專利名稱：在管子中固定固體物的裝置及使用該裝置的測試工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于檢測流體中含有的特定物質(zhì)的設(shè)備，特別涉及含有對某些物質(zhì)敏感的反應(yīng)物的容器，例如酒精測定計。
流體中存在的物質(zhì)的檢測方法是將可能含有所述物質(zhì)的流體與一種可以與被檢測物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)物相接觸；流體中被檢測物質(zhì)的含量通過與該物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)物的量來確定。因此，設(shè)備檢測出的量與反應(yīng)物在容器中的位置密切相關(guān)。例如，如果需要的話，本發(fā)明的設(shè)備可以用于檢測一個人呼出的氣體中乙醇含量的酒精測定計中。首先，酒精測定計有一個用于填充空氣的氣囊，其次，還有一個含有對乙醇敏感的反應(yīng)物質(zhì)的管子。酒精測定計的使用方法為需要檢測酒精水平的被檢測人通過氣囊口向氣囊中吹氣至氣囊充滿。然后將含有對乙醇敏感的反應(yīng)物的管子插入氣囊口中，慢慢擠壓氣囊使其中的氣體通過含有反應(yīng)物的管子完全排出，如果排出的空氣中含有其含量高于某一值的乙醇，那么反應(yīng)物會做出相應(yīng)的指示，例如顏色發(fā)生變化。另外，通過管子上刻有的對應(yīng)于一定量的反應(yīng)物水平的校線，也可以確定乙醇含量是否超標。因此，一方面反應(yīng)物要適當(dāng)壓實，以使空氣能夠通過反應(yīng)物，另一方面，反應(yīng)物相應(yīng)于校線的位置不能改變，以便于將乙醇含量與標準含量作對比。
人們已經(jīng)提出了各種各樣的用來定位和固定反應(yīng)物的方法。文獻FR-A-2497 954披露了一種通過使流體流過塑料管中的粒狀反應(yīng)物來檢測流體中是否存在某種物質(zhì)的裝置。塑料管一端的橫截面部分與塑料管模制在一起，在將粒狀的反應(yīng)物放入到管子中后，管子的另一端用一個帶有孔眼的塑料塞塞住，并與一個橫向圓盤模制在一起，在圓盤與環(huán)之間插入一個易變形的環(huán)。環(huán)的形變產(chǎn)生的力使圓盤的截面緊密壓在粒狀反應(yīng)物上。然而，有些塑料管并不具有足夠的氣密性，有些反應(yīng)物與空氣接觸后發(fā)生氧化，因此，該套裝置必須放入帶有蓋子的玻璃容器中保存以防止粒狀反應(yīng)物發(fā)生氧化。
為了檢測流體中是否存在某種物質(zhì)及其存在的量，現(xiàn)在市場上出售的裝置(Red Line，Drager，Mesir，等)使流體流過一個玻璃管中裝有的粒狀反應(yīng)物，該粒狀反應(yīng)物被裝在管中的兩個金屬格柵固定住。由于使用的玻璃管的內(nèi)徑的誤差為十分之三到十分之四毫米，因此，玻璃管內(nèi)金屬格柵的夾持力會有很大的變化。如果玻璃管內(nèi)徑的誤差為上限，那么玻璃管內(nèi)金屬格柵的夾持力就最小，這樣會帶來下述兩個問題-在組裝該裝置時，如果為了使格柵定位而向其施加一個不變的力，那么此時反應(yīng)物受到的壓力最大，導(dǎo)致反應(yīng)物被壓實并且粒狀反應(yīng)物位置下降，因此使用過程中，反應(yīng)結(jié)果發(fā)生各種變化(色度，變化范圍和比率)；-當(dāng)裝置受到震動或搖動時，格柵在玻璃管內(nèi)會發(fā)生移動，因而不能夠再起到夾持和固定反應(yīng)物的作用。
如果玻璃管內(nèi)徑的誤差為下限，那么玻璃管內(nèi)金屬格柵的夾持力為最大，這樣會帶來下述兩個問題-當(dāng)將金屬格柵裝入玻璃管中時，其由于彎曲產(chǎn)生的力很易使玻璃管破損；-當(dāng)組裝該設(shè)備時，如果為了使格柵定位而向其施加一個不變的力，反應(yīng)物沒有受到充分的壓力作用，因此使用過程中，反應(yīng)結(jié)果發(fā)生各種變化(色度，變化范圍和比率)。
另外，格柵不能夠確保流體從其與反應(yīng)物接觸的整個面上均勻流過，也不能確保從一個格柵到另一個格柵流體的流動保持一致性。這會導(dǎo)致位置和范圍的不確定性，從而降低測量的準確性。
因此，需要有一個裝置可以在一個管子中定位和夾持一個固體反應(yīng)物，以便用于檢測和測量流體中的物質(zhì)及含量。為此，本發(fā)明涉及在管子中夾持固體物的裝置，該裝置包括-一個過濾器，該過濾器橫向于圓盤連有一個彈性可形變部件；和-一個彈簧，該彈簧可將所述彈性可形變部件壓向管壁。
在一個實施方式中，圓盤具有橫向的孔。
在另一個實施方式中，彈性可形變部件為管形，沿其長度方向部分有一個狹縫。
在另一個實施方式中，彈性的可形變部件包括兩個調(diào)整片。
本發(fā)明還涉及一種測試工具，該測試工具包括-一個管子；-兩個夾持裝置；和-位于夾持裝置端點之間的反應(yīng)物。
測試工具的管子可以由，例如玻璃制造。在一個實施方式中，反應(yīng)物為粒狀。圓盤的面上具有孔徑小于顆粒的粒徑橫向的孔。
在一個實施方式中，測試工具包括用于封閉管子兩段的蓋子。
在另一個實施方式中，夾持裝置端點的直徑最多等于管的內(nèi)徑。
本發(fā)明還涉及組裝一種測試工具的方法，改方法包括下述步驟-將夾持裝置放入管中；-將反應(yīng)物放入管中；和-將第二個夾持裝置放入管中。
在一個實施方式中，該方法進一步包括用蓋子將管子兩端封閉的步驟。
通過以下對本發(fā)明實施方式的詳細描述，可以明確了解本發(fā)明的更進一步的特征和優(yōu)點，這些描述僅僅是通過舉例和參考附圖的方式進行說明，其中

圖1是過濾器的橫切面圖；圖2是圖1中的過濾器的仰視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的穿過夾持裝置的橫切面圖；和圖4為用于測量流體中物質(zhì)的測試工具的橫切面圖。
在以下的描述中，術(shù)語“夾持裝置”是指防止固體物從預(yù)定的位置沿管滑動的元件。通過夾持裝置而保持不動的固體物可以是壓實的固體，或者是粉狀或顆粒狀的固體。術(shù)語“管子”是指限定所述固體的工具，為了檢測流體中的物質(zhì)，被檢測的流體流過其中。
本發(fā)明涉及一種置于管子中的夾持裝置。它包括一個過濾器和一個彈簧。過濾器中有一個圓盤，例如一個格柵，和一個彈性易形變部件，該部件沿著圓盤一個表面沿一個方向橫向延伸。過濾器的圓盤部分的直徑最多等于管子的內(nèi)徑，彈簧置于彈性易形變部件的內(nèi)側(cè)，以便將彈性易形變部件壓向管壁，并防止過濾器沿管壁滑落。然后就可以將固體物放入管子中，該固體物的兩面被夾持裝置夾持住，但夾持裝置允許流體流過過濾器。
圖1所示的橫切面圖中，過濾器10有一個管狀的彈性的易形變部件13。過濾器的一端23被圓盤11封堵，另一端24敞開。圓盤11，例如，可以是一個格柵。過濾器10通過噴射模塑法或壓模法由能夠保持結(jié)構(gòu)強度的材料制備，優(yōu)選為塑料(如聚苯乙烯或PVC)。彈性易形變部件13，當(dāng)其兩壁靠近或分開時可以產(chǎn)生彈性形變。圖1中所處的位置為靜止?fàn)顟B(tài)。
圖1所示的實施例中，彈性易形變部件13是一個在長度方向部分開槽的管子。彈性易形變部件13與圓盤11近似垂直正交。
圖2是圖1中過濾器10的仰視圖。彈性易形變部件13的一端23被帶有孔12的圓盤11封堵。在圖2的實施例中，圓盤11中的孔分布在圓盤11的表面上形成格柵，這樣流體可以通過圓盤11的整個表面均勻流過過濾器。沿彈性易形變部件13的壁的軸向方向，從其一個端部24開始在其壁的部分開出兩個相對的槽14。也可以多開一些槽，以使彈性易形變部件13的剛性減弱。
圖3是一個夾持裝置8的橫切面圖，該裝置包括了一個過濾器10，其中的彈性易形變部件13的一端23被圓盤11封堵。彈簧15置于過濾器內(nèi)，可以使彈性易形變部件13的壁張開。彈簧優(yōu)選由金屬制造，這樣可以對彈性易形變部件13施加一個恒定的形變力。在圖3的實施例中，彈簧15呈U形置于過濾器10中。彈簧15的基座18與圓盤11的表面16相對，彈性易形變部件13也是從這里開始伸出。彈簧15的分支19的端部20置于彈性易形變部件13內(nèi)表面的凸出處21上。凸出處21與圓盤11保持一定的距離，以免彈簧15沿軸向發(fā)生平移，并且使其端部20壓在過濾器10的未固定端部24上。凸出處21可以是環(huán)形的，這樣，彈簧15很容易相對于過濾器10的軸心31環(huán)形定位。
當(dāng)彈簧15插入過濾器10中時，過濾器的壁就經(jīng)受徑向形變。離端部23的距離越遠，徑向形變的幅度越大。彈性易形變部件13的端部24的內(nèi)徑比其被格柵11封堵的端部23的內(nèi)徑要大。彈簧15使過濾器10產(chǎn)生形變的目的是使過濾器10在一個容器中定位，例如在一個管子中定位。在圖1中，過濾器10的外殼上有兩個稍微向端部23和24外傾的錐面27和28，錐面27和28終止于兩個環(huán)形區(qū)域22和26。過濾器10的環(huán)形區(qū)域22和26的外徑大于位于環(huán)形區(qū)域22和26之間的部件25的外徑。過濾器的外徑也可以在整個長度上相同。
如圖4所示，根據(jù)本發(fā)明的夾持裝置8和9置于管子17中，以防止預(yù)先放置好的物體30的滑動。夾持裝置8和9的外徑小于管子7的內(nèi)徑，這樣夾持裝置8和9可以在管子17中自由滑動。當(dāng)彈簧15，15`分別置于過濾器10，10`中時，過濾器10，10`中的壁張開并壓向管子17的管壁。這樣就可以防止夾持裝置8，9沿管子17的管壁滑動。該設(shè)備可以這樣制造，即只有環(huán)形區(qū)域22，22`與管子17相接觸，以使得過濾器10，10`壁在形變最大的區(qū)域受壓，這樣只需要很小的力就可以使過濾器10，10`的彈性易形變部件13，13`產(chǎn)生需要的形變。彈簧15，15`的設(shè)計要使其產(chǎn)生的力在管子誤差范圍內(nèi)保持不變。使管子17中的夾持裝置8，9保持不動的力可以在350+-50g范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，這個范圍的力可以使物體30反復(fù)并可控的夾持和壓實。這個數(shù)值的力就是在管子中移動一個夾持裝置所需要的力。
將夾持裝置8按照下述方式放入到管子17中。將彈簧15插入到過濾器10中使過濾器10的壁張開。將形變后的過濾器10從端部23放入到管子17中。夾持裝置8的這一端的外徑小于管子17的內(nèi)徑。當(dāng)將夾持裝置8進一步向里推進時，由于彈簧15的形變作用，它的外徑逐漸變大，直到大于管子17的內(nèi)徑。通過在端部24施加一個較大的壓力，錐形斜面28與管子17的側(cè)壁搭合。一個與工具15的形變力相反的力使夾持裝置8的壁滑向其余位置，這樣夾持裝置就可以完全進入到管子17中?？梢栽诙瞬?4上繼續(xù)施加一個力使得夾持裝置8沿著管子17進入到最終的位置。由于彈簧15在區(qū)域22處對管子17的壁產(chǎn)生的形變力，夾持裝置8不會沿著管子17的軸向移動。
夾持裝置8可以用于夾持管子17中的物體30。按照上述方式，首先將第一個夾持裝置8放入到管子17中。然后將直徑大小可以進入管子中的物體30放入與圓盤11相對的管子中，彈性的易形變部件13在這一端并沒有張開。然后，按照上述方法將第二個夾持裝置9放入到管子17中，所不同的是，從與第一個夾持裝置8裝入管子17中的相反的方向裝入。兩個夾持裝置8，9的端部23，23`彼此面對，物體30位于兩個圓盤11，11`之間。由彈簧15和15`施加在夾持裝置8和9的彈性易形變部件13和13`上而產(chǎn)生的形變力，使物體30保持不動。
由彈簧15和15`施加的防止夾持裝置8和9沿著管子17滑動的形變力要足夠大，以防止位于適當(dāng)位置的過濾器和物體30發(fā)生移動。當(dāng)物體30為粉狀或顆粒狀時，圓盤11和11`中的孔12和12`的大小要不能使物體30的顆粒通過圓盤，但是還要保證流體能夠通過該組件。在環(huán)形區(qū)域26，26`中的夾持裝置8，9的直徑最多等于管子17的內(nèi)徑。夾持裝置8，9的直徑可以小于管子17的內(nèi)徑，但是，當(dāng)物體30為粉狀或顆粒狀時，要確保物體30不能從管子17的壁和夾持裝置8，9的環(huán)形區(qū)域26，26`之間的縫隙中通過。
過濾器10可以，例如，用于酒精測定儀的管子中，用于檢測一個人呼出氣中是否含有乙醇，并在需要時測定其乙醇的含量。如果呼出氣中的乙醇含量超出一定的標準，反應(yīng)物會作出相應(yīng)的指示，例如顏色發(fā)生變化。通過管子上對應(yīng)于一定反應(yīng)物水平的規(guī)線，可以知道是否超出了閥值。根據(jù)本發(fā)明的夾持裝置，一方面可以使反應(yīng)物適當(dāng)壓實，以便使氣流流過反應(yīng)物，另一方面，確保了反應(yīng)物的位置相對于規(guī)線不發(fā)生改變。
使用的反應(yīng)物是，例如，用璜基變色素溶液浸漬的顆粒狀的硅膠，該硅膠對接觸空氣敏感。根據(jù)本發(fā)明，該反應(yīng)物置于管子17中夾持工具10，10`之間。圓盤11和11`的直徑大小要保證顆粒不會從圓盤和管壁之間的縫隙通過；也不會使易碎和有毒的顆粒堵塞在圓盤11，11`和管壁17之間，以避免反應(yīng)物的可能的降解，一方面引起反應(yīng)發(fā)生改變，另一方面降解后的顆粒從圓盤11，11`中穿過。
在酒精測定儀的管子中使用夾持裝置，可以使含有反應(yīng)物30的管子17更易于包裝，管子17的兩端可以用蓋子29，31封住。該蓋子為，例如，是一個與管子兩端連接的圓盤。為了在酒精測定儀的測試中使用該管子，將其兩端的蓋子29，31穿孔或撕開。
上述實施方式只是用于說明本發(fā)明，而不是限制本發(fā)明的范圍。
例如，根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式，過濾器10的彈性易形變部件13與圓盤11呈橫向相對位置，而并不與其垂直。當(dāng)從圓盤11處開始進入時，彈性易形變部件13突然張開，這是由于過濾器的端部23的外徑大于管子17的內(nèi)徑的緣故。當(dāng)過濾器10進入管子17中時，由于收縮產(chǎn)生形變，其壁被壓向管壁17，這樣就防止了過濾器10沿管壁17發(fā)生移動。彈簧15將彈性易形變部件13壓向管子17的壁以防止所述的彈性易形變部件滑動，并防止過濾器10沿管壁17移動。
在另一個實施方式中，彈性易形變部件13由兩個或更多的凸出部件組成，這些部件被彈簧15壓向管17的壁。
在另一個實施方式中，孔12可以是圓柱形并交錯排列。
權(quán)利要求
1.用于在管子(17)中夾持固體物的裝置，該裝置包括-帶有與圓盤(11)橫向排列的彈性易形變部件(13)的過濾器(10)；和-將彈性易形變部件(13)壓向管(17)的壁的彈簧(15)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的夾持裝置，其特征在于圓盤(11)有橫向的孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的夾持裝置，其特征在于部件(13)呈管狀，并在其長度方向部分開有槽(14)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2中夾持裝置，其特征在于部件(13)包含有兩個凸出部件。
5.一種測試工具，該工具包括-管子(17)；-根據(jù)權(quán)利要求1至4的兩個夾持裝置(8，9)；和-位于根據(jù)前述權(quán)利要求之一的夾持裝置(8，9)的端部(23，23`)之間的反應(yīng)物(30)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的測試工具，其特征在于管子(17)由玻璃制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6的測試工具，其特征在于反應(yīng)物(30)為顆粒狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的測試工具，其特征在于圓盤(11，11`)具有比顆粒的尺寸小的橫向的孔(12)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5至8中的一種測試工具，其特征在于用蓋子(29，31)封住管子(17)的兩端。
10.根據(jù)權(quán)利要求5至9中的一種測試工具，其特征在于端部(23，23`)的直徑最多等于管子(17)的內(nèi)徑。
11.根據(jù)權(quán)利要求5至10中的一種測試工具的組裝方法，該方法包括下列步驟-將根據(jù)權(quán)利要求1至4之一的夾持裝置(8)放入管子(17)中；-將反應(yīng)物(30)放入管子(17)中；和-將根據(jù)權(quán)利要求1至4之一的第二個夾持裝置(9)放入管子(17)中。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其特征在于該方法進一步包括用蓋子(29，31)封堵管子(17)的兩端的步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種測試工具,該測試工具包括管子(17)和固定在兩個夾持裝置(8,9)之間的反應(yīng)物(30)。每一個夾持裝置都有過濾器(10),該過濾器帶有一個與圓盤(11)呈橫向位置的彈性的易形變部件(13),和一個將彈性易形變部件(13)壓向管(17)的壁的彈簧(15)。本發(fā)明可以用于檢測流體中存在的物質(zhì),例如測定一個人呼出氣中的乙醇含量。該工具安裝簡便,重復(fù)性好,并能確保反應(yīng)物被可控地固定。
文檔編號G01N1/22GK1366181SQ0210204
公開日2002年8月28日 申請日期2002年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月19日
發(fā)明者菲利普·蒙布蘭科, 布魯諾·拉坎 申請人:康特拉公司