蒸汽流量控制裝置及含該裝置的可攜式離子遷移譜探測儀的製作方法

2023-05-27 02:37:11 1

專利名稱：蒸汽流量控制裝置及含該裝置的可攜式離子遷移譜探測儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種蒸汽流量控制裝置，特別是涉及一種可攜式離子遷移譜探測 儀校準物的蒸汽流量控制裝置。
背景技術：
基於離子遷移譜技術的可攜式探測儀，由於具有靈敏度高，即能夠達到納克甚至 更小，以及響應速度快的優點，是用於現場探測毒品、炸藥、毒氣的有效手段，在反恐、禁毒、 軍事等領域有著重要的應用價值。在西方發達國家，基於該技術的探測儀器於20世紀90 年代就已經研究成型並推廣應用，然而，相關研究及應用在我國目前還尚未成熟。可攜式離子遷移譜探測儀在實際探測時，為避免大氣壓、溫度和溼度等因素對探 測結果的影響，氣路中要引入校準物做參考，並且要求校準物在儀器使用過程中始終保持 適合的校準物揮發濃度。若揮發濃度過大，則不僅影響信號峰的觀測，而且會使校準物消耗 過快，影響其使用壽命；若揮發濃度過小，則會導致相鄰校準時間過長，甚至出現校準物峰 暫時消失的現象，致使探測儀不能正常工作。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是為了克服現有技術無法較好實現揮發性物質蒸 汽濃度恆定適中的缺陷，提供一種能夠實現樣品蒸汽濃度恆定適中的蒸汽流量控制裝置及 含有該裝置的可攜式離子遷移譜探測儀。本實用新型是通過下述技術方案來解決上述技術問題的一種蒸汽流量控制裝 置，其特點在於，其包括一倉盒，該倉盒一側的下部設有一進氣孔道，該倉盒另一側的上 部設有一出氣孔道；一用於放置揮發性樣品的樣品瓶，置於該倉盒中，該樣品瓶具有一瓶 蓋，該瓶蓋面上具有一鏤空部分；一半透膜，設於該瓶蓋面內側並覆蓋該鏤空部分。其中，其還包括一具有透氣性的隔離物，置於該樣品瓶內的樣品和半透膜之間。其中，該鏤空部分為一圓孔。其中，該隔離物為脫脂棉。其中，該半透膜的尺寸與該樣品瓶的瓶口匹配。其中，該樣品瓶的材料為玻璃。其中，該倉盒的材料為不與該樣品瓶內的樣品發生化學反應的輕質惰性材料。其中，該倉盒的材料為鋁。本實用新型的另一技術方案為一種可攜式離子遷移譜探測儀，其特點在於，其包 括上述的蒸汽流量控制裝置，其中該樣品瓶中的樣品為校準物。本實用新型的積極進步效果在於該裝置在保證校準時間較短的前提下，能為離 子遷移譜探測儀提供流量穩定的校準物蒸汽，並延長了校準物的使用壽命。載氣中的校準 物蒸汽濃度恆定適中，即表現為校準物的譜峰強度恆定適中，相鄰兩次探測的校準時間控 制在5秒以內，而且通過改變半透膜的理化性質，校準物峰的強度可以隨意調整。
圖1為本實用新型的蒸汽流量控制裝置的結構示意圖。圖2為關於本實用新型的可攜式離子遷移譜探測儀的校準物峰的實驗結果。
具體實施方式
以下結合附圖給出本實用新型較佳實施例，以詳細說明本實用新型的技術方案。如圖1所示，一種適用於可攜式離子遷移譜探測儀校準物的蒸汽流量控制裝置， 該裝置包括一倉盒2，其中該倉盒為鋁質材料或者其它不與裝置內的樣品發生化學反應 的輕質惰性材料；一進氣孔道4，設於該倉盒一側的下部，以及一出氣孔道5，設於該倉盒另 一側的上部；一置於該倉盒2中的樣品瓶3，用於放置揮發性樣品，例如一揮發性有機物，其 中在該實施例中樣品即為可攜式離子遷移譜探測儀所使用的校準物8，另外，該樣品瓶3具 有一瓶蓋6，且該瓶蓋6的瓶蓋面上具有一鏤空部分9 ；一半透膜1，設於該瓶蓋6的瓶蓋面 內側，並覆蓋該鏤空部分9 ；一具有透氣性的隔離物，置於校準物8和半透膜1之間，用於隔 離校準物和半透膜，在該實施例中，該隔離物為鬆軟的脫脂棉7。具體地，在一實施例中，該樣品瓶3為一直徑10. 54mm、瓶高31. 82mm的玻璃瓶。瓶 蓋6的瓶蓋面中心有一直徑5. 80mm的鏤空部分。半透膜1的尺寸則被設置為與樣品瓶3 瓶口的直徑相匹配，即作為瓶蓋6的內墊。固體校準物8存放於樣品瓶3中，然後旋緊瓶蓋 6將樣品瓶3置入倉盒2中，這時瓶體距離倉盒頂部的高度為5. 0mm。由於瓶蓋面的鏤空部 分9被半透膜1所覆蓋，即樣品瓶3內的校準物8與倉盒2內的環境之間由半透膜1所隔 離，樣品瓶3內便形成一相對獨立的封閉環境。瓶內校準物8緩慢揮發形成一定的蒸汽壓， 當該蒸汽壓大於樣品瓶外的氣壓時，由於半透膜1兩側存在壓力差，校準物8的蒸汽就會通 過半透膜層擴散到瓶外，進入倉盒2內，並在倉盒剩餘空間內形成一定的校準物蒸汽壓。當 有恆速流動的載氣通過進氣孔道4進入金屬倉盒2內後，倉盒2內的校準物蒸汽即被擾動 帶出，被帶出的校準物蒸汽與流動載氣形成的混合氣體從倉盒2上部的出氣孔道5流出，進 一步進入探測儀的氣路之中。而樣品瓶3內的脫脂棉7則用於隔離校準物8和半透膜1，以 防止由於儀器的晃動傾斜導致校準物8對半透膜1的汙染、甚至導致固體校準物顆粒堵塞 半透膜的孔隙。在可攜式離子遷移譜探測儀中，校準物為一特定的揮發性有機化合物。影響校準 物揮發速度的因素有(1)其自身的理化性質，即特定溫度下的對應特定飽和蒸汽壓；(2) 半透膜的性質和結構；C3)載氣流速。當溫度和載氣流速不變時，給定校準物的揮發速度則 僅與半透膜的性質和結構有關。校準物的蒸汽流量恆定適中，便在不影響信號峰觀測的前 提下保證了較短的儀器校準時間，使得儀器的使用效率得以提高。而且，通過改變半透膜的 理化性質，例如化學組分、膜孔徑或膜厚尺寸等等，校準物峰的強度還可以根據需要隨意調整。另外，本實用新型的蒸汽流量控制裝置由於採用了半透膜的設計，還可以有效延 長校準物的使用壽命。具體地，當一離子遷移譜爆炸物探測儀的工作參數恆定時，例如保持載氣流速為 200mL/min，且校準物溫度< 35°C時，向該探測儀的樣品瓶中放入校準物，此時關於校準物峰的實驗結果如圖2所示，其中，圖2中最上面一條曲線表示的是沒有設置本實用新型中的 半透膜時，即樣品瓶直接敞口放置時測得的校準物出峰情況，中間一條曲線表示的是按照 本實用新型的上述蒸汽流量控制裝置正常設置了半透膜時的校準物出峰情況，而最下面一 條曲線表示的則是利用一密封片將樣品瓶瓶蓋的鏤空部分進行密封后的校準物出峰情況。 由圖中可以明確地看出，在按照本實用新型的上述蒸汽流量控制裝置正常設置了半透膜之 後，校準物的揮發濃度得以降低，並且在將該探測儀連續運行48小時後測量發現，校準物 峰的強度能夠一直保持穩定，且該校準物48小時的質量消耗甚至< lmg，由此便可以使得 校準物的使用壽命延長至少4倍。綜上所述，該蒸汽流量控制裝置在探測儀所能承受的溫度和壓力範圍內均能正常 工作。使用該套裝置後，校準物在儀器使用過程中，始終保持合適的揮發濃度，校準物蒸汽 流量恆定適中，在不影響信號峰觀測的前提下保證了較短的儀器校準時間，儀器的使用效 率得以提高，並有效延長了校準物的使用壽命。另外，通過改變半透膜的膜孔徑，校準物峰 的強度還可以隨意調整。雖然以上描述了本實用新型的具體實施方式
，但是本領域的技術人員應當理解， 這些僅是舉例說明，在不背離本實用新型的原理和實質的前提下，可以對這些實施方式做 出多種變更或修改。因此，本實用新型的保護範圍由所附權利要求書限定。
權利要求1.一種蒸汽流量控制裝置，其特徵在於，其包括一倉盒，該倉盒一側的下部設有一進氣孔道，該倉盒另一側的上部設有一出氣孔道； 一用於放置揮發性樣品的樣品瓶，置於該倉盒中，該樣品瓶具有一瓶蓋，該瓶蓋面上具 有一鏤空部分；一半透膜，設於該瓶蓋面內側並覆蓋該鏤空部分。
2.如權利要求1所述的蒸汽流量控制裝置，其特徵在於，其還包括一具有透氣性的隔 離物，置於該樣品瓶內的樣品和半透膜之間。
3.如權利要求1所述的蒸汽流量控制裝置，其特徵在於，該鏤空部分為一圓孔。
4.如權利要求2所述的蒸汽流量控制裝置，其特徵在於，該隔離物為脫脂棉。
5.如權利要求1所述的蒸汽流量控制裝置，其特徵在於，該半透膜的尺寸與該樣品瓶 的瓶口匹配。
6.如權利要求1所述的蒸汽流量控制裝置，其特徵在於，該樣品瓶的材料為玻璃。
7.如權利要求1所述的蒸汽流量控制裝置，其特徵在於，該倉盒的材料為不與該樣品 瓶內的樣品發生化學反應的輕質惰性材料。
8.如權利要求7所述的蒸汽流量控制裝置，其特徵在於，該倉盒的材料為鋁。
9.一種可攜式離子遷移譜探測儀，其特徵在於，其包括如權利要求1-8中任意一項所 述的蒸汽流量控制裝置，其中該樣品瓶中的樣品為校準物。
專利摘要本實用新型公開了一種蒸汽流量控制裝置，其包括一倉盒，該倉盒一側的下部設有一進氣孔道，該倉盒另一側的上部設有一出氣孔道；一用於放置揮發性樣品的樣品瓶，置於該倉盒中，該樣品瓶具有一瓶蓋，該瓶蓋面上具有一鏤空部分；一半透膜，設於該瓶蓋面內側並覆蓋該鏤空部分。本實用新型還公開了一種含有該裝置的可攜式離子遷移譜探測儀。本實用新型使得校準物蒸汽流量恆定適中，在不影響信號峰觀測的前提下保證了較短的儀器校準時間，儀器的使用效率得以提高，並有效延長了校準物的使用壽命。另外，通過改變半透膜的理化性質，校準物峰的強度還可以隨意調整。
文檔編號G01N27/64GK201859353SQ20102026067
公開日2011年6月8日 申請日期2010年7月16日 優先權日2010年7月16日
發明者吳炬, 成雲飛, 朱學梅, 疏天民, 謝裕康 申請人:公安部第三研究所