專利名稱：蒸氣流量控制裝置及含該裝置的便攜式離子遷移譜探測(cè)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種蒸氣流量控制裝置，特別是涉及一種便攜式離子遷移譜探測(cè)儀校準(zhǔn)物的蒸氣流量控制裝置。
背景技術(shù)：
基于離子遷移譜技術(shù)的便攜式探測(cè)儀，由于具有靈敏度高，即能夠達(dá)到納克甚至更小，以及響應(yīng)速度快的優(yōu)點(diǎn)，是用于現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)毒品、炸藥、毒氣的有效手段，在反恐、禁毒、 軍事等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用價(jià)值。在西方發(fā)達(dá)國(guó)家，基于該技術(shù)的探測(cè)儀器于20世紀(jì)90 年代就已經(jīng)研究成型并推廣應(yīng)用，然而，相關(guān)研究及應(yīng)用在我國(guó)目前還尚未成熟。便攜式離子遷移譜探測(cè)儀在實(shí)際探測(cè)時(shí)，為避免大氣壓、溫度和濕度等因素對(duì)探測(cè)結(jié)果的影響，氣路中要引入校準(zhǔn)物做參考，并且要求校準(zhǔn)物在儀器使用過(guò)程中始終保持適合的校準(zhǔn)物揮發(fā)濃度。若揮發(fā)濃度過(guò)大，則不僅影響信號(hào)峰的觀測(cè)，而且會(huì)使校準(zhǔn)物消耗過(guò)快，影響其使用壽命；若揮發(fā)濃度過(guò)小，則會(huì)導(dǎo)致相鄰校準(zhǔn)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，甚至出現(xiàn)校準(zhǔn)物峰暫時(shí)消失的現(xiàn)象，致使探測(cè)儀不能正常工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法較好實(shí)現(xiàn)揮發(fā)性物質(zhì)蒸氣濃度恒定適中的缺陷，提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)樣品蒸氣濃度恒定適中的蒸氣流量控制裝置及含有該裝置的便攜式離子遷移譜探測(cè)儀。本發(fā)明是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)解決上述技術(shù)問(wèn)題的一種蒸氣流量控制裝置，其特點(diǎn)在于，其包括一倉(cāng)盒，該倉(cāng)盒一側(cè)的下部設(shè)有一進(jìn)氣孔道，該倉(cāng)盒另一側(cè)的上部設(shè)有一出氣孔道；一用于放置揮發(fā)性樣品的樣品瓶，置于該倉(cāng)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(shè)于該瓶蓋面內(nèi)側(cè)并覆蓋該鏤空部分。其中，其還包括一具有透氣性的隔離物，置于該樣品瓶?jī)?nèi)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(cāng)盒的材料為不與該樣品瓶?jī)?nèi)的樣品發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的輕質(zhì)惰性材料。其中，該倉(cāng)盒的材料為鋁。本發(fā)明的另一技術(shù)方案為一種便攜式離子遷移譜探測(cè)儀，其特點(diǎn)在于，其包括上述的蒸氣流量控制裝置，其中該樣品瓶中的樣品為校準(zhǔn)物。本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于該裝置在保證校準(zhǔn)時(shí)間較短的前提下，能為離子遷移譜探測(cè)儀提供流量穩(wěn)定的校準(zhǔn)物蒸氣，并延長(zhǎng)了校準(zhǔn)物的使用壽命。載氣中的校準(zhǔn)物蒸氣濃度恒定適中，即表現(xiàn)為校準(zhǔn)物的譜峰強(qiáng)度恒定適中，相鄰兩次探測(cè)的校準(zhǔn)時(shí)間控制在5 秒以內(nèi)，而且通過(guò)改變半透膜的理化性質(zhì)，校準(zhǔn)物峰的強(qiáng)度可以隨意調(diào)整。


圖1為本發(fā)明的蒸氣流量控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為關(guān)于本發(fā)明的便攜式離子遷移譜探測(cè)儀的校準(zhǔn)物峰的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明較佳實(shí)施例，以詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。如圖1所示，一種適用于便攜式離子遷移譜探測(cè)儀校準(zhǔn)物的蒸氣流量控制裝置， 該裝置包括一倉(cāng)盒2，其中該倉(cāng)盒為鋁質(zhì)材料或者其它不與裝置內(nèi)的樣品發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的輕質(zhì)惰性材料；一進(jìn)氣孔道4，設(shè)于該倉(cāng)盒一側(cè)的下部，以及一出氣孔道5，設(shè)于該倉(cāng)盒另一側(cè)的上部；一置于該倉(cāng)盒2中的樣品瓶3，用于放置揮發(fā)性樣品，例如一揮發(fā)性有機(jī)物，其中在該實(shí)施例中樣品即為便攜式離子遷移譜探測(cè)儀所使用的校準(zhǔn)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(shè)于該瓶蓋6的瓶蓋面內(nèi)側(cè)，并覆蓋該鏤空部分9 ；一具有透氣性的隔離物，置于校準(zhǔn)物8和半透膜1之間，用于隔離校準(zhǔn)物和半透膜，在該實(shí)施例中，該隔離物為松軟的脫脂棉7。具體地，在一實(shí)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(shè)置為與樣品瓶3 瓶口的直徑相匹配，即作為瓶蓋6的內(nèi)墊。固體校準(zhǔn)物8存放于樣品瓶3中，然后旋緊瓶蓋 6將樣品瓶3置入倉(cāng)盒2中，這時(shí)瓶體距離倉(cāng)盒頂部的高度為5. 0mm。由于瓶蓋面的鏤空部分9被半透膜1所覆蓋，即樣品瓶3內(nèi)的校準(zhǔn)物8與倉(cāng)盒2內(nèi)的環(huán)境之間由半透膜1所隔離，樣品瓶3內(nèi)便形成一相對(duì)獨(dú)立的封閉環(huán)境。瓶?jī)?nèi)校準(zhǔn)物8緩慢揮發(fā)形成一定的蒸氣壓， 當(dāng)該蒸氣壓大于樣品瓶外的氣壓時(shí)，由于半透膜1兩側(cè)存在壓力差，校準(zhǔn)物8的蒸氣就會(huì)通過(guò)半透膜層擴(kuò)散到瓶外，進(jìn)入倉(cāng)盒2內(nèi)，并在倉(cāng)盒剩余空間內(nèi)形成一定的校準(zhǔn)物蒸氣壓。當(dāng)有恒速流動(dòng)的載氣通過(guò)進(jìn)氣孔道4進(jìn)入金屬倉(cāng)盒2內(nèi)后，倉(cāng)盒2內(nèi)的校準(zhǔn)物蒸氣即被擾動(dòng)帶出，被帶出的校準(zhǔn)物蒸氣與流動(dòng)載氣形成的混合氣體從倉(cāng)盒2上部的出氣孔道5流出，進(jìn)一步進(jìn)入探測(cè)儀的氣路之中。而樣品瓶3內(nèi)的脫脂棉7則用于隔離校準(zhǔn)物8和半透膜1，以防止由于儀器的晃動(dòng)傾斜導(dǎo)致校準(zhǔn)物8對(duì)半透膜1的污染、甚至導(dǎo)致固體校準(zhǔn)物顆粒堵塞半透膜的孔隙。在便攜式離子遷移譜探測(cè)儀中，校準(zhǔn)物為一特定的揮發(fā)性有機(jī)化合物。影響校準(zhǔn)物揮發(fā)速度的因素有(1)其自身的理化性質(zhì)，即特定溫度下的對(duì)應(yīng)特定飽和蒸氣壓；(2) 半透膜的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)；C3)載氣流速。當(dāng)溫度和載氣流速不變時(shí)，給定校準(zhǔn)物的揮發(fā)速度則僅與半透膜的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)有關(guān)。校準(zhǔn)物的蒸氣流量恒定適中，便在不影響信號(hào)峰觀測(cè)的前提下保證了較短的儀器校準(zhǔn)時(shí)間，使得儀器的使用效率得以提高。而且，通過(guò)改變半透膜的理化性質(zhì)，例如化學(xué)組分、膜孔徑或膜厚尺寸等等，校準(zhǔn)物峰的強(qiáng)度還可以根據(jù)需要隨意調(diào)整。另外，本發(fā)明的蒸氣流量控制裝置由于采用了半透膜的設(shè)計(jì)，還可以有效延長(zhǎng)校準(zhǔn)物的使用壽命。具體地，當(dāng)一離子遷移譜爆炸物探測(cè)儀的工作參數(shù)恒定時(shí)，例如保持載氣流速為 200mL/min，且校準(zhǔn)物溫度< 35°C時(shí)，向該探測(cè)儀的樣品瓶中放入校準(zhǔn)物，此時(shí)關(guān)于校準(zhǔn)物峰的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示，其中，圖2中最上面一條曲線表示的是沒(méi)有設(shè)置本發(fā)明中的半透膜時(shí)，即樣品瓶直接敞口放置時(shí)測(cè)得的校準(zhǔn)物出峰情況，中間一條曲線表示的是按照本發(fā)明的上述蒸汽流量控制裝置正常設(shè)置了半透膜時(shí)的校準(zhǔn)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(jìn)行密封后的校準(zhǔn)物出峰情況。由圖中可以明確地看出，在按照本發(fā)明的上述蒸汽流量控制裝置正常設(shè)置了半透膜之后，校準(zhǔn)物的揮發(fā)濃度得以降低，并且在將該探測(cè)儀連續(xù)運(yùn)行48小時(shí)后測(cè)量發(fā)現(xiàn)，校準(zhǔn)物峰的強(qiáng)度能夠一直保持穩(wěn)定，且該校準(zhǔn)物48小時(shí)的質(zhì)量消耗甚至< lmg，由此便可以使得校準(zhǔn)物的使用壽命延長(zhǎng)至少4倍。綜上所述，該蒸氣流量控制裝置在探測(cè)儀所能承受的溫度和壓力范圍內(nèi)均能正常工作。使用該套裝置后，校準(zhǔn)物在儀器使用過(guò)程中，始終保持合適的揮發(fā)濃度，校準(zhǔn)物蒸氣流量恒定適中，在不影響信號(hào)峰觀測(cè)的前提下保證了較短的儀器校準(zhǔn)時(shí)間，儀器的使用效率得以提高，并有效延長(zhǎng)了校準(zhǔn)物的使用壽命。另外，通過(guò)改變半透膜的膜孔徑，校準(zhǔn)物峰的強(qiáng)度還可以隨意調(diào)整。雖然以上描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是舉例說(shuō)明，在不背離本發(fā)明的原理和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對(duì)這些實(shí)施方式做出多種變更或修改。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍由所附權(quán)利要求書(shū)限定。
權(quán)利要求
1.一種蒸氣流量控制裝置，其特征在于，其包括一倉(cāng)盒，該倉(cāng)盒一側(cè)的下部設(shè)有一進(jìn)氣孔道，該倉(cāng)盒另一側(cè)的上部設(shè)有一出氣孔道； 一用于放置揮發(fā)性樣品的樣品瓶，置于該倉(cāng)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(shè)于該瓶蓋面內(nèi)側(cè)并覆蓋該鏤空部分。
2.如權(quán)利要求1所述的蒸氣流量控制裝置，其特征在于，其還包括一具有透氣性的隔離物，置于該樣品瓶?jī)?nèi)的樣品和半透膜之間。
3.如權(quán)利要求1所述的蒸氣流量控制裝置，其特征在于，該鏤空部分為一圓孔。
4.如權(quán)利要求1所述的蒸氣流量控制裝置，其特征在于，該隔離物為脫脂棉。
5.如權(quán)利要求1所述的蒸氣流量控制裝置，其特征在于，該半透膜的尺寸與該樣品瓶的瓶口匹配。
6.如權(quán)利要求1所述的蒸氣流量控制裝置，其特征在于，該樣品瓶的材料為玻璃。
7.如權(quán)利要求1所述的蒸氣流量控制裝置，其特征在于，該倉(cāng)盒的材料為不與該樣品瓶?jī)?nèi)的樣品發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的輕質(zhì)惰性材料。
8.如權(quán)利要求7所述的蒸氣流量控制裝置，其特征在于，該倉(cāng)盒的材料為鋁。
9.一種便攜式離子遷移譜探測(cè)儀，其特征在于，其包括如權(quán)利要求1-8中任意一項(xiàng)所述的蒸氣流量控制裝置，其中該樣品瓶中的樣品為校準(zhǔn)物。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種蒸氣流量控制裝置，其包括一倉(cāng)盒，該倉(cāng)盒一側(cè)的下部設(shè)有一進(jìn)氣孔道，該倉(cāng)盒另一側(cè)的上部設(shè)有一出氣孔道；一用于放置揮發(fā)性樣品的樣品瓶，置于該倉(cāng)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(shè)于該瓶蓋面內(nèi)側(cè)并覆蓋該鏤空部分。本發(fā)明還公開(kāi)了一種含有該裝置的便攜式離子遷移譜探測(cè)儀。本發(fā)明使得校準(zhǔn)物蒸氣流量恒定適中，在不影響信號(hào)峰觀測(cè)的前提下保證了較短的儀器校準(zhǔn)時(shí)間，儀器的使用效率得以提高，并有效延長(zhǎng)了校準(zhǔn)物的使用壽命。另外，通過(guò)改變半透膜的理化性質(zhì)，校準(zhǔn)物峰的強(qiáng)度還可以隨意調(diào)整。
文檔編號(hào)G01N27/64GK102339074SQ20101022835
公開(kāi)日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2010年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月16日
發(fā)明者吳炬, 成云飛, 朱學(xué)梅, 疏天民, 謝?？?申請(qǐng)人:公安部第三研究所