一種用于離子遷移譜儀的遷移管模塊的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種用于離子遷移譜儀的遷移管模塊，包括：遷移管本體模塊；高壓電源和門(mén)控電路模塊；以及前端放大電路模塊，其中所述高壓電源和門(mén)控電路模塊和所述前端放大電路模塊與所述遷移管本體模塊通過(guò)電纜形成電連接；所述遷移管模塊還包括連接機(jī)構(gòu)，其中高壓電源和門(mén)控電路模塊以及前端放大電路模塊通過(guò)所述連接機(jī)構(gòu)與遷移管本體模塊形成物理以成為一體結(jié)構(gòu)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種用于離子遷移譜儀的遷移管模塊
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一種使用傳統(tǒng)的離子遷移技術(shù)對(duì)毒品和爆炸物進(jìn)行檢測(cè)的遷移管模塊裝置，屬于安全檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]離子遷移譜儀是根據(jù)不同離子在均勻弱電場(chǎng)下漂移速度不同而實(shí)現(xiàn)對(duì)離子的分辨。遷移管模塊通常由進(jìn)樣器、遷移管、前端放大電路、高壓電源和門(mén)控電路構(gòu)成。探測(cè)器系統(tǒng)往往體積大,遷移管、前端放大電路、高壓電路等各為一體,它們之間的連接復(fù)雜。同時(shí)由于遷移管具有高溫及密封的要求，因此信號(hào)從遷移管內(nèi)引出方法復(fù)雜，采用的連接接頭往往體積較大且連接復(fù)雜。由于系統(tǒng)處理的是極其微弱的電脈沖信號(hào)(10_13庫(kù)侖)，外界的電磁、振動(dòng)等都會(huì)對(duì)探測(cè)器系統(tǒng)產(chǎn)生很強(qiáng)的干擾。這些因素都不利于離子遷移探測(cè)器的批量生產(chǎn)及廣泛推廣。
[0003]專(zhuān)利4390784中遷移區(qū)由陶瓷構(gòu)成，遷移管的輸出信號(hào)及高壓通過(guò)體積很大的密封接頭引出管外，由于陶瓷易碎且系統(tǒng)沒(méi)有進(jìn)行額外的減震措施，導(dǎo)致系統(tǒng)的抗震能力很差。
[0004]專(zhuān)利5162649采用在玻璃管外套電極環(huán)的方法建筑遷移區(qū)，導(dǎo)致系統(tǒng)的抗震能力極差，同時(shí)需要額外地對(duì)遷移區(qū)進(jìn)行屏蔽才能工作，使得系統(tǒng)體積增大。同樣地將信號(hào)引出的連接方法復(fù)雜且占用了很大的體積。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種新的遷移管模塊，能夠有效地提取信號(hào)，增加抗干擾能力，并且系統(tǒng)具備一體化的外形結(jié)構(gòu)，方便儀器的維修及零件的更換。
[0006]為了達(dá)到上述的發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案以如下方式實(shí)現(xiàn):
[0007]—種用于離子遷移譜儀的遷移管模塊，包括:
[0008]遷移管本體模塊；高壓電源和門(mén)控電路模塊；以及前端放大電路模塊，其中所述高壓電源和門(mén)控電路模塊和所述前端放大電路模塊與所述遷移管本體模塊通過(guò)電纜形成電連接；
[0009]所述遷移管模塊還包括連接機(jī)構(gòu)，其中高壓電源和門(mén)控電路模塊以及前端放大電路模塊通過(guò)所述連接機(jī)構(gòu)與遷移管本體模塊形成物理以成為一體結(jié)構(gòu)。
[0010]優(yōu)選的，所述連接機(jī)構(gòu)為所述遷移管本體模塊的整體底板，所述高壓電源和門(mén)控電路模塊和所述前端放大電路模塊固定到所述整體底板上。
[0011]優(yōu)選的，所述遷移管本體模塊包括遷移管、保溫加熱層、遷移管屏蔽外殼，其中所述遷移管置于保溫加熱層內(nèi)，其中所述整體底板與遷移屏蔽外殼連接形成將遷移管置于屏蔽空間內(nèi)。
[0012]優(yōu)選的，所述遷移管包括遷移管外殼和遷移管管芯，遷移管外殼由金屬材料構(gòu)成。[0013]優(yōu)選的，所述前端放大電路模塊包括前端放大電路底板、前端放大電路板、前端放大電路屏蔽底板、前端放大電路屏蔽盒構(gòu)成，其中前端放大電路屏蔽底板與前端放大電路屏蔽盒構(gòu)成屏蔽空間，所述前端放大電路底板、前端放大電路板置于所述屏蔽空間內(nèi)。
[0014]優(yōu)選的，所述前端放大電路模塊還包括針座，利用所述針座將所述前端放大電路板插接到所述前端放大電路底板上。
[0015]優(yōu)選的，所述高壓電源和門(mén)控電路模塊包括高壓電路底板、高壓電源和門(mén)控電路板、高壓屏蔽盒，其中高壓屏蔽盒與所述整體底板固定連接以形成屏蔽空間，所述高壓電路底板以及所述高壓電源和門(mén)控電路板置于所述屏蔽空間內(nèi)。
[0016]優(yōu)選的，所述高壓電源和門(mén)控電路模塊還包括針座，利用所述針座將所述高壓電源和門(mén)控電路板插接到所述高壓電路底板上。
[0017]優(yōu)選的，所述前端放大電路模塊通過(guò)減震橡膠固定連接到遷移管本體模塊的所述整體底板上。
[0018]優(yōu)選的，在所述電纜與所述遷移管本體模塊、高壓電源和門(mén)控電路模塊、前端放大電路模塊的連接接頭處采用密封頭密封。
[0019]優(yōu)選的，所述電纜與遷移管本體模塊的連接接頭處的密封頭為0型圈，所述0型圈具有中心孔，所述電纜通過(guò)所述0型圈的中心孔，通過(guò)擠壓0型圈而實(shí)現(xiàn)密封。
[0020]優(yōu)選的，所述0型圈由氟橡膠、聚四氟或醫(yī)用硅橡膠材料構(gòu)成。優(yōu)選的，所述電纜與前端放大電路模塊的連接接頭處采用橡膠密封頭密封，所述橡膠密封頭設(shè)置在所述前端放大電路屏蔽底板與前端放大電路底板之間，所述電纜通過(guò)所述橡膠密封頭焊接到所述前端放大電路底板上，利用所述前端放大電路屏蔽底板與所述前端放大電路底板的擠壓，將所述電纜接頭密封在所述橡膠密封頭內(nèi)。
[0021]優(yōu)選的，所述電纜與高壓電源和門(mén)控電路模塊的連接接頭處采用橡膠密封頭密封，所述橡膠密封頭設(shè)置在所述高壓電路底板與所述連接機(jī)構(gòu)之間，所述電纜通過(guò)所述橡膠密封頭焊接到所述高壓電路底板上，利用所述高壓電路底板與所述連接機(jī)構(gòu)的擠壓，將所述電纜接頭密封在所述橡膠密封頭內(nèi)。
[0022]優(yōu)選的，所述橡膠密封頭由硅橡膠構(gòu)成。
[0023]本發(fā)明的遷移管模塊不僅實(shí)現(xiàn)了線(xiàn)纜的密封性能，同時(shí)減小了體積、成本。并且前端放大電路模塊通過(guò)減震螺釘固定在整體底板上，由于弱電信號(hào)對(duì)震動(dòng)非常敏感，前端放大電路與整體底板之間的減震結(jié)構(gòu)能夠有效地減少了振動(dòng)對(duì)電路的影響，從而使信號(hào)能夠穩(wěn)定輸出。高壓電路底板通過(guò)螺釘固定在整體底板上，高壓、前端放大電路插接在電路底板上，這種插接的連接方便了電路的維修與更換；各個(gè)模塊的屏蔽結(jié)構(gòu)對(duì)外界噪聲形成有效的屏蔽；保溫加熱層套在遷移管殼外，遷移管屏蔽外殼套在保溫加熱層外面，與整體底板一起屏蔽外接噪聲對(duì)遷移管產(chǎn)生的影響；多層的金屬屏蔽可減少外界對(duì)遷移管的噪聲干擾，電路的屏蔽盒可減少外界噪聲對(duì)電路的干擾，使遷移管模塊能夠長(zhǎng)期有效地工作。將遷移管模塊整體固定在外圍機(jī)殼(或機(jī)架)上時(shí)，固定螺釘采用減震螺釘，能夠有效地減少外界對(duì)探測(cè)器的震動(dòng)影響。遷移管模塊的一體化設(shè)計(jì)，不僅方便了遷移管模塊在整機(jī)中的裝配與更換，同時(shí)還使得遷移管具有良好的抗震、屏蔽效果。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】[0024]從隨后結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述中，本發(fā)明的示例性實(shí)施例的這些和/或其他方面和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見(jiàn)并更容易理解，在附圖中:
[0025]圖1為探測(cè)器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為管芯結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3為電纜密封頭；
[0028]圖4A、4B為大小封頭結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖5為前端放大電路模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖6為高壓電源和門(mén)控電路模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]參看圖1，遷移管本體模塊由遷移管管芯I和遷移管外殼2構(gòu)成的遷移管、電纜密封頭3、電纜4、大小封頭5、前端放大電路底板6、高壓電路底板7、前端放大電路板8、高壓電源和門(mén)控電路板9、前放屏蔽盒10、高壓屏蔽盒11、前放屏蔽底板12、連接機(jī)構(gòu)13、保溫加熱層14、遷移管屏蔽外殼15等構(gòu)成。在本實(shí)施例中，連接機(jī)構(gòu)13為整體底板13。
[0032]遷移管管芯I如圖2所示，由離子源、離子門(mén)、遷移區(qū)、法拉第盤(pán)等構(gòu)成，法拉第盤(pán)輸出極弱的電信號(hào)，此電信號(hào)通過(guò)同軸電纜傳輸?shù)竭w移管外，管芯內(nèi)各個(gè)電極通過(guò)多芯電纜連接到管外；電纜密封頭3由耐高溫氟橡膠構(gòu)成的0型圈，如圖3所示，線(xiàn)纜通過(guò)0型圈的中心孔，通過(guò)擠壓0型圈達(dá)到密封的目的，其優(yōu)點(diǎn)是制造成本低、易于操作；電纜4包含連接法拉第盤(pán)的同軸電纜及連接管芯各極片的多芯電纜，電纜均帶有屏蔽層，因此能有效地屏蔽外界的干擾及芯線(xiàn)高壓對(duì)管芯內(nèi)各極片的干擾；大小封頭5如圖4所示，圖4A為小封頭結(jié)構(gòu)示意圖，圖4B為大封頭結(jié)構(gòu)示意圖，大小封頭由醫(yī)用硅橡膠鑄成，側(cè)壁很厚(大約l-3cm)且具有很小的孔，其孔徑小于線(xiàn)纜直徑，由于橡膠具有很好的彈性，因此線(xiàn)纜能通過(guò)此小孔進(jìn)入到封頭內(nèi)部，側(cè)壁的橡膠通過(guò)彈性緊緊地包住線(xiàn)纜外層而達(dá)到了密封的目的。
[0033]圖5為前端放大電路模塊的整體結(jié)構(gòu)示意圖，電路由前端放大電路底板6、前端放大電路板8、前放屏蔽盒10、前放屏蔽底板12、減震螺釘或減震橡膠16、針座17、小封頭5構(gòu)成，其中前端放大電路底板6的作用是連接外部驅(qū)動(dòng)電源、焊接同軸電纜并將原始信號(hào)經(jīng)過(guò)針座傳輸給前端放大電路板8，前端放大電路板8的作用是整形、濾波、放大弱信號(hào)，并輸出幅度小于5V的模擬信號(hào)，噪聲低于IOmV的模擬信號(hào)；由圖可見(jiàn)同軸電纜4通過(guò)小封頭5后焊接到了前端放大電路底板6上，通過(guò)前端放大電路底板6與前放屏蔽底板12的擠壓，同軸電纜接頭被密封在小封頭內(nèi)，前端放大電路8通過(guò)針座17插接到前端放大電路底板6上，前端放大電路底板6通過(guò)螺釘固定在前放屏蔽底板12上，前放屏蔽底板通過(guò)減震螺釘或減震橡膠16后固定在整體底板13上，從而實(shí)現(xiàn)了前端放大電路的減震。
[0034]圖6為高壓電源及門(mén)控電路的整體結(jié)構(gòu)示意圖，高壓電路由高壓電源及門(mén)控電路底板7、高壓電源及門(mén)控電路板9、高壓屏蔽盒11、大封頭5、針座17構(gòu)成，其中高壓電源及門(mén)控電路板9的作用是產(chǎn)生遷移管管芯所需的一系列高壓，高壓電源及門(mén)控電路底板7的作用是連接外部驅(qū)動(dòng)電源與控制信號(hào)、提供多芯電纜焊孔、將高壓通過(guò)針座傳輸給多芯電纜，由圖6可見(jiàn)，多芯電纜4通過(guò)大封頭5后焊接到高壓電路底板上，通過(guò)高壓電路底板7與整體底板13的擠壓，多芯電纜接頭被密封在大封頭內(nèi)，高壓電路9通過(guò)針座17插接到高壓電路底板7上，高壓電路底板通過(guò)螺釘固定在整體底板13上。[0035]遷移管中法拉第盤(pán)輸出極弱的電信號(hào)，此電信號(hào)經(jīng)由同軸電纜4被輸送到遷移管夕卜，管內(nèi)各個(gè)電極片的電壓由連接到高壓電路底板的多芯電纜4供給，電纜4穿越遷移管殼2尾部的金屬密封蓋的走線(xiàn)孔后被引出遷移管，通過(guò)電纜密封頭3密封金屬密封蓋的走線(xiàn)孔，而金屬密封蓋通過(guò)0型圈密封管殼2 ;遷移管的輸出信號(hào)的連接采用了同軸電路、高壓電源與門(mén)控電路信號(hào)連接采用了屏蔽多芯線(xiàn)纜，不用復(fù)雜的密封接插頭，不僅簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)及工藝難度，還減少了空間及體積。引出遷移管的同軸電纜4最終連接到前端放大電路底板6上，而多芯電纜4則焊接在高壓電源及門(mén)控電路底板7上，在前端放大電路與高壓電源及門(mén)控電路中均采用了大小封頭來(lái)密封電纜4的焊接頭，不僅實(shí)現(xiàn)了遷移管的密封性能，同時(shí)減小了體積、成本。前放屏蔽底板12與整體底板13之間使用了減震螺釘或減震橡膠，此設(shè)計(jì)能夠有效地屏蔽外界振動(dòng)對(duì)前端放大電路的干擾；前端放大電路與高壓電源及門(mén)控電路都采用了電路插接的方式與各自的安裝底板連接，這使得電路的維修與更換非常方便；高壓電路、前端放大電路被外屏蔽盒10、11包圍，遷移管被遷移管屏蔽外殼15包圍，考慮到具有一定防腐蝕性能、重量及材料加工成本，選用鋁鍍鎳材料，金屬屏蔽可有效地減少外界對(duì)遷移管及電路的噪聲干擾，使探測(cè)器系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期有效地工作。遷移管與高壓電路、前端放大電路固定在整體底板13的上下面上，使得系統(tǒng)能夠成為一個(gè)整體模塊，這不僅方便了探測(cè)器在機(jī)殼中的裝配與更換，同時(shí)還使得探測(cè)器具有良好的抗震、屏蔽效果。當(dāng)系統(tǒng)固定在機(jī)殼或機(jī)架上時(shí)，采用減震螺釘，以減少外界振動(dòng)對(duì)探測(cè)器系統(tǒng)的影響。
[0036]盡管已經(jīng)示出并描述了本發(fā)明的實(shí)施例，然而本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以了解，在不脫離本發(fā)明的原理和精髓的情況下可以對(duì)所述實(shí)施例作出變化，本發(fā)明的保護(hù)范圍限定在權(quán)利要求及其等同物中。
【權(quán)利要求】
1.一種用于離子遷移譜儀的遷移管模塊，包括: 遷移管本體模塊；高壓電源和門(mén)控電路模塊；以及前端放大電路模塊，其中所述高壓電源和門(mén)控電路模塊和所述前端放大電路模塊與所述遷移管本體模塊通過(guò)電纜形成電連接； 所述遷移管模塊還包括連接機(jī)構(gòu)，其中高壓電源和門(mén)控電路模塊以及前端放大電路模塊通過(guò)所述連接機(jī)構(gòu)與遷移管本體模塊形成物理上的一體結(jié)構(gòu)； 所述前端放大電路模塊包括前端放大電路底板、前端放大電路板、前端放大電路屏蔽底板、前端放大電路屏蔽盒構(gòu)成， 其中前端放大電路屏蔽底板與前端放大電路屏蔽盒構(gòu)成屏蔽空間，所述前端放大電路底板、前端放大電路板置于所述屏蔽空間內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于離子遷移譜儀的遷移管模塊，其中: 所述連接機(jī)構(gòu)為所述遷移管本體模塊的整體底板，所述高壓電源和門(mén)控電路模塊和所述前端放大電路模塊固定到所述整體底板上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2任一項(xiàng)所述的用于離子遷移譜儀的遷移管模塊，其中: 所述遷移管本體模塊包括遷移管、保溫加熱層、遷移管屏蔽外殼，其中所述遷移管置于保溫加熱層內(nèi)， 其中所述整體底板與遷移屏蔽外殼連接形成將保溫加熱層置于其內(nèi)的遷移管屏蔽空間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的用于離子遷移譜儀的遷移管模塊，其中: 所述遷移管包括遷移管外殼和遷移管管芯，遷移管外殼由金屬材料構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的用于離子遷移譜儀的遷移管模塊，其中: 所述前端放大電路模塊還包括針座，利用所述針座將所述前端放大電路板插接到所述前端放大電路底板上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的用于離子遷移譜儀的遷移管模塊，其中: 所述高壓電源和門(mén)控電路模塊包括高壓電路底板、高壓電源和門(mén)控電路板、高壓屏蔽盒， 其中高壓屏蔽盒與所述整體底板固定連接以形成屏蔽空間，所述高壓電路底板以及所述高壓電源和門(mén)控電路板置于所述屏蔽空間內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的用于離子遷移譜儀的遷移管模塊，其中: 所述高壓電源和門(mén)控電路模塊還包括針座，利用所述針座將所述高壓電源和門(mén)控電路板插接到所述高壓電路底板上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的用于離子遷移譜儀的遷移管模塊，其中: 所述前端放大電路模塊通過(guò)減震橡膠固定連接到遷移管本體模塊的所述整體底板上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于離子遷移譜儀的遷移管模塊，其中: 在所述電纜與所述遷移管本體模塊、高壓電源和門(mén)控電路模塊、前端放大電路模塊的連接接頭處采用密封頭密封。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于離子遷移譜儀的遷移管模塊，其中: 所述電纜與遷移管本體模塊的連接接頭處的密封頭為O型圈，所述O型圈具有中心孔，所述電纜通過(guò) 所述O型圈的中心孔，通過(guò)擠壓O型圈而實(shí)現(xiàn)密封。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的用于離子遷移譜儀的遷移管模塊，其中: 所述O型圈由氟橡膠、聚四氟材料或醫(yī)用硅橡膠構(gòu)成。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于離子遷移譜儀的遷移管模塊，其中: 所述電纜與前端放大電路模塊的連接接頭處采用橡膠密封頭密封，所述橡膠密封頭設(shè)置在所述前端放大電路屏蔽底板與前端放大電路底板之間，所述電纜通過(guò)所述橡膠密封頭焊接到所述前端放大電路底板上，利用所述前端放大電路屏蔽底板與所述前端放大電路底板的擠壓，將所述電纜接頭密封在所述橡膠密封頭內(nèi)。
13.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于離子遷移譜儀的遷移管模塊，其中: 所述電纜與高壓電源和門(mén)控電路模塊的連接接頭處采用橡膠密封頭密封，所述橡膠密封頭設(shè)置在所述高壓電路底板與所述連接機(jī)構(gòu)之間，所述電纜通過(guò)所述橡膠密封頭焊接到所述高壓電路底板上，利用所述高壓電路底板與所述連接機(jī)構(gòu)的擠壓，將所述電纜接頭密封在所述橡膠密封頭內(nèi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的用于離子遷移譜儀的遷移管模塊，其中: 所述橡膠密封頭由硅 橡膠構(gòu)成。
【文檔編號(hào)】G01N27/64GK103646845SQ201310690394
【公開(kāi)日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2010年6月30日 優(yōu)先權(quán)日:2010年6月30日
【發(fā)明者】李元景, 陳志強(qiáng), 張清軍, 趙自然, 劉以農(nóng), 曹士娉, 毛紹基, 王清華, 常建平, 李祥華, 鄒湘, 董淑強(qiáng) 申請(qǐng)人:清華大學(xué), 同方威視技術(shù)股份有限公司