取樣系統、蒸汽取樣系統、取樣裝置、氣相色譜系統及套件的製作方法

2023-04-29 16:35:06

取樣系統、蒸汽取樣系統、取樣裝置、氣相色譜系統及套件的製作方法
【專利摘要】本文涉及的是取樣系統、蒸汽取樣系統、取樣裝置、氣相色譜系統及套件。所述的某些實施方案針對被配置來控制取樣系統中的爆炸性運載氣體的流動的裝置、系統及方法。在一些實施例中，描述了一種被配置來提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向所述取樣系統中的孔隙空間的釋放的流量控制裝置，其中取樣系統被配置來對頂部空間蒸汽取樣，該取樣系統包括運載氣體流體線和連接到所述運載氣體流體線上的所述流量控制裝置。還公開了使用所述流量控制裝置的系統和方法。
【專利說明】取樣系統、蒸汽取樣系統、取樣裝置、氣相色譜系統及套件
[0001]優先權申請
[0002]本申請要求2011年I月18日提交的美國臨時申請號61/433，783的優先權及權益，所述美國臨時申請的全部公開內容出於所有目的而以引用的方式併入本文。

【技術領域】
[0003]本申請涉及被配置來允許使用爆炸性運載氣體進行色譜操作的系統。具體來說，本文所述的某些實施方案是針對用於使用爆炸性運載氣體對蒸汽取樣的裝置和方法。
[0004]發明背景
[0005]色譜系統使用流動相來將樣品從一個部件傳輸至另一個部件並且作為分離的一部分。在氣相色譜(GC)中，將樣品蒸發並使用運載氣體運載到色譜柱中。為了使樣品維持處於蒸汽相，通常在GC系統中使用高溫。


【發明內容】

[0006]在第一方面，提供了一種被配置來對頂部空間蒸汽取樣的取樣系統。在某些實施方案中，所述系統包括運載氣體流體線和連接到所述運載氣體流體線上的流量控制裝置。在一些構型中，流量控制裝置可被配置來提供由運載氣體流體線提供的爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向取樣系統中的孔隙空間的釋放。
[0007]在某些實施例中，流量控制裝置可被配置成取樣裝置，所述取樣裝置包括縱軸和有效內徑，以便提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向取樣系統中的孔隙空間的釋放。在某些例子中，有效內徑可為約0.15mm或更小，例如，0.15mm或更小，或者0.14mm或更小。在一些實施例中，取樣裝置包括可變內徑，其中至少某個部分包括約0.15mm或更小(例如，0.15mm或更小，或者0.14_或更小)的有效內徑。在其它實施例中，流量控制裝置可被配置成運載氣體源與取樣組件之間的線內(inline)限制器，其中所述限制器被配置來提供由運載氣體流體線提供的爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向取樣系統中的孔隙空間的釋放。在某些實施方案中，流量控制裝置可被配置成定位在運載氣體源與取樣組件之間的質量流量控制器，其中所述質量流量控制器是可操作的來控制爆炸性運載氣體的流速，以便提供由運載氣體流體線提供的爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向取樣系統中的孔隙空間的釋放。在一些實施例中，所述系統可包括流體傳輸線，所述流體傳輸線包括內徑，所述內徑對於將樣品從取樣裝置傳輸到色譜柱上而無爆炸量的爆炸性運載氣體向取樣系統中的孔隙空間的實質性釋放是有效的。在額外的實施例中，傳輸線的有效內徑在15-20mL/min的爆炸性運載氣體流速下提供壓力15-20psig。在一些實施例中,傳輸線的有效內徑可在約0.2_與約0.25_之間。在某些實施方案中，取樣系統可在所述取樣系統的孔隙空間中包括至少一個有源部件，所述至少一個有源部件能夠引起爆炸性運載氣體當以爆炸量釋放時的爆炸。在其它實施方案中，取樣系統可包括檢測器，所述檢測器被流體性地連接到運載氣體流體線上並且是可操作的來使用來自運載氣體源的運載氣體，所述運載氣體源被流體性地連接到所述運載氣體流體線上作為用於檢測器操作的氣體源。
[0008]在另一方面，描述了一種蒸汽取樣系統，其包括取樣裝置，所述取樣裝置對於提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向所述蒸汽取樣系統中的孔隙空間的釋放是有效的。
[0009]在某些實施方案中，取樣裝置包括有效內徑，以便提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向蒸汽取樣系統中的孔隙空間的釋放。在一些實施方案中，有效內徑可為約0.15mm或更小，例如，0.15mm或更小，或者0.14mm或更小。在其它實施方案中，取樣裝置包括可變內徑，其中至少某個部分包括約0.15mm或更小(例如,0.15mm或更小,或者0.14mm或更小)的有效內徑。在某些實施例中，蒸汽取樣系統可包括流體傳輸線，所述流體傳輸線被流體性地連接到取樣裝置和注入器上，所述流體傳輸線包括內徑，所述內徑對於從所述取樣裝置傳輸樣品而無實質性的壓降是有效的。在一些構型中，傳輸線的有效內徑在15-20mL/min的爆炸性運載氣體流速下提供15-20psig的壓力。在其它構型中，傳輸線的有效內徑可在約0.2mm與約0.25mm之間。在一些實施方案中，蒸汽取樣系統在所述蒸汽取樣系統的孔隙空間中可包括至少一個有源部件，所述至少一個有源部件能夠引起爆炸性運載氣體當由取樣裝置以爆炸量釋放時的爆炸。在其它實施方案中，蒸汽取樣系統可被配置成與使用氫氣作為爆炸性運載氣體一起使用，而在其它實施例中，可相反使用除氫氣之外的爆炸性氣體。在一些實施方案中，所述系統可被配置來使用氫氣作為運載氣體來將樣品運行時間與使用氦氣作為運載氣體相比減少至少40%。在其它實施方案中，蒸汽取樣系統可包括檢測器，所述檢測器被流體性地連接到取樣裝置上。
[0010]在額外方面，公開了一種取樣裝置，其包括縱軸和有效內徑，以便提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向蒸汽取樣系統中的孔隙空間的釋放。
[0011]在某些實施例中，縱軸沿其整個長度包括相同的有效內徑。在其它實施例中，縱軸包括可變內徑，其中在所述縱軸的某個部分具有有效內徑。在額外實施例中，有效內徑可存在於取樣裝置的終端處或可存在於所述取樣裝置的縱軸上的兩個或更多個埠之間。在一些實施例中，有效內徑為約0.15mm或更小，例如，0.15mm或更小，或者0.14mm或更小。在其它實施例中，縱軸的長度在10mm與200mm之間。在某些實施例中，取樣裝置可被配置成與傳輸線一起使用，所述傳輸線包括有效內徑，以便從所述取樣裝置傳輸樣品而無實質性的壓降。在某些實施方案中，傳輸線的有效內徑可為約0.2mm至約0.25mm。在一些實施方案中，傳輸線的有效內徑在15-20mL/min的爆炸性運載氣體流速下提供15_20psig的壓力。在某些實施例中，取樣裝置包括多個段，各自包括有效內徑，以便提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向蒸汽取樣系統中的孔隙空間的釋放。在一些實施例中，所述多個段可彼此連接，以便提供單個取樣裝置。在其它實施例中，用戶可選擇所需數量的段並將它們彼此連接，以便提供取樣裝置。
[0012]在另一方面，描述了一種取樣系統，其包括運載流體線，所述運載流體線被配置來在運載氣體源與取樣組件之間提供流體連接，所述系統在所述運載流體線中並且在所述運載氣體源與所述取樣組件之間進一步包括限制器，所述限制器被配置來提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向取樣系統中的孔隙空間的釋放。
[0013]在某些實施方案中，所述限制器可被配置成固定限制器。在其它實施方案中，所述限制器可被配置成可變限制器。在額外實施方案中，取樣系統還可包括取樣裝置，所述取樣裝置被流體性地連接到限制器上，所述取樣裝置處於取樣組件中並且包括縱軸和有效內徑，以便提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向所述取樣系統中的孔隙空間的釋放。在其它實施方案中，取樣裝置的有效內徑為約0.15mm或更小，例如，0.15mm或更小，或者
0.14mm或更小。
[0014]在額外方面，提供了一種取樣系統，其包括運載流體線，所述運載流體線被配置來在運載氣體源與取樣組件之間提供流體連接，所述系統在所述運載流體線中並且在所述運載氣體源與所述取樣組件之間進一步包括流量控制器，其中所述流量控制器是可操作的來提供運載氣體流速，所述運載氣體流速對於將爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量釋放到取樣系統中的孔隙空間是有效的。
[0015]在某些實施例中，流量控制器可被配置來控制爆炸性運載氣體的流動以達到每分鐘約450mL的爆炸性氣體和約40psig的所施加的壓力。在一些實施方案中，所述系統在運載流體線中並且在運載氣體源與取樣組件之間還可包括限制器，所述限制器被配置來提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向蒸汽取樣系統中的孔隙空間的釋放。在其它實施例中，所述系統還可包括取樣裝置，所述取樣裝置被流體性地連接到限制器上，所述取樣裝置處於取樣組件中並且包括縱軸和有效內徑，以便提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向所述取樣系統中的孔隙空間的釋放。在另外實施例中，取樣裝置的有效內徑為約0.15mm或更小，例如，0.15mm或更小，或者0.14mm或更小。
[0016]在額外方面，公開了一種被配置成與爆炸性運載氣體一起使用的取樣系統，所述系統包括取樣進口和用於在樣品引入所述取樣進口中的過程中控制所述爆炸性運載氣體以非爆炸量向所述取樣系統中的孔隙空間的釋放的裝置。在一些實施方案中，所述用於控制的裝置包括取樣裝置，所述取樣裝置包括縱軸和有效內徑，以便提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向取樣系統中的孔隙空間的釋放。在其它實施方案中，所述用於控制的裝置包括限制器，所述限制器被流體性地連接到運載氣體源和取樣進口上，所述限制器被配置來提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向取樣系統中的孔隙空間的釋放。在額外實施方案中，所述用於控制的裝置包括質量流量控制器，所述質量流量控制器被流體性地連接到運載氣體源和取樣進口上，所述質量流量控制器是可操作的來提供運載氣體流速，所述運載氣體流速對於將爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量釋放到取樣系統中的孔隙空間是有效的。
[0017]在另一方面，取樣系統被配置來對頂部空間蒸汽取樣，所述系統包括運載氣體流體線和連接到所述運載氣體流體線上的流量控制裝置，所述流量控制裝置用於將由所述運載氣體流體線提供的運載氣體以小於爆炸量的量釋放到所述取樣系統中的孔隙空間。在一些實施方案中，流量控制裝置包括取樣裝置，所述取樣裝置包括縱軸和有效內徑，以便提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向取樣系統中的孔隙空間的釋放。在其它實施方案中，流量控制裝置包括限制器，所述限制器被流體性地連接到運載氣體源和取樣進口上，所述限制器被配置來提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向取樣系統中的孔隙空間的釋放。在額外實施方案中，流量控制裝置包括質量流量控制器，所述質量流量控制器被流體性地連接到運載氣體源和取樣進口上，所述質量流量控制器是可操作的來提供運載氣體流速，所述運載氣體流速對於將爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量釋放到取樣系統中的孔隙空間是有效的。
[0018]在額外方面，氣相色譜系統包括:溫度調節柱空間，所述溫度調節柱空間被配置來接納色譜柱；取樣系統，所述取樣系統被流體性地連接到所述柱空間上並被配置來向所述柱空間中的色譜柱提供樣品，所述取樣系統包括流量控制裝置，所述流量控制裝置被配置來提供由運載氣體流體線提供的爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向所述取樣系統中的孔隙空間的釋放；以及檢測器，所述檢測器被流體性地連接到所述柱空間上並被配置來從所述色譜柱接收分析物。
[0019]在某些實施方案中，取樣系統和檢測器各自被配置來從同一運載氣體源接收氣體。在其它實施方案中，檢測器被配置成火焰檢測器。在一些實施例中，火焰檢測器是火焰離子化檢測器。在其它實施例中，檢測器被配置成等離子體檢測器。在額外實施例中，流量控制裝置可被配置成取樣裝置，所述取樣裝置包括縱軸和有效內徑，以便提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向取樣系統中的孔隙空間的釋放。在一些實施例中，有效內徑為約
0.15mm或更小，例如，0.15mm或更小，或者0.14mm或更小。在其它實施例中，取樣裝置包括可變內徑，其中至少某個部分包括約0.15mm或更小的有效內徑。在另外實施例中，流量控制裝置可被配置成運載氣體源與取樣系統之間的線內限制器，其中所述限制器被配置來提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向取樣系統中的孔隙空間的釋放。在一些實施方案中，流量控制裝置可被配置成運載氣體源與取樣系統之間的質量流量控制器，其中所述質量流量控制器是可操作的來控制爆炸性運載氣體的流速，以便提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向取樣系統中的孔隙空間的釋放。在額外實施方案中，GC系統還可包括流體傳輸線，所述流體傳輸線包括內徑，所述內徑對於將樣品從取樣系統傳輸到色譜柱上而無爆炸量的爆炸性運載氣體向所述取樣系統中的孔隙空間的釋放是有效的。在另外實施方案中，傳輸線的有效內徑在15-20mL/min的爆炸性運載氣體流速下提供壓力15_20psig。在其它實施方案中，傳輸線的有效內徑可為約0.2mm至約0.25_。在額外實施方案中,所述系統在所述取樣系統的孔隙空間中可包括至少一個有源部件，所述至少一個有源部件能夠引起爆炸性運載氣體當以爆炸量釋放時的爆炸。在一些實施例中，GC系統可包括爆炸性運載氣體排出口，所述爆炸性運載氣體排出口被流體性地連接到取樣系統上，所述排出口被配置來提供爆炸性運載氣體從所述取樣系統中的孔隙空間向大氣中的釋放。
[0020]在另一方面，提供了一種便於爆炸性運載氣體在色譜儀中的使用的方法，所述方法包括提供流量控制裝置，所述流量控制裝置被配置來提供由運載氣體流體線提供的爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向取樣系統中的孔隙空間的釋放。
[0021]在一些實施方案中，所述方法可包括將流量控制裝置配置成取樣裝置，所述取樣裝置包括縱軸和有效內徑，以便提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向取樣系統中的孔隙空間的釋放。在其它實施方案中，所述方法可包括針對縱軸的至少某個部分，將有效內徑配置成約0.15mm或更小，例如，0.15mm或更小，或者0.14mm或更小。在某些實施方案中，所述方法可包括將流量控制裝置配置成用於插入在運載氣體源與取樣組件之間的線內限制器，其中所述限制器被配置來提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向取樣系統中的孔隙空間的釋放。在一些實施例中，所述方法可包括將流量控制裝置配置成用於插入在運載氣體源與取樣組件之間的質量流量控制器，其中所述質量流量控制器是可操作的來控制爆炸性運載氣體的流速，以便提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向取樣系統中的孔隙空間的釋放。
[0022]在額外方面，提供了一種套件，其包括:流量控制裝置，所述流量控制裝置被配置來提供由運載氣體流體線提供的爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向取樣系統中的孔隙空間的釋放；和指示，所述指示用於將所述流量控制裝置與爆炸性運載氣體一起使用，以便進行色譜操作。說明性色譜操作包括樣品注入、樣品瓶增壓、樣品分離及其組合以及通常使用GC系統進行的其它操作。
[0023]在某些實施方案中，流量控制裝置可被配置成取樣裝置，所述取樣裝置包括縱軸和有效內徑，以便提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向取樣系統中的孔隙空間的釋放。在一些實施例中，有效內徑為約0.15mm或更小，例如，0.15mm或更小，或者0.14mm或更小。在其它實施例中，取樣裝置包括可變內徑。在額外實施例中，套件可包括多個取樣裝置，其各自包括縱軸和有效內徑，以便提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向取樣系統中的孔隙空間的釋放。在一些實施方案中，所述多個取樣裝置可被配置來彼此連接，以便提供流量控制裝置。在其它實施方案中，所述多個取樣裝置中的至少兩個包括不同的內徑。在某些實施方案中，流量控制裝置可被配置成用於插入在運載氣體源與取樣組件之間的線內限制器，其中所述限制器被配置來提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向取樣系統中的孔隙空間的釋放。在其它實施方案中，流量控制裝置可被配置成用於插入在運載氣體源與取樣組件之間的質量流量控制器，其中所述質量流量控制器是可操作的來控制爆炸性運載氣體的流速，以便提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向取樣系統中的孔隙空間的釋放。在一些實施例中，套件可包括至少一條傳輸線，所述至少一條傳輸線包括內徑，所述內徑對於將樣品從取樣系統傳輸到色譜柱上而無爆炸量的爆炸性運載氣體向所述取樣系統中的孔隙空間的釋放是有效的。在其它實施例中，套件可包括多條傳輸線。在一些實施例中，所述多條傳輸線中的至少兩條包括不同的內徑。
[0024]在下文更詳細地描述額外的特徵、方面、實施例以及實施方案。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]參照附圖描述某些實施方案，在附圖中:
[0026]圖1是根據某些實施例的取樣系統的示意圖；
[0027]圖2是根據某些實施例的取樣裝置插入瓶中的圖1的系統的示意圖；
[0028]圖3是根據某些實施例的在允許樣品從所述瓶流過傳輸線的構型中的圖2的系統的不意圖；
[0029]圖4是根據某些實施例的取樣裝置的圖解；
[0030]圖5是根據某些實施例的在終端處包括開口的取樣裝置的圖解；
[0031]圖6是根據某些實施例的沿縱軸包括開口的取樣裝置的圖解；
[0032]圖7是根據某些實施例的包括可變內徑的取樣裝置的圖解；
[0033]圖8是根據某些實施例的包括限制器的系統的方塊圖；
[0034]圖9是根據某些實施例的包括流量控制器的系統的方塊圖；
[0035]圖10是根據某些實施例的被配置來用作運載氣體的氣體源和檢測器的氣體源的GC系統的方塊圖；
[0036]圖11是根據某些實施例的逸出的氫氣的流速如何隨所施加的壓力而變化的圖；
[0037]圖12是示出根據某些實施例的來自標準頂部空間(HS)取樣針的逸出的氫氣在所施加的壓力的範圍內的所計算的體積的圖；
[0038]圖13是示出根據某些實施例的針對各種針取樣裝置在不同的所施加的壓力下所測量的氫氣流速的圖；
[0039]圖14是示出根據某些實施例在所施加的壓力下所測量的氦氣流速的圖；
[0040]圖15是根據某些實施例的用於測試各種流量控制裝置的系統的示意圖；
[0041]圖16是示出根據某些實施例的針對標準頂部空間針並使用氦氣作為運載氣體的壓力對時間的圖；
[0042]圖17是根據某些實施例的來自圖16的數據的半對數曲線圖；
[0043]圖18是示出根據某些實施例的針對新的取樣裝置並使用氫氣作為運載氣體的壓力對時間的圖；
[0044]圖19是根據某些實施例的來自圖18的數據的半對數曲線圖；
[0045]圖20A至圖23B示出了根據某些實施例的針對四個傳輸線內徑並使用短長度的傳輸線(1lmm)和長長度的傳輸線(166_)的流量對所施加的壓力；
[0046]圖24A至圖26B是根據某些實施例的在不同的注入器/柱壓力和不同的溫度下內徑為0.220mm的傳輸線管道的氫氣流速的圖；
[0047]圖27是根據某些實施例的在運載氣體與樣品頭之間包括限制器的系統的示意圖；
[0048]圖28是根據某些實施例的包括壓力傳感器的測試設置的示意圖，所述壓力傳感器是用於測量所述系統中各點處的壓力；
[0049]圖29是示出了根據某些實施例在圖28的壓力傳感器處的計數對時間的圖；
[0050]圖30是示出了根據某些實施例的針對一系列所施加的壓力在壓力傳感器處的平均計數的圖；
[0051]圖31是示出了根據某些實施例的具有標記區域的說明性壓力分布圖的圖；
[0052]圖32A至圖32X是根據某些實施例在各種條件下的壓力分布圖；
[0053]圖33是示出了根據某些實施例的所測量的氫氣的流速的圖；
[0054]圖34是示出了根據某些實施例當PPC控制器被直接連接到樣品頭上時所測量的氫氣的流速的圖；
[0055]圖35A至圖35X是根據某些實施例在各種條件下的壓力分布圖；
[0056]圖36是根據某些實施例的包括固定限制器的系統的示意圖；
[0057]圖37A至圖37X是根據某些實施例使用圖36的設置所獲得的壓力分布圖；
[0058]圖38是示出了根據某些實施例的測試傳輸線流速對施加於所述傳輸線的壓力的影響的結果的圖；
[0059]圖39是根據某些實施例的具有包括質量流量控制器的系統的圖的示意圖；
[0060]圖40A至圖40X是根據某些實施例的使用圖39的系統所獲得的壓力分布圖；以及
[0061]圖41是示出了根據某些實施例在傳輸線中流速對壓力的影響的圖。
[0062]本領域技術人員將認識到，考慮到本發明的權益，附圖中的某些尺寸或特徵可能已放大、扭曲或以另外非常規或非比例的方式示出來提供附圖的更加用戶友好的版本。在尺寸或值在以下描述中被指明時，所述尺寸或值僅提供用於說明性目的。另外，在某些附圖中示出的具體連接布置是示例性的並且附圖中的一個部件必要時可定位在不同的部件之間。在下文描述為流體性地連接或其中流體連接是由一個部件提供的多個部件指的是流體在至少一個條件或布置而不一定是所有條件和布置下穿過所述部件之間的能力。

【具體實施方式】
[0063]在下文參照單數術語和複數術語描述了某些實施方案，以便提供本文所公開的技術的用戶友好的描述。這些術語僅用於方便目的並且並不意圖將所述裝置、系統及方法限制為包括或排除某些特徵，除非另外指出為存在於本文所描述的具體的實施方案中。
[0064]本文所描述的某些實施例針對一種用於對蒸汽取樣的系統。在一些構型中，所述系統可包括一個或多個部件，所述部件被設計來限制或控制爆炸性運載氣體向所述系統的內部孔隙空間中的釋放。內部孔隙空間指的是儀器外殼(或取樣系統的外殼)內的空氣空間或其某個部分，所述部分通常不用於色譜操作中但存在於儀器部件與儀器外殼面板之間。在一些實施例中，所述孔隙空間可從熱部件接收熱量或可將流體從一個區域傳送至可引起爆炸的另一個區域，例如，可能能夠將爆炸性氣體從一個區域傳送至可引起爆炸的檢測器的明火。
[0065]在某些實施方案中，本文所描述的系統、裝置以及方法可用於頂部空間取樣。在典型的頂部空間取樣操作中，將樣品放置到瓶中，使所述瓶封閉、平衡並增壓。在頂部空間分析中，對瓶中的固體/液體樣品上方的蒸汽進行取樣。所述樣品通常存在於汽密瓶中，所述汽密瓶被放置在烘箱中並加熱到預設溫度。當在固相/液相與蒸汽相之間達到平衡時，樣品包括在固相/液相與蒸汽相之間處於平衡狀態的揮發性材料。然後，從封閉的瓶中取出等分部分並傳輸到氣相色譜(GC)系統上或使用收集器進行預濃縮。通常使用程序氣動控制(PPC)來為所述系統中使用的運載氣體和其它氣體提供壓力和流量的電子控制。這種PPC控制提供氣動壓力平衡系統。在不使用注入器的情況下將頂部空間樣品引入柱中，這避免了由於所述注入器中的壓力變化而引起的分級分離。相反，在HS取樣器中存在針並且使用所述針來向GC柱提供樣品。
[0066]在某些實施方案中，HS分析中的樣品注入一般包括三個步驟。在第一步(又稱為備用步驟)中，取樣針處於上部位置中。運載氣體通常通過傳輸線210流過電磁閥205 (參見圖1)到達柱(未示出)。同時，針筒215由通過電磁閥220和(任選地)針閥(未示出)排出的小橫向流來清洗。這個橫向流通常用於防止繼續存在於注入部之間。PPC控制器(未示出)設定壓力P1,以使得運載氣體在圖1中所示的箭頭的方向上流動。在圖1中示出包含蒸汽樣品的瓶225，以用於僅供參考。在第二步(又稱為增壓步驟)中，取樣針215移至其下部位置(參見圖2)，刺穿樣品瓶225的隔膜。運載氣體流入瓶的頂部空間中，將其增壓至等於取樣頭壓力在第三步(圖3)(又稱為注入階段)中，將電磁閥205和220關閉，這停止了運載氣體流。瓶中的增壓氣體通過傳輸線210流到柱或收集器上。在預選的注入時間後，將電磁閥205和220重新打開，這完成了取樣階段。運載氣體將直接流到柱中並分支到樣品瓶225，這防止額外的樣品蒸汽到達所述柱。從瓶225中收回針215，並可將新的瓶(未示出)放入或旋轉就位(或可將針215旋轉到新的瓶中)，並且取樣過程可再次開始。在一些實施方案中，可存在用於在進入柱之前濃縮樣品的收集器。在某些構型中，樣品在指定期限吸附到收集器中，然後被解除吸附並提供給柱。
[0067]在某些實施方案中，典型的頂部空間取樣器在高溫下具有若干區域。這些區域包括，但不限於，烘箱、取樣針以及傳輸線和收集器(如果存在的話)。在一些例子中，溫度可超出20(TC或對於收集器來說甚至高達40(TC。如果爆炸性氣體接觸或靠近這些高溫部件的話，那麼這些溫度高到足以促進爆炸。在典型的構型中，將針溫度和傳輸線溫度各自設定為比烘箱溫度高約5°C -10°C。在一些例子中，HS取樣器可包括合適的連接，以便提供到運載氣體的流體連接，所述運載氣體通常是不可燃性氣體如氦氣。HS取樣器還可包括經過加熱的傳輸線或與其一起使用，所述經過加熱的傳輸線將HS的取樣頭流體性地連接到GC上。樣品從瓶移動穿過樣品線到達GC柱。若需要，則可使所述系統的一個或多個部件分流。例如，分流注入器或分流傳輸線可被實施成使得樣品的僅一部分被提供給GC柱。
[0068]在某些實施方案中，用於常規HS取樣器的取樣針通常存在於如圖4中所示的針組件中。組件400包括螺母405、針夾持器410、鎖緊螺母415以及針420。通常通過儀器上的門或蓋子接取針組件400。為了從所述儀器上去除針組件400，首先去除螺母405。然後，可將針夾持器410提升到導軌外。然後，可鬆開鎖緊螺母415，並且可去除針420。在典型構型中，常規的針420為約140-145mm長並且內徑為約0.50微米。
[0069]在某些實施方案中，可能希望使用爆炸性運載氣體(例如，氫氣)作為爆炸性氣體，如，氫氣可提供所想要的屬性，包括減少的運行時間、低黏度以及在色譜分離中作為流動相有用的其它屬性。可用作運載氣體的說明性爆炸性氣體包括但不限於，氫氣、氧氣、一氧化二氮及其組合。爆炸性運載氣體還包括有機氣體如甲烷、乙烷、丙烷以及其它烴基氣體。標準針與爆炸性運載氣體的使用可呈現爆炸危險。再次參看圖2和圖3，當針215被插入瓶225中(圖2)時，運載氣體可逸散，這是因為針215刺破瓶225的隔膜。類似地，當針215被從瓶225中收回時，運載氣體可從針215中逸出。這種運載氣體將排出到蒸汽取樣器的內部孔隙空間中。取決於所使用的具體運載氣體，傳輸的流速可為大約每分鐘數升，這可能導致爆炸性運載氣體在儀器外殼和/或取樣系統內的非常快速的積聚。高的針、烘箱以及傳輸線溫度可高到足以引起爆炸性運載氣體的燃燒或爆炸。另外，有源部件(如電動機、電磁閥等)可形成電弧或發出火花，這可能導致積聚在孔隙空間中的運載氣體的爆炸。
[0070]雖然本文所描述的系統、裝置以及方法希望被配置成用於爆炸性氣體，但運載氣體不需要完全由爆炸性氣體組成。例如，運載氣體可作為爆炸性氣體和非爆炸性氣體的混合物存在，如果暴露於恰當的條件(例如，熱的系統部件、電弧、火花或明火)，那麼所述運載氣體可能爆炸。在其中氣體的混合物用作運載氣體的情況下，本文所描述的裝置、系統以及方法可被配置成使得氣體的混合物的爆炸性組分以小於爆炸量的量釋放到蒸汽取樣系統中的孔隙空間。
[0071]在某些實施例中，提供了一種取樣裝置，所述取樣裝置包括有效內徑，以便提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向蒸汽取樣系統中的孔隙空間的釋放。在一些例子中，取樣裝置可沿其長度包括大致均勻的直徑，而在其它實施例中，在所述取樣裝置中可存在較小直徑的一個或多個區域，例如，限制。在一些實施例中，取樣裝置可與所述取樣系統中所存在的一個或多個額外的裝置一起使用。例如，限制器或流量控制器可用於運載氣體與針之間的傳輸線或流體線中，以使得可獲得對爆炸性運載氣體的額外控制。參看圖5，示出了被配置成針的取樣裝置500，所述取樣裝置包括有效內徑，以便提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向蒸汽取樣系統中的孔隙空間的釋放。取樣裝置包括第一末端510、第二末端520以及在第一末端510與第二末端520之間的縱軸530。第一末端510可被配置成用於插入到瓶中，以便用運載氣體對所述瓶增壓。例如，第一末端510可為錐形，以使得它可刺穿瓶蓋內的隔膜。在圖5中示出的構型中，針500在第一末端510處包括開口，以便允許運載氣體穿過開口 510。若需要，則所述一個或多個開口相反可沿針的縱軸定位。例如並參照圖6，示出了取樣裝置600，所述取樣裝置包括第一末端610、第二末端620以及在第一末端610與第二末端630之間的縱軸630。第一末端610被關閉，以使得穿過取樣裝置600的運載氣體不會在第一末端610處退出。相反,在取樣裝置600的縱軸中存在孔隙或開口 635來允許運載氣體通過取樣裝置600退出。在一些實施方案中，兩個或更多個開口可沿縱軸存在，並且所述開口可類似地確定大小或可不同地確定大小。在操作中，將取樣裝置600以充分的深度插入瓶中，以使得開口 635將處於所述瓶內。若需要，則取樣裝置600在縱軸630中可包括超過一個開口。而且，取樣裝置600可被配置成使得在縱軸630中存在一個或多個開口並且在第一末端610處可存在一個開口。通過選擇所述開口的直徑及它們的位置，運載氣體到儀器內的孔隙空間的流速可得到更好的控制。
[0072]在一些實施方案中並再次參照圖5和圖6，取樣裝置500和600的內徑可被選擇成使得提供由取樣裝置將爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量釋放到蒸汽取樣系統中的孔隙空間。通過選擇大致小於頂部空間取樣系統中所使用的常規針的內徑的內徑，被釋放到孔隙空間的爆炸性氣體的量可降低到低於支持爆炸所需的水平。在常規系統中，尚未使用具有所述小直徑的取樣裝置，這是因為它們可能容易堵塞或變得阻塞。在一些實施方案中，取樣裝置或其某個部分的內徑可為約0.15mm或更小，更具體來說約0.14mm或更小，例如，約
0.125mm或更小。
[0073]在某些實施例中，所述取樣裝置不需要沿縱軸的長度具有相同的直徑。例如，縱軸的一個或多個所選擇的部分可包括有效內徑，以使得提供由取樣裝置將爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量釋放到孔隙空間，而取樣裝置的其它部分或段可具有更大的內徑。在一些例子中，可能難以提供沿它們的整個長度具有小的、均勻的內徑的取樣裝置。同樣地，可將包括一個或多個段的取樣裝置以較高的再現性組裝起來，所述取樣裝置包括有效內徑，以使得提供由取樣裝置將爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量釋放到孔隙空間。參照圖7，示出了被配置成包括縱軸710的針的取樣裝置700，所述取樣裝置包括可變內徑。在第一部分720處，所述縱軸可包括有效直徑dl，以使得提供由取樣裝置將爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量釋放到孔隙空間。在不同的部分730處，所述縱軸可包括直徑d2，d2大於dl，以使得直徑d2本身對於提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向孔隙空間的釋放一般來說將不是有效的。如圖7中所示，取樣裝置700的外徑d3沿縱軸710大致均勻，但若需要，則外徑d3也可能不同。在沿縱軸710存在埠的情況下，可將至少一個埠定位在第一部分720內。
[0074]在某些實施例中，可將縱軸710的較窄的部分720定位在取樣裝置700的終端處，例如，連接至運載氣體或插入瓶中的末端。在一些實施方案中，較窄的部分720可存在於取樣裝置700的中心部分處，所述中心部分在取樣裝置700的終端之間。在其它構型中，可存在超過一個較窄的部分720，例如，可存在各自具有比取樣裝置的最大內徑要窄的內徑的2個、3個、4個或5個段。在其中存在超過一個窄段的例子中，窄段可具有相同的內徑或可具有不同的內徑。例如，可存在包括兩個窄段的取樣裝置，其中一個窄段包括約0.15_的內徑，而另一個段包括約0.14mm或更小的內徑。
[0075]在某些實施方案中，窄段720可具有比段730的內徑小至少0.05mm的內徑，更具體來說，窄段720具有比段730的內徑小至少0.075mm的內徑，例如，窄段720具有0.15mm或更少的內徑，並且段730具有大於或等於0.25mm的內徑。較窄的段的長度可變化並且可為針的整個長度或可為針的一段，例如，約40-55mm長的一段，更具體來說，約45_50mm長(例如，48mm長)的一段。在某些例子中，窄段具有0.15mm或更小的內徑並且段730的內徑大於0.15_。在某些實施方案中，針可包括一個或多個縱向埠，其中的每一個均可允許運載氣體的退出。在某些實施方案中，針可被配置成使得運載氣體在兩個縱向埠之間的流動對於允許爆炸性運載氣體向取樣系統中的孔隙空間的釋放是有效的。
[0076]在某些實施例中，若需要，則取樣裝置可生產為可使用合適的裝配件、套接管或連接器彼此連接的兩個或更多個單獨的段。例如，可生產包括對於提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向孔隙空間的釋放是有效的內徑的第一段，並且可生產與第一段相比具有較大內徑的第二段。這兩個段可彼此連接，以便提供具有合適長度的取樣裝置，以用於頂部空間取樣組件中。在其中取樣裝置沿其長度具有大致相同的內徑(例如，對於提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向孔隙空間的釋放是有效的內徑)的一些例子中，所述取樣裝置可以多個小段產生，所述小段可通過合適的連接件彼此連接。假如所述一個或多個段變得阻塞，那麼所述多個段可允許更換它們，而無需更換整個取樣裝置。另外，與製造具有所需內徑的單個大取樣裝置相比，可能更容易製造具有更均勻的內徑的較小的段。
[0077]在某些實施方案中，用於對蒸汽取樣的系統可包括超過一種類型的取樣裝置。例如，第一取樣裝置可存在並用於非爆炸性運載氣體，而被配置來提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向孔隙空間的釋放的第二取樣裝置可與爆炸性運載氣體一起使用。所述取樣裝置可存在於單獨的取樣組件中或可由最終用戶根據需要斷開。在一些例子中，兩個不同的取樣組件可存在於單個儀器中。例如，隨著最終用戶對具體運載氣體的選擇，適當的取樣組件可由儀器致動和使用來對蒸汽取樣。如果使用了爆炸性運載氣體，那麼可使用包括取樣裝置的取樣組件，所述取樣裝置被配置來提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向孔隙空間的釋放。如果使用了非爆炸性氣體，那麼可使用常規的取樣組件或相反可使用適用於爆炸性運載氣體的取樣組件。在存在兩個或更多個取樣組件的情況下，合適的閥調和連接器可被實施成使得非主動取樣組件在儀器操作期間不接收任何運載氣體。例如，電磁閥可存在於流體線中並被致動來向所需取樣組件提供運載氣體，例如，三通電磁閥可被使用並致動來在運載氣體源與所需取樣組件之間提供流體連接。
[0078]在某些實施方案中，取樣系統可被配置有在運載氣體源與取樣組件之間的線內限制器。例如，可將固定限制器放置在運載氣體源(例如，PPC歧管)與頂部空間取樣組件之間，以便控制爆炸性氣體向頂部空間取樣組件的流動。在圖8中示出包括限制器的系統的圖解。系統800包括流體性地連接到限制器820上的運載氣體源810。限制器820被流體性地連接到取樣組件830上，所述取樣組件可包括常規的取樣裝置或可包括如本文所述的取樣裝置，例如，被配置來提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向孔隙空間的釋放的一種取樣裝置。
[0079]在某些實施例中，限制器820可被配置成與其它用於在運載氣體源810與取樣組件830之間提供流體連接的流體線相比包括更小的內徑的流體線。例如，限制器820的內徑可比將氣體源810與取樣組件830連接的流體線的內徑小約20 %、30 %、40 %或50 %，以便減小運載氣體到取樣組件830以及到所述系統的孔隙空間的整體流速。在一些例子中，限制器820可被配置成使得400mL/min或更小的流速被提供給取樣組件830。在某些例子中，所述限制器是可操作的來減慢爆炸性運載氣體到取樣組件的流速，以使得所述取樣組件的針向瓶中的插入或所述針從所述瓶中的去除不會提供爆炸性運載氣體以爆炸量向孔隙空間的釋放。通過將限制器的內徑選擇為合適的直徑，可到達孔隙空間的爆炸性運載氣體的量將低於支持爆炸所需的水平。
[0080]在某些實施方案中，限制器820的內徑可基於所使用的爆炸性運載氣體的具體類型進行選擇。例如，在氫氣用作運載氣體的情況下，限制器的內徑可能不同於甲烷用作爆炸性運載氣體的情況。在一些實施方案中，所述限制器的大小可與待使用的特定運載氣體匹配。例如，可由最終用戶獲得包括多個限制器的套件，所述多個限制器各自被配置成用於特定運載氣體。適用於所選擇的爆炸性運載氣體的特定限制器可被選擇並安裝在運載氣體供應物與取樣組件之間，以使得爆炸性氣體不會以爆炸量被提供給所述系統的孔隙空間。
[0081 ] 在其它實施方案中，限制器820可被配置成可調限制器(例如，針閥等)，以使得穿過限制器820的流可基於具體的取樣和/或色譜條件進行調整。例如，可能希望對一種爆炸性氣體使用更高的流速(與使用不同的爆炸性氣體時所使用的流速相比)。限制器820的開口大小可(例如)通過軟體控制或通過手動調整來改變，以便提供爆炸性運載氣體的所需流速。
[0082]在某些實施例中，限制器可與本文所描述的取樣裝置中的一個或多個一起使用。例如，取樣裝置可聯合用於對蒸汽取樣系統中的氣流提供更好控制的限制器一起使用，所述取樣裝置包括縱軸和有效內徑，以便提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向所述取樣系統中的孔隙空間的釋放。在一些實施方案中，取樣裝置可聯合用於對蒸汽取樣系統中的氣流提供更好控制的兩個或更多個限制器一起使用，所述取樣裝置包括縱軸和有效內徑，以便提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向所述取樣系統中的孔隙空間的釋放。在某些例子中，可存在超過一個取樣裝置並且每個取樣裝置可與相同類型的限制器一起使用或可與不同類型的限制器一起使用。
[0083]在某些實施例中，所述限制器可用流量控制器來替換，所述流量控制器可用軟體進行調整或由最終用戶進行機械調整。例如並參照圖9，取樣系統900可包括流量控制器920，可將所述流量控制器線內放置在運載氣體源910與取樣組件930之間，以便控制由取樣組件930提供的運載氣體的流速。在一些構型中，流量控制器920可為質量流量控制器(MFC)。典型MFC被配置來將一種特定類型的氣體或多種氣體的流速控制在所需流速範圍內。在存在MFC的情況下，可為數字MFC或模擬MFC，這取決於可與所述系統一起使用的運載氣體的類型和性質。典型MFC包括進口埠、出口埠、質量流量傳感器和可被調整來控制流速的比例閥。將來自所述系統的信號發送至MFC，並且可調整比例閥，直到質量流量傳感器檢測到所需流速。若需要，則在所述系統中可存在超過一個流量控制器，以便提供對所述系統中的氣流的額外控制。
[0084]在一些實施方案中，流量控制器(例如，MFC)可聯合如本文所述的限制器一起使用。例如，可將限制器線內放置在運載氣體源與取樣組件之間，並且所述限制器可定位在運載氣體源與流量控制器之間或可定位在流量控制器與取樣組件之間。在一些構型中，所述系統可包括兩個或更多個限制器，其中所有限制器均處於運載氣體源與流量控制器之間或處於流量控制器與取樣組件之間。在其中存在兩個或更多個限制器的其它構型中，至少一個限制器可處於運載氣體源與流量控制器之間並且其它限制器可處於流量控制器與取樣組件之間。可能希望聯合流量控制器使用限制器，這是因為所述限制器可提供固定流速，並且整體流速可使用流量控制器來進一步調整。
[0085]在某些實施例中，流量控制器可與本文所描述的取樣裝置中的一個或多個一起使用。例如，取樣裝置可聯合用於對蒸汽取樣系統中的氣流提供更好控制的流量控制器一起使用，所述取樣裝置包括縱軸和有效內徑，以便提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向所述取樣系統中的孔隙空間的釋放。在一些實施方案中，取樣裝置可聯合用於對蒸汽取樣系統中的氣流提供更好控制的流量控制器和限制器一起使用，所述取樣裝置包括縱軸和有效內徑，以便提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向所述取樣系統中的孔隙空間的釋放。在某些例子中，超過一個限制器或超過一個流量控制器也可存在並聯合本文所描述的取樣裝置中的一個或多個一起使用。
[0086]在某些實施方案中，本文所公開的系統可包括乾燥機或分子篩，以便去除運載氣體內的任何水。另外，微粒過濾器或其它過濾器可線內存在，以便去除可能干擾分析或阻塞取樣裝置的任何懸浮的固體或固體材料。若需要，則壓力調節器、壓力傳感器等也可存在，以便提供對所述系統中流動的運載氣體的調整和/或反饋。
[0087]在某些實施方案中，本文所描述的取樣系統可與色譜柱一起使用，所述色譜柱包括寬口徑柱、窄口徑柱、毛細管柱以及其它色譜柱。與使用常規氣體(例如，氦氣)作為流動相相比，在與毛細管柱一起使用時，爆炸性運載氣體的使用可提供所想要的屬性，包括減少的整體運行時間。所述色譜柱被配置來通過GC系統插入到柱空間中並且可被流體性地連接到一個末端處的傳輸線上以及另一個末端處的另一個部件(如檢測器)上。所述色譜柱通常駐留在柱空間中的烘箱內，這可提供對所述柱的溫度控制。例如，經常使用程序升溫來使烘箱溫度在兩個端點之間斜升並且誘導樣品的各種組分從柱上的洗脫。
[0088]在某些實施方案中，本文所描述的色譜系統的檢測器可變化。在一些實施方案中，所述檢測器可為火焰離子化檢測器(FID)、熱導檢測器(TCD)、熱離子檢測器(TID)、電子俘獲檢測器(ECD)、原子發射檢測器(AED)、火焰光度檢測器(FPD)、質譜儀(MS)及其它檢測器以及通常與氣相色譜系統一起使用的光譜儀或光譜儀-氣相色譜系統。在一些實施例中，所述檢測器可為等離子體檢測器或可包括等離子體，如電感耦合等離子體(ICP)或電容耦合等離子體(CCP)。
[0089]在某些實施例中，本文所描述的裝置可用於GC系統中，所述GC系統包括用作運載氣體的第一氣體和用作檢測器氣體源的第二氣體。例如，氫氣可用作運載氣體並且氫氣/氧氣的混合物可用作檢測器的氣體。GC系統可包括壓力傳感器、PPC歧管、流體線、套接管、裝配件以及對於將所述系統的部件彼此連接是有效的其它裝置。在一些實施例中，GC系統受計算機控制，以使得用戶通過圖形用戶界面(⑶I)選擇由電連接到計算機上的控制板實施的參數。
[0090]在一些例子中，爆炸性運載氣體可既用作運載氣體，又用作允許檢測器操作的氣體源。例如，氫氣可用作運載氣體且同時用於提供允許火焰離子化檢測器(FID)操作的燃料源。FID通常通過將氫氣與空氣混合併對所述氫氣/空氣混合物進行電點火來操作。當分析物暴露於FID的火焰時，很多分析物產生傳導性的離子和電子。由所述離子和電子產生的電流可使用合適的電子裝置(例如，高阻抗操作放大器)進行檢測。FID的一個屬性是:檢測器響應對流速的變化與其它類型的檢測器相比不那麼敏感。另外，大多數FID對於不可燃性氣體(如水、二氧化碳、二氧化硫以及氮氧化物)是不敏感的。在圖10中示出使用爆炸性運載氣體作為流動相和FID氣體源兩者的GC系統的說明性方塊圖。系統1000包括運載氣體源1010、取樣系統1020、包括被配置來接納色譜柱的柱空間的烘箱1030以及檢測器1040。取樣系統1020通過流體線1045流體性地連接到運載氣體源1010上。檢測器1040通過流體線1055流體性地連接到同一個運載氣體源1010上。在圖10的系統中，僅存在單個氣體源1010，這造成系統覆蓋區的實質性縮減和降低的整體操作成本。若需要，則可將一個或多個額外的氣體源流體性地連接到取樣系統1020或檢測器1040上。另外，可能希望使用不同的爆炸性氣體作為運載氣體並且作為檢測器1040中所使用的氣體。例如，取樣系統1020可使用氫氣作為運載氣體，並且檢測器1040可使用氧氣作為氣體源。而且，任一流體流可與環境空氣混合來提供所需的爆炸性氣體/空氣混合物，以用作運載氣體或由檢測器1040使用的氣體。在圖10的系統中，取樣系統1020通常包括本文所描述的流量控制裝置中的一個或多個，例如，取樣裝置、限制器和/或流量控制器。
[0091]在某些實施方案中，取樣系統還可包括爆炸性運載氣體排出口，以便進一步降低爆炸的可能性。例如，在取樣頭鄰近或附近，可存在埠、管道等，以便提供爆炸性運載氣體向所述系統的孔隙空間外並且向大氣中的排空。若需要，則可將所述埠連接到風扇或真空中，以便提供向孔隙空間外並且向大氣中的積極的空氣流動。空氣從孔隙空間中的去除可能會影響取樣頭和/或傳輸線的溫度，並且溫度可由所述系統進行調整來負責通過排出口將空氣去除。在一些實施方案中，排氣扇可以所需頻率啟動，並且所述系統被允許在注入任何樣品之前平衡到所需溫度。
[0092]在某些實施方案中，本文所描述的流量控制裝置可用於一種或多種色譜方法中。例如，爆炸性運載氣體可被提供來平衡取樣系統。可將取樣裝置插入瓶中來對所述瓶增壓並使它的壓力與所述系統平衡。然後，可允許樣品進入流體性地連接到柱上的傳輸線中。在由柱分離後，洗脫的分析物可使用流體性地連接到所述柱上的合適的檢測器進行檢測。結果可使用計算機屏幕來顯示或更多的被列印出來或存儲。
[0093]在某些實施方案中，提供了使用本文所描述的裝置中的一個或多個促進色譜的方法。例如，可使用一種方法來促進色譜，所述方法包括提供流量控制裝置，所述流量控制裝置被配置來提供由運載氣體流體線提供的爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向取樣系統中的孔隙空間的釋放。在一些實施方案中，所述方法可包括將流量控制裝置配置成取樣裝置，所述取樣裝置包括縱軸和有效內徑，以便提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向取樣系統中的孔隙空間的釋放。在其它實施方案中，所述方法可包括將有效內徑配置為約
0.15mm或更小,例如,0.15mm或更小,或者0.14mm或更小。在某些實施方案中，所述方法可包括將流量控制裝置配置成用於插入在運載氣體源與取樣組件之間的線內限制器，其中所述限制器被配置來提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向取樣系統中的孔隙空間的釋放。在一些實施例中，所述方法可包括將流量控制裝置配置成用於插入在運載氣體源與取樣組件之間的質量流量控制器，其中所述質量流量控制器是可操作的來控制爆炸性運載氣體的流速，以便提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向取樣系統中的孔隙空間的釋放。
[0094]在其它實施方案中，本文所描述的裝置和系統可以套件形式提供或包裝，以使得用戶可選擇用於色譜系統中的所需部件。例如，可提供一種套件，所述套件包括流量控制裝置，所述流量控制裝置被配置來提供由運載氣體流體線提供的爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向取樣系統中的孔隙空間的釋放。還可提供指示，所述指示用於將所述流量控制裝置與爆炸性運載氣體一起使用，以便進行色譜操作。說明性色譜操作包括樣品注入、樣品瓶增壓、樣品分離及其組合以及通常使用GC系統進行的其它操作。
[0095]在某些實施方案中，流量控制裝置可被配置成取樣裝置，所述取樣裝置包括縱軸和有效內徑，以便提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向取樣系統中的孔隙空間的釋放。在一些實施例中，有效內徑為約0.15mm或更小，例如，0.15mm或更小，或者0.14mm或更小。在其它實施例中，取樣裝置包括可變內徑。在額外實施例中，套件可包括多個取樣裝置，其各自包括縱軸和有效內徑，以便提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向取樣系統中的孔隙空間的釋放。在一些實施方案中，所述多個取樣裝置可被配置來彼此連接，以便提供流量控制裝置。在其它實施方案中，所述多個取樣裝置中的至少兩個包括不同的內徑。在某些實施方案中，流量控制裝置可被配置成用於插入在運載氣體源與取樣組件之間的線內限制器，其中所述限制器被配置來提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向取樣系統中的孔隙空間的釋放。在其它實施方案中，流量控制裝置可被配置成用於插入在運載氣體源與取樣組件之間的質量流量控制器，其中所述質量流量控制器是可操作的來控制爆炸性運載氣體的流速，以便提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向取樣系統中的孔隙空間的釋放。在一些實施例中，套件可包括至少一條傳輸線，所述至少一條傳輸線包括內徑，所述內徑對於將樣品從取樣系統傳輸到色譜柱上而無爆炸量的爆炸性運載氣體向所述取樣系統中的孔隙空間的釋放是有效的。在其它實施例中，套件可包括多條傳輸線。在一些實施例中，所述多條傳輸線中的至少兩條包括不同的內徑。
[0096]某些具體實施例被描述來說明本文所描述的技術的新穎屬性中的一些。
[0097]實施例1
[0098]在所施加的進口壓力的範圍內測量從標準取樣針中逸出的氫氣的流速。為進行測試，獲得備用的取樣頭並將它的進口連接到機械壓力調節器上，所述機械壓力調節器被連接到氫氣供應物上。將取樣頭的三個出口密封。針被推動穿過矽橡膠圓筒件並被定位成使得下孔口暴露。將1/4」長度的軟矽膠管道的一個末端推動越過矽橡膠件並將另一個末端連接到流量測量裝置上。用於一般GC目的的類型的電子流量計是不充分的。所觀察到的流速遠高於對這些裝置的500mL/min的極限。10mL氣泡流量計和使用水置換技術(其中在含有水的大燒杯中有裝滿水的倒置的500mL量筒)的組合用來在這個實施例中進行測量。
[0099]參照圖11，示出了逸出的氫氣的流速如何隨所施加的壓力而變化的圖。兩個最低點用氣泡流量計測出；剩下的使用水置換法。這些流速比預期的要高得多。
[0100]實施例2
[0101]確定在分析周期期間使實施例1中所使用的針出口暴露於儀器內部的空氣的時間。從這個信息中，針對每次分析計算出所釋放的氫氣的體積。使用與實施例1中所使用相同的設置。
[0102]取樣頭的最低密封與恆溫烘箱組件的頂部之間的距離測得為11mm。恆溫烘箱的頂部與所述恆溫烘箱內部的瓶的頂部之間的距離是16mm。因此，由暴露的針孔口所覆蓋的總距離是27_，其中的16_將在所述恆溫烘箱內部。
[0103]獲取驅動針上下移動的取樣頭的視頻記錄(未示出)。從逐幀查看所述視頻中，可能計算出所述針上下移動的速度。下降時，針在13個視頻幀中以15幀/s行進了 43mm，這相當於43/(13/15) = 50mm/so上升時，針在28個視頻巾貞中以15巾貞/s行進了 43mm,這相當於43/(28/15) = 23mm/s。這些結果總結在圖1中。
[0104]表I
[0105]

暴露時間(S)
向下移動向上移動__總計在瓶烘箱上方 _ 0.22 — 0.48 — 0.70 —
在瓶烘箱內 —0.32 — 0.70 一 1.03 —
總計0.551.181_73 —
[0106]因此，對於一個分析周期來說，氫氣預期將在總計約1.73秒內排出，其中排出到經過加熱的瓶烘箱中花費了這個時間的60%。
[0107]實施例3
[0108]從在實施例1和2中所獲得的信息中，針對每個分析周期計算出在所施加的壓力範圍內來自標準頂部空間(HS)取樣針的逸出的氫氣的體積。在圖12中示出結果。
[0109]從所述計算中看，將從標準取樣針中排出的氫氣將通常在1mL至10mL的範圍內。大約60%的氫氣將被釋放到經過加熱的瓶烘箱區域中並且剩餘物將被釋放到所述烘箱上方的區域中。所有這些空間通過所述區域中的有源電子設備來半封閉。將支持爆炸的最低氫濃度為約4%。氫氣釋放將在針下降時且隨後當所述針返回上升時(通常相隔I分鐘)的兩個階段發生。每次釋放幾乎是瞬時的。第二次釋放排放出較大的體積，這是因為針較慢地行進並且可釋放70mL的氫氣。所釋放的氫氣將需要迅速擴散到大於1750mL的體積的空氣中，以便使得濃度保持低於爆炸極限。還存在累積效應——每次進行排放時，除非從最後一次排放中氫氣被清除，否則濃度將建立。這將是分析周期時間的一個因素。使用了氫氣的用戶可能著眼於快速分析，所述快速分析也許減至小於2分鐘或甚至接近I分鐘的周期時間。總之，在使用了標準取樣針的情況下，氫氣可以可能超過每分鐘幾升的非常高的流速釋放到儀器的孔隙空間中。
[0110]實施例4
[0111]將被配置成內徑為約0.15mm的針的一系列取樣裝置用於測量氫氣釋放。針的縱軸測得為約142mm。所述針被構造成具有端軸環，所述端軸環被設計來推進至夾持器的空腔中。所述軸環經測得長度為約15_且直徑為3_，其中所述軸環的末端的直徑為2_或更小。與第一夾持的距離需要為約134mm並且孔洞之間的間隙為約48mm。
[0112]將每根針安裝在頂部空間取樣頭組件中，所述組件被連接到連接至氫氣供應物的手動壓力調節器上。將所述組件上的其它埠密封。將針機構旋轉，以便使所述針延伸超過所述組件的基板。將矽膠塞推動越過暴露的針尖端，並且將電子流量計通過管道連接到所述針上。針對每根針在不同的所施加的壓力下測量氫氣流速，並且將結果在表2中示出並在圖13中繪製成圖。
[0113]表2
[0114] 所施加I針I針2I針3 I針4 I針5I針6 I針7 I平均值I
的壓力(mL/mi (mL/mi (mL/m (mL/m (mL/m (mL/ (mL/(mL/mi RSD%
(psig)n) n)in)in)in)min) min)n)
~ 548.6—47.7—48.944.647.444.4 49.347.34.2
—10109~109" 111101—108103~ 113107.74.0
—15180—178—185169180170 183177.93.5
—20260~257" 268245 ~259~244~ 266257.03.7
~ 25345—345~362322343326 356342.74.2
—30449~452— 465410—441~J\T 451440.74.5
—35557~561" 58251Q~550~^22~ 555548.14.5
—40691696717610673624 676669.65.8
[0115]這些流速略微大於預期值(約650mL/min,而不是約550mL/min),但仍具有正確的順序。預期將有約19mL的氫氣從每個分析周期中釋放出來。控制這些流速是非常困難的，這是由於對內徑的4階依賴性。非常令人印象深刻的是這些流速在7個不同的針之間是如何再現的一所有這些流速的相對標準偏差僅為4%至5%。
[0116]針#5被選擇用於進行進一步測試，這是因為它的流動特徵最接近所測試的7根針的平均值。為供參照，將針#5用氦氣進行測試，並將結果顯示在表3中和圖14中。
[0117]表3
[0118]
所施加的~#5^
壓力(psig) (mL/min)

5 ~ 20.3
_ 10 一 50
" 15 — 83
20 ~ 122
"25 ~ 166
30 ~ 214
35 ~ 265
40321
[0119]使用這個實施例的針獲得的氦氣的流速比氫氣的流速要慢得多(大約一半)。
[0120]在此實施例中測試的針輸送的氫氣與實施例1-3中所使用的標準針相比，少約8倍。在總的針排出時間為約1.7秒的情況下(參看表I)，與通過標準針釋放的125mL或更多的氫氣相比，通過此實施例的針將釋放僅僅約19mL的氫氣。
[0121]實施例5
[0122]實施例1的更具限制性的針還可在取樣之前的增壓步驟期間影響運載氣體到樣品瓶中的流速。增壓時間將更長並且可能需要改變頂部空間方法中的增壓設置。
[0123]系統如圖15中所示進行組裝。備用的取樣頭1510被安裝在夾鉗座上(S卩，不涉及任何頂部空間儀器)。手動壓力調節器1520被連接到氣體輸入線上。針閥1530被連接到輸出(柱/傳輸線)埠上。排出線用塞子1540加蓋。短窄長度的不鏽鋼管道被推動穿過樣品瓶1550的封口。這根管道的另一個末端被連接到Freescale MPX1000-lOOpsig壓力傳感器1560上。所述傳感器的模擬輸出被送入TotalChrom NCI接口 1570中，以用於在25Hz下進行數據收集。
[0124]為了記錄瓶增壓分布圖，使用了以下方法:(I)將針收回到取樣頭中以密封它；
(2)將手動壓力調節器調整至測試所需的壓力；(3)對針閥進行調整，以便每分鐘排出15±2mL/min的運載氣體；(4)使所述針從取樣頭的底部延伸約2cm，以便暴露下孔口 ；(5)設立TotalChrom來從NCI框收集數據並發起一個輪次；以及(6)在約0.5分鐘後，將瓶推到暴露的針上並記錄在3分鐘時期內在所述瓶內部的壓力變化。此時，用布來握持瓶，這是因為來自手部的熱量改變了瓶的內壓。這些測試在環境溫度(約23°C)下進行。氣體粘度將隨溫度而增加，並且因此這些計時將增加。
[0125]為了取得所述增壓測試的基準，用氦氣對標準HS針進行測試，如圖16中所示。為了更好地確定增壓時間，針對經過的時間繪製log(設定壓力-實際壓力)，如圖17中所示。如果增壓分布圖與理論匹配，那麼這些曲線圖將是線性的。在使用了這個傳感器的情況下，一旦log(設定壓力-實際壓力)的值衰減到3.85的值(如圖17中的虛線所示)，壓力就將處於0.1psi的設定壓力內。因此，在使用了標準針的情況下，對於氦氣來說，增壓最多進行大約5秒鐘。
[0126]用氫氣對如實施例4中所描述的較新的針進行測試並在圖15中示出設置。在圖18和圖19(對數曲線圖)中示出結果。該新的針似乎在所有施加的壓力下在約30秒內對空瓶(即，最壞的情況)增壓。大多數方法具有I至2分鐘的增壓時間，並且這樣，儘管使用較新的針比使用當前的針要更慢(即使在氦氣的情況下)，30秒也是可接受的。在新的針的情況下，所有增壓曲線是真正漸近的一瓶內部的壓力不存在任何過增。這意味著在增壓過程期間，瓶內部的壓力將永遠不會超過針的上遊的壓力。這應當使得所述系統高度免於預注入效應，所述預注入效應由這些系統的用戶不時地報告——尤其是在PPC調節器的情況下。
[0127]實施例6
[0128]新針被評估的另一個方面是它對頂部空間蒸汽到樣品瓶之外並且在注入過程期間以15至20mL/min沿傳輸線向下的流速的影響。如果所述新針阻礙了這種蒸汽的流動，那麼這個結果將對進入GC柱的蒸汽的量和分析的分析精確度有非常直接的影響。很難實驗性地核查這個流速，這是因為傳輸線的出口在升高的溫度和壓力下將處於注入器內部並且取樣時間將非常短——僅僅幾秒。然而，可能將來自增壓瓶的蒸汽穿過限制性針，然後穿過傳輸線的流動特性模型化。沿流動路徑的溫度和壓力將是已知的。所使用的預測模型是被開發用於熱解吸流動控制算法(US專利7219532B2，所述專利的整個公開以引用的方式據此併入本文)。這個模型由方程式I表示。


/ ?-1 \
P 冗-T,__[Pi — P,:)
[0129]方程式I7^7;、.....!........1
、J \ J
[0130]在方程式I中，F。是傳輸線出口處的流速，dn是針內部通道直徑，dt是傳輸線內徑，Ln是針內部通道的長度，Lt是傳輸線的長度，ηη是針內的頂部空間蒸汽的粘度，Ht是傳輸線內的頂部空間蒸汽的粘度，Tn是針的絕對溫度，Tt是傳輸線的絕對溫度，T0是注入器內部的傳輸線出口的絕對溫度，Pi是樣品瓶中的頂部空間蒸汽的絕對壓力，以及P。是注入器內部的傳輸線的出口處的絕對壓力。
[0131]在使用方程式I的情況下，可能預測針口徑對頂部空間蒸汽到GC注入器中的流速的影響。目的在於輸入流速在15與20mL/min之間的運載氣體，其中瓶與GC注入器/柱進口之間的壓降為5至lOpsi。首先要考慮的是傳輸線管道的直徑。在較新的針(例如，實施例4的那些針)的情況下，較寬口徑傳輸線將在所述針上產生較大的壓降，這樣所述針可能變成主要流量限制因素。
[0132]方程式I被應用於短長度和長長度兩者(分別是1lmm和166mm)的各種常用傳輸線幾何形狀，並且產生示出了在所施加的壓力下的氫氣的流速的曲線圖。在表4中給出這些計算中所使用的標準條件。
[0133]表4
[0134]

~[￥
傳輸線溫度，V_60
針溫度，V_80
注入器/柱壓力，psig 10
[0135]圖20A至圖23B示出了針對四個傳輸線內徑的流量對所施加的壓力。流量和壓力的目標範圍由每幅圖上的框來指不。每幅圖中的頂線表不瓶壓力，而每幅圖中的底線表不傳輸線壓力。
[0136]內徑為0.320mm的傳輸線並不適用於氫氣和新針。對於正確操作來說，所述壓力將太低或所述流速將太高。在針上的壓降(瓶壓力與傳輸線進口處的壓力之間的差值的)是高的，這也將影響性能。內徑為0.250mm的傳輸線管道的分布圖比內徑為0.320mm的傳輸線的分布圖要好。內徑為0.220mm的傳輸線管道的分布圖看上去是非常合適的——它們很好地貫穿目標範圍。類似地，內徑為0.200mm的傳輸線管道的分布圖是可接受的。
[0137]針對不同的注入器/柱壓力和不同的溫度產生內徑為0.220mm的傳輸線管道的氫氣流速的額外的圖，如圖24A至圖26B中所示。在圖24A和圖24B中，所使用的注入器/柱壓力為30psig，並且瓶和針的溫度均為210°C。在圖25A和圖25B中，所使用的注入器/柱壓力為lOpsig，並且瓶和針的溫度均為210°C。在圖26A和圖26B中，所使用的注入器/柱壓力為30psig，並且瓶和針的溫度分別為60°C和80°C。這些曲線圖表明，對於大多數色譜情況來說，內徑為0.220mm的傳輸線管道將提供可接受的性能。在具有內徑為0.220mm的管道的針上的壓降似乎僅表示瓶與柱進口之間的總壓降的4%至6%，這表示可接受的性能。
[0138]實施例7
[0139]雖然實施例5至6使用了改進的針，但可提供允許通過標準針使用爆炸性運載氣體的其它構型。在圖27中示出了一個所述構型，其中系統被改進來在PPC歧管2710與取樣頭2730之間包括流量限制器2720。所述取樣頭具有淨化線，在不主動取樣時，所述淨化線被用來使所述取樣頭保持乾淨。在氦氣的情況下，所述取樣頭應具有15mL/min的標稱流速。排出口的流速隨壓力而變化，如表5中所示。
[0140]表5
[0141]

壓力(psig) He (mL/min) H2 (mL/min)
5~17.0 ~34.6

10.16.5 ~33.7
15|l6.3丨33.2 —20|16.I |32.7 —

25' 15.8~32.2

30' 15.5~31.7

35' 15.2~31.0

40' 15.0~ 30.7
45|?4.8 丨30.7 —
[0142]如表5中所示，當流量閥被調整來輸送15mL/min的氦氣時,這個流速在氫氣被連接時加倍。當進行動態壓力測量時，重要的是要將這個流速考慮在內。
[0143]電纜被附接到儀器上的兩個壓力傳感器2810和2820上(如圖28中所示)，並被連接至TotalChrom NCI900框上的模擬輸入上。數據是以0-10V的輸入範圍和50Hz的收集率從所述傳感器中收集。第一傳感器(Tl) 2810處於PPC壓力控制模塊2805中，並且信號輸出是從PPC控制板上的插座上的插腳8 (信號)和5 (接地)獲得。這個信號表示PPC控制器所見的壓力。第二傳感器(T2)2820處於取樣頭2815的淨化線中，並且信號輸出是從插腳1(信號)和2(接地)獲得。這個信號表示接近取樣針和瓶的壓力的壓力。針閥2830被連接到取樣頭2815上的柱埠上，如圖28中所示。這個針閥被關閉，以用於這個測試。這兩個傳感器通過用TotalChrom記錄信號而在進入當前HS方法中的壓力範圍內進行校準，如圖29中所示。頂線表示排出口傳感器，而底線表示PPC模塊傳感器。y軸被重新定標，以便反映數字計數而不是mV信號。對於所施加的壓力中的每一個來說，對1500個數據點(30秒)求平均，並將它們的平均值繪製成圖，如圖30中所示。圖30中的頂線表示排出口傳感器，而底線表示PPC模塊傳感器。圖30的曲線圖用於計算下文所述實施例中的壓力。
[0144]實施例8
[0145]密封含有水的瓶並使其在表6中所給出的條件下並使用氫氣作為運載氣體在未改進的TurboMatrix HS收集器(其中收集器埠是密封的)上運行。TotalChrom數據收集是通過手動按下NCI框上的啟動(START)按鈕來發起，這是因為升降機將在測試下的瓶裝載到瓶烘箱中。這確保了壓力在取樣過程之前、期間和之後得到監測。難以使數據收集啟動自動化，所以必須使用手動啟動。因為這樣而產生的一些輕微的計時變化是預期的。所獲得的數據是使用圖30中所示的校準進行處理的，以便提供示出了在兩個壓力傳感器上壓力是如何隨時間而變化的曲線圖。
[0146]表6
[0147]
烘箱溫度(°C)50
■度(X)50
傳輸線溫度(°C)50
^ 時間(min)LO
增壓時間(min)0.5
瓦入時間(min)—0,04
收回時間(min)0.5
&周期時間(min)0.1
PII 時間(min)23
操作模式—恆定(收集器埠加蓋)—
運載氣體氫氣 —



a) 10.0
柱壓力(阿)cjmo



d) 40.0
樣品體積(mL)ii) 5
__iii) 10_
注入壓力(psig)__作為柱壓力_
柱流速(mL/min)埠密封收集在50 Hz下的NCI框
[0148]隨後獲得很多不同的壓力分布圖。為了更好地理解下文所述的壓力分布圖，圖31示出了從位於取樣頭排出線上的壓力傳感器獲得的典型的壓力分布圖。為了解釋的目的，所述壓力分布圖已被分成了 9個段，所述段總結在表7中。
[0149]表7
[0150]—段解釋
A 在瓶的熱平衡期間施加恆定壓力
取樣過程開始。將針向下移動到瓶中。當針孔口穿過取樣頭封口
B 與瓶隔膜之間的間隙時，氣體和壓降存在大的損失。這是導致使
_用氫氣出現問題的步驟之一。_
針現在處於密封的瓶內部並且壓力開始增加。這是頂部空間分析中的非常關鍵的步驟。壓力應平穩地返回至原始壓力。在這種平 C 穩性上的任何波動都可能導致在色譜中被看作假峰的預注入效應。恢復的時間也是重要的，這是因為壓力在取樣發生之前應是
_穩定的。長的恢■復時間也可能延長分析時間。_
~D~使得壓力保持穩定，直到取樣開始。這個段加上段C的時間表示 TurboMatrix方法中的「增壓」時間輸入(在這個例子中為0.5 min)。
這是取樣步驟。將運載氣體供應物關閉並且頂部空間蒸汽流到瓶 E 之外且進入GC柱中。這個時間由TurboMatrix方法中設置的「注
_入」時間(在這個例子中為0.04 min)來控制。_
在取樣步驟已完成後，重新應用運載氣體並且所述系統等待由所述方法的「收回」時間所限定的時期。當針如段G中所述被收回時，
F 存在突然的壓力下降。收回時間確保為蒸汽沿柱向下行進並且不被這個突然的壓降拉回給出足夠的時間。在這個例子中，收回時間被/沒定為0,5 min。
當針被拉到瓶之外時，出口孔口暴露於環境空氣並且運載氣體存 G 在突然損失，這導致壓降。這是導致使用氫氣出現的問題的第二
_個步驟。_
當針被完全收回時，所述針被完全重新密封，並且取樣頭內部的內壓力恢復為所述方法中的設定點。所述瓶不再被連接》
τ 取樣過程完成並且運載氣體壓力在色譜法期間被維持在所述方法的設定點。
[0151]在圖32Α至圖32Χ中示出了來自這兩個傳感器的針對表6中所示的12組條件的壓力分布圖，其中這些圖對應於以下各項:32Α對應於在1psig的柱壓力下的排出口傳感器，OmL樣品；32B對應於在1psig的柱壓力下的PPC傳感器，OmL樣品；32C對應於在1psig的柱壓力下的排出口傳感器，5mL樣品；32D對應於在1psig的柱壓力下的PPC傳感器，5mL樣品；32E對應於在1psig的柱壓力下的排出口傳感器，1mL樣品；32F對應於在1psig的柱壓力下的PPC傳感器，1mL樣品；32G對應於在20psig的柱壓力下的排出口傳感器，OmL樣品；32H對應於在20psig的柱壓力下的PPC傳感器，OmL樣品；321對應於在20psig的柱壓力下的排出口傳感器，5mL樣品；32J對應於在20psig的柱壓力下的PPC傳感器，5mL樣品；32K對應於在20psig的柱壓力下的排出口傳感器，1mL樣品；32L對應於在20psig的柱壓力下的PPC傳感器，1mL樣品；32M對應於在30psig的柱壓力下的排出口傳感器，OmL樣品；32N對應於在30psig的柱壓力下的PPC傳感器，OmL樣品；320對應於在30psig的柱壓力下的排出口傳感器，5mL樣品；32P對應於在30psig的柱壓力下的PPC傳感器，5mL樣品；32R對應於在30psig的柱壓力下的排出口傳感器，1mL樣品；32S對應於在30psig的柱壓力下的PPC傳感器，1mL樣品；32T對應於在40psig的柱壓力下的排出口傳感器，OmL樣品；32Q對應於在40psig的柱壓力下的PPC傳感器，OmL樣品；32U對應於在40psig的柱壓力下的排出口傳感器，5mL樣品；32V對應於在40psig的柱壓力下的PPC傳感器，5mL樣品；32W對應於在40psig的柱壓力下的排出口傳感器，1mL樣品；以及32X對應於在40psig的柱壓力下的PPC傳感器，1mL樣品。
[0152]—般來說，這些壓力分布圖是可接受的。所述排出口傳感器處的壓力似乎非常好地追蹤設定壓力。段C的恢復一般來說是平穩的。
[0153]另一個關鍵因素是在針已進入瓶之後，為了壓力恢復而花費的時間(在圖31中，段C)。表8總結了從圖32A至圖32X獲取的這些時間。
[0154]表I
[0155]

樣品體積(mL)
壓力(psig)O510
—10 — 12 ~ 12 12
—20 一141312
—30 —16~1414"
—4016I16丨16
[0156]在這些時間之間不存在很多的差異。假定PPC控制器在瓶增壓周期期間節流，這將傾向於將使這些時間標準化。
[0157]最後，對來自PPC模塊的氫氣的無限制的流速進行核查。在初始研究中，在從儀器上去除並由手動壓力調節器提供的取樣頭上核查流速。在圖11中示出較早的數據。
[0158]通過高達1，000mL/min (在正使用的電子流量計上的最大讀數)的流速並在壓力範圍內的PPC控制在這個實施例的測試系統上核查氫氣的流速。這些數據將用於查看來自關於潛在氫氣排放的初始報告的預測是否適用於所述測試系統。在圖33中示出這些數據。這些流速甚至高於先前觀察到的那些流速。所排放的氣體的總體積通過由操作中的取樣頭的視頻測量排放時間來測定。總時間被測定為約1.7秒。附圖(圖32W用作代表圖)中示出的動壓力的檢查規定，氫氣在總共0.8+0.6 = 1.4秒內被排放。被排放的氫氣的體積類似於由初始研究預測的體積。
[0159]通過直接連接到取樣頭上的PPC控制器對所述系統的最終測試是用於檢查GC柱進口或傳輸線進口處的壓力將如何受流速的影響。在4個壓力的每一個下，首先將針閥關閉，然後調整至20mL/min。在這兩個流速下記錄排出口傳感器處的壓力。這個測試在HS系統備用時進行，這樣氣體將流到PPC洩放排出口之外(約30mL/min)和取樣頭淨化排出口之外(也為約30mL/min)。在表9和圖34中示出這個測試的結果。
[0160]表 9
[0161]

柱埠處的壓力(psig)
PPC 壓力(psig)流速=O mL/min流速=20 mL/min
~10"10.0"9.9
~ 20 " 20.0 " 20.0 ~30"30.0"30.0
~4040.040.0
[0162] 改變流速的影響對柱或傳輸線進口處所見的壓力具有非常小的影響，因此在PPC調節器與GC柱之間存在優異的氣動連接。
[0163]實施例9
[0164]為了比較氫氣的動壓力分布圖(實施例8)，等效分布圖使用氦氣運載氣體進行收集。在圖35A至圖35X中呈現在這2個傳感器中的每一個下在4個壓力和3個樣品大小下的氦氣分布圖。這些圖對應如下:35A對應於在1psig的柱壓力下的排出口傳感器，OmL樣品；35B對應於在1psig的柱壓力下的PPC傳感器，OmL樣品；35C對應於在1psig的柱壓力下的排出口傳感器，5mL樣品；3?對應於在1psig的柱壓力下的PPC傳感器，5mL樣品；35E對應於在1psig的柱壓力下的排出口傳感器，1mL樣品；35F對應於在1psig的柱壓力下的PPC傳感器，1mL樣品；35G對應於在20psig的柱壓力下的排出口傳感器，OmL樣品；35H對應於在20psig的柱壓力下的PPC傳感器，OmL樣品；351對應於在20psig的柱壓力下的排出口傳感器，5mL樣品；35J對應於在20psig的柱壓力下的PPC傳感器，5mL樣品；35K對應於在20psig的柱壓力下的排出口傳感器，1mL樣品；35L對應於在20psig的柱壓力下的PPC傳感器，1mL樣品；35M對應於在30psig的柱壓力下的排出口傳感器，OmL樣品；35N對應於在30psig的柱壓力下的PPC傳感器，OmL樣品；350對應於在30psig的柱壓力下的排出口傳感器，5mL樣品；35P對應於在30psig的柱壓力下的PPC傳感器，5mL樣品；35Q對應於在30psig的柱壓力下的排出口傳感器，1mL樣品；35R對應於在30psig的柱壓力下的PPC傳感器，1mL樣品；35S對應於在40psig的柱壓力下的排出口傳感器，OmL樣品；35T對應於在40psig的柱壓力下的PPC傳感器，OmL樣品；35U對應於在40psig的柱壓力下的排出口傳感器，5mL樣品；35V對應於在40psig的柱壓力下的PPC傳感器，5mL樣品；35W對應於在40psig的柱壓力下的排出口傳感器，1mL樣品；以及35X對應於在40psig的柱壓力下的PPC傳感器，1mL樣品。
[0165]來自這些測試的結果是相當令人吃驚的。壓力恢復分布圖不是非常平穩並且看起來就像PPC模塊正努力保持對壓力的控制。有證據表明在瓶增壓期間存在輕微的壓力過增，並且看起來在針收回期間在控制上存在振蕩。雖然所述系統可能看起來像是分析性地工作，但這些數據顯示所述操作是相當邊緣的。這些結果與通過氫氣獲得的那些結果之間的差異被假定為是由於氦氣的較高粘度。這種額外的粘度使取樣頭內的氣動操作有效地分離，所以PPC控制經歷了一定的響應滯後。在兩個傳感器上觀察到的壓力偏離額定值之間存在較大的差異。而且，這被認為是由於粘度差異所致。瓶增壓時間(其總結在表10中)類似於在如表8中所示使用氫氣時看到的那些時間。而且，PPC節流被認為是類似的結果的原因。
[0166]表 10
[0167]

樣品體積(mL)
壓力(psig)O~510
一 10 11 ~ 12 10
~ 2013~ 1313
~ 3016~ 1515
~ 4016I16丨17
[0168]這些數據的主要意義是當使用氫氣而不是氦氣時，應實現更好的分析性能。
[0169]實施例10
[0170]運載氣體供應物中用於流量限制的固定限制器被用來進行一些測試。針閥被線內連接在PPC調節器與為取樣頭進料的線之間。這充當可調限制器(但在測試期間是固定的)且因此為取樣針進料的流量限制器。圖36示出了設置的示意圖。圖36類似於圖28的設置，除了第二針閥3610被連接到取樣頭2815上的柱埠上，以便使得沿傳輸線向下的流速能夠被模擬之外。
[0171]氫氣被在40psig下施加並且線內針閥被調整來以400mL/min輸送到環境壓力(即，其中第二針閥完全開放)。將第二針閥關閉並且應用表6中給出的實驗條件。在圖37A至圖37X中示出所產生的壓力分布圖。這些圖對應於以下參數:37A對應於在1psig的柱壓力下的排出口傳感器，OmL樣品；37B對應於在1psig的柱壓力下的PPC傳感器，OmL樣品；37C對應於在1psig的柱壓力下的排出口傳感器，5mL樣品；37D對應於在1psig的柱壓力下的PPC傳感器，5mL樣品；37E對應於在1psig的柱壓力下的排出口傳感器，1mL樣品；37F對應於在1psig的柱壓力下的PPC傳感器，1mL樣品；37G對應於在20psig的柱壓力下的排出口傳感器，OmL樣品；37H對應於在20psig的柱壓力下的PPC傳感器，OmL樣品；371對應於在20psig的柱壓力下的排出口傳感器，5mL樣品；37J對應於在20psig的柱壓力下的PPC傳感器，5mL樣品；37K對應於在20psig的柱壓力下的排出口傳感器，1mL樣品；37L對應於在20psig的柱壓力下的PPC傳感器，1mL樣品；37M對應於在30psig的柱壓力下的排出口傳感器，OmL樣品；37N對應於在30psig的柱壓力下的PPC傳感器，OmL樣品；370對應於在30psig的柱壓力下的排出口傳感器，5mL樣品；37P對應於在30psig的柱壓力下的PPC傳感器，5mL樣品；37Q對應於在30psig的柱壓力下的排出口傳感器，1mL樣品；37R對應於在30psig的柱壓力下的PPC傳感器，1mL樣品；37S對應於在40psig的柱壓力下的排出口傳感器，OmL樣品；37T對應於在40psig的柱壓力下的PPC傳感器，OmL樣品；37U對應於在40psig的柱壓力下的排出口傳感器，5mL樣品；37V對應於在40psig的柱壓力下的PPC傳感器，5mL樣品；37W對應於在40psig的柱壓力下的排出口傳感器，1mL樣品；以及37X對應於在40psig的柱壓力下的PPC傳感器，1mL樣品。
[0172]將圖37A至圖37X中所示的具有線內針閥的壓力分布圖與如實施例8中所述在直接連接下所收集的那些分布圖相比較。進行一些觀察。當針由瓶且至瓶上下行進時，所述針處的壓降現在要大得多並且有效地下降為環境壓力。這是所期望的並且應當不會帶來任何性能問題，除了當針被收回時，色譜現在將是主動的並且可能會受到主要壓力擾動的影響之外。PPC壓力調節現在基本上不受針操作的影響。在PPC裝置處僅看到小的壓力偏離額定值，這是因為所述壓力在針處完全有效地下降。這將表示PPC裝置的穩定得多的操作。針閥下遊的壓力(如由瓶和GC柱或傳輸線兩者所看到)低於設定壓力。恢復分布圖要平穩得多，觀察到幾乎沒有的壓力反彈或沒有觀察到任何壓力反彈。所述恢復時間比無針閥的情況下所看到的要長得多。這個結果是所期望的。在表11中給出測量的時間。雖然這些時間長得多，但它們仍低於60秒並且可能仍與大多數方法相容。
[0173]表11
[0174]

樣品體積(mL)
壓力(psig) O ~510
—10 一 50 ~ 4236
—20 — 46 — 4039
—30 — 33 — 2623
—40 丨 27 I 23I 18
[0175]在HS系統備用的情況下，監測排出口傳感器處的壓力，其中針閥被連接到柱埠上(被設定為關閉和20mL/min)。這用於評估傳輸線流速對施加於所述傳輸線的壓力的影響。請注意，將存在來自取樣頭排出口的額外的流速。在圖38和表12中示出這個測試的結果。
[0176]表12
[0177]

柱埠處的壓力(psig)_
PPC 壓力(psig)流速=O mL/min流速=20 mL/min
"10~6.1—3.7
"20~17.3— 15.7
~30—27.9— 26.7
"4038.237.2
[0178]這些數據清楚地表明，當改變穿過傳輸線的流速時，對施加於所述傳輸線的壓力存在顯著的影響。
[0179]實施例U
[0180]將實施例10的線內針閥去除並更換為線內連接在PPC調節器與為取樣頭進料的線之間的機械質量流量控制器(MFC)。將從GC空氣模塊上取下的#6 (藍色)熔塊裝配到MFC上；這使得能夠在40psig的所施加的壓力下進行高達每分鐘約450mL/min的氫氣的流量控制。MFC充當為取樣針進料的流量限制器。當針出口處的壓力下降時，流速將增加，但應當不增加超過MFC上設定的流速。使得第二針閥連接到取樣頭上的柱埠上，以便使得沿傳輸線向下的流速能夠被模擬。在圖39中示出設置的示意圖。所述示意圖類似於圖36的設置，除了針閥3610被更換為MFC3910之外。
[0181]氫氣被在40psig下施加並且質量流量控制器被調整來以400mL/min輸送到環境壓力(即，其中第二針閥完全開放)。將第二針閥關閉並且應用表6中給出的實驗條件。在圖40A至圖40X中示出所產生的壓力分布圖。這些圖對應於:40A對應於在1psig的柱壓力下的排出口傳感器，OmL樣品；40B對應於在1psig的柱壓力下的PPC傳感器，OmL樣品；40C對應於在1psig的柱壓力下的排出口傳感器，5mL樣品；40D對應於在1psig的柱壓力下的PPC傳感器，5mL樣品；40E對應於在1psig的柱壓力下的排出口傳感器，1mL樣品；40F對應於在1psig的柱壓力下的PPC傳感器，1mL樣品；40G對應於在20psig的柱壓力下的排出口傳感器，OmL樣品；40H對應於在20ps i g的柱壓力下的PPC傳感器，OmL樣品；401對應於在20psig的柱壓力下的排出口傳感器，5mL樣品；40J對應於在20psig的柱壓力下的PPC傳感器，5mL樣品；40K對應於在20psig的柱壓力下的排出口傳感器，1mL樣品；40L對應於在20psig的柱壓力下的PPC傳感器，1mL樣品；40M對應於在30psig的柱壓力下的排出口傳感器，OmL樣品；40N對應於在30psig的柱壓力下的PPC傳感器，OmL樣品；400對應於在30psig的柱壓力下的排出口傳感器，5mL樣品；40P對應於在30psig的柱壓力下的PPC傳感器，5mL樣品；40Q對應於在30psig的柱壓力下的排出口傳感器，1mL樣品；40R對應於在30psig的柱壓力下的PPC傳感器，1mL樣品；40S對應於在40psig的柱壓力下的排出口傳感器，OmL樣品；40T對應於在40psig的柱壓力下的PPC傳感器，OmL樣品；40U對應於在40psig的柱壓力下的排出口傳感器，5mL樣品；40V對應於在40psig的柱壓力下的PPC傳感器，5mL樣品；40W對應於在40psig的柱壓力下的排出口傳感器，1mL樣品；以及40X對應於在40psig的柱壓力下的PPC傳感器，1mL樣品。
[0182]將圖40A至圖40X中所示的在線內MFC下的壓力分布圖與實施例8中所示的在直接連接下和如實施例10中所示在線內針閥下所收集的那些分布圖相比較。進行以下觀察。PPC壓力調節基本上不受針操作的影響。在PPC裝置處僅看到小的壓力偏離額定值，這是因為所述壓力在針處完全有效地下降。這將表示PPC裝置的穩定操作。所述偏離額定值似乎比線內針閥情況下看到的要略微大。針閥下遊的壓力(如由瓶和GC柱或傳輸線兩者所看到)低於設定壓力。在1psig的設定下,這個壓降為約8psig。這個壓降在較高的壓力下變得不那麼顯著。這是與線內針閥的情況相比好得多的結果並且可能是在實踐中可接受的。取樣期間的壓力與線內針閥情況下觀察到的壓力相比，更接近色譜期間的壓力。恢復分布圖(在圖26中的段C中)類似於在線內針閥的情況下看到的那些恢復分布圖並且平穩得多，其中在直接連接的情況下沒有看到任何壓力反彈。瓶增壓時間比在直接連接的情況下看到的更長，但比在線內針閥的情況下更快。在表13中給出測量的時間。
[0183]表 13
[0184]

樣品體積(mL)
壓力(psi^)__O__5__10_
~ 1038~ 3122
~ 2026~ 2217
30 —23~ 1916
~ 40I21I18I15
[0185]在HS系統備用的情況下，監測排出口傳感器處的壓力，其中針閥被連接到柱埠上(被設定為關閉和20mL/min)。這用於評估傳輸線流速對施加於所述傳輸線的壓力的影響。請注意，將存在來自樣品頭排出口的額外的流速。在圖41和表14中示出這個測試的結果。
[0186]表 14
[0187]
__柱埠處的壓力(psig)
PPC 壓力(psig)流速 =O mL/min流速 =20 mL/min
~10~7.6"6.2
~20~18.3"17.2
—30~28.6"27.8
一4038.838.1
[0188]這些數據清楚地表明，當改變穿過傳輸線的流速時，對施加於所述傳輸線的壓力仍存在顯著的影響。所述影響小於在線內針閥的情況下觀察到的影響。
[0189]實施例12
[0190]當針移至樣品瓶並從樣品瓶移開時，除了發生氫氣的排放，在HS系統上還存在也必須考慮的其它源的這些排放。基於具有固定內部下遊限制器的小的壓力調節器，存在三個流量控制器，所述控制器在使用期間也將排放氫氣。
[0191]PPC洩放控制器:這個控制器連續排出固定流速的運載氣體。為了使PPC壓力調節精確，需要連續的氣體流穿過所述PPC洩放控制器。這個模塊每分鐘供應15mL/min的氦氣，並且基於表5，每分鐘供應約32mL/min的氫氣。當前，這種氣體被排出到儀器內部。PPC洩放控制器可以被改進來將氣體排出到所述儀器外部。
[0192]在另一個構型中，可以改進樣品頭淨化控制器。還將由這個源發出流速為32mL/min的氫氣。在這個例子中，已提供了外部排出埠。可將來自這個埠的流連接到需要尋址的其它排出口上。
[0193]在額外的構型中，可以改進頂部空間收集器的負荷控制器。這個控制器在取樣期間調節從瓶進入到吸附劑收集器中的頂部空間蒸汽的流速。所述流速針對氦氣被設定為50mL/min。在氫氣的情況下,這個流速被測得為約100mL/min。這個流速是過度的。幸運的是，這個調節器的調壓螺釘是易於接近的並且用戶將能夠將所述流速重新調整回50mL/min。表15示出了在一般設定下氦氣和氫氣的結果以及當調節器被重新調整時氫氣的結果O
[0194]表15
[0195]
壓力(psig) He (mL/min) H2 (mL/min) H2 調整(mL/min)
5—5710159"
10—5410455"
15—5510355"
20—5410052"
25—539952"
30— 539852"
35—5210152"
40—529951"
45|52|l04152"
[0196]排出埠被提供但駐留在儀器蓋子之下。圖39示出了詳情。需要管道來將這個氫氣流帶到儀器外部。當引入本文所公開的實施例的要素時，冠詞「一 / 一個(a/an)」和「所述(the/said)」旨在意味著存在所述要素中的一個或多個。術語「包括(comprising/including) 」和「具有(having) 」旨在是開放式的並且意味著可存在除所列舉要素之外的額外的要素。本領域技術人員將認識到，考慮到本申請的權益，實施例的各種部件可互換或替換為其它實施例中的各種部件。
[0197]雖然某些方面、實施例以及實施方案已在上文進行了描述，但本領域技術人員將認識到，考慮到本申請的權益，所公開的說明性方面、實施例以及實施方案的添加、替換、修改以及變更是可能的。
【權利要求】
1.一種取樣系統，其被配置來對頂部空間蒸汽取樣，所述系統包括運載氣體流體線和連接到所述運載氣體流體線上的流量控制裝置，所述流量控制裝置被配置來提供由所述運載氣體流體線提供的爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向所述取樣系統中的孔隙空間的釋放。
2.如權利要求1所述的取樣系統，其中所述流量控制裝置被配置成取樣裝置，所述取樣裝置包括縱軸和有效內徑，以便提供所述爆炸性運載氣體以小於所述爆炸量的量向所述取樣系統中的孔隙空間的釋放。
3.如權利要求2所述的取樣系統，其中所述有效內徑是0.15mm或更小。
4.如權利要求2所述的取樣系統，其中所述取樣裝置包括可變內徑，其中至少某個部分包括0.15mm或更小的有效內徑。
5.如權利要求1所述的取樣系統，其中所述流量控制裝置被配置成所述運載氣體源與取樣組件之間的線內限制器，其中所述限制器被配置來提供由所述運載氣體流體線提供的所述爆炸性運載氣體以小於所述爆炸量的量向所述取樣系統中的孔隙空間的釋放。
6.如權利要求1所述的取樣系統，其中所述流量控制裝置被配置成定位在所述運載氣體源與取樣組件之間的質量流量控制器，其中所述質量流量控制器是可操作的來控制爆炸性運載氣體的流速，以便提供由所述運載氣體流體線提供的所述爆炸性運載氣體以小於所述爆炸量的量向所述取樣系統中的孔隙空間的釋放。
7.如權利要求1所述的取樣系統,其進一步包括流體傳輸線，所述流體傳輸線包括內徑，所述內徑對於將樣品從所述取樣裝置傳輸到色譜柱上而無爆炸量的所述爆炸性運載氣體向所述取樣系統中的孔隙空間的實質性釋放是有效的。
8.如權利要求7所述的取樣系統，其中所述傳輸線的所述有效內徑在15-20mL/min的爆炸性運載氣體流速下提供壓力15-20psig。
9.如權利要求1所述的取樣系統，其在所述取樣系統的所述孔隙空間中進一步包括至少一個有源部件，所述至少一個有源部件能夠引起所述爆炸性運載氣體當以爆炸量釋放時的爆炸。
10.如權利要求1所述的取樣系統，其進一步包括檢測器，所述檢測器被流體性地連接到所述運載氣體流體線上並且是可操作的來使用來自運載氣體源的運載氣體，所述運載氣體源被流體性地連接到所述運載氣體流體線上作為用於檢測器操作的氣體源。
11.一種蒸汽取樣系統，其包括取樣裝置，所述取樣裝置對於提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向所述蒸汽取樣系統中的孔隙空間的釋放是有效的。
12.如權利要求11所述的蒸汽取樣系統，其中所述取樣裝置包括有效內徑，以便提供所述爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向所述蒸汽取樣系統中的所述孔隙空間的釋放。
13.如權利要求12所述的蒸汽取樣系統，其中所述有效內徑是0.15mm或更小。
14.如權利要求12所述的蒸汽取樣系統，其中所述取樣裝置包括可變內徑，其中至少某個部分包括0.15mm或更小的有效內徑。
15.如權利要求11所述的蒸汽取樣系統，其進一步包括流體傳輸線，所述流體傳輸線被流體性地連接到所述取樣裝置和注入器上，所述流體傳輸線包括內徑，所述內徑對於從所述取樣裝置傳輸樣品而無實質性的壓降是有效的。
16.如權利要求15所述的蒸汽取樣系統，其中所述傳輸線的所述有效內徑在15-20mL/min的爆炸性運載氣體流速下提供壓力15-20psig。
17.如權利要求11所述的蒸汽取樣系統，其在所述蒸汽取樣系統的所述孔隙空間中進一步包括至少一個有源部件，所述至少一個有源部件能夠引起所述爆炸性運載氣體當由所述取樣裝置以爆炸量釋放時的爆炸。
18.如權利要求11所述的蒸汽取樣系統，其中所述系統被配置來使用氫氣作為爆炸性運載氣體。
19.如權利要求18所述的蒸汽取樣系統，其中所述系統被配置來使用氫氣作為運載氣體來將樣品運行時間與使用氦氣作為運載氣體相比減少至少40%。
20.如權利要求11所述的蒸汽取樣系統，其進一步包括檢測器，所述檢測器被流體性地連接到所述取樣裝置上。
21.一種取樣裝置，其包括縱軸和有效內徑，以便提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向蒸汽取樣系統中的孔隙空間的釋放。
22.如權利要求21所述的取樣裝置，其中所述縱軸沿其整個長度包括相同的有效內徑。
23.如權利要求21所述的取樣裝置，其中所述縱軸包括可變內徑，其中在所述縱軸的某個部分具有有效內徑。
24.如權利要求23所述的取樣裝置，其中在所述取樣裝置的末端存在所述有效內徑。
25.如權利要求21所述的取樣裝置，其中所述有效內徑是0.15 mm或更小。
26.如權利要求21所述的取樣裝置，其中所述縱軸的長度在10mm與200mm之間。
27.如權利要求21所述的取樣裝置，其中所述取樣裝置被配置成與傳輸線一起使用，所述傳輸線包括有效內徑，以便從所述取樣裝置傳輸樣品而無實質性壓降。
28.如權利要求27所述的取樣裝置，其中所述傳輸線的所述有效內徑是0.2mm至0.25mm0
29.如權利要求27所述的取樣裝置，其中所述傳輸線的所述有效內徑在15-20mL/min的爆炸性運載氣體流速下提供15-20psig的壓力。
30.如權利要求21所述的取樣裝置，其中所述取樣裝置包括多個段，其各自包括有效內徑，以便提供所述爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向所述蒸汽取樣系統中的孔隙空間的釋放。
31.一種取樣系統，其包括運載流體線，所述運載流體線被配置來在運載氣體源與取樣組件之間提供流體連接，所述系統在所述運載流體線中並且在所述運載氣體源與所述取樣組件之間進一步包括限制器，所述限制器被配置來提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向取樣系統中的孔隙空間的釋放。
32.如權利要求31所述的取樣系統，其中所述限制器被配置成固定限制器。
33.如權利要求31所述的取樣系統，其中所述限制器被配置成可變限制器。
34.如權利要求31所述的取樣系統，其進一步包括取樣裝置，所述取樣裝置被流體性地連接到所述限制器上，所述取樣裝置處於所述取樣組件中並且包括縱軸和有效內徑，以便提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向所述取樣系統中的孔隙空間的釋放。
35.如權利要求34所述的取樣系統，其中所述取樣裝置的所述有效內徑是0.15mm或更小。
36.一種取樣系統，其包括運載流體線，所述運載流體線被配置來在運載氣體源與取樣組件之間提供流體連接，所述系統在所述運載流體線中並且在所述運載氣體源與所述取樣組件之間進一步包括流量控制器，其中所述流量控制器是可操作的來提供運載氣體流速，所述運載氣體流速對於將爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量釋放到取樣系統中的孔隙空間是有效的。
37.如權利要求36所述的取樣系統，其中所述流量控制器被配置來控制爆炸性運載氣體的流動以達到每分鐘450mL的爆炸性氣體和40psig的所施加的壓力。
38.如權利要求36所述的取樣系統，其進一步在所述運載流體線中並且在所述運載氣體源與所述取樣組件之間包括限制器，所述限制器被配置來提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向蒸汽取樣系統中的孔隙空間的釋放。
39.如權利要求38所述的取樣系統，其進一步包括取樣裝置，所述取樣裝置被流體性地連接到所述限制器上，所述取樣裝置處於所述取樣組件中並且包括縱軸和有效內徑，以便提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向所述取樣系統中的孔隙空間的釋放。
40.如權利要求39所述的取樣系統，其中所述取樣裝置的所述有效內徑是0.15_或更小。
41.一種取樣系統，其被配置成與爆炸性運載氣體一起使用，所述系統包括取樣進口和用於在樣品引入所述取樣進口中期間，控制所述爆炸性運載氣體以非爆炸量向所述取樣系統中的孔隙空間的釋放的裝置。
42.如權利要求41所述的取樣系統，其中所述用於控制的裝置包括取樣裝置，所述取樣裝置包括縱軸和有效內徑，以便提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向所述取樣系統中的孔隙空間的釋放。
43.如權利要求41所述的取樣系統，其中所述用於控制的裝置包括限制器，所述限制器被流體性地連接到運載氣體源和所述取樣進口上，所述限制器被配置來提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向所述取樣系統中的孔隙空間的釋放。
44.如權利要求41所述的取樣系統，其中所述用於控制的裝置包括質量流量控制器，所述質量流量控制器被流體性地連接到運載氣體源和所述取樣進口上，所述質量流量控制器是可操作的來提供運載氣體流速，所述運載氣體流速對於將爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量釋放到所述取樣系統中的孔隙空間是有效的。
45.如權利要求43或權利要求44所述的取樣系統，其中所述用於控制的裝置進一步包括取樣裝置，所述取樣裝置包括縱軸和有效內徑，以便提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向所述取樣系統中的孔隙空間的釋放。
46.一種取樣系統，其被配置來對頂部空間蒸汽取樣，所述系統包括運載氣體流體線和連接到所述運載氣體流體線上的流量控制裝置，所述流量控制裝置用於將由所述運載氣體流體線提供的運載氣體以小於爆炸量的量釋放到所述取樣系統中的孔隙空間。
47.如權利要求46所述的取樣系統，其中所述流量控制裝置包括取樣裝置，所述取樣裝置包括縱軸和有效內徑，以便提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向所述取樣系統中的孔隙空間的釋放。
48.如權利要求46所述的取樣系統，其中所述流量控制裝置包括限制器，所述限制器被流體性地連接到運載氣體源和所述取樣進口上，所述限制器被配置來提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向所述取樣系統中的孔隙空間的釋放。
49.如權利要求46所述的取樣系統，其中所述流量控制裝置包括質量流量控制器，所述質量流量控制器被流體性地連接到運載氣體源和所述取樣進口上，所述質量流量控制器是可操作的來提供運載氣體流速，所述運載氣體流速對於將爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量釋放到所述取樣系統中的孔隙空間是有效的。
50.如權利要求48或權利要求49所述的取樣系統，其中所述流量控制裝置進一步包括取樣裝置，所述取樣裝置包括縱軸和有效內徑，以便提供爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向所述取樣系統中的孔隙空間的釋放。
51.一種氣相色譜系統，其包括: 溫度調節柱空間，所述溫度調節柱空間被配置來接納色譜柱: 取樣系統，所述取樣系統被流體性地連接到所述柱空間上並且被配置來向所述柱空間中的所述色譜柱提供樣品，所述取樣系統包括流量控制裝置，所述流量控制裝置被配置來提供由運載氣體流體線提供的爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向所述取樣系統中的孔隙空間的釋放；以及 檢測器，所述檢測器被流體性地連接到所述柱空間上並且被配置來從所述色譜柱接收分析物。
52.如權利要求51所述的氣相色譜系統，其中所述取樣系統和所述檢測器各自被配置來從同一運載氣體源接收氣體。
53.如權利要求52所述的氣相色譜系統，其中所述檢測器被配置成火焰檢測器。
54.如權利要求53所述的氣相色譜系統，其中所述火焰檢測器是火焰離子化檢測器。
55.如權利要求52所述的氣相色譜系統，其中所述檢測器被配置成等離子體檢測器。
56.如權利要求51所述的氣相色譜系統，其中所述流量控制裝置被配置成取樣裝置，所述取樣裝置包括縱軸和有效內徑，以便提供所述爆炸性運載氣體以小於所述爆炸量的量向所述取樣系統中的孔隙空間的釋放。
57.如權利要求56所述的氣相色譜系統，其中所述有效內徑是0.15mm或更小。
58.如權利要求56所述的氣相色譜系統，其中所述取樣裝置包括可變內徑，其中至少某個部分包括0.15mm或更小的有效內徑。
59.如權利要求51所述的氣相色譜系統，其中所述流量控制裝置被配置成運載氣體源與所述取樣系統之間的線內限制器，其中所述限制器被配置來提供所述爆炸性運載氣體以小於所述爆炸量的量向所述取樣系統中的孔隙空間的釋放。
60.如權利要求51所述的氣相色譜系統，其中所述流量控制裝置被配置成運載氣體源與所述取樣系統之間的質量流量控制器，其中所述質量流量控制器是可操作的來控制爆炸性運載氣體的流速，以便提供所述爆炸性運載氣體以小於所述爆炸量的量向所述取樣系統中的孔隙空間的釋放。
61.如權利要求51所述的氣相色譜系統，其進一步包括流體傳輸線，所述流體傳輸線包括內徑，所述內徑對於將樣品從所述取樣系統傳輸到所述色譜柱上而無爆炸量的所述爆炸性運載氣體向所述取樣系統中的孔隙空間的釋放是有效的。
62.如權利要求61所述的氣相色譜系統，其中所述傳輸線的所述有效內徑在15-20mL/min的爆炸性運載氣體流速下提供壓力15-20psig。
63.如權利要求61所述的氣相色譜系統，其中所述傳輸線的所述有效內徑是0.2mm至0.25mm0
64.如權利要求61所述的氣相色譜系統，其在所述取樣系統的所述孔隙空間中進一步包括至少一個有源部件，所述至少一個有源部件能夠引起所述爆炸性運載氣體當以爆炸量釋放時的爆炸。
65.如權利要求61所述的氣相色譜系統，其進一步包括爆炸性運載氣體排出口，所述爆炸性運載氣體排出口被流體性地連接到所述取樣系統上，所述排出口被配置來提供爆炸性運載氣體從所述取樣系統中的孔隙空間向大氣的釋放。
66.一種套件，其包括: 流量控制裝置，所述流量控制裝置被配置來提供由運載氣體流體線提供的爆炸性運載氣體以小於爆炸量的量向取樣系統中的孔隙空間的釋放；和 指示，所述指示用於將所述流量控制裝置與爆炸性運載氣體一起使用，以便進行色譜操作。
67.如權利要求66所述的套件，其中所述流量控制裝置被配置成取樣裝置，所述取樣裝置包括縱軸和有效內徑，以便提供所述爆炸性運載氣體以小於所述爆炸量的量向所述取樣系統中的孔隙空間的釋放。
68.如權利要求67所述的套件，其中所述有效內徑是0.15mm或更小。
69.如權利要求67所述的套件，其中所述取樣裝置包括可變內徑。
70.如權利要求66所述的套件，其包括多個取樣裝置，所述取樣裝置各自包括縱軸和有效內徑，以便提供所述爆炸性運載氣體以小於所述爆炸量的量向所述取樣系統中的孔隙空間的釋放。
71.如權利要求70所述的套件，其中所述多個取樣裝置被配置來彼此連接，以便提供所述流量控制裝置。
72.如權利要求70所述的套件，其中所述多個取樣裝置中的至少兩個包括不同的內徑。
73.如權利要求66所述的套件，其中所述流量控制裝置被配置成用於插入在運載氣體源與取樣組件之間的線內限制器，其中所述限制器被配置來提供所述爆炸性運載氣體以小於所述爆炸量的量向所述取樣系統中的孔隙空間的釋放。
74.如權利要求66所述的套件，其中所述流量控制裝置被配置成用於插入在運載氣體源與取樣組件之間的質量流量控制器，其中所述質量流量控制器是可操作的來控制爆炸性運載氣體的流速，以便提供所述爆炸性運載氣體以小於所述爆炸量的量向所述取樣系統中的孔隙空間的釋放。
75.如權利要求67所述的套件，其進一步包括至少一條傳輸線，所述至少一條傳輸線包括內徑，所述內徑對於將樣品從所述取樣系統傳輸到色譜柱而無爆炸量的所述爆炸性運載氣體向所述取樣系統中的孔隙空間的釋放是有效的。
76.如權利要求75所述的套件，其進一步包括多條傳輸線。
77.如權利要求76所述的套件，其中所述多條傳輸線中的至少兩條包括不同的內徑。
【文檔編號】G01N1/00GK204027852SQ201290000363
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2012年1月17日 優先權日:2011年1月18日
【發明者】A·蒂普勒 申請人:魄金萊默保健科學有限公司