本发明公开了一种陶瓷加热的吸附‑热解吸装置。其包括支撑腔体、陶瓷加热芯、冷却夹套、样品引入引出接口和密封链接组件。吸附剂填充于支撑腔体内，可以根据需求自由选择吸附材料的种类和容量，陶瓷加热芯位于吸附剂中心位置，加热速度快且受热均匀，温度可在0～400℃调节，冷却夹套紧贴支撑腔体，当冷却液流过冷却夹套腔体时，迅速带走支撑腔体内吸附剂的热量，使吸附剂快速降温至吸附状态。整套装置小巧，便携，易于与各种富集系统连接，适合于环境中痕量污染物的在线富集。
1.一种陶瓷加热的吸附-热解吸装置，其特征在于：包括支撑腔体（8）和陶瓷加热芯（9），于支撑腔体（8）内开设有容置吸附剂的通孔（7），吸附剂装填于通孔内，于通孔内吸附剂的两端分别设有支撑金属网A（6）和支撑金属网B（10），于通孔的两端分别开设有内螺纹，于通孔的两端分别螺合有带外螺纹的密封接头A（4）和密封接头B（11）；于密封接头A（4）与支撑金属网A（6）之间、密封接头B（11）与支撑金属网B（10）之间放置有中空硅胶环，用于通孔内部与外部环境之间的密封；
于密封接头B（11）远离吸附剂一端开设有外螺纹，带内螺纹的密封帽（1）与密封接头B（11）采用螺纹连接，于密封帽（1）、密封接头B（11），支撑金属网A（6）和支撑金属网B（10）中部开设有穿插陶瓷加热芯（9）的通孔，陶瓷加热芯（9）穿插于密封帽（1）、密封接头B（11）、支撑金属网A（6）和支撑金属网B（10）中用于容置陶瓷加热芯（9）的通孔中；于密封帽（1）与密封接头B（11）之间放置有中空硅胶环，用于陶瓷加热芯（8）的密封；
于密封接头A（4）与密封接头B（11）上均开设有带内螺纹的通孔，带外螺纹的样品引入接口（2）一端螺合于密封接头B（11）通孔内，带外螺纹的样品引出接口（5）一端螺合于密封接头A（4）通孔内，于样品引入接口（2）与密封接头B（11）之间、样品引出接口（5）与密封接头A（4）之间分别放置有硅胶环，用于样品引入接口（2）与密封接头B（11）之间、样品引出接口（5）与密封接头A（4）之间的密封；
样品气经样品引入接口（2）、密封接头B（11）、支撑金属网A（6）、吸附剂、支撑金属网B（10）、密封接头A（4）后由样品引出接口（5）流出；
于支撑腔体（8）侧壁上设有冷却夹套（3），冷却夹套（3）与支撑腔体（8）侧壁面间通过导热硅脂固定并紧密贴合；于冷却夹套（3）上开设有冷却液出入口。
2.根据权利要求1所述的吸附-热解吸装置，其特征在于：
冷却夹套（3）具有双层结构，双层结构内部形成冷却腔体，冷却液由冷却液入口引入至冷却腔体中，由冷却液出口流出；冷却液种类可根据目标吸附温度选择。
3.根据权利要求1所述的吸附-热解吸装置，其特征在于：
于容置吸附剂的通孔内设有温度传感器，陶瓷加热芯（9）与温度传感器分别经温度控制器与外界电源相连。
4.根据权利要求1或3所述的吸附-热解吸装置，其特征在于：陶瓷加热芯（9）升温速度快，可在30s内从室温升至400℃。
5.根据权利要求1所述的吸附-热解吸装置，其特征在于：
密封帽（1），支撑腔体（8），密封接头A（4），密封接头B（11），样品引入接口（2），样品引出接口（5）和冷却夹套（3）均为金属材料。
6.根据权利要求1所述的吸附-热解吸装置，其特征在于：
支撑金属网A（6）和支撑金属网B（10）为孔径5 μm厚度1 mm的金属网。
一种陶瓷加热的吸附-热解吸装置
技术领域
[0001] 本发明涉及样品前处理领域，涉及一种陶瓷加热的吸附-热解吸装置，吸附剂可自由搭配以适应各种目标分析物，陶瓷加热的方式，升温速度快且均匀，冷却方式采用降温速度极快的低温液体降温，可以大大降低吸附-热解吸实验的分析周期，整套装置小巧，便携，易于与吸附-热解吸系统连接，在吸附-热解吸实验中具有广阔的应用前景。
背景技术
[0002] 如今人类赖以生存的环境周边通常存在各种挥发性、半挥发性的有机污染物，比如垃圾焚烧厂周边，化工厂周边等。虽然有些污染物在环境中的含量很低，但是其具有毒性、刺激性和致癌性，对人体造成各种急、慢性的损害，因此对环境中各种有机污染物的在线监测受到了人们的密切关注，并得以广泛的研究。但是有些污染物浓度极低，比如二噁英等，对其直接分析，目前的分析仪器还无法实现，所以一般先对其富集浓缩，然后接色谱，质谱等仪器进行检测。目前的吸附-热解吸装置可能存在升温速度慢或者降温速度慢，亦或者采样通量小的问题，以至于使分析周期大大延长，降低了在线监测的时间分辨率。因此，发展快速升降温以及高通量吸附-热解吸装置具有重要意义。
[0003] 本发明使用陶瓷加热的方式，可在30s内将吸附剂从室温升至400℃，降温采用低温冷却液直接接触降温的方式，可快速降至所需的目标吸附温度。吸附剂可以根据需求自由选择吸附材料的种类和容量，以适用于多种有机污染物的采样。整套装置小巧，便携，易于与各种富集系统连接，适合于环境中痕量污染物的富集，在环境监测领域有广阔的应用前景。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种陶瓷加热的吸附-热解吸装置，用于缩短吸附-热解吸实验的分析周期。
[0005] 包括支撑腔体和陶瓷加热芯，于支撑腔体内开设有容置吸附剂的通孔，吸附剂装填于通孔内，于通孔内吸附剂的两端分别设有支撑金属网A和支撑金属网B，于通孔的两端分别开设有内螺纹，于通孔的两端分别螺合有带外螺纹的密封接头A和密封接头B；于密封接头A与支撑金属网A之间、密封接头B与支撑金属网B之间放置有中空硅胶环，用于通孔内部与外部环境之间的密封；
[0006] 于密封接头B远离吸附剂一端开设有外螺纹，带内螺纹的密封帽与密封接头B采用螺纹连接，于密封帽、密封接头B，支撑金属网A和支撑金属网B中部开设有穿插陶瓷加热芯的通孔，陶瓷加热芯穿插于密封帽、密封接头B、支撑金属网A和支撑金属网B中用于容置陶瓷加热芯的通孔中；于密封帽与密封接头B之间放置有中空硅胶环，用于陶瓷加热芯的密封；
[0007] 于密封接头A与密封接头B上均开设有带内螺纹的通孔，带外螺纹的样品引入接口一端螺合于密封接头B通孔内，带外螺纹的样品引出接口一端螺合于密封接头A通孔内，于样品引入接口与密封接头B之间、样品引出接口与密封接头A之间分别放置有硅胶环，用于样品引入接口与密封接头B之间、样品引出接口与密封接头A之间的密封；
[0008] 样品气经样品引入接口、密封接头B、支撑金属网A、吸附剂、支撑金属网B、密封接头A后由样品引出接口流出；
[0009] 于支撑腔体侧壁上设有冷却夹套，冷却夹套与支撑腔体侧壁面间通过导热硅脂固定并紧密贴合；于冷却夹套上开设有冷却液出入口。
[0010] 于冷却夹套中间开设有冷却腔体，冷却液由冷却液入口引入至冷却腔体中，由冷却液出口流出；冷却液种类可根据目标吸附温度选择。
[0011] 于容置吸附剂的通孔内设有温度传感器，陶瓷加热芯与温度传感器分别经温度控制器与外界电源相连。
[0012] 陶瓷加热芯升温速度快，可在30s内从室温升至400℃。
[0013] 密封帽，支撑腔体，密封接头A，密封接头B，样品引入接口，样品引出接口和冷却夹套均为金属材料，耐温好，导热快。
[0014] 支撑金属网A和支撑金属网B为孔径5μm厚度1mm的金属网。
[0015] 本发明提供的吸附-热解吸装置，可在30s内将吸附剂从室温升至400℃，满足多种吸附剂的热解吸温度，降温采用低温冷却液直接接触降温的方式，可快速降至所需的目标吸附温度。吸附剂可以根据需求自由选择吸附材料和容量，适用于多种有机污染物的采样。整套装置小巧，便携，易于与各种富集系统连接，在环境监测领域有广阔的应用前景。
附图说明
[0016] 图1为本发明的吸附-热解吸装置原理示意图。
[0017] 其中：1-密封帽；2-样品引入接口；3-冷却夹套；4-密封接头A；5-样品引出接口；6-支撑金属网A；7-容置吸附剂的通孔；8-支撑腔体；9-陶瓷加热芯；10-支撑金属网B；11-密封接头B2。
具体实施方式
[0018] 该吸附-热解吸装置原理示意图如图1所示：
[0019] 包括支撑腔体8和陶瓷加热芯9，于支撑腔体8内开设有容置吸附剂的通孔7，吸附剂装填于通孔内，于通孔内吸附剂的两端分别设有支撑金属网A6和支撑金属网B10，于通孔的两端分别开设有内螺纹，于通孔的两端分别螺合有带外螺纹的密封接头A4和密封接头B11；于密封接头A4与支撑金属网A6之间、密封接头B11与支撑金属网B10之间放置有中空硅胶环，用于通孔内部与外部环境之间的密封；
[0020] 于密封接头B11远离吸附剂一端开设有外螺纹，带内螺纹的密封帽1与密封接头B11采用螺纹连接，于密封帽1、密封接头B11，支撑金属网A6和支撑金属网B10中部开设有穿插陶瓷加热芯9的通孔，陶瓷加热芯9穿插于密封帽1、密封接头B11、支撑金属网A6和支撑金属网B10中用于容置陶瓷加热芯9的通孔中；于密封帽1与密封接头B11之间放置有中空硅胶环，用于陶瓷加热芯8的密封；
[0021] 于密封接头A4与密封接头B11上均开设有带内螺纹的通孔，带外螺纹的样品引入接口2一端螺合于密封接头B11通孔内，带外螺纹的样品引出接口5一端螺合于密封接头A4通孔内，于样品引入接口2与密封接头B11之间、样品引出接口5与密封接头A4之间分别放置有硅胶环，用于样品引入接口2与密封接头B11之间、样品引出接口5与密封接头A4之间的密封；
[0022] 样品气经样品引入接口2、密封接头B11、支撑金属网A6、吸附剂、支撑金属网B10、密封接头A4后由样品引出接口5流出；
[0023] 于支撑腔体8侧壁上设有冷却夹套3，冷却夹套3与支撑腔体8侧壁面间通过导热硅脂固定并紧密贴合；于冷却夹套3上开设有冷却液出入口。
[0024] 于冷却夹套3中间开设有冷却腔体，冷却液由冷却液入口引入至冷却腔体中，由冷却液出口流出；冷却液种类可根据目标吸附温度选择。
[0025] 于容置吸附剂的通孔内设有温度传感器，陶瓷加热芯9与温度传感器分别经温度控制器与外界电源相连。
[0026] 陶瓷加热芯9升温速度快，可在30s内从室温升至400℃。
[0027] 密封帽1，支撑腔体8，密封接头A4，密封接头B11，样品引入接口2，样品引出接口5和冷却夹套3均为金属材料，耐温好，导热快。
[0028] 支撑金属网A6和支撑金属网B10为孔径5μm厚度1mm的金属网。
[0029] 具体实施流程如下：
[0030] 将样品引入接口与样品气源相连，样品引出接口与采样泵相连，冷却液入口与冷却液钢瓶相连。具体工作流程分为以下三步：
[0031] 吸附：以阀控的方式控制冷却液的添加，当吸附剂温度高于目标吸附温度时打开冷却液阀，到达目标温度时关闭冷却液阀，以使吸附剂维持一恒定的低温。打开采样泵，则样品气会沿着图1中虚线箭头方向流经低温的吸附剂，而被吸附。
[0032] 热解吸：到达指定的吸附时间之后，关闭冷却液阀，设定陶瓷加热芯的温度为高温热解吸状态，30s内，吸附剂可升至目标热解吸温度。因此，被吸附的目标分析物在高温下解吸出来，在载气的携带下可进入色谱，质谱等检测仪器中而被检测。
[0033] 降温：完全热解吸完毕后，设定陶瓷加热芯温度为吸附时的低温，打开冷却液阀，将吸附剂降温至吸附状态，可进行下一周期实验。
[0034] 该吸附-热解吸装置由于采用了陶瓷加热芯在内部加热的方式，升温速度快，且受热均匀，可缩短升温时间，提高实验效率，适合环境污染物的连续在线监测。整套装置完全可由软件控制，无需人为操作，在环境污染物无人值守下的长期监测中具有广阔的应用前景。
