便攜式氣相色譜技術用于土壤檢測的研究 防爆可燃氣體監測儀

便攜式氣相色譜技術用于土壤檢測的研究

武漢泰特儀器，提供土壤中VOCs檢測的便攜式氣相色譜儀。傳統的氣相色譜儀體積大、功耗高，通常只能在實驗室中使用，而將土壤樣品采集、保存帶回實驗室分析時，由于VOCs 易揮發、不穩定，送到實驗室分析時往往由于樣品成分的改變、揮發損失等影響數據的準確性，因此可現場檢測的便攜式氣相色譜儀的開發便成為一個重要的研究方向。近些年來隨著傳感器技術、微制造技術和大規模集成電路技術等*的發展，使得儀器儀表向微型化發展、智能化發展，許多公司研制出便攜式氣相色譜儀，其體積小、便于攜帶。因此開發帶土壤樣品前處理或與頂空采樣裝置直接聯用的便攜式氣相色譜儀，在土壤檢測中有大量的潛在需求，有很好的發展前景。下面由武漢泰特沃斯科技有限公司色譜技術人員對可用于便攜式氣相色譜儀設計的一些技術進行分析：

1研究吹掃-捕集技術

土壤中VOCs 的提取，是用惰性氣體連續通入樣品，將VOCs 組分吹掃出來后在吸附劑或冷阱中捕集，然后再把吸附劑加熱，使被測組分脫附，用載氣帶入氣相色譜柱中進行分析。這就需要根據分析有機物種類優選吸附劑材料，以提高富集效率，設計吸附管結構、研究快速梯度熱解析，壓縮熱解析譜帶，避免使用深冷技術，以縮短分析周期。

便攜式氣相色譜技術用于土壤檢測的研究

2改進電子氣路控制技術（EPC）

氣體由高壓鋼瓶或其他高壓氣源經減壓閥進入凈化以及干燥管，再經穩壓閥、穩流閥后以一定的流速通過氣化室、色譜柱、檢測器，zui后被放空。目前氣相色譜儀多采用電子氣路控制技術取代穩壓閥、穩流閥，通過檢測氣路中的流量、壓力的值來調節比例閥的開度，使氣路中流量、壓力穩定在設置值，這是一個反饋控制過程，提高EPC 的精度、穩定性、可靠性能*地提高分析的重現性、穩定性、靈敏度和分析速度，同時也能有效地減少氣體消耗和降低操作費用。

通過選擇高精度壓力傳感器、流量傳感器以及超小型比例閥，結合動態模糊PID 算法，實現EPC 壓力和流量的精確控制。

3研究低功耗、低氣耗檢測器技術

檢測器根據檢測特性分有：濃度敏感型檢測器和質量敏感型檢測器。

濃度敏感型檢測器指檢測器的響應值取決于載氣中組分的濃度，適宜用峰高定量，如熱導檢測器（TCD）、電子捕獲檢測器（ECD）、光離子化檢測器（PID）等。

質量敏感型檢測器指檢測器的響應值取決于載氣中組分的質量，適用于峰面積定量，如火焰離子化檢測器（FID）、質譜檢測器（MS）、火焰光度檢測器（FPD）、氮磷檢測器（NPD）等。

其中TCD 和FID 一直是互為第1、2 位的，是兩個zui常用的檢測器，ECD 和FPD 基本上互為穩居第3、4 位，NPD 和PID 為第5、6 位。

研究檢測的是土壤中VOCs 成分，而FID 檢測器由于僅對含碳有機化合物有響應，對某些物質，如*性氣體、水、一氧化碳、二氧化碳、氮的氧化物、硫化氫等不產生信號或者信號很弱，比其它檢測器更適合于痕量有機物分析。

4研究低功耗溫控系統

溫控系統主要用來控制色譜柱、吸附劑熱解析和檢測室的溫度。升、降溫的速度、溫度控制精度對分析通量和重復性均具有較大的影響。由于吸附劑熱解析、色譜柱和檢測器要求的適合溫度各有不同，所以要求配有三種不同的溫控裝置，以便設定控制和測定各處的溫度。選擇用高效率加熱模塊，功率小，效率高，可在短時間內對溫控區進行快速升溫，選擇采用機械強度良好、低熱容以及高導熱性的支撐材料，設計溫控區、加熱體與支撐體之間的固定方式，保證整個系統的穩定性、快速升溫和溫度均勻性以滿足要求的同時降低功耗。

隨著傳感器技術、微制造技術和大規模集成電路技術等*的發展，市場上的便攜式氣相色譜儀器也在不斷的改進和*中，儀器在改變過去體積大、適應性差的同時，向著智能化、小型化方向發展。在設計可用于土壤中揮發性有機物檢測的便攜式氣相色譜儀時，結合吹掃-捕集樣品前處理技術，選擇合適吸附劑材料，采用低氣耗的氫火焰離子化檢測器，并改進電子氣路控制技術，設計低功耗溫度控制系統，可實現體積小、攜帶方便、電池供電的低氣耗、低功耗便攜式氣相色譜儀，從而為土壤揮發性有機物的現場檢測、實時分析提供有效準確的測量數據。