專利名稱：可用于離子遷移率譜儀的多功能進(jìn)樣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及離子遷移率譜儀，尤其是其進(jìn)樣裝置。
背景技術(shù)：
離子遷移率譜(Ion Mobility Spectrometry, IMS)是一種氣相離子電泳技 術(shù)。它是一種利用氣相離子在電場(chǎng)中的遷移率不同而對(duì)樣品分子進(jìn)行分離與測(cè) 定的技術(shù)。被測(cè)樣品被加熱氣化后，在放射性6:iNi離子源的作用下發(fā)生一系列 的電離反應(yīng)和離子一分子反應(yīng)，形成各種產(chǎn)物離子。在電場(chǎng)的作用下，這些產(chǎn) 物離子通過(guò)周期性開(kāi)啟的離子門進(jìn)入漂移區(qū)。由于不同樣品的產(chǎn)物離子的質(zhì)量、 所帶電荷、碰撞截面和空間構(gòu)型各不相同，故在電場(chǎng)中各自遷移速率不同，使 得不同的離子到達(dá)探測(cè)器上的漂移時(shí)間不同，對(duì)被測(cè)樣品做出定性分析。離子 遷移率譜儀多以便攜式為主。該儀器靈敏度高，分析時(shí)間短，儀器簡(jiǎn)單，體積 小，重量輕，功耗低，特別適合于現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)。離子遷移率譜儀應(yīng)用范圍廣 泛，可實(shí)現(xiàn)對(duì)多種物質(zhì)，包括工業(yè)有毒有害氣體、化學(xué)戰(zhàn)爭(zhēng)毒劑、爆炸物、毒 品等的快速檢測(cè)。
進(jìn)樣裝置是離子遷移率譜儀必備的結(jié)構(gòu)部件。對(duì)固體進(jìn)樣裝置，被測(cè)固體 樣品被加熱氣化，然后由載氣帶入到漂移管中；對(duì)氣體進(jìn)樣裝置，被測(cè)氣體先 經(jīng)過(guò)預(yù)富集，然后加熱解析，再由載氣帶入到漂移管中?，F(xiàn)有的商品儀器多數(shù) 只提供單一的固體或氣體進(jìn)樣裝置，很少有液體進(jìn)樣裝置，也沒(méi)有針對(duì)多種狀 態(tài)樣品的多功能進(jìn)樣裝置。測(cè)定不同狀態(tài)樣品，要么更換進(jìn)樣裝置，要么只能 測(cè)單一狀態(tài)的樣品，如氣體或固體。這些都限制了 IMS的應(yīng)用。提供能同時(shí)針 對(duì)液體和固體的多功能進(jìn)樣裝置可以提高離子遷移率譜儀的使用性，大大拓展 IMS的應(yīng)用范圍。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種可用于離子遷移率譜儀的多功能進(jìn)樣裝 置，適用于氣體、液體、固體等不同狀態(tài)的應(yīng)用對(duì)象。 為達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型的解決方案是
可用于離子遷移率譜儀的多功能進(jìn)樣裝置，包括加熱裝置、位置控制裝置、進(jìn)樣及載氣供給裝置，該加熱裝置與進(jìn)樣及載氣供給裝置相對(duì)設(shè)置，該位置控
制裝置與該加熱裝置相連接。
進(jìn)一步，該加熱裝置包括相互配合連接的加熱器、溫度傳感器和控制系統(tǒng)。 所述的位置控制裝置包括步進(jìn)電機(jī)，以及控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)以使加熱裝置
和進(jìn)樣及載氣供給裝置進(jìn)行吸合和分離的限位開(kāi)關(guān)。
該步進(jìn)電機(jī)通過(guò)電機(jī)固定架固定，限位開(kāi)關(guān)設(shè)置于電機(jī)固定架上。 該加熱器包括固定圈、固定彈簧、加熱片和導(dǎo)熱圈，加熱片由步進(jìn)電機(jī)的
軸抵設(shè)在固定柱上，再由加熱片固定彈簧進(jìn)行固定，導(dǎo)熱圈固定于固定柱上與
加熱片連接，與載氣供給裝置相對(duì)；加熱和溫度控制裝置與加熱片相連。
該進(jìn)樣及載氣供給裝置包括液體樣品進(jìn)樣隔墊、氣體樣品進(jìn)樣導(dǎo)管、氣
泵、載氣緩沖裝置、凈化裝置；該進(jìn)樣及載氣供給裝置的殼體上設(shè)置有液體進(jìn)
樣孔，液體進(jìn)樣隔墊設(shè)置于該液體進(jìn)樣孔中；該進(jìn)樣及載氣供給裝置的殼體上
還設(shè)置有氣體樣品進(jìn)樣導(dǎo)管孔，氣體樣品進(jìn)樣導(dǎo)管設(shè)置于該氣體進(jìn)樣孔中，氣
體樣品進(jìn)樣導(dǎo)管連接有氣泵；載氣供給裝置的殼體上還設(shè)置有進(jìn)樣載氣導(dǎo)管孔， 進(jìn)樣載氣導(dǎo)管設(shè)置于進(jìn)樣載氣導(dǎo)管孔中，進(jìn)樣載氣導(dǎo)管中設(shè)置有空氣流凈化管。
該載氣緩沖裝置是雙層空腔結(jié)構(gòu)，以該進(jìn)樣及載氣供給裝置的殼體為外層， 以設(shè)置于該進(jìn)樣及載氣供給裝置的殼體內(nèi)的樣品入口為內(nèi)層，該樣品入口的前 端為喇叭狀的載氣緩沖圈。
該雙層空腔結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度為3. 5-4. 5cm;外層為圓柱形，外徑為5. 5-6. 0cm;內(nèi) 層形狀為圓柱狀，圓柱狀外徑為1. 5-2.0cm，內(nèi)徑為1.0-1.4cm;該喇叭狀開(kāi)口 的角度為30。 -40° ，喇叭狀開(kāi)口的中部直徑為6-8cm。
由于采用了以上技術(shù)方案，本實(shí)用新型具有以下有益效果集固體、液體、 氣體樣品進(jìn)樣裝置于一身，對(duì)氣體、液體、固體等不同狀態(tài)的應(yīng)用對(duì)象，可以 直接通過(guò)本進(jìn)樣裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)樣品的進(jìn)樣，不需要拆卸以及安裝不同的進(jìn)樣 模塊，從而節(jié)省測(cè)定時(shí)間，大大的擴(kuò)寬了離子遷移率譜儀的應(yīng)用范圍。
圖1為本實(shí)用新型一種實(shí)施例的進(jìn)樣裝置在分離狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為圖1所示實(shí)施例的進(jìn)樣裝置在吸合狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3為圖1所示實(shí)施例的載氣供給裝置中雙層腔體的結(jié)構(gòu)示意圖
圖中1、步進(jìn)電機(jī)；2、電機(jī)固定架；3、限位開(kāi)關(guān)；4、加熱片固定彈簧; 5、黃銅導(dǎo)熱圈；6、加熱片；7、固定柱；8、液體進(jìn)樣隔墊；9、進(jìn)樣載氣導(dǎo)管; 10、樣品入口； 11、載氣緩沖圈；12、氣體樣品進(jìn)樣導(dǎo)管；13、氣泵；14、加 熱和溫度控制裝置；15、空氣流凈化管。

A、雙層腔體的長(zhǎng)度；B、雙層腔體內(nèi)層圓柱體長(zhǎng)度；C、雙層腔體內(nèi)層圓柱 體外徑；D、雙層腔體內(nèi)層圓柱體內(nèi)徑；E、雙層腔體外層圓柱體外徑；F、雙層 腔體外層圓柱體內(nèi)徑；G、雙層腔體內(nèi)層載氣緩沖圈的喇叭狀開(kāi)口的角度；H、 喇叭狀開(kāi)口的中部直徑。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖給出的本實(shí)用新型較佳實(shí)施例，詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù) 方案。
如圖1所示， 一種離子遷移率譜儀使用的多功能進(jìn)樣裝置，它是由加熱裝 置、位置控制裝置、進(jìn)樣及載氣供給裝置三部分組成，其中加熱裝置包括加熱 器、溫度傳感器和控制系統(tǒng)，位置控制裝置包括歩進(jìn)電機(jī)和限位開(kāi)關(guān)，進(jìn)樣及 載氣供給裝置包括液體樣品進(jìn)樣隔墊、氣體樣品進(jìn)樣導(dǎo)管、氣泵、載氣緩沖裝 置和凈化裝置。位置控制裝置，其步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)由限位開(kāi)關(guān)控制，用于使加 熱裝置和進(jìn)樣和載氣供給裝置進(jìn)行吸合和分離。
步進(jìn)電機(jī)1通過(guò)電機(jī)固定架2固定于裝置上，電機(jī)固定架2上還設(shè)置有限 位開(kāi)關(guān)3，加熱片6由步進(jìn)電機(jī)1的軸抵設(shè)在固定柱7上，再由加熱片固定彈簧 4進(jìn)行固定，黃銅導(dǎo)熱圈5固定于固定柱7上與加熱片6連接，與載氣供給裝置 相對(duì)；加熱和溫度控制裝置14與加熱片6相連；
載氣供給裝置的殼體上設(shè)置有液體進(jìn)樣孔，液體進(jìn)樣隔墊8設(shè)置于該液體 進(jìn)樣孔中；載氣供給裝置的殼體上還設(shè)置有氣體樣品進(jìn)樣導(dǎo)管孔，氣體樣品進(jìn) 樣導(dǎo)管12設(shè)置于該氣體進(jìn)樣孔中，氣體樣品進(jìn)樣導(dǎo)管12連接有氣泵13;
載氣供給裝置的殼體上還設(shè)置有進(jìn)樣載氣導(dǎo)管孔，進(jìn)樣載氣導(dǎo)管9設(shè)置于 進(jìn)樣載氣導(dǎo)管孔中，進(jìn)樣載氣導(dǎo)管9中設(shè)置有空氣流凈化管15;
位置控制裝置通過(guò)步進(jìn)電機(jī)1的前后運(yùn)動(dòng)和限位開(kāi)關(guān)8的控制，實(shí)現(xiàn)加熱 裝置和進(jìn)樣及載氣提供裝置的密封和分離。
加熱裝置的加熱通過(guò)加熱片6和溫控裝置14實(shí)現(xiàn)，加熱片6將熱量傳遞給 黃銅導(dǎo)熱片。提供解析熱量。
載氣供給裝置中的雙層腔體，長(zhǎng)度A為3. 5-4. 5cm。外層為圓柱形，外徑E 為5. 5-6. 0cm。內(nèi)層形狀按圖1中看后部為圓柱狀，圓柱狀外徑C為1. 5-2. Ocm， 內(nèi)徑D為1.0-1.4cm;前部分為喇叭狀的載氣緩沖圈11，喇叭狀開(kāi)口的角度G 為30° -40° ，喇叭狀開(kāi)口的中部直徑H為6-8cm。作為載氣的空氣經(jīng)過(guò)凈化管 15和載氣導(dǎo)管9進(jìn)入雙層腔體(見(jiàn)圖2)的外腔體，向前端吹掃。由于雙層腔體 可以緩沖載氣氣流，故載氣氣流可以均勻地從四周吹入，將樣品通過(guò)內(nèi)層圓柱 腔體帶入儀器。固體樣品測(cè)試時(shí)，將擦拭過(guò)的樣品紙放于加熱裝置和載氣供給裝置之間， 使樣品紙貼于加熱器的黃銅導(dǎo)熱圈6上。然后通過(guò)步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)使加熱裝置 和進(jìn)樣及載氣供給裝置密封。由于加熱器溫度很高，可使置于中間的樣品迅速 汽化。汽化的樣品被載氣供給裝置中的載氣氣流帶入到儀器中。
液體樣品測(cè)試時(shí)，首先通過(guò)位動(dòng)裝置使黃銅圈5和進(jìn)樣載氣供給裝置密封，
然后給加熱片6加熱。液體樣品經(jīng)過(guò)液體進(jìn)樣口 8由注射器注入進(jìn)樣和載氣提
供裝置，被加熱氣化后由進(jìn)樣載氣帶入到儀器內(nèi)部。
氣體樣品進(jìn)樣時(shí)，首先通過(guò)位動(dòng)裝置使黃銅圈5和進(jìn)樣載氣供給裝置密封， 通過(guò)進(jìn)樣氣泵13將樣品直接吸入到密封的裝置內(nèi)進(jìn)行測(cè)定。
上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和使用 本實(shí)用新型。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修 改，并把在此說(shuō)明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性的勞動(dòng)。 因此，本實(shí)用新型不限于上述實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型的揭示， 對(duì)于本實(shí)用新型做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、可用于離子遷移率譜儀的多功能進(jìn)樣裝置，其特征在于包括加熱裝置、位置控制裝置、進(jìn)樣及載氣供給裝置，該加熱裝置與進(jìn)樣及載氣供給裝置相對(duì)設(shè)置，該位置控制裝置與該加熱裝置相連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可用于離子遷移率譜儀的多功能進(jìn)樣裝置，其特 征在于該加熱裝置包括相互配合連接的加熱器、溫度傳感器和控制系統(tǒng)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可用于離子遷移率譜儀的多功能進(jìn)樣裝置，其特 征在于所述的位置控制裝置包括步進(jìn)電機(jī)，以及控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)以使加熱裝 置和進(jìn)樣及載氣供給裝置進(jìn)行吸合和分離的限位開(kāi)關(guān)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的可用于離子遷移率譜儀的多功能進(jìn)樣裝置，其特 征在于該步進(jìn)電機(jī)通過(guò)電機(jī)固定架固定，限位開(kāi)關(guān)設(shè)置于電機(jī)固定架上。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的可用于離子遷移率譜儀的多功能進(jìn)樣裝置，其特 征在于該加熱器包括固定圈、固定彈簧、加熱片和導(dǎo)熱圈，加熱片由步進(jìn)電機(jī) 的 軸抵在固定柱上，再由加熱片固定彈簧進(jìn)行固定，導(dǎo)熱圈固定于固定柱上與加 熱片連接，與載氣供給裝置相對(duì)；加熱和溫度控制裝置與加熱片相連。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可用于離子遷移率譜儀的多功能進(jìn)樣裝置，其特 征在于該進(jìn)樣及載氣供給裝置包括液體樣品進(jìn)樣隔墊、氣體樣品進(jìn)樣導(dǎo)管、 氣泵、載氣緩沖裝置、凈化裝置；該進(jìn)樣及載氣供給裝置的殼體上設(shè)置有液體進(jìn) 樣孔，液體進(jìn)樣隔墊設(shè)置于該液體進(jìn)樣孔中；該進(jìn)樣及載氣供給裝置的殼體上還 設(shè)置有氣體樣品進(jìn)樣導(dǎo)管孔，氣體樣品迸樣導(dǎo)管設(shè)置于該氣體進(jìn)樣孔中，氣體樣 品進(jìn)樣導(dǎo)管連接有氣泵；載氣供給裝置的殼體上還設(shè)置有進(jìn)樣載氣導(dǎo)管孔，進(jìn)樣 載氣導(dǎo)管設(shè)置于進(jìn)樣載氣導(dǎo)管孔中，迸樣載氣導(dǎo)管中設(shè)置有空氣流凈化管。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的可用于離子遷移率譜儀的多功能進(jìn)樣裝置，其特 征在于該載氣緩沖裝置是雙層空腔結(jié)構(gòu)，以該進(jìn)樣及載氣供給裝置的殼體為外 層，以設(shè)置于該進(jìn)樣及載氣供給裝置的殼體內(nèi)的樣品入口為內(nèi)層，該樣品入口的 前端為喇叭狀的載氣緩沖圈。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的可用于離子遷移率譜儀的多功能進(jìn)樣裝置，其特 征在于該雙層空腔結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度為3. 5-4. 5cm;外層為圓柱形，外徑為5. 5-6. 0cm; 內(nèi)層形狀為圓柱狀，圓柱狀外徑為1. 5-2. 0cm，內(nèi)徑為1. 0-1. 4cni;該喇叭狀開(kāi)口 的角度為30。 -40° ，喇叭狀開(kāi)口的中部直徑為6-8cm。
專利摘要可用于離子遷移率譜儀的多功能進(jìn)樣裝置，包括加熱裝置、位置控制裝置、進(jìn)樣及載氣供給裝置，該加熱裝置與進(jìn)樣及載氣供給裝置相對(duì)設(shè)置，該位置控制裝置與該加熱裝置相連接。該加熱裝置包括相互配合連接的加熱器、溫度傳感器和控制系統(tǒng)。所述的位置控制裝置包括步進(jìn)電機(jī)，以及控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)以使加熱裝置和進(jìn)樣及載氣供給裝置進(jìn)行吸合和分離的限位開(kāi)關(guān)。本實(shí)用新型集固體、液體、氣體樣品進(jìn)樣裝置于一身，對(duì)氣體、液體、固體等不同狀態(tài)的應(yīng)用對(duì)象，可以直接通過(guò)本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)樣品的進(jìn)樣，不需要拆卸以及安裝不同的進(jìn)樣模塊，從而節(jié)省測(cè)定時(shí)間，大大的擴(kuò)寬了離子遷移率譜儀的應(yīng)用范圍。
文檔編號(hào)G01N27/64GK201130166SQ200720073480
公開(kāi)日2008年10月8日 申請(qǐng)日期2007年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月10日
發(fā)明者張延會(huì), 趙文淵, 郁禮忠 申請(qǐng)人:上海新漫傳感技術(shù)研究發(fā)展有限公司