在線氣相色譜儀的制作方法
【專利說明】在線氣相色譜儀
[0001]交叉引用相關(guān)申請
[0002]本申請基于2014年4月15日提交的序列號61/979，698的美國臨時專利申請并且要求所述申請的權(quán)益，所述申請的全部內(nèi)容通過引用被并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本實(shí)用新型涉及一種分析和檢測領(lǐng)域，特別地，涉及一種在線氣相色譜儀。
【背景技術(shù)】
[0004]氣相色譜分析是由于化合物的通過色譜柱的迀移率而對化合物的混合物進(jìn)行的分離。其基于沸點(diǎn)、極性或分子大小的差異來分離化合物。然后被分離的化合物流過諸如熱導(dǎo)檢測器(TCD)的適當(dāng)檢測器，該檢測器確定每個化合物體現(xiàn)在總體樣品中的濃度。知道單獨(dú)的化合物的濃度使得可以使用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方程來計算諸如BTU或比重的某些物理性質(zhì)。
[0005]氣相色譜儀是將較小體積的氣體通過色譜柱以分離并且分別測量樣品混合物的特有氣體組分的分析器。分析周期可以分成兩個常規(guī)階段。第一階段是樣品注入階段，并且第二階段是分離和測量階段。每個分析周期都根據(jù)應(yīng)用需要通常以分鐘計數(shù)的一定量的時間來執(zhí)行。
[0006]在線氣相色譜儀將執(zhí)行單個或多個樣品流的順序分析操作。在分析周期的樣品注入階段之后，然后待分析的下一個氣流被吹掃通過內(nèi)部樣品流動路徑和樣品回路，直到分析周期結(jié)束，以確保在樣品回路中存在新鮮的、未被污染的樣品，用于在下一個分析周期開始時注入柱中。
[0007]校準(zhǔn)步驟由具有已知成分的校準(zhǔn)氣體(calibrat1n gas)的三個或多個連續(xù)的分析周期組成，所述成分用于針對由氣相色譜儀測量的每個組分來計算單獨(dú)的校正因子(calibrat1n factor已知為“響應(yīng)因子”)。在氣相色譜儀被用作原油交接計量系統(tǒng)的一部分的天然氣傳輸?shù)募?xì)分市場中，氣相色譜儀通常被設(shè)置成每天自動校準(zhǔn)一次，以確保測量的精度，并且以驗(yàn)證分析器的正確操作。校準(zhǔn)氣體通常是具有經(jīng)認(rèn)證成分的定制混合氣體。校準(zhǔn)氣體的成本可能是氣相色譜儀的操作成本的重要部分。節(jié)約由氣相色譜儀操作消耗的校準(zhǔn)氣體的量會降低該在線氣相色譜分析儀的總體成本。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]提供了在線的氣相色譜儀。在線的氣相色譜儀包括樣品入口和可操作地連接到所述樣品入口的至少一個色譜柱。至少一個閥位于所述樣品入口和所述至少一個色譜柱之間。檢測器流體地連接到所述至少一個色譜柱?？刂破鬟B接到檢測器和所述至少一個閥，所述控制器被構(gòu)造成使用所述至少一個閥來控制從所述樣品入口通過色譜儀的流動?？刂破鞅粯?gòu)造成用于產(chǎn)生多個順序校準(zhǔn)周期，在所述多個順序校準(zhǔn)周期中，每個校準(zhǔn)周期都具有校準(zhǔn)氣體吹掃操作。第一校準(zhǔn)氣體吹掃操作比第二校準(zhǔn)氣體吹掃操作持續(xù)更長的時間。
[0009]其中，所述多個順序校準(zhǔn)周期包括具有第三校準(zhǔn)氣體吹掃操作的第三校準(zhǔn)周期，并且其中所述第一校準(zhǔn)氣體吹掃操作比第三校準(zhǔn)氣體吹掃操作持續(xù)更長的時間。
[0010]其中，所述第二校準(zhǔn)氣體吹掃操作花費(fèi)與所述第三校準(zhǔn)氣體吹掃操作相同的時間量。
[0011]其中，在第一校準(zhǔn)吹掃氣體操作和第二校準(zhǔn)吹掃氣體操作過程中吹掃的校準(zhǔn)氣體是相同的。
【附圖說明】
[0012]圖1是對于本實(shí)用新型的實(shí)施例特別有用的氣相色譜儀的系統(tǒng)示意圖。
[0013]圖2是操作根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的在線氣相色譜儀的方法的流程圖。
[0014]圖3是根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的順序校準(zhǔn)氣體吹掃周期的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]圖1是對于本實(shí)用新型的實(shí)施例特別有用的氣相色譜儀的系統(tǒng)示意圖。氣相色譜儀100包括載氣入口 102、樣品入口 104、樣品出口 106和測量出口 108。載氣被提供到流量面板110，在流量面板110中，載氣在進(jìn)入分析器爐(analyzer oven) 116并且通過載氣預(yù)加熱器線圈118之前通過調(diào)節(jié)器112和干燥器114。在測量過程中，樣品氣體經(jīng)由樣品入口 104進(jìn)入色譜儀100中并且通過分析器爐116中的樣品氣體預(yù)加熱器線圈120。在校準(zhǔn)過程中，校準(zhǔn)氣體進(jìn)入樣品入口 104中并且通過樣品氣體預(yù)加熱器線圈120。(在測量過程中的)樣品氣體或(在校準(zhǔn)過程中的)校準(zhǔn)氣體和載氣二者最終進(jìn)入多個氣動控制多通閥60中，以根據(jù)已知的氣相色譜分析技術(shù)選擇性地使多個體積的樣品氣體和/或載氣流過多個色譜柱112。每個氣動控制多通閥60都流體地連接到從控制器126接收其控制信號的相應(yīng)螺線管112。如圖1所示，每個氣動控制多通閥60都具有兩個狀態(tài)。在第一狀態(tài)中，以實(shí)線示出了每個閥60的流體連接。以虛線示出了在第二狀態(tài)中的每個閥60的流體連接?？刂破?26還可操作地連接到檢測器128，在一個實(shí)施例中，檢測器128是設(shè)置有分析器爐116的熱導(dǎo)檢測器。因此，控制器126能夠借助控制螺線管124來完全地控制通過氣相色譜儀100的流動。另外，控制器126能夠確定檢測器128對通過其中的氣體流的響應(yīng)。這樣，控制器126能夠在選擇的時間量內(nèi)將樣品選擇性地引入色譜柱中，使通過色譜柱的氣體流反向；并且引導(dǎo)該反向流通過檢測器以觀察和/或記錄檢測器的時間響應(yīng)。這提供了關(guān)于該樣品的色譜分析。
[0016]控制器126優(yōu)選地包括微處理器或能夠執(zhí)行一系列指令；計算分析參數(shù)；并且存儲信息的其它適當(dāng)?shù)难b置?？刂破?26可以包括或連接到易失性存儲器和非易失性存儲器。
[0017]圖2是根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的在線氣相色譜儀的校準(zhǔn)方法的流程圖。方法200在方框202處開始，在方框202處，緊接著在第一校準(zhǔn)分析周期之前完成樣品分析周期。一旦完成了樣品分析周期，控制進(jìn)行到其中校準(zhǔn)氣體吹掃通過系統(tǒng)的方框204。在第一校準(zhǔn)氣體吹掃過程中，系統(tǒng)將在方框206處等待直到時間tl已經(jīng)過去。在一個實(shí)施例中，時間tl是與目前用于現(xiàn)有技術(shù)的校準(zhǔn)吹掃周期的長度的相同的時間。然而，時間tl可以是能夠?qū)⑿?zhǔn)氣體有效地吹掃通過系統(tǒng)的任何適當(dāng)?shù)闹怠Ｒ坏r間tl已經(jīng)過去，則方法200繼續(xù)至其中執(zhí)行第二校準(zhǔn)周期的方框208處。在第二校準(zhǔn)周期過程中，額外的校準(zhǔn)氣體被吹掃通過系統(tǒng)。然而，在第二校準(zhǔn)氣體周期的吹掃過程中，系統(tǒng)將在方框210處等待直到時間t2已經(jīng)過去。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，時間t2小于時間tl。這樣，用于第二校準(zhǔn)氣體周期的校準(zhǔn)氣體比用于第一校準(zhǔn)氣體周期的校準(zhǔn)氣體更少。配置時間t2被選擇以顯著