的出口端以及堿液瓶;所述第三混合管的出口端連接有一個(gè)豎直放置的樣品收集器，所述樣品收集器的中部通過(guò)第二連接管路連接一臺(tái)熒光檢測(cè)儀。
[0010]優(yōu)選地，所述樣品收集器的上端連接所述第三混合管的出口端，所述樣品收集器的下端連接有一個(gè)氣栗。
[0011]優(yōu)選地，所述樣品收集器的上部設(shè)置有一個(gè)排氣管，所述樣品收集器的中部設(shè)置有一個(gè)斜向上伸出的樣品檢測(cè)管，所述樣品檢測(cè)管的底部位于所述樣品收集器的液面下方，所述樣品檢測(cè)管的上端連接所述第二連接管路。
[0012]優(yōu)選地，所述排氣管中設(shè)置有與大氣相通的過(guò)濾膜。
[0013]優(yōu)選地，所述氣液分離器和所述氣栗之間設(shè)置有一個(gè)收集液體的安全瓶。
[0014]優(yōu)選地，所述第一連接管路中設(shè)置有一個(gè)三通電磁閥，所述三通電磁閥的第一端連接所述氣液分離器的下端，所述三通電磁閥的第二端連接所述分析裝置，所述三通電磁閥的第三端連接一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)溶液瓶。
[0015]優(yōu)選地，所述螺旋管的出口端水平連接所述氣液分離器的中部，系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)測(cè)過(guò)程中，設(shè)定所述氣液分離器與所述螺旋管連接位置處的液面高度與所述螺旋管的出口的最高點(diǎn)平齊。
[0016]優(yōu)選地，所述樣品檢測(cè)管的底部位于所述樣品收集器的液面下方3-4毫米處。
[0017]本發(fā)明所提供的上述大氣過(guò)氧化物自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)大氣過(guò)氧化物的即時(shí)、在線、自動(dòng)監(jiān)測(cè)，并能獲得較為準(zhǔn)確的大氣過(guò)氧化物的含量結(jié)果。
【附圖說(shuō)明】
[0018]以下附圖僅旨在于對(duì)本發(fā)明做示意性說(shuō)明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。其中，
[0019]圖1顯示的是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的一種大氣過(guò)氧化物自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2顯示的是圖1所示位置A處的放大示意圖；
[0021 ]圖3顯示的是圖1所示位置B處的放大示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。其中，相同的部件采用相同的標(biāo)號(hào)。
[0023]正如【背景技術(shù)】部分所述，現(xiàn)有技術(shù)中大氣過(guò)氧化物監(jiān)測(cè)的理論原理已經(jīng)比較明了，但是如何將理論成果應(yīng)用于實(shí)際的工業(yè)化生產(chǎn)尚無(wú)可供借鑒的成熟經(jīng)驗(yàn)?；诖?，本發(fā)明提供了一種大氣過(guò)氧化物自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其目的就是為了將理論研究成果轉(zhuǎn)換成一種可應(yīng)用于實(shí)際的工業(yè)化解決方案。
[0024]如圖1所示，其顯示的是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的一種大氣過(guò)氧化物自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，所述大氣過(guò)氧化物自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)屬于一種大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備，可用于對(duì)大氣中的過(guò)氧化物含量進(jìn)行即時(shí)、在線、自動(dòng)監(jiān)測(cè)。
[0025]圖1所示大氣過(guò)氧化物自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體上由兩部分組成，包括一個(gè)采樣裝置100以及一個(gè)分析裝置200。其中，采樣裝置100使用螺旋管吸收法對(duì)大氣中的過(guò)氧化物進(jìn)行連續(xù)的采集，使得大氣中的過(guò)氧化物溶解到捕集液中獲得可供分析用的樣品，采集得到的樣品通過(guò)第一連接管路300連續(xù)輸送給分析裝置200，其中，分析裝置200采用熒光檢測(cè)法對(duì)樣品中的過(guò)氧化物進(jìn)行分析，以分別獲得樣品中的總過(guò)氧化物的濃度和總有機(jī)過(guò)氧化物濃度，經(jīng)過(guò)換算即可獲得大氣中的過(guò)氧化氫的濃度。本發(fā)明將采樣裝置100和分析裝置200通過(guò)第一連接管路300連接為一體，構(gòu)成了采樣和分析一體化的系統(tǒng)，同時(shí)配合各種電控微量栗以及熒光檢測(cè)儀等自動(dòng)化部件，可以獲得對(duì)大氣過(guò)氧化物的即時(shí)、在線、自動(dòng)監(jiān)測(cè)。本發(fā)明中，有關(guān)螺旋管吸收法和熒光檢測(cè)法的基本原理在【背景技術(shù)】部分提及的兩篇現(xiàn)有技術(shù)文件中均有介紹，此處引用作為參考，本領(lǐng)域技術(shù)人員參照上述現(xiàn)有技術(shù)可以明了本發(fā)明從原理上來(lái)看是可以實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明的發(fā)明點(diǎn)在于將現(xiàn)有的理論轉(zhuǎn)換成實(shí)用技術(shù)，通過(guò)具體的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)對(duì)大氣過(guò)氧化物濃度的自動(dòng)監(jiān)測(cè)。
[0026]具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的采樣裝置100包括一個(gè)水平放置的螺旋管10，一個(gè)豎直放置的氣液分離器11以及一個(gè)氣栗12。其中，螺旋管10的進(jìn)口端分別連接大氣101以及捕集液瓶102，螺旋管10的出口端連接氣液分離器11的中部，豎直放置的氣液分離器11的上端連接氣栗12，氣液分離器11的下端通過(guò)第一連接管路300連接分析裝置200。
[0027]氣栗12利用吸力將大氣101采集吸入螺旋管10中，同時(shí)利用微量栗Pl將捕集液瓶102中的捕集液送入螺旋管10中，被采集到的大氣和捕集液在螺旋管10內(nèi)充分混合，致使大氣中的過(guò)氧化物溶于捕集液中。其后氣液混合物從螺旋管10內(nèi)流出并進(jìn)入氣液分離器11，在此處氣液混合物中的空氣被氣栗12抽離氣液分離器11，從其上方排出，而采集到過(guò)氧化物的捕集液則進(jìn)入分析裝置200。由于螺旋管10較長(zhǎng)，因此使用螺旋管10采樣一方面可以增加大氣與捕集液的接觸時(shí)間，另一方面因進(jìn)入氣液分離器11中的捕集液可以在管壁處形成液面層，從而增加了大氣與捕集液的接觸面積，這兩點(diǎn)有效增加了螺旋管10對(duì)大氣中易溶于捕集液的過(guò)氧化物的采集效率(后面將對(duì)此進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明)。
[0028]本發(fā)明所采用的捕集液可以是任何一種現(xiàn)有的適用于大氣過(guò)氧化物檢測(cè)的捕集液。在一個(gè)具體實(shí)施例中，可供選擇的捕集液可以是PH3.5的磷酸，也可以是pH6的鄰苯二甲酸氫鉀、或者是PH7.0的去離子蒸餾水等。
[0029]為了通過(guò)分析裝置200獲得準(zhǔn)確的檢測(cè)結(jié)果，需要在進(jìn)行樣品分析前首先制作一個(gè)校準(zhǔn)曲線。為了避免偶然因素的干擾，本發(fā)明在采樣裝置100的末端設(shè)置了標(biāo)準(zhǔn)溶液接口，用以通過(guò)同樣的第一連接管路300向采樣裝置100輸送標(biāo)準(zhǔn)溶液獲得標(biāo)準(zhǔn)曲線，因而獲得的檢測(cè)結(jié)果和制作標(biāo)準(zhǔn)曲線具有同樣的誤差，可以有效地消除系統(tǒng)誤差，因而通過(guò)第一連接管路300輸送采集樣品獲得的檢測(cè)結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行比對(duì)的結(jié)果就會(huì)更加準(zhǔn)確。具體來(lái)說(shuō)，在一個(gè)具體實(shí)施例中，第一連接管路300中設(shè)置有一個(gè)三通電磁閥13，三通電磁閥13的第一端連接氣液分離器11的下端，三通電磁閥13的第二端連接分析裝置200，三通電磁閥13的第三端通過(guò)一個(gè)微量栗19連接一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)溶液瓶14，標(biāo)準(zhǔn)溶液瓶14中可以放入用于制作標(biāo)準(zhǔn)曲線的不同濃度梯度的H2O2標(biāo)準(zhǔn)溶液。關(guān)于通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)溶液獲得標(biāo)準(zhǔn)曲線的原理在現(xiàn)有技術(shù)中均有介紹，其原理并非本發(fā)明保護(hù)的內(nèi)容，此處關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)溶液瓶14通過(guò)三通電磁閥13連接于連接管路300中的結(jié)構(gòu)設(shè)置才是本實(shí)施例的要點(diǎn)，其優(yōu)點(diǎn)是利用同樣的第一連接管路300輸送標(biāo)準(zhǔn)溶液以及采集樣品，可以避免設(shè)備干擾帶來(lái)的誤差，提高了檢測(cè)結(jié)果的精度。同時(shí)將標(biāo)準(zhǔn)溶液瓶14置于第一連接管路300中便于自動(dòng)監(jiān)測(cè)過(guò)程中隨時(shí)標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)曲線，避免系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)檢測(cè)結(jié)果發(fā)生偏差。連接在第一連接管路300中的三通電磁閥13和微量栗19不需要反復(fù)拆裝，只需要在制作標(biāo)準(zhǔn)曲線的時(shí)候切換三通電磁閥13使得連接氣液分離器11的第一端關(guān)閉、連接分析裝置200的第二端以及連接標(biāo)準(zhǔn)溶液瓶14的第三端打開(kāi)即可。標(biāo)準(zhǔn)曲線制作完成之后，在系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)測(cè)過(guò)程中，切換三通電磁閥13關(guān)閉第三端，使第二端開(kāi)啟，打開(kāi)第一端，即可開(kāi)始對(duì)過(guò)氧化物進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)。以上設(shè)計(jì)結(jié)果簡(jiǎn)單，易于操作，同時(shí)可以避免反復(fù)拆裝帶來(lái)的連接誤差。
[0030]另外，為了使進(jìn)入氣液分離器11中樣品的液面保持平衡、保證溶解有過(guò)氧化物的捕集液能夠平穩(wěn)連續(xù)地進(jìn)入分析裝置200，同時(shí)確保采樣效率達(dá)到100 % ± 5 %，本發(fā)明的大氣過(guò)氧化物自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在前期的研發(fā)過(guò)程中，對(duì)采集氣體的流量和輸送捕集液的流速進(jìn)行多次反復(fù)的調(diào)試。具體是通過(guò)調(diào)節(jié)氣栗12的流量、微量栗Pl的流速以及輸送到分析裝置200中的液體的流量才能實(shí)現(xiàn)上述效果，在調(diào)試過(guò)程中如果氣栗12的吸力過(guò)大，或者捕集液輸入的流量過(guò)大，會(huì)使得氣液分離器11中的捕集液的液面高度過(guò)高，從而導(dǎo)致部分捕集液被氣栗12吸走，進(jìn)入氣栗12，從而損壞氣栗12。為避免液體進(jìn)入氣栗12，在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，在氣液分離器11和氣栗12之間設(shè)置有一個(gè)收集液體的安全瓶103，以保持氣路的順暢同時(shí)將液體隔離到安全瓶103中。圖示安全瓶103可以是具有兩個(gè)管道的密閉的瓶子，其中一個(gè)管道連接氣液分離器11的上端，另一個(gè)管道連接氣栗12，從氣液分離器11吸入的液體在重力作用下落入瓶子的底部，連接氣栗12的管道底部位于瓶口位置，不會(huì)將瓶中的液體吸入，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)液體的隔離，避免氣栗12吸入液體而損壞以及監(jiān)測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確。
[0031]進(jìn)一步地，正如前述，為了實(shí)現(xiàn)溶解有過(guò)氧化物的捕集液能夠平穩(wěn)連續(xù)地進(jìn)入分析裝置200，需要調(diào)節(jié)氣栗12的流量、微量栗Pl的流速以及輸送到分析裝置200中的液體的流量，使氣液分離器11中樣品的液面保持平衡。需要調(diào)節(jié)的部件很多，雖然可以選擇精密的可電子調(diào)控的氣栗、微量栗等設(shè)備獲得準(zhǔn)確的流量數(shù)值，但是會(huì)增加很大的成本，而且隨著檢測(cè)項(xiàng)目的不同、結(jié)構(gòu)部件的檢修、更換、調(diào)整等因素的影響，可能每次的流量數(shù)值都是變化的，因此即便采用昂貴的調(diào)控設(shè)備，也需要頻繁的組合調(diào)節(jié)不同的部件以獲得滿意的結(jié)果O
[0032]為簡(jiǎn)化調(diào)節(jié)步驟，直觀獲得所需的調(diào)節(jié)結(jié)果，在一個(gè)具體實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種可通過(guò)觀察辨別是否調(diào)節(jié)到位的技術(shù)，如圖2所示，其顯示的是圖1所示位置A處的放大示意圖，如圖所示，氣液分離管11為豎直放置的細(xì)長(zhǎng)型透明玻璃管，螺旋管10的出口端水平連接氣液分離器11的中部，系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)測(cè)過(guò)程中，設(shè)定氣液分離器11與螺旋管10連接位置處的液面高度與螺旋管10的出口的最高點(diǎn)平齊。即，在連續(xù)監(jiān)測(cè)之前需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，對(duì)于系統(tǒng)的采樣裝置100這一側(cè)，調(diào)節(jié)完成的標(biāo)志是使得氣液分離器11中的液面高度與螺旋管10的出口的最高點(diǎn)齊平。由于氣液分離器11具備一定的直徑，其中的液面在重力和毛細(xì)作用下會(huì)呈現(xiàn)中部凹陷的形式，因此優(yōu)選的是使氣液分離器11與螺旋管10連接位置處的液面高度恰好不讓螺旋管10的出口暴露在外。根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察，如果液面高度低于螺旋管10的出口最高點(diǎn)，則當(dāng)螺旋管10中液體的流速偶爾降低時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致氣液分離器11出現(xiàn)斷流，檢測(cè)失敗。而如果液面高度高于螺旋管10的出口最高點(diǎn)，氣體與液體分離的效果不好控制，有時(shí)候氣體會(huì)將液體沿著管壁向上吹導(dǎo)致液體溢出，從而影響了監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。在上述優(yōu)選方案中，液面和螺旋管10的管壁之間由于液面中部凹陷，會(huì)形成一個(gè)大于90度的便于氣液分離的夾角β，恰好便于氣體從液體中充分分離，而且因?yàn)閵A角β為鈍角，因而不會(huì)將夾角β下方的液體沿著管壁推送，并且由于螺旋管10的出口被液面覆蓋，螺旋管10中的液柱也不會(huì)出現(xiàn)氣體空泡，避免了斷流。綜上所述，通過(guò)設(shè)定氣液分離器11與螺旋管10連接位置處的液面高度與螺旋管10的出口的最高點(diǎn)平齊，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以隔著氣液分離器11的玻璃管直觀觀察液面的位置，準(zhǔn)確掌握調(diào)節(jié)幅度，簡(jiǎn)單易行容易實(shí)現(xiàn)，可以為本發(fā)明的大氣過(guò)氧化物的自動(dòng)監(jiān)測(cè)提供穩(wěn)定的監(jiān)測(cè)條件，是本發(fā)明的突出特點(diǎn)之一。
[0033]下面參照?qǐng)D1繼續(xù)說(shuō)明本發(fā)明的大氣過(guò)氧化物自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的分析裝置200，如前所述，分析裝置200采用熒光檢測(cè)法對(duì)樣品中的過(guò)氧化物進(jìn)行分析，其原理是在辣根過(guò)氧化物酶的作用下過(guò)氧化物能夠使無(wú)熒光的對(duì)羥基苯乙酸轉(zhuǎn)化為具有強(qiáng)熒光的2，2’_二羥基-聯(lián)苯-5，5’_二乙酸，通過(guò)熒光檢測(cè)儀對(duì)該熒光物質(zhì)的熒光強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)確定過(guò)氧化物的濃度，最后可以利用校準(zhǔn)曲線的模擬回歸方程計(jì)算總過(guò)氧化物、有機(jī)過(guò)氧化物的濃度，通過(guò)計(jì)算獲得過(guò)氧化氫的濃度。有關(guān)熒光檢測(cè)法的原理在現(xiàn)有技術(shù)中有詳細(xì)的說(shuō)明，在此不再一一贅述。
[0034]如圖1所示，本發(fā)明的分析裝置200包括水平首尾串聯(lián)連接的第一混合管21、第二混合管22以及第三混合管23，其中優(yōu)選所述第一混合管21、第二混合管22以及第三混合管23為螺旋管，以提供更長(zhǎng)的混合距離同時(shí)控制系統(tǒng)體積不至于過(guò)大。為防止過(guò)氧化物的管壁吸附，除全文提及的螺旋管之外，優(yōu)選本發(fā)明所采用的管子均為特氟龍管。
[0035]第一混合管21的進(jìn)口端通過(guò)四通SI分別連接第一連接管路300、第一緩沖溶液瓶201以及第二緩沖溶液瓶2011，第二混合管22的進(jìn)口端通過(guò)三通S2分別連接第一混合管21的出口端以及熒光試劑瓶202，第三混合管23的進(jìn)口端通過(guò)三通S3分別連接第二混合管22的出口端以及堿液瓶203;第三混合管23的出口端連接有一個(gè)豎直放置的樣品收集器24，樣品收集器24的中部通過(guò)第二連接管路400連接一臺(tái)熒光檢測(cè)儀500。
[0036]溶解有過(guò)氧化物的捕集液樣品通過(guò)第一連接管路300由微量栗Ρ2栗入分析裝置200，在四通SI處與由微量栗Ρ4從第一緩沖溶液瓶201中栗出的第一緩沖溶液匯合，或者在四通SI處與由微量栗Ρ5從第二緩沖溶液瓶2011中栗出的第二緩沖溶液匯合(第一緩沖溶液和第二緩沖溶液不會(huì)同時(shí)栗入)，然后在第一混合管21中進(jìn)行充分混合;其后樣品流出第一混合管21，在三通S2處與由微量栗Ρ6從熒光試劑瓶202中栗出的熒光試劑匯合，然后在第二混合管22中進(jìn)行反應(yīng);反應(yīng)后的樣品流出第二混合管22，在三通S3處與由微量栗Ρ8從堿液瓶203中栗出的堿液匯合，然后在第三混合管23中進(jìn)行充分混合。
[0037]其中，第一緩沖溶液和第二緩沖溶液相同的作用是去除溶液中的重金屬避免干擾，同時(shí)調(diào)節(jié)PH值為適合進(jìn)行熒光反應(yīng)的6.8左右。但是，第二緩沖溶液瓶2011中的緩沖溶液與第一緩沖溶液瓶201中的緩沖溶液的不同之處在于，第二緩沖溶液瓶2011中的緩沖溶液中還添加了過(guò)氧化氫酶。
[0038]即，當(dāng)選擇通過(guò)微量栗P5栗入第二緩沖溶液的時(shí)候，溶解有過(guò)氧化物的捕集液樣品中的H2O2可以被過(guò)氧化氫酶分解，因而后續(xù)檢測(cè)過(guò)程中H2O2已經(jīng)不存在，則此時(shí)分析裝置200最后檢測(cè)到的過(guò)氧化物的濃度完全是大氣中的有機(jī)過(guò)氧化物的濃度。而選擇通過(guò)微量栗P4栗入第一緩沖溶液的時(shí)候，其檢測(cè)獲得的是大氣中的過(guò)氧化物的總濃度。因此，最后通過(guò)計(jì)算，可以利用栗入第一緩沖溶液獲得的總的過(guò)氧化物的濃度減去栗入第二緩沖溶液獲得的有機(jī)過(guò)氧化物的濃度，獲得大氣中的H2O2的濃度。
[0039]也就是說(shuō)，通過(guò)本發(fā)明的系統(tǒng)，當(dāng)栗入第一緩沖液的時(shí)候，可以實(shí)現(xiàn)總的過(guò)氧化物濃度的連續(xù)監(jiān)測(cè)；當(dāng)栗入第二緩沖液的時(shí)候，可以實(shí)現(xiàn)有機(jī)過(guò)氧化物的連續(xù)監(jiān)測(cè)。雖然本發(fā)明的系統(tǒng)無(wú)法做到同時(shí)監(jiān)測(cè)總的過(guò)氧化物濃度和有機(jī)過(guò)氧化物的濃度，但是可以通過(guò)切換栗入第一緩沖溶液和第二緩沖溶液，利用同一臺(tái)熒光檢測(cè)儀500就可以實(shí)現(xiàn)大氣中各種過(guò)氧化物的分別檢測(cè)，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，節(jié)約了成本。
[0040]熒光試劑的作用是使發(fā)熒光的2，2 ’ - 二羥基-聯(lián)苯-5，5 ’ - 二乙酸被生成，堿液的作用是最后調(diào)節(jié)檢測(cè)液的PH值為最適熒光檢測(cè)的10.0-10.5，以便于檢測(cè)方法擁有最高的靈敏度。以上溶液均為現(xiàn)有熒光檢測(cè)法常用試劑，非本發(fā)明的重點(diǎn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)查詢獲得上述溶液的具體成分。另外，本發(fā)明可以采用現(xiàn)有的任何一種熒光檢測(cè)儀來(lái)檢測(cè)樣品的熒光強(qiáng)度，用以比對(duì)獲得大氣過(guò)氧化物的總的濃度、有機(jī)過(guò)氧化物的濃度以及計(jì)算獲得過(guò)氧化氫的濃度，例如可以采用市售的島津LC-20A熒光檢測(cè)儀等。
[0041 ]理論上從第三混合管23中流出的樣品溶液，可以直接輸入熒光檢測(cè)儀500進(jìn)行檢測(cè)，然而由于存在樣品溶液的流量會(huì)有小波動(dòng)、樣品溶液中混雜氣泡等問(wèn)題，將樣品溶液直接輸入熒光檢測(cè)儀500可能會(huì)導(dǎo)致熒光檢測(cè)儀的基線不穩(wěn)定，從而影響檢測(cè)結(jié)果。因此，在本發(fā)明的分析裝置200中特別設(shè)置了一個(gè)樣品收集器24，用以排出溶液中的氣體，同時(shí)保證通過(guò)設(shè)置在第二連接管路400中的微量栗PlO栗入熒光檢測(cè)儀500的液體流量保持連續(xù)，以獲取穩(wěn)定的檢測(cè)結(jié)果。
[0042]具體來(lái)說(shuō)，豎直放置的樣品收集器24為細(xì)長(zhǎng)型透明玻璃管，其上端連接第三混合管23的出口端，樣品收集器24的下端連接有一個(gè)氣栗P12，其作用是將多余的樣品排出分析系統(tǒng)外，避免液體過(guò)多，積存于收集管內(nèi)，不能實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)氧化物的即時(shí)、在線監(jiān)測(cè)。
[0043]為了排出捕集液樣品中的氣體、同時(shí)保持樣品收集器24內(nèi)壓力的穩(wěn)定，樣品收集器24的上部設(shè)置有一個(gè)斜向上伸出的排氣管204，排氣管204中裝有與大氣相通的過(guò)濾膜(圖中未示出)，設(shè)置排氣管204以及過(guò)濾膜的作用是排出多余的氣體，平衡樣品收集器24內(nèi)的壓力，使樣品收集器24內(nèi)的壓力與外界大氣壓力相同，同時(shí)避免外界灰塵等污染物進(jìn)入樣品收集器24。因?yàn)闃悠肥占?4后端連接的熒光檢測(cè)儀500需要在恒定的壓力和流量下才可以獲得穩(wěn)定的檢測(cè)結(jié)果，樣品收集器24內(nèi)頻繁的壓力變化會(huì)嚴(yán)重干擾熒光檢測(cè)儀500的輸出結(jié)果的穩(wěn)定性。
[0044]同樣如前述，為了實(shí)現(xiàn)溶解有過(guò)氧化物的捕集液能夠平穩(wěn)連續(xù)流入熒光檢測(cè)儀500，對(duì)于分析裝置200—側(cè)的各種微量栗的流量均需要進(jìn)行頻繁細(xì)致地調(diào)節(jié)，使進(jìn)入樣品收集器24中的樣品的液面保持平衡。由于這一側(cè)的微量栗數(shù)量很多，要想獲得滿意的結(jié)果也是非常困難的。同樣的，本發(fā)明為了簡(jiǎn)化調(diào)節(jié)步驟，直觀獲得所需的調(diào)節(jié)結(jié)果，在一個(gè)具體實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種可通過(guò)觀察辨別是否調(diào)節(jié)到位的技術(shù)，即，在豎直放置的透明玻璃制成的樣品收集器24的中部設(shè)置有一個(gè)斜向上伸出的樣品檢測(cè)管205，樣品檢測(cè)管205的上端連接第二連接管路400，系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)測(cè)過(guò)程中，設(shè)定樣品檢測(cè)管205的底部最高點(diǎn)G位于樣品收集器24的液面最低點(diǎn)的下方，特別的，在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，樣品檢測(cè)管205的底部最高點(diǎn)G位于樣品收集器24的液面最低點(diǎn)的下方3-4毫米處，如圖3所示，其顯示的是圖1所示位置B處的放大示意圖。
[0045]樣品檢測(cè)管205的位置的確定是本發(fā)明實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)的另一個(gè)突出的特點(diǎn)。
[0046]發(fā)明人曾經(jīng)嘗試將樣品收集器24的底部通過(guò)第二連接管路400連接熒光檢測(cè)儀500，但是存在調(diào)試階段無(wú)法對(duì)樣品收集器24中的多余流量的液體進(jìn)行調(diào)節(jié)的問(wèn)題。即，如前所述，在形成連續(xù)的液流之前需要調(diào)節(jié)進(jìn)入熒光檢測(cè)儀500中的液體流量，例如，如果在調(diào)試階段進(jìn)入樣品收集器24中的液體過(guò)多，則需要將一部分液體排出，避免過(guò)多的液體積存于收集管內(nèi)倒灌入第三混合管23，或者需要人工拆除排氣管204上的過(guò)濾膜以泄壓，不能實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)氧化物的即時(shí)、在線監(jiān)測(cè)。但是如果將樣品收集器24的底部直接連接熒光檢測(cè)儀500，則需要在適當(dāng)?shù)母叨仍O(shè)置額外的液體排放口，由于排放口并不位于最低點(diǎn)(最低點(diǎn)已經(jīng)連接熒光檢測(cè)儀500)，則需要特別精細(xì)地查看液面高度以避免液面低于排放口形成空轉(zhuǎn)，造成調(diào)節(jié)斷續(xù)難以控制，同時(shí)高點(diǎn)位置設(shè)置的液體排放口會(huì)將新鮮溶液抽走，導(dǎo)致檢測(cè)樣品可能都是舊液，監(jiān)測(cè)結(jié)果會(huì)不準(zhǔn)。因此，在本發(fā)明的上述具體實(shí)施例中，將廢液排放口設(shè)置在樣品收集器24的(底部)最低點(diǎn)，使樣品收集器24的底部與氣栗P12連接，因而基本上不存在液面高度低于排放口的問(wèn)題，操控調(diào)節(jié)相對(duì)簡(jiǎn)化了很多。
[0047]另外，發(fā)明人也嘗試過(guò)使樣品檢測(cè)管205水平或者向下設(shè)置。但研究發(fā)現(xiàn)，若設(shè)置第二連接管路400中的微量栗PlO的高度高于樣品收集器24中的液面高度，液體通過(guò)微量栗PlO的抽吸作用進(jìn)入熒光檢測(cè)儀500時(shí)，液體壓力的變化可被液體自身的重力以及微量栗PlO的抽吸力所抵消，從而除去了因液體偶然出現(xiàn)的壓力變化導(dǎo)致的熒光檢測(cè)儀500輸出結(jié)果不穩(wěn)定的問(wèn)題。若檢測(cè)管205水平或者向下設(shè)置，則增加了檢測(cè)管205和微量栗PlO之間的連接管的長(zhǎng)度，延長(zhǎng)了檢測(cè)時(shí)間。因此，將樣品檢測(cè)管205設(shè)置為斜向上，不僅消除了液體壓力變化對(duì)熒光檢測(cè)儀500的干擾，提高了檢測(cè)結(jié)果的穩(wěn)定性，而且節(jié)約了檢測(cè)時(shí)間。
[0048]當(dāng)然，如果要徹底杜絕壓力干擾、檢測(cè)結(jié)果不穩(wěn)定的問(wèn)題，除了需要設(shè)置樣品檢測(cè)管205斜向上伸出之外，還需要在調(diào)節(jié)過(guò)程中控制樣品收集器24的液面高度位于樣品檢測(cè)管205的底部上方，特別優(yōu)化的條件是，系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)測(cè)過(guò)程中，設(shè)定樣品檢測(cè)管205的底部最高點(diǎn)G位于樣品收集器24的液面最低點(diǎn)的下方3-4毫米處，即可達(dá)到最優(yōu)的連續(xù)監(jiān)測(cè)狀態(tài)，使得系統(tǒng)得以長(zhǎng)時(shí)間不中斷的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，可以獲得長(zhǎng)達(dá)數(shù)百小時(shí)的連續(xù)監(jiān)測(cè)結(jié)果。同時(shí)由于樣品檢測(cè)管205的底部鄰近液面設(shè)置，輸送到熒光檢測(cè)儀500中的均為較新鮮的溶液，檢測(cè)結(jié)果會(huì)相對(duì)更準(zhǔn)確一些。
[0049]反之，上述提及的優(yōu)化方案之外的各種樣品檢測(cè)管位置的設(shè)置條件下，基本上很難獲得一小時(shí)以上的連續(xù)液流，系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的能力非常有限，難以獲得較長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)監(jiān)測(cè)結(jié)果。
[0050]綜上所述，本發(fā)明大氣過(guò)氧化物自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)優(yōu)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及參數(shù)選擇，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)大氣過(guò)氧化物的自動(dòng)監(jiān)測(cè)，并能獲得較為準(zhǔn)確的大氣過(guò)氧化物的含量結(jié)果。
[0051]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，雖然本發(fā)明是按照多個(gè)實(shí)施例的方式進(jìn)行描述的，但是并非每個(gè)實(shí)施例僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案。說(shuō)明書(shū)中如此敘述僅僅是為了清楚起見(jiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書(shū)作為一個(gè)整體加以理解，并將各實(shí)施例中所涉及的技術(shù)方案看作是可以相互組合成不同實(shí)施例的方式來(lái)理解本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0052]以上所述僅為本發(fā)明示意性的【具體實(shí)施方式】，并非用以限定本發(fā)明的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和原則的前提下所作的等同變化、修改與結(jié)合，均應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種大氣過(guò)氧化物自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括一個(gè)采樣裝置(100)以及一個(gè)分析裝置(200)，所述采樣裝置(100)包括一個(gè)水平放置的螺旋管(10)，一個(gè)豎直放置的氣液分離器(11)以及一個(gè)氣栗(12)，所述螺旋管(10)的進(jìn)口端分別連接大氣(101)以及捕集液瓶(102 )，所述螺旋管(1)的出口端連接所述氣液分離器(11)的中部，所述氣液分離器(I I)的上端連接所述氣栗(12)，所述氣液分離器(11)的下端通過(guò)第一連接管路(300)連接所述分析裝置(200)。2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述分析裝置(200)包括首尾串聯(lián)連接的第一混合管(21)、第二混合管(22)以及第三混合管(23);所述第一混合管(21)的進(jìn)口端通過(guò)四通(SI)分別連接所述第一連接管路(300)、第一緩沖溶液瓶(201)以及第二緩沖溶液瓶(2011)，所述第二混合管(22)的進(jìn)口端通過(guò)三通(S2)分別連接所述第一混合管(21)的出口端以及熒光試劑瓶(202)，所述第三混合管(23)的進(jìn)口端通過(guò)三通(S3)分別連接所述第二混合管(22)的出口端以及堿液瓶(203);所述第三混合管(23)的出口端連接有一個(gè)豎直放置的樣品收集器(24)，所述樣品收集器(24)的中部通過(guò)第二連接管路(400)連接一臺(tái)熒光檢測(cè)儀(500)。3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述樣品收集器(24)的上端連接所述第三混合管(23)的出口端，所述樣品收集器(24)的下端連接有一個(gè)氣栗(Pl2)。4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述樣品收集器(24)的上部設(shè)置有一個(gè)排氣管(204)，所述樣品收集器(24)的中部設(shè)置有一個(gè)斜向上伸出的樣品檢測(cè)管(205)，所述樣品檢測(cè)管(205)的底部位于所述樣品收集器(24)的液面下方，所述樣品檢測(cè)管(205)的上端連接所述第二連接管路(400)。5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述排氣管(204)中設(shè)置有與大氣相通的過(guò)濾膜。6.如權(quán)利要求1-5之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述氣液分離器(11)和所述氣栗(12)之間設(shè)置有一個(gè)收集液體的安全瓶(103)。7.如權(quán)利要求1-6之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一連接管路(300)中設(shè)置有一個(gè)三通電磁閥(13)，所述三通電磁閥(13)的第一端連接所述氣液分離器(11)的下端，所述三通電磁閥(13)的第二端連接所述分析裝置(200)，所述三通電磁閥(13)的第三端通過(guò)一個(gè)微量栗(19)連接一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)溶液瓶(14)。8.如權(quán)利要求1-7之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述螺旋管(10)的出口端水平連接所述氣液分離器(II)的中部，系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)測(cè)過(guò)程中，設(shè)定所述氣液分離器(II)與所述螺旋管(10)連接位置處的液面高度與所述螺旋管(10)的出口的最高點(diǎn)平齊。9.如權(quán)利要求1-8之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述樣品檢測(cè)管(205)的底部最高點(diǎn)(G)位于所述樣品收集器(24)的液面最低點(diǎn)的下方3-4毫米處。
【文檔編號(hào)】G01N21/64GK105842216SQ201610321883
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年5月16日
【發(fā)明人】陳炫, 張玉潔, 任巖軍, 何友江, 陳義珍, 陳晨, 劉炳森, 劉姣玉, 胡君, 劉巖
【申請(qǐng)人】中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院