KR102640727B1 - Sampling System for collecting VOCs in Soil - Google Patents
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Abstract
본 발명은 토양 속 휘발성 유기화합물 포집 장치에 관한 것으로서, 상세하게는 토양에 직접 용매를 주입하고 추출, 역추출, 정제, 농축, 탈수하는 등 다양하고 복잡한 전처리 과정이 필요 없고, 현장에서 시료 채취 과정과 시료 준비 과정을 동시에 진행할 수 있으며, 시료 채취 과정은 물론 분석 과정에서 재추출 유기 용매를 전혀 사용하지 않는 환경친화적인 샘플링을 가능케 한다. 또한, 시료 준비 과정과 시료 농축 과정을 동시에 수행할 수 있으며, 시료 저장부에 다시 공기를 보상/순환시킬 때 그 온도를 유지시킬 수 있는 예열실이 구비되어 샘플링 환경이 안정적으로 유지된다. The present invention relates to a device for collecting volatile organic compounds in soil. In detail, it does not require various complex pretreatment processes such as directly injecting solvents into the soil, extraction, back extraction, purification, concentration, and dehydration, and provides an on-site sample collection process. and sample preparation processes can be carried out simultaneously, enabling environmentally friendly sampling that does not use any re-extraction organic solvents during the sample collection process as well as the analysis process. In addition, the sample preparation process and the sample concentration process can be performed simultaneously, and a preheating room that can maintain the temperature when compensating/circulating air back to the sample storage unit is provided to maintain a stable sampling environment.
Description
본 발명은 토양 속 휘발성 유기화합물 포집 장치에 관한 것이다. 보다 자세하게는 유기 화합물을 포집한 다음 다시 공기를 재 주입해 순환/보상시킴으로써 동일 환경에서의 샘플링을 유지시킬 수 있는 포집 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for collecting volatile organic compounds in soil. More specifically, it relates to a collection device that can maintain sampling in the same environment by collecting organic compounds and then reinjecting air to circulate/compensate.
토양 내에 유해한 화학물질, 대표적으로 휘발성 유기 화합물(VOCs)이 포함된 경우, 이를 채취하고 분석하는 기술이 필요한 실정이며, 특히 검출 감도를 높이기 위해 공기를 흡입해 채취하는 농축 기술에 대한 연구 개발이 필요하다.When soil contains harmful chemicals, typically volatile organic compounds (VOCs), technology to collect and analyze them is needed. In particular, research and development is needed on concentration technology that collects by sucking air to increase detection sensitivity. do.
기존 방법은 채취한 토양에 직접 용매를 주입하고 추출, 역추출, 정제, 농축, 탈수 등 다양하고 복잡한 전처리 과정이 필요하다. 이 경우 폐시약, 폐시료 등 다양한 폐기물에 대한 대처가 또한 필요해 많은 불편함이 따른다.Existing methods require a variety of complex pretreatment processes, including injecting solvents directly into the collected soil and extracting, back-extracting, purifying, concentrating, and dehydrating the soil. In this case, it is necessary to deal with various wastes such as spent reagents and spent samples, which causes a lot of inconvenience.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 현장에서 시료 채취 과정과 시료 준비 과정을 동시에 진행할 수 있고, 시료 채취 과정은 물론 분석 과정에서 재추출 유기 용매를 전혀 사용하지 않는 환경친화적인 샘플링 시스템이 필요하다. 더 나아가, 시료 준비과정과 시료 농축 과정을 동시에 수행할 수 있는 효율적인 '토양 속 휘발성 유기화합물 샘플링 장치'에 대한 연구 개발이 필요한 상황이다.Therefore, in order to solve the above problems, an environmentally friendly sampling system is needed that can simultaneously conduct the sample collection process and sample preparation process in the field and does not use any re-extraction organic solvents during the sample collection process as well as the analysis process. . Furthermore, there is a need for research and development on an efficient 'volatile organic compound sampling device in soil' that can simultaneously perform the sample preparation process and sample concentration process.
본 발명의 기술적 과제는 기존의 채취한 토양에 직접 용매를 주입하고 추출, 역추출, 정제, 농축, 탈수하는 등 다양하고 복잡한 전처리 과정이 필요 없는 토양 속 휘발성 유기 화합물 포집 장치를 제공하기 위한 것이다.The technical object of the present invention is to provide a device for collecting volatile organic compounds in soil that does not require various complex pretreatment processes such as directly injecting solvents into existing collected soil and extracting, back-extracting, purifying, concentrating, and dehydrating.
또한, 본 발명의 기술적 과제는 전처리 과정을 생략해 폐시약, 폐시료 등 다양한 폐기물에 대한 대처가 가능한 토양 속 휘발성 유기 화합물 포집 장치를 제공하기 위한 것이다.In addition, the technical object of the present invention is to provide a device for collecting volatile organic compounds in soil that can handle various wastes such as waste reagents and waste samples by omitting the pretreatment process.
또한, 본 발명의 기술적 과제는 현장에서 시료 채취 과정과 시료 준비 과정을 동시에 진행할 수 있고, 시료 채취 과정은 물론 분석 과정에서 재추출 유기 용매를 전혀 사용하지 않는 환경친화적인 샘플링 시스템을 제공하기 위한 것이다.In addition, the technical task of the present invention is to provide an environmentally friendly sampling system that can simultaneously carry out the sample collection process and sample preparation process in the field and does not use any re-extraction organic solvents during the sample collection process as well as the analysis process. .
본 발명의 일 양태에 따르면, 내부 소정의 공간이 형성되는 몸체부; 상기 몸체부에 위치되고, 내부에 토양 샘플이 저장되는 시료 저장부; 상기 시료 저장부에 연결되어 공기를 흡입하고, 흡입된 공기 중에 포함된 토양 가스를 흡착하는 흡착제가 구비되는 수집 니들; 상기 시료 저장부에 연결되고 상기 수집 니들에 의해 흡입된 공기를 시료 저장부에 다시 주입하는 공급 니들; 및 일단이 상기 수집 니들에 연결되어 공기를 흡입하고, 타단이 상기 공급 니들에 연결되어 흡입된 공기를 다시 공급해 상기 시료 저장부의 내부 공기를 보상하는 순환 펌프부;를 포함하는 토양 속 휘발성 유기화합물 포집 장치를 제공한다.According to one aspect of the present invention, a body portion in which a predetermined internal space is formed; a sample storage unit located in the body and storing a soil sample therein; A collection needle connected to the sample storage unit to suck air and equipped with an adsorbent to adsorb soil gas contained in the sucked air; a supply needle connected to the sample storage unit and injecting air sucked by the collection needle back into the sample storage unit; And a circulation pump unit, one end of which is connected to the collection needle to suck in air, and the other end of which is connected to the supply needle to resupply the sucked air to compensate for the air inside the sample storage unit. Capturing volatile organic compounds in soil, including a. Provides a device.
일례로 상기 장치는, 상기 몸체부에 구비되어 상기 소정의 공간을 미리 지정한 일 온도로 가열시켜주는 히터부를 포함할 수 있다.For example, the device may include a heater unit provided in the body unit to heat the predetermined space to a predetermined temperature.
일례로 상기 장치는, 상기 몸체부에 구비되어 상기 소정의 공간의 온도를 측정하고 상기 히터부를 동작시키는 온도 센서부를 더 포함할 수 있다.For example, the device may further include a temperature sensor unit provided in the body unit to measure the temperature of the predetermined space and operate the heater unit.
일례로 상기 장치는, 상기 수집 니들에 구비되어 흡입되는 상기 공기의 온도를 냉각시키는 냉각부;를 더 포함할 수 있다.For example, the device may further include a cooling unit provided at the collection needle to cool the temperature of the air being sucked in.
일례로 상기 장치는, 상기 몸체부에 접하도록 구비되어 내부에 상기 순환 펌프부와 상기 공급 니들을 연결하는 공급 라인이 위치되어 순환되는 공기를 가열시키는 예열실;을 더 포함할 수 있다.For example, the device may further include a preheating chamber that is provided in contact with the body portion and has a supply line inside which connects the circulation pump portion and the supply needle to heat the circulating air.
일례로, 상기 공급 라인은 상기 예열실 내부에서 코일 형상으로 형성되고, 상기 예열실은 내부가 납으로 채워질 수 있다. For example, the supply line may be formed in a coil shape inside the preheating chamber, and the inside of the preheating chamber may be filled with lead.
일례로, 상기 장치는, 상기 몸체부 또는 상기 몸체부와 상기 예열실을 감싸도록 구비되는 스테인레스 스틸(Stainless Steel) 재질의 제 1 커버부를 더 포함할 수 있다.For example, the device may further include a first cover made of stainless steel that is provided to surround the body or the body and the preheating chamber.
일례로, 상기 장치는, 상기 제 1 커버부를 감싸는 형상으로 구비되는 PTFE(Polytetrafluoroethylene) 재질의 제 2 커버부를 더 포함할 수 있다.For example, the device may further include a second cover made of PTFE (polytetrafluoroethylene) that is provided in a shape to surround the first cover.
일례로, 상기 몸체부는 상기 시료 저장부가 삽입되는 플러그부가 음각 형성될 수 있다.For example, the body may have an engraved plug portion into which the sample storage unit is inserted.
본 발명에 따르면 기존의 채취한 토양에 직접 용매를 주입하고 추출, 역추출, 정제, 농축, 탈수하는등 다양하고 복잡한 전처리 과정이 필요 없다.According to the present invention, there is no need for various complex pretreatment processes such as directly injecting solvents into existing collected soil, extraction, back extraction, purification, concentration, and dehydration.
또한, 본 발명에 따르면, 전처리 과정을 생략해 폐시약, 폐시료 등 다양한 폐기물에 대한 대처가 가능하다.In addition, according to the present invention, it is possible to deal with various wastes such as spent reagents and waste samples by omitting the pretreatment process.
또한, 본 발명에 따르면, 현장에서 시료 채취 과정과 시료 준비 과정을 동시에 진행할 수 있고, 시료 채취 과정은 물론 분석 과정에서 재추출 유기 용매를 전혀 사용하지 않는 환경친화적인 샘플링 시스템을 제공할 수 있다.In addition, according to the present invention, the sample collection process and sample preparation process can be carried out simultaneously in the field, and an environmentally friendly sampling system can be provided that does not use any re-extraction organic solvents during the sample collection process as well as the analysis process.
또한, 본 발명에 따르면, 시료 준비 과정과 시료 농축 과정을 동시에 수행할 수 있다.Additionally, according to the present invention, the sample preparation process and sample concentration process can be performed simultaneously.
또한, 본 발명에 따르면 시료 저장부에 다시 공기를 보상/순환시킬 때 그 온도를 유지시킬 수 있는 예열실이 구비되어 샘플링 환경이 안정적으로 유지되는 토양 속 휘발성 유기화합물 샘플링 장치를 제공하기 위한 것이다.In addition, according to the present invention, a preheating chamber capable of maintaining the temperature when compensating/circulating air again in the sample storage unit is provided to provide a volatile organic compound sampling device in soil in which the sampling environment is maintained stably.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 토양 속 휘발성 유기화합물 포집 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 토양 속 휘발성 유기화합물 포집 장치의 시료 저장부가 플러그부에 삽입되는 것을 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 토양 속 휘발성 유기화합물 포집 장치에 토양 샘플 1g에서 토양 가스를 샘플링한 결과를 그래프화한 것을 나타낸 도면이다.Figure 1 is a diagram schematically showing a device for collecting volatile organic compounds in soil according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram showing the sample storage part of the device for collecting volatile organic compounds in soil according to an embodiment of the present invention being inserted into the plug part.
Figures 3 and 4 are graphs showing the results of sampling soil gas from 1g of soil sample using a device for collecting volatile organic compounds in soil according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 개시되는 실시예에 한정되지 않는다. 또한 도면에서 본 발명을 명확하게 개시하기 위해서 본 발명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 도면에서 동일하거나 유사한 부호들은 동일하거나 유사한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments disclosed below. In addition, in order to clearly disclose the present invention in the drawings, parts not related to the present invention are omitted, and identical or similar symbols in the drawings indicate identical or similar components.
본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의해서 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다.The purpose and effect of the present invention can be naturally understood or become clearer through the following description, and the purpose and effect of the present invention are not limited to the following description.
본 발명의 목적, 특징 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하기로 한다.The purpose, features and advantages of the present invention will become clearer through the following detailed description. Additionally, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of known techniques related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 토양 속 휘발성 유기화합물 포집 장치는 내부에 소정의 공간이 형성되는 몸체부(100), 내부에 토양 샘플이 저장되고 몸체부(100) 내부 또는 삽입되어 위치되는 시료 저장부(200), 토양 샘플에서 발생한 토양 가스를 샘플링하는 수집 니들(300), 수집 니들(300)에 의해 수집된 공기를 다시 시료 저장부(200)로 공급해 보상시키는 공급 니들(500), 수집 니들(300) 및 공급 니들(500)에 연결되어 공기를 흡입 및 공급시키는 순환 펌프부(400)를 포함할 수 있다.Referring to Figures 1 and 2, the apparatus for collecting volatile organic compounds in soil according to an embodiment of the present invention includes a body part 100 with a predetermined space formed therein, a soil sample stored therein, and a body part 100 ) The sample storage unit 200 located inside or inserted into the sample storage unit 200, the collection needle 300 for sampling soil gas generated from the soil sample, and the air collected by the collection needle 300 is supplied back to the sample storage unit 200 for compensation. It may include a supply needle 500, a collection needle 300, and a circulation pump unit 400 connected to the supply needle 500 to suction and supply air.
또한, 몸체부(100) 내부에는 몸체부(100) 내부의 온도를 유지 또는 가열시키는 히터부(110)와, 수집 니들(300)에 형성되는 냉각부(320)와, 공급 니들(400)로 공급되는 공기를 예열시키는 예열실(150)을 더 포함할 수 있다. 이제부터 각 구성에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명하기로 한다.In addition, inside the body portion 100, there is a heater portion 110 that maintains or heats the temperature inside the body portion 100, a cooling portion 320 formed in the collection needle 300, and a supply needle 400. It may further include a preheating chamber 150 that preheats the supplied air. From now on, each configuration will be described in detail with reference to the drawings.
몸체부(100)는 내부에 소정의 공간이 형성되고 밀폐되도록 구비된다. 몸체부(100)는 시료 저장부(200)가 내부에 위치되거나, 외부에서 시료 저장부(200)가 삽입될 수 있도록 음각 형성되는 플러그부(101)가 형성될 수 있다(도 2 참조). 몸체부(100)는 직육면체 형상으로 구비되어 내부가 밀폐된 것을 기준으로 설명하되, 이것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 후술하는 시료 저장부(200) 또한 직육면체 형상으로 구비될 수 있으며, 직육면체 형상의 시료 저장부(200)가 몸체부(100)에 삽입되는 경우, 플러그부(101)는 몸체부(100)의 형상과 대응되는 직육면체 형상으로 음각 형성될 수 있다.The body portion 100 is provided so that a predetermined space is formed therein and sealed. The body portion 100 may be provided with a plug portion 101 that is engraved so that the sample storage portion 200 can be placed inside or the sample storage portion 200 can be inserted from the outside (see FIG. 2 ). The body portion 100 is described based on the fact that it is provided in a rectangular parallelepiped shape and has a sealed interior, but is not limited to this. In addition, the sample storage unit 200, which will be described later, may also be provided in a rectangular parallelepiped shape, and when the rectangular sample storage unit 200 is inserted into the body portion 100, the plug portion 101 is connected to the body portion 100. It may be engraved in a rectangular parallelepiped shape corresponding to the shape of.
시료 저장부(200)는 몸체부(100)에 위치되어 내부에 토양 샘플이 저장된다. 시료 저장부(200)는 직육면체 형상으로 구비될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 다양한 형상으로 구비될 수 있다. 다만, 선술하였듯이 몸체부(100)의 플러그부(101)에 삽입되어 몸체부(100)에 접하도록 위치되는 경우를 고려한다면 기둥 형상으로 구비하는 것이 바람직하다(도 2 참조). 시료 저장부(200)는 밀폐되도록 구비되며 후술하는 수집 니들(300) 및 공급 니들(500)이 삽입된다.The sample storage unit 200 is located in the body 100 and stores soil samples therein. The sample storage unit 200 may be provided in a rectangular parallelepiped shape, but is not limited to this and may be provided in various shapes. However, as previously mentioned, considering the case where it is inserted into the plug portion 101 of the body portion 100 and positioned to contact the body portion 100, it is preferable to have it in the shape of a pillar (see FIG. 2). The sample storage unit 200 is provided to be sealed, and a collection needle 300 and a supply needle 500, which will be described later, are inserted.
수집 니들(300)은 시료 저장부(200)에 일부가 삽입되어 시료 저장부(200)에 저장된 토양 샘플에서 발생한 토양 가스를 수집한다. 상세하게, 수집 니들(300)은 시료 저장부(200) 내부의 공기를 흡입하여 시료 저장부(200)의 토양 샘플로부터 발생하는 토양 가스를 수집한다. 수집 니들(300)은 이를 위해 순환 펌프부(500)와 연결된다. 한편, 수집 니들(300)은 흡입되는 공기중에 포함된 토양 가스를 흡착하는 흡착제(310)가 구비될 수 있다. 수집 니들(300)은 일부가 시료 저장부(200)에 삽입되고, 나머지 부분은 외부에 위치되는데, 흡착제(310)는 시료 저장부의 외부에 위치되도록 구비하는 것이 바람직하다. 이 경우 흡착제(310)가 위치한 부분이 낮은 온도로 유지됨으로써 BreakThrough 현상(흡착되지 않고 토양 가스가 흡착제(310)를 통과하는 현상)을 방지할 수 있어 포집 효율을 증대시킬 수 있다. 이를 위해 흡착제(310)가 구비되는 부분과 접촉 내지 인접하는 부분에는 냉각부(320)가 더 구비될 수 있다. 냉각부(320)는 수집 니들(300) 상 내지 인접하여 구비될 수 있으며, 상세하게, 흡착제(310)를 감싸는 형상으로 구비될 수 있다.The collection needle 300 is partially inserted into the sample storage unit 200 to collect soil gas generated from the soil sample stored in the sample storage unit 200. In detail, the collection needle 300 collects soil gas generated from the soil sample in the sample storage unit 200 by sucking air inside the sample storage unit 200. The collection needle 300 is connected to the circulation pump unit 500 for this purpose. Meanwhile, the collection needle 300 may be provided with an adsorbent 310 that adsorbs soil gas contained in the sucked air. A part of the collection needle 300 is inserted into the sample storage unit 200, and the remaining part is located outside, and the adsorbent 310 is preferably provided to be located outside the sample storage unit. In this case, the part where the adsorbent 310 is located is maintained at a low temperature, thereby preventing the BreakThrough phenomenon (a phenomenon in which soil gas passes through the adsorbent 310 without being adsorbed), thereby increasing collection efficiency. For this purpose, a cooling part 320 may be further provided in a part in contact with or adjacent to the part where the adsorbent 310 is provided. The cooling unit 320 may be provided on or adjacent to the collection needle 300, and in detail, may be provided in a shape to surround the adsorbent 310.
한편 휘발성 유기화합물을 포집하는 과정은 (특히 소형 흡착관의 경우) 흡착 속도에 많은 영향을 받게 되는데, BreakThrough 현상을 방지하면서 포집 시간을 최소화하는 최적화된 흡착 속도(시료 공기의 흡착관을 통과하는 단위시간당 유량 ~ml/min)를 얻어야 한다. 본 발명에 사용되는 수집 니들(300)/공급 니들(500)/순환 펌프부(400)의 경우 수집 및 공급 용량/이동 속도 (sps)의 설정이 매우 편리한 장비로 흡착제(310)의 흡착 속도를 아주 큰 범위로 조정이 가능하게 되면서 각 오염물질의 농도와 종류에 따라 유연하게 대처할 수 있다.Meanwhile, the process of capturing volatile organic compounds (especially in the case of small adsorption tubes) is greatly affected by the adsorption speed. Optimized adsorption speed (unit of sample air passing through the adsorption tube) minimizes the collection time while preventing the BreakThrough phenomenon. A flow rate per hour (~ml/min) should be obtained. In the case of the collection needle 300/supply needle 500/circulation pump unit 400 used in the present invention, it is very convenient to set the collection and supply capacity/movement speed (sps), and the adsorption speed of the adsorbent 310 is As it becomes possible to adjust to a very large range, it can respond flexibly according to the concentration and type of each pollutant.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 토양 속 휘발성 유기화합물 포집 장치로 토양 샘플 1g에 대한 가스 샘플링에 대한 Standard Calibration curve로서, 실험은 토양 샘플 1g에서 샘플링한 결과를 (0.1, 1, 10μg/g) 3point로 지정해 Calibration Curve를 그렸고 위와 같은 직선성을 보였다.Figure 3 is a standard calibration curve for gas sampling for 1g of soil sample with a device for collecting volatile organic compounds in soil according to an embodiment of the present invention. The experiment shows the results of sampling from 1g of soil sample (0.1, 1, 10μg/ g) A calibration curve was drawn by designating 3 points and it showed linearity as above.
Benzene, TCE, Toluene, PCE, Ethyl benzene, Xylene 6개의 VOCs에 대해서는 1ppm 까지 검출이 가능하였다. 해당 조건에서 0.1ppm의 경우 휘발성이 높은 Benzene, TCE 등에 대해선 시료 채취량의 증가, Sampling Volume의 증가, 시료의 온도 증가가 이루어진다면 더 낮은 농도의 시료도 충분히 검출이 가능할 것으로 확인되었다.It was possible to detect up to 1 ppm for six VOCs: Benzene, TCE, Toluene, PCE, Ethyl benzene, and Xylene. In the case of 0.1 ppm, it was confirmed that even lower concentration samples could be sufficiently detected if the sample collection amount, sampling volume, and sample temperature were increased for highly volatile Benzene and TCE.
한편, 수집 니들(300)은 측면에 개구된 사이드홀이 형성될 수 있다. 사이드홀은 흡착제(310) 보다 후단 방향에 위치하며 시료 채취 시에는 side sealer로 막아둔다. 사이드홀은 채취한 VOC를 GC 기기에 주입할 때 필요하다. 즉, 시료 채취 후 side sealer를 제거 후 (사이드홀 개방) 니들을 뜨거운 GC injector로 삽입하게 되면 GC injector의 뜨거운 온도(200 ~ 250 ℃)에서 열탈착이 발생하고 동시에 GC 운반 기체는 사이드홀을 통해 니들 내부로 들어가 흡착제를 통과하면서 탈착된 VOC를 분석 컬럼으로 운반하게된다. Meanwhile, the collection needle 300 may have an open side hole formed on the side. The side hole is located at the rear of the adsorbent 310 and is closed with a side sealer when collecting samples. The side hole is necessary when injecting the collected VOC into the GC device. In other words, when the side sealer is removed after sample collection (opening the side hole) and the needle is inserted into the hot GC injector, thermal desorption occurs at the hot temperature of the GC injector (200 ~ 250 ℃), and at the same time, the GC carrier gas flows into the needle through the side hole. As it goes inside and passes through the adsorbent, the desorbed VOC is transported to the analysis column.
공급 니들(500)은 시료 저장부(200)에 연결되어 수집 니들(300)에 의해 흡입된 공기를 다시 시료 저장부(200)로 공급시키는 구성이다. 공급 니들(500)은 수집 니들(300)과 같이 일부가 시료 저장부(200)에 삽입되고, 나머지 부분은 외부로 노출되도록 구비될 수 있다. 참고로 토양 가스의 용이한 수집과 가스 및 공기의 순환을 위해 공급 니들(500)은 시료 저장부(200)의 비교적 토양 샘플과 가까운 저면 부분에 위치되고, 수집 니들(300)은 시료 저장부(200)의 토양 샘플에 대해 비교적 먼 상면 부분에 위치되도록 할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 샘플링 조건에 따라 달리 설정할 수 있다. 공급 니들(500)은 후술하는 순환 펌프부(400)와 연결되어 순환 펌프부(400)로부터 공기를 전달받아 시료 저장부(200)로 공급한다.The supply needle 500 is connected to the sample storage unit 200 and supplies the air sucked by the collection needle 300 back to the sample storage unit 200. Like the collection needle 300, the supply needle 500 may be provided such that a portion is inserted into the sample storage unit 200 and the remaining portion is exposed to the outside. For reference, for easy collection of soil gas and circulation of gas and air, the supply needle 500 is located on the bottom portion of the sample storage unit 200 relatively close to the soil sample, and the collection needle 300 is located in the sample storage unit ( 200), the soil sample can be located on a relatively distant upper surface, but it is not limited to this and can be set differently depending on the sampling conditions. The supply needle 500 is connected to a circulation pump unit 400, which will be described later, and receives air from the circulation pump unit 400 and supplies it to the sample storage unit 200.
순환 펌프부(400)는 수집 니들(300)과 연결되어 수집 니들(300)이 공기를 흡입시킬 수 있도록 하는 구성이다. 순환 펌프부(400)는 외부 전력과 전기적으로 연결되어 동작될 수 있으며, 공급 니들(500)과도 연결된다. 순환 펌프부(400)는 수집 니들(300)에 흡입력을 부여해 수집 니들(300)이 시료 저장부(200)의 내부 공기를 흡입하고, 흡입된 공기 중에 포함된 토양 가스를 흡착제(310)에 샘플링될 수 있도록 한다. 그 다음 토양 가스를 제외한 공기는 순환 펌프부(400)로 이동되고, 이동된 순환 펌프부(400)의 공기는 다시 공급 니들(500)로 보내져 시료 저장부(200)로 공급됨으로써 공기가 순환되고, 시료 저장부(200)의 내부 기압 및 온도가 위와 같은 과정을 통해 보상되어 토양 가스 샘플링의 정확도를 획기적으로 높일 수 있다.The circulation pump unit 400 is connected to the collection needle 300 and allows the collection needle 300 to suck air. The circulation pump unit 400 can be operated by being electrically connected to external power and is also connected to the supply needle 500. The circulation pump unit 400 applies suction force to the collection needle 300 so that the collection needle 300 sucks the air inside the sample storage unit 200, and samples the soil gas contained in the sucked air into the adsorbent 310. make it possible Next, the air excluding the soil gas is moved to the circulation pump unit 400, and the air from the moved circulation pump unit 400 is sent back to the supply needle 500 and supplied to the sample storage unit 200, thereby circulating the air. , the internal atmospheric pressure and temperature of the sample storage unit 200 are compensated through the above process, thereby dramatically increasing the accuracy of soil gas sampling.
히터부(110)는 몸체부(100) 내부에 구비되어 몸체부(100) 내부 공간을 미리 지정한 일 온도로 가열시켜준다. 히터부(110)는 내부 공간을 미리 지정한 일 온도로 가열시키고, 이를 유지시킴으로써 토양 샘플 및 토양 가스를 안정화시켜 분석 정확도/정밀도를 향상시킨다.The heater unit 110 is provided inside the body unit 100 and heats the internal space of the body unit 100 to a predetermined temperature. The heater unit 110 heats the internal space to a predetermined daily temperature and maintains this temperature, thereby stabilizing the soil sample and soil gas to improve analysis accuracy/precision.
온도 센서부(120)는 몸체부(100) 내부에 구비되어 몸체부(100) 내부 공간의 온도를 감지할 수 있는 구성이다. 이를 통해 감지된 온도는 제어부(130)로 전송되고, 제어부(130)는 온도 센서부(120)로부터 감지된 온도를 기초로 몸체부(100) 내부 공간이 미리 지정한 일 온도를 유지할 수 있도록 히터부(110)로 신호를 전달하여, 히터를 ON/OFF 시킨다.The temperature sensor unit 120 is provided inside the body unit 100 and is capable of detecting the temperature of the internal space of the body unit 100. The temperature sensed through this is transmitted to the control unit 130, and the control unit 130 controls the heater unit to maintain the internal space of the body unit 100 at a predetermined temperature based on the temperature detected from the temperature sensor unit 120. A signal is transmitted to (110) to turn the heater ON/OFF.
상기와 같이 구비하는 경우 수집 니들(300)로부터 흡입되는 공기는 냉각부(320)에 의해 온도가 낮아진 상태로 흡착제(310)를 통과하게 된다. 그 다음, 순환 펌프부(400)를 통해 다시 시료 저장부(200)로 공기가 주입되어 보상/순환되는데, 냉각부(320)에 의해 낮춰진 온도를 가진 공기가 다시 시료 저장부(200)로 주입되는 경우 정밀한 샘플링 환경을 보장하기 어려울 수 있다. 이를 해결하기 위해 순환 펌프부(400)는 공급 라인부를 통해 공급 니들(500)과 연결되되, 공급 라인부는 예열실(150)을 통과해 냉각부(320)에 의해 냉각된 공기를 다시 미리 지정한 일 온도로 예열시켜 시료 저장부(200)로 공급시킬 수 있다. 상세하게, 예열실(150)은 몸체부(100)와 접하도록 구비될 수 있으며, 미리 지정한 일 온도를 유지하는 몸체부(100)와 접함으로써 그 온도를 전달받을 수 있다. 그리고 공급 라인부는 예열실(150)을 통과되도록 위치시킴으로써 공급 라인부를 따라 이동해 재 공급되는 공기는 다시 미리 지정한 일 온도로 가열되어 시료 저장부(200)로 공급될 수 있다. 더 나아가, 예열실(150)은 공급 라인부를 보다 효율적으로 가열시키기 위해 공급 라인부가 예열실(150)을 통과할 때 나선(스파이럴, Spiral)의 코일 형상으로 통과되도록 할 수 있다. 또한, 예열실(150)은 내부 공간의 온도를 공급 라인으로 용이하게 전달하고, 몸체부(100)에 접함으로써 몸체부(100)의 열기의 전달을 용이하기 위해 예열실(150) 내부의 공급 라인을 제외한 부분은 열 전도성이 높은 재질로 채워지도록 구비될 수 있다. 구체적으로, 예열실(150)은 공급 라인을 제외한 부분이 납(Pb) 재질로 구비될 수 있다.In the case provided as above, the air sucked from the collection needle 300 passes through the adsorbent 310 with its temperature lowered by the cooling unit 320. Next, air is injected back into the sample storage unit 200 through the circulation pump unit 400 to compensate/circulate, and the air with the temperature lowered by the cooling unit 320 is returned to the sample storage unit 200. When injected, it may be difficult to ensure a precise sampling environment. To solve this problem, the circulation pump unit 400 is connected to the supply needle 500 through the supply line unit, and the supply line unit passes through the preheating chamber 150 and redirects the air cooled by the cooling unit 320. It can be preheated to a temperature and supplied to the sample storage unit 200. In detail, the preheating chamber 150 may be provided in contact with the body portion 100, and may receive the temperature by contacting the body portion 100 that maintains a predetermined temperature. In addition, by positioning the supply line unit to pass through the preheating chamber 150, the air that moves along the supply line unit and is re-supplied can be heated to a predetermined temperature again and supplied to the sample storage unit 200. Furthermore, the preheating chamber 150 may allow the supply line portion to pass in a spiral coil shape when passing through the preheating chamber 150 in order to heat the supply line portion more efficiently. In addition, the preheating chamber 150 easily transfers the temperature of the internal space to the supply line, and supplies the inside of the preheating chamber 150 to facilitate the transfer of heat of the body 100 by contacting the body 100. Parts other than the line may be filled with a material with high thermal conductivity. Specifically, the preheating room 150 may be made of lead (Pb) material except for the supply line.
한편 몸체부(100)는 스테인레스 스틸 재질을 갖는 제 1 커버부(C1)가 감싸도록 구비될 수 있다. 제 1 커버부(C1)가 스테인레스 스틸 재질로 구비되면 몸체부(100)는 미리 지정한 일 온도를 유지하거나 히터부(110)가 가열할 때 온도 유지가 용이할 수 있다. 한편, 예열실(150)이 더 구비되는 경우, 몸체부(100) 및 예열실(150)은 하나의 스테인레스 스틸 재질을 갖는 제 1 커버부(C1)로 감싸지도록 구비될 수 있다.Meanwhile, the body portion 100 may be provided to be surrounded by a first cover portion C1 made of stainless steel. If the first cover part C1 is made of stainless steel, the body part 100 can easily maintain a predetermined temperature or maintain the temperature when the heater part 110 heats. Meanwhile, when the preheating chamber 150 is further provided, the body portion 100 and the preheating chamber 150 may be provided to be surrounded by a first cover portion C1 made of a single stainless steel material.
또한, 제 1 커버부(C1)의 외주면에는 제 1 커버부(C1)를 감싸도록 구비되는 PTFE(Polytetrafluoroethylene) 재질의 제 2 커버부(C2)를 더 포함할 수 있다 제 2 커버부(C2)는 PTFE 재질로 구비되어 토양 가스를 샘플링할 때 화학적 반응을 최소화시킬 수 있는 재질로서, 제 2 커버부(C2)가 구비되어 토양 가스의 샘플링이 보다 정밀하게 수행될 수 있다.In addition, the outer peripheral surface of the first cover part (C1) may further include a second cover part (C2) made of PTFE (polytetrafluoroethylene) and provided to surround the first cover part (C1). Second cover part (C2) is made of PTFE, a material that can minimize chemical reactions when sampling soil gas, and is provided with a second cover part C2, so that sampling of soil gas can be performed more precisely.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적으로 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 상기의 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다. The preferred embodiments of the present invention described above have been disclosed for illustrative purposes, and those skilled in the art will be able to make various modifications, changes, and additions within the spirit and scope of the present invention, and such modifications, changes, and additions will be possible. should be regarded as falling within the scope of the above patent claims.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서, 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로, 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.Those of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains can make various substitutions, modifications and changes without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the present invention is limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings. It is not limited by
상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.In the above-described exemplary system, the methods are described on a flowchart basis as a series of steps or blocks; however, the invention is not limited to the order of the steps, and some steps may occur simultaneously or in a different order than other steps as described above. You can. Additionally, those skilled in the art will understand that the steps shown in the flowchart are not exclusive and that other steps may be included or one or more steps in the flowchart may be deleted without affecting the scope of the present invention.
100: 몸체부
101: 플러그부 110: 히터부
120: 온도 센서부 130: 제어부
150: 예열실
200: 시료 저장부
300: 수집 니들
310: 흡착제 320: 냉각부
400: 순환 펌프부
500: 공급 니들 510: 공급 라인
C1: 제 1 커버부 C2: 제 2 커버부100: body part
101: plug part 110: heater part
120: temperature sensor unit 130: control unit
150: Preheating room
200: sample storage unit
300: Collection needle
310: adsorbent 320: cooling unit
400: Circulation pump unit
500: supply needle 510: supply line
C1: First cover part C2: Second cover part
Claims (9)
상기 몸체부에 위치되고, 내부에 토양 샘플이 저장되는 시료 저장부;
상기 시료 저장부에 연결되어 공기를 흡입하고, 흡입된 공기 중에 포함된 토양 가스를 흡착하는 흡착제가 구비되는 수집 니들;
상기 시료 저장부에 연결되고, 상기 수집 니들에 의해 흡입된 공기를 시료 저장부에 다시 주입하는 공급 니들; 및
일단이 상기 수집 니들에 연결되어 공기를 흡입하고, 타단이 상기 공급 니들에 연결되어 흡입된 공기를 다시 공급해 상기 시료 저장부의 내부 공기를 보상하는 순환 펌프부;를 포함하며,
상기 수집 니들은 일부가 시료 저장부에 삽입되고 나머지 부분은 외부에 위치되며, 흡착제가 구비되는 부분과 접촉 내지 인접한 부분에 냉각부가 구비되어, 상기 수집 니들로부터 흡입되는 공기는 상기 냉각부에 의해 온도가 낮아진 상태로 상기 흡착제를 통과하고,
상기 몸체부에 접하도록 구비되고, 내부에 상기 순환 펌프부와 상기 공급 니들을 연결하는 공급 라인이 위치되어 순환되는 공기를 가열시키는 예열실을 포함하여, 상기 공급 라인을 통과한 공기는 미리 지정한 일 온도로 예열되어 상기 시료 저장부로 공급되는, 토양 속 휘발성 유기화합물 포집 장치.
a body portion in which a predetermined internal space is formed;
a sample storage unit located in the body and storing a soil sample therein;
A collection needle connected to the sample storage unit to suck air and equipped with an adsorbent to adsorb soil gas contained in the sucked air;
a supply needle connected to the sample storage unit and injecting air sucked by the collection needle back into the sample storage unit; and
It includes a circulation pump unit, one end of which is connected to the collection needle to suck air, and the other end of which is connected to the supply needle to supply the sucked air again to compensate for the air inside the sample storage unit,
Part of the collection needle is inserted into the sample storage unit and the remaining part is located outside, and a cooling part is provided in a part in contact with or adjacent to the part where the adsorbent is provided, so that the air sucked from the collection needle is heated by the cooling part. passes through the adsorbent in a lowered state,
It is provided in contact with the body, and includes a preheating chamber in which a supply line connecting the circulation pump unit and the supply needle is located to heat the circulated air, and the air passing through the supply line is stored at a predetermined level. A device for collecting volatile organic compounds in soil, which is preheated to a temperature and supplied to the sample storage unit.
상기 몸체부에 구비되어 상기 소정의 공간을 상기 미리 지정한 일 온도로 가열시켜주는 히터부를 포함하는, 토양 속 휘발성 유기화합물 포집 장치.
According to claim 1,
A device for collecting volatile organic compounds in soil, including a heater unit provided in the body portion to heat the predetermined space to the predetermined temperature.
상기 몸체부에 구비되어 상기 소정의 공간의 온도를 측정하고 상기 히터부를 동작시키는 온도 센서부를 더 포함하는, 토양 속 휘발성 유기화합물 포집 장치.
According to claim 2,
A device for collecting volatile organic compounds in soil, further comprising a temperature sensor unit provided in the body unit to measure the temperature of the predetermined space and operate the heater unit.
상기 공급 라인은 상기 예열실 내부에서 코일 형상으로 형성되고,
상기 예열실은 내부가 납으로 채워지는, 토양 속 휘발성 유기화합물 포집 장치.
According to claim 1,
The supply line is formed in a coil shape inside the preheating chamber,
A device for collecting volatile organic compounds in soil, wherein the preheating chamber is filled with lead.
상기 몸체부 또는 상기 몸체부와 상기 예열실을 감싸도록 구비되는 스테인레스 스틸(Stainless Steel) 재질의 제 1 커버부;를 더 포함하는, 토양 속 휘발성 유기화합물 포집 장치.
According to claim 1,
A device for collecting volatile organic compounds in soil, further comprising a first cover part made of stainless steel provided to surround the body part or the body part and the preheating chamber.
상기 제 1 커버부를 감싸는 형상으로 구비되는 PTFE(Polytetrafluoroethylene) 재질의 제 2 커버부;를 더 포함하는, 토양 속 휘발성 유기화합물 포집 장치.
According to claim 7,
A device for collecting volatile organic compounds in soil, further comprising a second cover made of PTFE (Polytetrafluoroethylene), which is provided in a shape to surround the first cover.
상기 몸체부는 상기 시료 저장부가 삽입되는 플러그부가 음각 형성되는, 토양 속 휘발성 유기화합물 포집 장치.According to claim 1,
A device for collecting volatile organic compounds in soil, wherein the body portion has a plug portion into which the sample storage portion is inserted.
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2022
- 2022-11-10 KR KR1020220149862A patent/KR102640727B1/en active IP Right Grant
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