專利名稱：測定氣體樣品n的制作方法
技術領域：
本發明屬于儀器分析技術領域，具體地說是一種測定氣體樣品N2O濃度中雙進樣口進樣實現反吹的方法。
背景技術：
氧化亞氮(N2O)是一種痕量氣體，其大氣濃度只有0.31ppm左右，但在大氣中，它卻既具有較強的增溫效應，又同時具有破壞臭氧層的作用。因此，N2O已成為受到廣泛關注的重要溫室氣體之一。陸地生態系統是重要的N2O源或匯，采用箱法技術進行的陸地生態系統N2O排放通量研究是近年來全球環境變化研究的一個熱點。但是，因為空氣中的N2O濃度極低，如何快速、準確地測定空氣N2O濃度是開展這類研究工作的前提和基礎。
目前采用的N2O測定方法主要是氣相色譜法。在常規的氣相色譜儀條件下，測定一個空氣樣品中的N2O濃度所需時間較長，一般在10分鐘以上，這是因為空氣中各不同組分在氣相色譜儀分離系統中的保留時間不同，H2O等組分的保留時間要遠遠大于N2O，且這些組分濃度較高，顯著影響著色譜儀檢測器的靈敏度。因此，在實際工作中，常常采用反吹裝置把那些保留時間在N2O之后的氣體如H2O等排空，使之不進入檢測器，從而大大縮短樣品測定時間并可以較好地保持檢測器靈敏度。改進后一個氣體樣品的測定時間可以縮短為4分鐘左右。
在日常研究工作中，因為研究方法和目的不同，所能獲得的氣體樣品體積不同。根據所能獲得的樣品體積不同，需要氣相色譜儀既可以從定量管進樣，又可以從柱端進樣口進樣。從定量管處注入氣體樣品，要求氣體樣品的體積應是定量管自身容積的5倍以上，當定量管體積為1ml時，樣品的體積應在5ml以上，甚至20-30ml的氣體樣品。但是，在一些實驗研究中，所能采集到的氣體樣品體積遠遠少于5ml，如在許多土壤模擬培養實驗中只能采集1ml左右的氣體樣品，這是因為用于培養實驗的容器，其容積大多有限，每次測定從培養容器內所能采集的氣體樣品不能過多。在這種情況下，依照原有的反吹系統設計(圖1)，無論十通閥、分離柱和檢測器之間的連接方式，及相應計算機控制程序，不能在柱端進樣口方式下實現反吹。不能利用反吹裝置，就使一個樣品的測定時間仍需12分鐘以上，這將大大限制許多實驗室培養實驗的進行，使研究工作受到限制和嚴重影響。
所以，在安裝有反吹裝置的系統中存在一個以前所不能解決的問題，即反吹操作只能用于定量管進樣，而不能用于柱端進樣口進樣，或是只能用于柱端進樣口進樣，而不能用于定量管進樣口進樣的樣品測定，即兩者不可兼得。如果需要在柱端進樣口和定量管進樣口進樣條件下均可以實現反吹操作，就必須進行硬件條件的改變，即改變原系統的氣路結構及其組合。當然，硬件條件的改變具有操作繁瑣、易造成系統不穩定等諸多缺點。
發明內容
本發明的目的是提供一種能在不改變原系統任何氣路結構及其組合的情況下，實現在柱端進樣口和定量管進樣口兩種進樣方式下均可進行反吹操作的氣體樣品N2O濃度氣相色譜測定方法。
為了實現上述目的，本發明的技術方案是在不改變硬件條件下于柱端進樣口或定量管進樣口進樣進行反吹操作，從定量管進樣口進樣轉為由柱端進樣口進樣時通過控制程序控制；其控制程序為先在十通閥處于“ON”狀態時從柱端進樣口注入樣品，在注入樣品的同時依次在1～2分鐘和2～5分鐘時分別執行十通閥由“ON”至“OFF”和由“OFF”至“ON”的切換，從而完成反吹及其它后續操作。
本發明具有如下優點1.具有柱端進樣口和定量管進樣口兩種進樣方式下均可實現反吹操作的特點。本發明可以在不改變原系統任何機械結構及其組合的情況下，只改變控制程序及其操作次序，從而在柱端進樣口和定量管進樣口兩種進樣方式下均可實現反吹操作，為氣相色譜法測定不同體積和不同濃度氣體樣品提供了一種新的技術路線及新的相應控制程序。
2.系統效率高。采用改進后的本發明，單個樣品測定時間只需3-4分鐘左右，系統的整體效率提高四倍，檢測器的靈敏度和穩定性也得以保持。
圖1反吹裝置流程示意圖。
具體實施例方式
實施例1用于N2O測定的氣相色譜儀配置如下島津GC-14A氣相色譜儀，ECD檢測器，高純氮作載氣，兩根填充柱，填料采用Porapak Q，檢測器溫度300℃，進樣口溫度100℃，柱箱溫度60℃。反吹裝置主要包括十通閥、氣動泵和程序控制單元。
圖1所示的是十通閥及相應連接氣路和部件，其中1’至10’為十通閥的接口；1為載氣及柱端進樣口；2為載氣及柱端進樣口；3為填充柱A；4為填充柱B；5為檢測器；6為排空口A；7為排空口B；8為定量管；9為定量管進樣口；10為排空口C。
當十通閥處于“ON”狀態時，圖中2’-3’、4’-5’、6’-7’、8’-9’、10’-1’接口相通，即實弧線部分為通路；當十通閥處于“OFF”狀態時，圖中1’-2’、3’-4’、5’-6’、7’-8’、9’-10’接口相通，即虛弧線部分為通路。
常規氣相色譜法測定氣體樣品N2O濃度中采用的反吹裝置及其操作方法只能在定量管或柱端進樣口兩種進樣方式中的一種情況下實現反吹操作。若要在改變進樣方式的情況下也實現反吹，就需要改變系統的硬件條件。
例如，在定量管進樣情況下實現反吹操作需依控制程序的如下指令完成。在十通閥處于“OFF”狀態時，從定量管處注入氣體樣品，氣體樣品暫時存留于定量管中。當控制程序開始執行之后(控制程序命令見控制程序1)，在該控制程序中，“0.01 Relay 5，on”命令使十通閥由“ON”狀態切換至“OFF”狀態，存留在定量管中的氣體樣品被載氣帶入氣相色譜儀的分離系統，進行預分離、由“1.18Relay 5，off”命令使十通閥由“OFF”狀態切換至“ON”狀態，進行反吹操作，然后氣體樣品再進一步被分離，最后進入信號檢測器。
本發明改進后的反吹操作方法參見圖1，為了能在柱端進樣口進樣條件下也實現反吹，本發明對島津GC-14A氣相色譜儀的反吹法裝置進行如下改變由柱端進樣口進樣時，控制程序采用控制程序2，并在十通閥處于“ON”狀態時從柱端進樣口注入樣品，在注入樣品的同時啟動控制程序2，順次在1.10分和3.0分時分別執行“Relay 5，OFF”和“Relay 5，ON”指令(見控制程序2)，完成反吹及其它后續操作。
反吹裝置流程示意圖和改進前后控制程序代碼如表1(控制程序1為現有技術中從定量管進樣口進樣的控制程序，控制程序2為從定量管進樣口進樣轉為由柱端進樣口進樣時的控制程序)
表1控制程序1和控制程序2的代碼
在改進前，在由柱端進樣口進樣的情況下，系統如果不進行硬件的改變，就不能實現反吹，因為改變硬件系統非常繁瑣，且易造成系統不穩定。在沒有反吹操作情況下，單個樣品的測定時間一般需12分鐘以上，且空氣中H2O及其他物質(如在培養實驗中加入的乙炔)對檢測器靈敏度有嚴重干擾。改進后單個樣品測定時間只需3分鐘左右，系統的整體效率提高四倍，檢測器的靈敏度和穩定性也得以保持。
實施例2與實施例1不同之處在于由柱端進樣口進樣時，在十通閥處于“ON”狀態時，由控制程序控制，從柱端進樣口注入樣品的同時順次在2.0分和5.0分時分別執行“Relay 5，OFF”和“Relay 5，ON”指令，完成反吹及其它后續操作。
單個樣品測定時間只需5-6分鐘，系統的整體效率提高四倍，檢測器的靈敏度和穩定性均好。
實施例3與實施例1不同之處在于由柱端進樣口進樣時，在十通閥處于“ON”狀態時，由控制程序控制，從柱端進樣口注入樣品的同時順次在1.5分和2.0分時分別執行“Relay 5，OFF”和“Relay 5，ON”指令，完成反吹及其它后續操作。
單個樣品測定在2-3分鐘，系統的整體效率提高四倍，檢測器的靈敏度和穩定性均好。
權利要求
1.一種測定氣體樣品N2O濃度中雙進樣口進樣實現反吹的方法，其特征在于在不改變硬件條件下于柱端進樣口或定量管進樣口進樣進行反吹操作，從定量管進樣口進樣轉為由柱端進樣口進樣時通過控制程序控制。
2.按權利要求1所述測定氣體樣品N2O濃度中雙進樣口進樣實現反吹的方法，其特征在于從定量管進樣口進樣轉為由柱端進樣口進樣時的控制程序為先在十通閥處于“ON”狀態時從柱端進樣口注入樣品，在注入樣品的同時依次在1～2分鐘和2～5分鐘時分別執行十通閥由“ON”至“OFF”和由“OFF”至“ON”的切換，從而完成反吹及其它后續操作。
全文摘要
本發明公開一種測定氣體樣品N
文檔編號G01N30/16GK1624471SQ20041005025
公開日2005年6月8日 申請日期2004年8月13日 優先權日2004年8月13日
發明者徐慧, 陳冠雄, 于克偉, 張穎, 荊瑞勇, 倪志龍, 鄭循華 申請人:中國科學院沈陽應用生態研究所