專利名稱：用于痕量探測儀的進(jìn)樣裝置以及具有該進(jìn)樣裝置的痕量探測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于痕量探測儀的進(jìn)樣裝置以及具有該進(jìn)樣裝置的痕量探測儀。
背景技術(shù)：
在目前的安檢市場上，主要采用離子遷移技術(shù)檢測危險品(如爆炸物、毒品)。在采用這種技術(shù)的儀器中，都帶有一個進(jìn)樣裝置，此裝置能夠?qū)M(jìn)入的固體顆?；驓怏w進(jìn)行氣化解析，之后氣化的樣品分子在氣流的導(dǎo)引下進(jìn)入離化區(qū)，被離化的樣品分子進(jìn)入遷移區(qū)，根據(jù)飛行時間的不同實現(xiàn)分子的鑒別。目前市場上大部分的儀器都使用半透膜，半透膜能夠?qū)⑦w移管內(nèi)部與外界環(huán)境隔離，阻止灰塵、雜質(zhì)分子進(jìn)入到遷移管內(nèi)部，達(dá)到使遷移管內(nèi)部“干凈”的目的，只有具有一定特性的分子(一般指大分子)能夠透過半透膜進(jìn)入到遷移管內(nèi)部。半透膜具有一定的透過率，一般的透過率只有10%左右，因此大部分的樣品分子都損失在半透膜外面，進(jìn)入到遷移管內(nèi)部的樣品分子很少，這導(dǎo)致儀器的靈敏度大幅降低， 同時半透膜一般在高溫下才能工作，這需要系統(tǒng)為它提供額外的工作環(huán)境并提供額外的熱量，增加了系統(tǒng)的工作功率，如果儀器是便攜式的，那么將會減少電池的使用時間。而對于沒有使用半透明的探測器，由于遷移區(qū)直接與大氣環(huán)境相聯(lián)，因此內(nèi)部環(huán)境很容易受到污染，導(dǎo)致本底峰相對復(fù)雜。且隨外界環(huán)境的變化，物質(zhì)峰的變化也很大，峰位很不穩(wěn)定，嚴(yán)重制約測量的穩(wěn)定性。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種用于諸如遷移率譜儀(IMS)的痕量探測儀的進(jìn)樣裝置以及具有該進(jìn)樣裝置的諸如遷移率譜儀(IMQ的痕量探測儀。通過該進(jìn)樣裝置，增加諸如遷移率譜儀(IMQ的痕量探測儀的靈敏度。根據(jù)本實用新型的一方面，本實用新型提供了一種用于痕量探測儀的進(jìn)樣裝置， 該進(jìn)樣裝置包括設(shè)置在進(jìn)樣裝置中的用于使樣品從進(jìn)樣件脫附的進(jìn)樣室；以及用于在進(jìn)樣時使進(jìn)樣室與痕量探測儀的遷移管流體連通的閥門組件。根據(jù)本實用新型的一方面，所述閥門組件包括封閉部件；以及設(shè)置在進(jìn)樣室的內(nèi)壁上的突緣部分，通過該封閉部件與所述突緣部分的接觸和分離，使進(jìn)樣室與痕量探測儀的遷移管流體連通和隔離。根據(jù)本實用新型的一方面，所述突緣部分將所述進(jìn)樣室分成第一進(jìn)樣室和第二進(jìn)樣室，第一進(jìn)樣室用于與痕量探測儀流體連通，第二進(jìn)樣室用于使進(jìn)樣件脫附樣品，通過該封閉部件與所述突緣部分的接觸或分離，使第一進(jìn)樣室和第二進(jìn)樣室流體連通或隔離。根據(jù)本實用新型的一方面，所述進(jìn)樣裝置還包括進(jìn)樣口，所述進(jìn)樣口與所述第二進(jìn)樣室相通。根據(jù)本實用新型的一方面，在通過封閉部件與所述突緣部分分離使第一進(jìn)樣室和第二進(jìn)樣室流體連通的同時，第二進(jìn)樣室與所述進(jìn)樣口隔離，由此使第一進(jìn)樣室和第二進(jìn)樣室與外部隔離。根據(jù)本實用新型的一方面，所述封閉部件包括柱狀部分；與柱狀部分連接的頭部， 該頭部具有環(huán)形凹槽；以及設(shè)置在該環(huán)形凹槽中的密封圈，該密封圈用于接觸所述突緣部分，以使第一進(jìn)樣室和第二進(jìn)樣室隔離。根據(jù)本實用新型的一方面，所述進(jìn)樣裝置還包括驅(qū)動件，該驅(qū)動件用于移動所述封閉部件，使第一進(jìn)樣室和第二進(jìn)樣室流體連通或隔離。根據(jù)本實用新型的一方面，所述驅(qū)動件包括移動架，該移動架具有相對的大體平行的外壁，以及設(shè)置在相對的大體平行的外壁上的滑柱，其中移動架與所述封閉部件的柱狀部分連接；驅(qū)動架，該驅(qū)動架具有凹槽，滑柱可滑動地設(shè)置在凹槽中，由此在驅(qū)動架移動時，通過滑柱與凹槽的配合，驅(qū)動移動架移動，由此移動所述封閉部件。根據(jù)本實用新型的一方面，本實用新型提供了一種痕量探測儀，該痕量探測儀包括上述的進(jìn)樣裝置；遷移管，用于使來自進(jìn)樣裝置的樣品進(jìn)行離化帶電并遷移；以及收集離化帶電的樣品的法拉第盤。本實用新型通過采用上述結(jié)構(gòu)，例如，可以通過提高樣品的透過率，增加檢測裝置的靈敏度。同時實現(xiàn)了遷移管內(nèi)部環(huán)境與外界環(huán)境隔離，避免遷移區(qū)被污染，能夠保持儀器的靈敏度、物質(zhì)峰峰位、分辨率等重要參數(shù)不變，從而實現(xiàn)儀器的穩(wěn)定、一致性。根據(jù)本實用新型的一方面，進(jìn)樣裝置包含一個聯(lián)動裝置、單獨的一個進(jìn)樣室(密封氣室)、樣品分子解析裝置、進(jìn)樣口。密封進(jìn)樣室與遷移管內(nèi)部氣路直接連通，此進(jìn)樣裝置可以控制密封進(jìn)樣室是否與外界大氣連通，檢測儀器不工作時(不進(jìn)樣時)，聯(lián)動裝置使得密封進(jìn)樣室與外界隔離，此時遷移管內(nèi)部氣路處于密封狀態(tài)且與外界環(huán)境隔離。在一個外部信號(進(jìn)樣觸發(fā))的驅(qū)動下聯(lián)動裝置啟動，啟動后“密封進(jìn)樣室”與外界大氣連通，從而能夠?qū)⑼饨绲臉悠贩肿又苯訋氲竭w移管內(nèi)部，樣品分子進(jìn)入到遷移管內(nèi)部后，首先被離化， 帶電的樣品分子經(jīng)過遷移區(qū)后被法拉第盤收集，通過飛行時間對樣品進(jìn)行鑒別。由于進(jìn)樣裝置沒有使用半透膜或具有特定透過率的裝置，(被解析的或氣體樣品)樣品分子能夠毫無阻礙地進(jìn)入到遷移管內(nèi)部，大大提高了進(jìn)樣效率，從而從根本上提高了靈敏度。同時“密封進(jìn)樣室”能夠使遷移管內(nèi)部長期處于密封狀態(tài)(非進(jìn)樣狀態(tài))，阻止雜質(zhì)物質(zhì)進(jìn)入到遷移管內(nèi)，遷移管能夠保持在“干凈”的狀態(tài)，從而保障了遷移管對物質(zhì)的分辨能力及在不同的環(huán)境中仍能保持一致。

圖1是根據(jù)本實用新型實施例的進(jìn)樣裝置的示意立體圖。圖2是圖1中所示的進(jìn)樣裝置的剖開狀態(tài)的示意立體圖。圖3是圖1中所示的進(jìn)樣裝置的密閉進(jìn)樣室組件的示意立體圖。圖4是圖3中所示的密閉進(jìn)樣室組件的剖開狀態(tài)的示意立體圖。圖5是圖1中所示的進(jìn)樣裝置的未進(jìn)樣時的剖開狀態(tài)的示意立體圖。圖6是圖1中所示的進(jìn)樣裝置的封閉部件的示意立體圖。圖7是圖1中所示的進(jìn)樣裝置的臺體的示意立體圖。圖8是圖1中所示的進(jìn)樣裝置的封閉部件支架的示意立體圖。[0024]圖9是圖1中所示的進(jìn)樣裝置的移動架的示意立體圖。圖10是封閉部件、封閉部件支架和移動架的組裝狀態(tài)下的示意立體圖。圖11是圖1中所示的進(jìn)樣裝置的驅(qū)動架的示意立體圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖及具體實施方式
對本實用新型做進(jìn)一步說明。參照圖1-11，根據(jù)本實用新型的諸如遷移率譜儀的痕量探測儀包括進(jìn)樣裝置 100 ；遷移管，用于使來自進(jìn)樣裝置100的樣品進(jìn)行離化帶電并遷移；以及收集離化帶電的樣品的法拉第盤。如圖1-11所示，進(jìn)樣裝置100包括設(shè)置在進(jìn)樣裝置100中的用于使樣品從進(jìn)樣件脫附的進(jìn)樣室10 ；以及用于在進(jìn)樣時使進(jìn)樣室10與痕量探測儀的遷移管流體連通的閥門組件20。如圖3-4所示，進(jìn)樣室10由進(jìn)樣室組件12構(gòu)成，進(jìn)樣口 14形成在進(jìn)樣室組件 12中，此外，與遷移管相通的氣路16形成在進(jìn)樣室組件12中并與進(jìn)樣室10連通。如圖1-11所示，進(jìn)樣裝置100還包括驅(qū)動架30、加熱組件40、臺體50。如圖1、 2所示，遷移管的內(nèi)部氣路與進(jìn)樣口通過密封進(jìn)樣室10相連。所述閥門組件20包括封閉部件22 ；以及設(shè)置在進(jìn)樣室10的內(nèi)壁上的突緣部分 M，通過該封閉部件22與所述突緣部分M的接觸和分離，使進(jìn)樣室10與痕量探測儀的遷移管流體連通和隔離。突緣部分M將進(jìn)樣室10分為第一進(jìn)樣室101和第二進(jìn)樣室102，第一進(jìn)樣室101用于與痕量探測儀流體連通，即與氣路16連通。第二進(jìn)樣室102用于使進(jìn)樣件脫附樣品，通過該封閉部件22與所述突緣部分M的接觸或分離，使第一進(jìn)樣室101和第二進(jìn)樣室102流體連通或隔離。進(jìn)樣口 14與所述第二進(jìn)樣室102相通。如圖6所示，封閉部件22包括柱狀部分221 ；與柱狀部分連接的頭部222，該頭部具有環(huán)形凹槽223 ；以及設(shè)置在該環(huán)形凹槽223中的密封圈2 (圖4)，該密封圈2 用于接觸所述突緣部分24，以使第一進(jìn)樣室101和第二進(jìn)樣室102隔離。進(jìn)樣室組件12包括支架17和頂蓋18。第一進(jìn)樣室101由密封圈19、封閉部件 22、突緣部分M、頂蓋18、支架17形成。密封圈是由橡膠(如醫(yī)用硅橡膠、氟橡膠)或聚四氟構(gòu)成的圓環(huán)。封閉部件22如圖6所示，頭部222具有壺形形狀，在壺形的中間有一凹槽 223，用來放置密封圈224 ；頂蓋18是一圓形的盤子狀件，盤子狀件的底部有凹槽，用來放置密封圈19，頂蓋18通過橡膠密封圈19與支架17之間密封，從而將第一進(jìn)樣室101的空間封閉起來。支架17中空且?guī)в卸喾N功能，它是整個進(jìn)樣裝置的支撐架，它包括進(jìn)樣口 14、進(jìn)樣室10，中空的部分形成進(jìn)樣室10，進(jìn)樣室中間存在一凸臺或突緣部分24，圖4中，凸臺M 以上稱為第一進(jìn)樣室101，以下稱為第二進(jìn)樣室102，第一進(jìn)樣室101通過一氣孔與遷移管內(nèi)部相通，第二進(jìn)樣室102與進(jìn)樣口 14直接相連，進(jìn)樣口 14是由一長方形的空間形成的， 其上部直接與第二進(jìn)樣室102連通。當(dāng)不工作時，封閉部件22受到向下的力而導(dǎo)致密封圈 2M壓在了支架內(nèi)部的凸臺M上，這時第一進(jìn)樣室101與第二進(jìn)樣室102被隔離，它們之間沒有氣體流通，如圖5所示狀態(tài)。支架17通過側(cè)面的螺釘固定在主臺體50的側(cè)面，并作為整體支架，如圖7所示。 封閉部件22的柱狀部分221固定在封閉部件支架20上面(通過螺釘)，封閉部件支架70(圖8所示)固定在移動架60 (如圖9所示)中心的兩個螺孔63上，如圖9所示。移動架60通過其四角的四個螺孔62與加熱組件40固定，加熱組件40設(shè)有外殼和設(shè)置在該外殼中的加熱件。該外殼可以是四氟加熱器套。因此封閉部件22、封閉部件支架70、移動架60、加熱組件40固定成一個整體，并同時上下移動。移動架60側(cè)面有4個滑柱61，滑柱放置在驅(qū)動架30(如圖11所示)的槽 31內(nèi)，當(dāng)驅(qū)動架30在同一個水平面內(nèi)滑動時，移動架60會跟隨著上下移動，從而導(dǎo)致封閉部件22上下移動。驅(qū)動架30外接一個動力源(如電機(jī))，在外力的作用下，驅(qū)動架30進(jìn)行水平移動。加熱器可以位于加熱外套內(nèi)部，其組成可以是電加熱、激光等多種加熱方式，在沒有進(jìn)樣時，加熱器處于常溫，也可處于半加熱狀態(tài)，即其溫度低于熱解析溫度，高于環(huán)境溫度；當(dāng)進(jìn)樣時，進(jìn)樣裝置開始工作，它能迅速的將進(jìn)樣試紙加熱到高溫，從而使得試紙上的樣品迅速熱解析成氣體。當(dāng)進(jìn)樣裝置不工作時(即不進(jìn)樣時)，第一進(jìn)樣室101與外界環(huán)境隔離，系統(tǒng)的狀態(tài)如圖5所示，此時遷移管內(nèi)部與外界隔離，遷移管內(nèi)部能夠處于干凈、高溫的環(huán)境中，而不受到外界環(huán)境氣體的影響。進(jìn)樣裝置工作時，帶有樣品的進(jìn)樣試紙從進(jìn)樣口 14插入到進(jìn)樣裝置中，并且進(jìn)樣試紙放置在移動架60的頂部表面上，處于移動架60底端的設(shè)置在位置 90的傳感器會發(fā)出觸發(fā)信號給系統(tǒng)，系統(tǒng)將此信號傳遞給動力源(如電機(jī))，動力源(如電機(jī))平移驅(qū)動架30，使得帶有進(jìn)樣試紙的移動架60抬升(驅(qū)動架30由低槽311上升到高槽312的高度)，此時封閉部件22由密封進(jìn)樣室10的底端被抬升至頂端，第一進(jìn)樣室101與外界連通，導(dǎo)致遷移管與外界連通，同時移動架60的頂部表面與支架17的底部表面接觸， 使第二進(jìn)樣室102與進(jìn)樣口 14隔離，即進(jìn)樣室10與外部隔離。在接收到觸發(fā)信號的同時 (或一定延遲后)，底部的加熱件通過熱輻射、對流等方式開始工作，將進(jìn)樣試紙上的樣品快速氣化解析，在氣流的作用下，樣品氣體從封閉部件支架70兩側(cè)進(jìn)入到第一進(jìn)樣室101 中，再經(jīng)過氣孔進(jìn)入到遷移管內(nèi)部的離化區(qū)，在離化區(qū)樣品分子被離化帶電，之后帶電的樣品在電場的作用下進(jìn)入到遷移區(qū)，根據(jù)飛行時間的不同，不同的分子被鑒別出來。通過上述方式，在通過封閉部件與所述突緣部分分離使第一進(jìn)樣室和第二進(jìn)樣室流體連通的同時，第二進(jìn)樣室與所述進(jìn)樣口隔離，由此使第一進(jìn)樣室和第二進(jìn)樣室與外部隔離。顯然，可以采用各種各樣的方式實現(xiàn)該方案。例如，可以設(shè)置第二閥門組件，該第二閥門組件用于使第二進(jìn)樣室與所述進(jìn)樣口流體連通或隔離，通過使第二閥門組件與閥門組件20聯(lián)動，可以實現(xiàn)第一進(jìn)樣室和第二進(jìn)樣室流體連通的同時，第二進(jìn)樣室與所述進(jìn)樣口隔離。因此，本實用新型不限于上述具體實施方式
。此外，圖中，移動架60等上下移動，然而這僅僅是為了描述的方便，移動架60等可以在任何方向上移動。再者，進(jìn)樣試紙可以不是放置在移動架60的頂部表面上，而是放置在設(shè)置在移動架60上的進(jìn)樣試紙固定部分中，由此盡管移動架60不是上下移動，而是例如左右移動，進(jìn)樣試紙也不會從移動架60脫落。在上述實施例中，移動架60的頂部表面與支架17的底部表面接觸，使第二進(jìn)樣室 102與進(jìn)樣口 14隔離(這種情況下，移動架60沒有中心孔)。然而，移動架60可以具有如圖中所示的中心孔，當(dāng)進(jìn)樣試紙插入進(jìn)樣口后，第一進(jìn)樣室101與第二進(jìn)樣室102連通，第一進(jìn)樣室101與第二進(jìn)樣室102與外界環(huán)境通過試紙分離，第一進(jìn)樣室101與第二進(jìn)樣室 102可以與外界環(huán)境進(jìn)行氣體交換。
權(quán)利要求1.一種用于痕量探測儀的進(jìn)樣裝置，其特征在于，所述的用于痕量探測儀的進(jìn)樣裝置包括設(shè)置在進(jìn)樣裝置中的用于使樣品從進(jìn)樣件脫附的進(jìn)樣室；以及用于在進(jìn)樣時使進(jìn)樣室與痕量探測儀的遷移管流體連通的閥門組件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于痕量探測儀的進(jìn)樣裝置，其特征在于，所述閥門組件包括封閉部件；以及設(shè)置在進(jìn)樣室的內(nèi)壁上的突緣部分，通過該封閉部件與所述突緣部分的接觸和分離，使進(jìn)樣室與痕量探測儀的遷移管流體連通和隔離。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于痕量探測儀的進(jìn)樣裝置，其特征在于，所述突緣部分將所述進(jìn)樣室分成第一進(jìn)樣室和第二進(jìn)樣室，第一進(jìn)樣室用于與痕量探測儀流體連通，第二進(jìn)樣室用于使進(jìn)樣件脫附樣品，通過該封閉部件與所述突緣部分的接觸或分離，使第一進(jìn)樣室和第二進(jìn)樣室流體連通或隔離。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于痕量探測儀的進(jìn)樣裝置，其特征在于，所述進(jìn)樣裝置還包括進(jìn)樣口，所述進(jìn)樣口與所述第二進(jìn)樣室相通。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于痕量探測儀的進(jìn)樣裝置，其特征在于，所述封閉部件包括柱狀部分；與柱狀部分連接的頭部，該頭部具有環(huán)形凹槽；以及設(shè)置在該環(huán)形凹槽中的密封圈，該密封圈用于接觸所述突緣部分，以使第一進(jìn)樣室和第二進(jìn)樣室隔離。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于痕量探測儀的進(jìn)樣裝置，其特征在于，所述進(jìn)樣裝置還包括驅(qū)動件，該驅(qū)動件用于移動所述封閉部件，使第一進(jìn)樣室和第二進(jìn)樣室流體連通或隔離。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于痕量探測儀的進(jìn)樣裝置，其特征在于，所述驅(qū)動件包括 移動架，該移動架具有相對的大體平行的外壁，以及設(shè)置在相對的大體平行的外壁上的滑柱，其中移動架與所述封閉部件的柱狀部分連接；驅(qū)動架，該驅(qū)動架具有凹槽，滑柱可滑動地設(shè)置在凹槽中，由此在驅(qū)動架移動時，通過滑柱與凹槽的配合，驅(qū)動移動架移動，由此移動所述封閉部件。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于痕量探測儀的進(jìn)樣裝置，其特征在于，在通過封閉部件與所述突緣部分分離使第一進(jìn)樣室和第二進(jìn)樣室流體連通的同時，第二進(jìn)樣室與所述進(jìn)樣口隔離，由此使第一進(jìn)樣室和第二進(jìn)樣室與外部隔離。
9.一種痕量探測儀，其特征在于，所述痕量探測儀包括 根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)樣裝置；遷移管，用于使來自進(jìn)樣裝置的樣品進(jìn)行離化帶電并遷移；以及收集離化帶電的樣品的法拉第盤。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的痕量探測儀，其特征在于，所述痕量探測儀是遷移率譜儀。
專利摘要本實用新型提供了一種用于痕量探測儀的進(jìn)樣裝置，該包括設(shè)置在進(jìn)樣裝置中的用于使樣品從進(jìn)樣件脫附的進(jìn)樣室；以及用于在進(jìn)樣時使進(jìn)樣室與痕量探測儀的遷移管流體連通的閥門組件。本實用新型通過采用上述結(jié)構(gòu)，例如，可以通過提高樣品的透過率，增加檢測裝置的靈敏度。同時實現(xiàn)了遷移管內(nèi)部環(huán)境與外界環(huán)境隔離，避免遷移區(qū)被污染，能夠保持儀器的靈敏度、物質(zhì)峰峰位、分辨率等重要參數(shù)不變，從而實現(xiàn)儀器的穩(wěn)定、一致性。
文檔編號G01N27/62GK202024983SQ20102069613
公開日2011年11月2日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者劉以農(nóng), 常建平, 張清軍, 曹士娉, 李元景, 毛紹基, 趙自然, 鄒湘, 鄭嚴(yán), 陳志強(qiáng) 申請人:同方威視技術(shù)股份有限公司, 清華大學(xué)