氣體採樣袋的選擇和使用
正確選擇和使用氣體採樣袋是氣體樣品的分析數據準確可靠的重要保證。
一,氣體採樣袋選擇原則
對於拟採集分析的氣體樣品應充分瞭解其物化性質,根據分析精度要求,確定氣體採樣袋的膜材質、接口材質、接口類型。氣體採樣袋的膜不能與氣體樣品發生化學反應,膜對氣體樣品的吸附和滲透應能滿足氣體分析精度要求,分析數據應具有很好的可重複性和穩定性。接口材質選擇和連接導管材質選擇也應遵循上述原則。接口的選擇應根據接口的結構、氣體樣品的物化性質、分析精度要求、現場條件、操作習慣確定,應注意,部分接口内的O型橡膠圈或橡膠墊片可能被採樣袋内氣體樣品腐蝕或污染氣體樣品。對於取樣帽内的矽膠墊,在採樣袋充裝高化學活性氣體,腐蝕性氣體以及高精度採樣分析,我們推薦使用旋塞式直通塑閥、旋塞式側向塑閥或四氟直通閥,因爲這三種閥門取樣帽内的矽膠墊與袋内氣體是不常開接觸,即需要用注射器取樣時才打開閥門使氣體與矽膠墊接觸。不需要時則放空。
二,採樣袋膜材質的選擇
1. 鋁塑複合膜
鋁塑複合膜是由尼龍膜(PA)、鋁箔(AL)、聚乙烯膜(PE)這三種薄膜使用雙組份粘合劑複合制成。鋁塑複合膜氣體採樣袋主要用於常規分析,可充裝化學性質穩定,化學活性弱的氣體如裂解氣,石油氣,天然氣,煤層氣,煙塵氣,環境大氣,工藝過程反應氣體。由於鋁塑複合膜在複合時使用的雙組份粘合劑能揮發出苯,酮,醚,酯等有機物,所以應注意,鋁塑複合膜内殘留的有機物析出,能污染採樣袋内氣體樣品,對分析數據會造成幹擾。在複合膜氣體採樣袋内充裝高純氮氣置於烘箱加熱至80℃保溫10分鍾後,放空氮氣,重複置換清洗可減少複合膜析出有機揮發物(VOCs)。該氣體採樣袋如重複使用應多次置換清洗。
2. Devex(得維克)多層膜
Devex(得維克)多層膜是我公司開發的氣體採樣袋薄膜,外層爲聚氨酯(PET),内層爲聚乙烯(PE),内層使用環保型粘合劑膠合,共11層,是環保型薄膜無苯,酮,醚,酯等有機物殘留。Devex(得維克)氣體採樣袋可用於環保監測,氣味分析採樣和高精度ppm級分析採樣。Devex多層膜與鋁塑複合膜相比具有優異的機械強度,滲透率更低,阻氣性更高的特點, Devex (得維克)氣體採樣袋相對於鋁塑複合膜氣體採樣袋是高性能的換代産品。
3.FEP膜
FEP膜的中文名爲聚全氟乙丙烯膜,杜邦Du Pont Co 的FEP商标名Teflon FEP,即特氟龍FEP。
聚全氟乙丙烯FEP的耐化學品性和耐腐蝕性在氟聚合物中,聚全氟乙丙烯FEP膜吸附性,氣體滲透率更低,FEP氣體採樣袋更适用於高精度ppm和ppb級分析採樣,能保證分析度和穩定性。可採集保存各種強腐蝕性、高化學活性的氣态、液态樣品。
4.Fluode(氟萊得)膜
Fluode(氟萊得)氟聚合物膜是我公司開發的氣體採樣袋薄膜。Fluode(氟萊得)是一種具有優異的化學性能和機械性能的氟聚合物,Fluode(氟萊得)膜更加堅韌,不易受折斷裂。Fluode(氟萊得)中F原子含量大於PVDF和PVF,化學性能有明顯提高,具有更強的耐化學品性,耐腐蝕性,極低吸附性,極低氣體滲透率。Fluode(氟萊得)氟聚合物的耐熱溫度爲150℃~170℃,容易熱合封口非常有利於制作氣體採樣袋,並且*Tedlar(泰德拉)和FEP,原料成本降低使得我公司能向用戶提供低價格,高性能的Fluode(氟萊得)氣體採樣袋。Fluode(氟萊得)氣體採樣袋*可以替代Tedlar(泰德拉)氣體採樣袋,将會發展成爲新的氣體採樣袋行業标準。Fluode(氟萊得)氣體採樣袋可用於高精度ppm和ppb級分析採樣,可採集保存各種強腐蝕性、高化學活性的氣态、液态樣品。
不論那一種氣體採樣袋如重複使用,可先用高純氮氣置換,然後再用拟充裝氣體置換。對於高精度採樣分析,應先清除氣體採樣袋内的本底影響。清除本底可在氣體採樣袋内充裝高純氮氣,置於烘箱加熱至60~80℃保溫10分鍾後,放空氮氣,重複置換清洗。
三,接口的選擇
我公司氣體採樣袋的接口結構如下:
1, 金屬咀接口
金屬咀材質爲銅合金鍍鉻。金屬咀的取樣帽裝配矽膠墊可用於針頭進樣,取樣及抽真空。卸下取樣帽,可套軟管如乳膠管或矽膠管進行充放氣並配合管夾密封。結構簡單,操作方便,适合對銅及矽橡膠無腐蝕的無機、有機氣體樣品採集和保存。
2, 金屬閥接口
金屬閥材質爲銅合金鍍鉻。金屬閥的閥杆順時針旋轉閥杆下行,下端O型密封圈封閉閥座則閥關閉;閥杆逆時針旋轉閥杆上行,上端O型密封圈封閉閥帽,氣體由閥杆導通,閥開啓。閥杆上行,下行的行程很短,在這個過程中閥與外界連通,即採樣袋内的氣體由閥座孔進入閥帽内腔再從閥帽孔洩漏。因此旋轉閥杆要快速,快開快關,並且不能把閥杆置於開和關的中間狀态。另外在進行置換操作時應将閥*打開,置換過程中不能旋轉閥杆。金屬閥開關方便,适合對銅及矽橡膠無腐蝕的無機、有機氣體樣品採集和保存。
3,塑咀接口
塑咀材質爲聚丙烯(PP)。塑咀接口與膜採用卡環經沖壓固定密封,封閉嚴密。取樣塑咀的取樣帽裝配矽膠墊可用於針頭進樣,取樣,抽真空。打開取樣帽置換更方便。進樣塑咀需要軟管如矽膠管或FEP管配合管夾密封。結構簡單,操作方便,适合充裝對聚丙烯無腐蝕的無機、有機氣體。由於袋内氣體樣品不接觸矽橡膠密封墊,不會被污染,所以塑咀接口可用於分析精度要求高的低濃度氣體樣品採集和保存。該接口氣體採樣袋獲國家。
4, 側塑咀接口
側塑咀材質爲聚乙烯(PE)。側塑咀接口是二個塑咀置於袋二端,用熱壓方法把塑咀與二片薄膜密封。側塑咀的取樣帽裝配矽膠墊可用於針頭進樣,取樣,抽真空。打開取樣帽置換更方便。進樣咀需要軟管如乳膠管,矽膠管配合管夾密封。結構簡單,操作方便,适合充裝對聚丙烯無腐蝕的無機、有機氣體。由於袋内氣體樣品不接觸矽橡膠密封墊,不會被污染,所以側塑咀接口可用於分析精度要求高的低濃度氣體樣品採集和保存。該接口氣體採樣袋獲國家。
5,卡扣式塑閥接口
卡扣式塑閥材質採用聚丙烯(PP)。卡扣式塑閥接口密封結構與金屬閥密封結構相同,即採用矽橡膠O型圈密封。适合對塑料及矽橡膠無腐蝕的無機、有機氣體樣品採集和保存。
6, 螺母式塑閥接口
螺母式塑閥材質爲聚丙烯(PP)。螺母式塑閥接口結構與金屬閥結構相似,但閥杆採用塑料自密封。順時針旋轉使閥杆下行,閥杆下端錐面封閉閥座則閥關閉;逆時針旋轉使閥杆上行,上端錐面封閉閥帽,氣體由閥杆導通則閥開啓。螺母式閥開關方便,密封面工作壽命更長。适合對聚丙烯及矽橡膠無腐蝕的無機、有機氣體樣品採集和保存。
7,側向塑閥接口
側向塑閥材質爲聚丙烯(PP)。向左旋轉手輪使閥帽上行閥打開;向右旋轉手輪使閥帽下行閥關閉,當閥帽下行不能用力過度,防止損壞閥帽造成密封不嚴。側向塑閥開關方便,密封嚴密,取樣孔可用於針頭進樣取樣,導氣管可充放氣和抽真空。适合對聚丙烯及矽橡膠無腐蝕的無機、有機氣體樣品採集和保存。
8,管式塑閥接口
管式塑閥材質爲聚丙烯(PP)。管式塑閥的緊固帽用於固定不鏽鋼導管,防止不鏽鋼導管(SS304或SS316管)随意滑動,使閥保持保持開或關狀态。順時針旋轉放松緊固帽讓導管下行,導管下端的側孔進入閥腔,袋内氣體由側孔進入導管則閥打開;導管上行導管側孔進入閥的密封管則閥關閉。管式塑閥開關方便迅速,封閉嚴密,可以從導管充放氣和抽真空。适合充裝對塑料和不鏽鋼無腐蝕的無機、有機氣體。由於袋内氣體樣品不接觸矽橡膠密封墊,不會被污染,所以管式塑閥閥接口可用於分析精度要求高的低濃度氣體樣品採集和保存。該接口氣體採樣袋獲國家。
9,旋塞式塑閥接口
旋塞式塑閥材質爲聚酯(PC)。 旋轉手柄使閥芯側孔與導氣管接合則閥打開;旋轉手柄90度側孔脫離導氣管則閥關閉。旋塞式塑閥開關方便,密封嚴密,取樣帽裝配矽膠墊可用於針頭進樣取樣,導管可充放氣和抽真空。适合對塑料無腐蝕的無機、有機氣體樣品採集和保存。由於袋内氣體樣品不接觸矽橡膠密封墊,不會被污染,所以管式塑閥閥接口可用於分析精度要求高的低濃度氣體樣品採集和保存。該接口氣體採樣袋獲國家。
10,針型塑閥接口
針型塑閥材質爲聚丙烯(PP)。 旋轉手輪使閥芯上行閥打開;旋轉手輪使閥芯下行閥關閉,當閥芯下行不能用力過度,防止損壞閥芯造成密封不嚴。針型塑閥開關方便,密封嚴密,取樣帽裝配矽膠墊可用於針頭進樣取樣,導氣管可充放氣和抽真空。适合對塑料無腐蝕的無機、有機氣體樣品採集和保存。由於袋内氣體樣品不接觸矽橡膠密封墊,不會被污染,所以針型塑閥閥接口可用於分析精度要求高的低濃度氣體樣品採集和保存。該接口氣體採樣袋獲國家。
11,四氟直通閥接口
四氟直通閥材質爲聚四氟乙烯(PTFE)。 旋轉手柄使手柄平行膜平面,導氣孔與導管接合則閥打開;再旋轉90度使手柄垂直膜平面,導氣孔脫離導管則閥關閉。四氟直通閥開關方便迅速,封閉嚴密,取樣帽裝配矽膠墊可用於針頭進樣取樣,導管可充放氣和抽真空。适合充裝對聚四氟乙烯無腐蝕的無機、有機氣體。由於袋内氣體樣品不接觸矽橡膠密封墊,不會被污染,所以四氟直通閥接口可用於分析精度要求高的低濃度氣體樣品採集和保存。該接口氣體採樣袋獲國家。
12,四氟側向閥接口
四氟側向閥材質爲聚四氟乙烯(PTFE)。旋轉手柄使導氣孔與導管接合則閥打開;導氣孔脫離導管則閥關閉。四氟側向閥開關方便迅速,封閉嚴密,導管充放氣和抽真空。适合充裝對聚四氟乙烯無腐蝕的無機、有機氣體。由於袋内氣體樣品不接觸矽橡膠密封墊,不會被污染,所以四氟側向閥接口可用於分析精度要求高的低濃度氣體樣品採集和保存。該接口氣體採樣袋獲國家。
13, 四氟咀接口
四氟咀的取樣帽可用於針頭進樣,取樣,抽真空。打開取樣帽置換更方便。四氟咀需要軟管配合管夾密封。結構簡單,操作方便,适合充裝對四氟無腐蝕的無機、有機氣體。由於袋内氣體樣品不接觸矽橡膠密封墊,不會被污染,所以四氟咀接口可用於分析精度要求高的低濃度氣體樣品採集和保存。
14, 氟塑料咀接口
氟塑料咀材質爲聚偏氟乙烯(PVDF)。 接口與膜採用卡環經沖壓固定密封,封閉嚴密。取樣塑咀的取樣帽可用於針頭進樣,取樣,抽真空。打開取樣帽置換更方便。進樣塑咀需要軟管(矽膠管或FEP管)配合管夾密封,FEP管插進導管後可用不鏽鋼卡箍緊固。氟塑料咀結構簡單,操作方便,适合充裝對氟聚合物(PVDF)無腐蝕的無機、有機氣體。由於袋内氣體樣品不接觸矽橡膠密封墊,不會被污染,所以塑咀接口可用於分析精度要求高的低濃度氣體樣品採集和保存。該接口氣體採樣袋獲國家。
*氣體採樣袋閥門
氣體採樣袋是氣體分析工作的重要輔助耗材。氣體採樣袋的性能可以在很大程度上影響氣體分析數據的準確性、可靠性和可重複性。閥門是決定氣體採樣袋性能的一個關鍵配件、閥門與袋内氣體樣品長時間接觸,閥門所採用的材質必須耐化學品、耐腐蝕、不析出有機物、不與氣體樣品發生化學反應,否則閥門能污染袋内氣體樣品。
閥門的材質選用、閥門的密封結構決定瞭閥門的性能。閥門的外觀設計也影響閥門使用是否便利。氣體採樣袋閥門的密封結構分爲軟密封結構和自密封結構。
軟密封結構就是採用軟質有彈性的橡膠密封件與塑料或金屬材料相結合。用蓋、塞的方法封閉氣體。軟密封使用瞭橡膠密封件,能影響閥門的耐化學品性和耐腐蝕性,同時橡膠件能析出有機物污染袋内氣體。
自密封結構就是採用二個光滑面緊密接合就能形成密封的方法封閉氣體。能形成光滑的密封面的材料有:
1、塑料,如PE、PP、PC、ABS、PTFE等。
2、金屬,如 銅、不鏽鋼等。
3、陶瓷。
這些材質都有較強的耐化學品性,耐腐蝕性,並不析出有機物,不污染袋内氣體。採用自密封結構的閥門性能要比採用軟密封結構的閥門性能更*,更可靠。
氣體採樣袋薄膜薄、柔軟並且強度低 ,氣體採樣袋充氣壓力很小,一般使用壓力爲3~6Kpa,足以将袋内充滿氣體,使袋子充分鼓起。這種使用狀态要求氣體採樣袋閥門密封嚴密、開關操作方便、體積小、質量輕,外觀設計精巧,方便取樣操作。並且氣體採樣袋作爲一種實驗室分析用耗材,價格應低廉,以降低客戶使用成本。這就要求閥門結構設計簡單合理、性能*。
我公司自1999年生産氣體採樣袋以來就投入大量資金,不斷地對氣體採樣袋閥門進行研究,先後設計開發出10種氣體採樣袋閥門,有直通塑閥、銅閥、側向塑閥、旋塞式直通塑閥、旋塞式側向塑閥、滑管式塑閥、針型塑閥、活塞式塑閥、四氟直通閥、四氟側向閥。從2005年到2010年已獲得國家實用新型四項,部分已申請美國和加拿大。
2009年我公司設計開發的裝配旋塞式塑閥的氣體採樣袋獲得國家實用新型,並已申請美國,加拿大的。與國内、國外氣體採樣袋上用的閥門相比有顯著的*性。
旋塞式塑閥從外形上看,分爲旋塞式直通閥和旋塞式側向塑閥。旋塞式直通塑閥的導氣管垂直於袋薄膜平面,旋塞式側向塑閥的導氣管平行於薄膜平面。
旋塞式塑閥採用自密封結構,通過精密的注塑工藝制造,産品質量穩定适宜大批量生産,能大幅度降低生産成本,與其他類型閥門相比有如下優點:
1、旋塞式塑閥材質爲醫療級的PE和PC,耐腐蝕、耐化學品、不析出有機揮發物、不污染氣體樣品。
2、旋塞式塑閥採用的自密封結構,密封嚴密、無橡膠密封件與袋内氣體接觸、不污染氣體樣品。
3、旋塞式塑閥採用自密封結構,使閥體積減小,閥内腔容積更小,並且内腔結構簡單,呈筒狀,這樣使氣體採樣袋氣體置換更加容易、迅速。特别是旋塞式側向塑閥,具有快速置換功能,用於氣體採樣袋氣體置換非常方便,充氣連接管與旋塞式側向塑閥導氣管接通,氣體充入袋内後,打開取樣帽,旋轉閥扳手,指向取樣口,即可放空置換。
4、旋塞式塑閥上裝配的矽橡膠取樣墊與袋内氣體接觸通過閥門控制,矽橡膠取樣墊與袋内氣體爲不常開接觸,當用進樣針取袋内氣體時,要把閥門扳手旋轉指向取樣帽,使袋内氣體與矽橡膠墊導通,就可以用進樣針取樣,當取樣結束,再把閥門扳手旋轉90度閥門關閉,袋内氣體與取樣墊斷開,打開取樣帽可放空。這種設計的作用是矽橡膠取樣墊不長時間接觸袋内氣體,避免袋内氣體樣品腐蝕矽橡膠墊和氣體樣品被矽橡膠墊污染。目前,國内和國外的廠家生産的氣體採樣袋上裝配的矽橡膠取樣墊與袋内氣體都是常開接觸。在美國有的公司使用氟塑料膜覆蓋在矽橡膠墊上,用以避免矽橡膠墊被腐蝕和污染氣體樣品。
通過對國内、國外的氣體採樣袋用閥門的分析,表明我公司研制的旋塞式塑閥是的氣體採樣袋閥門,裝配旋塞式塑閥的氣體採樣袋能有效地保證氣體採樣分析工作的準確性和可靠性。使氣體分析採樣工作更加方便和有效率。可以確信,裝配旋塞式塑閥的氣體採樣袋是嚴謹的色譜分析工作人員的。