本實(shí)用新型涉及有毒有害氣體的檢測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種離子遷移譜儀。
背景技術(shù)：
離子遷移譜儀是使用空氣泵對(duì)環(huán)境進(jìn)行采樣的檢測(cè)設(shè)備，樣品空氣中的毒劑被電離成離子并穿過(guò)弱電場(chǎng)到達(dá)檢測(cè)器，物質(zhì)遷移這段距離的時(shí)間與被電離的毒劑物質(zhì)的質(zhì)量成比例并作為一種識(shí)別的手段使用，分析時(shí)間從1秒之內(nèi)到幾分鐘。離子遷移譜儀需要用蒸汽或氣態(tài)樣品分析，自動(dòng)進(jìn)樣。由于其具有極高的靈敏度和響應(yīng)速度，離子遷移譜儀主要應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室、地鐵、機(jī)場(chǎng)、火車(chē)站、醫(yī)療中心等人群比較集中的卻與的安防、在線(xiàn)監(jiān)測(cè)和報(bào)警。
離子迀移譜儀通常由離子化源、反應(yīng)腔、離子門(mén)、漂移管和檢測(cè)器組成。常用的離子化源為放射源(主要為Ni-63)。由于此類(lèi)放射源的能量極高，幾乎所有的物質(zhì)都可以被電離，即非選擇性電離，因此存在嚴(yán)重的干擾，大大增加了誤報(bào)率，同時(shí)目前常用的離子迀移譜儀均存在檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)，靈敏度低、無(wú)過(guò)負(fù)載保護(hù)等缺點(diǎn)；離子迀移譜儀的樣品空氣均需過(guò)濾其中水分等雜質(zhì)，以保證檢測(cè)精度，目前常采用半透膜進(jìn)行過(guò)濾，但半透膜易于脫落。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提出了一種離子遷移譜儀，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行平穩(wěn)，誤報(bào)率低，檢測(cè)時(shí)間短，靈敏度高，能實(shí)現(xiàn)過(guò)負(fù)載保護(hù)，能有效防止半透膜的脫落，保證樣品空氣的過(guò)濾效果。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：
一種離子遷移譜儀，包括進(jìn)氣段、檢測(cè)段、出氣段和控制器，所述進(jìn)氣段包括依次連接的進(jìn)氣口、螺旋管和進(jìn)氣緩沖區(qū)；所述檢測(cè)段與進(jìn)氣緩沖區(qū)連通，所述檢測(cè)段包括依次連接的半透膜、漂移管和檢測(cè)器，所述漂移管靠近所述檢測(cè)器的一側(cè)設(shè)置漂移氣出口，所述漂移管靠近所述半透膜的一側(cè)設(shè)置漂移氣返回口，在所述漂移氣出口和漂移氣返回口之間設(shè)置依次連接的漂移氣泵、干燥過(guò)濾器和摻雜劑瓶；所述出氣段的入口設(shè)置于所述檢測(cè)段的離化區(qū)，所述出氣段包括反沖模塊以及依次連接的電磁閥一、計(jì)量泵和出氣口。
優(yōu)選的，所述反沖模塊包括依次連接的反沖氣入口、電磁閥二、反沖氣泵、反沖過(guò)濾器和針閥，所述針閥的出口管段并入所述電磁閥一的入口管段。
優(yōu)選的，所述螺旋管靠近所述進(jìn)氣緩沖區(qū)設(shè)置，兩者之間的直線(xiàn)距離小于30mm，更優(yōu)選15～20mm。
優(yōu)選的，所述半透膜為硅橡膠或玻璃纖維膜。
優(yōu)選的，所述半透膜的周邊采用金屬片固定。
優(yōu)選的，所述摻雜劑瓶容納氨水溶液。
優(yōu)選的，所述反沖過(guò)濾器中設(shè)置浸漬于銅和鋅的鹽中的活性炭。
優(yōu)選的，所述離子遷移譜儀的檢測(cè)范圍為ppb到ppm。
優(yōu)選的，所述離子遷移譜儀的離子化源為放射性核素Ni-63。
優(yōu)選的，所述離子化源具有保護(hù)型覆蓋層。
優(yōu)選的，所述控制器連接相應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)，包括溫度信號(hào)、壓力信號(hào)、流量信號(hào)、檢測(cè)器信號(hào)等，并對(duì)相應(yīng)信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)各參數(shù)的功能，并將檢測(cè)器信號(hào)輸出以進(jìn)行有害氣體類(lèi)型、流量、濃度的換算等。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果：
通過(guò)摻雜技術(shù)實(shí)現(xiàn)干擾抑制(氨水溶液)，其原理是通過(guò)在被檢測(cè)空氣中混合NH3，有毒氣體在離子遷移過(guò)程中親和力比NH3高，非毒性氣體在離子遷移過(guò)程中親和力比NH3低，本實(shí)用新型采用的離子遷移譜儀通過(guò)和NH3親和力的比較排除非毒性氣體，從而保證低誤報(bào)率，使誤判率降低至3％以下；
在半透膜進(jìn)口的進(jìn)氣緩沖區(qū)設(shè)置螺旋管可一定程度上減小樣品空氣流對(duì)漂移管內(nèi)部的氣體平衡的影響，避免樣品空氣流直接以垂直方向碰撞半透膜，同時(shí)在半透膜周邊采用金屬片固定，進(jìn)一步保證半透膜的穩(wěn)固性，提高過(guò)濾效果；
采用半透膜濾除進(jìn)口空氣中的煙霧、無(wú)機(jī)分子和水分子等雜質(zhì)，保證透過(guò)膜的有毒氣體的百分比，通過(guò)半透膜后樣品空氣的相對(duì)濕度得到顯著降低，同時(shí)有害氣體相對(duì)濃度得到提高，同時(shí)將出口漂移氣抽出通過(guò)干燥過(guò)濾器進(jìn)一步去除樣品空氣中的水分，將漂移管內(nèi)部水分保持在100～500ppm，這增加了譜儀的響應(yīng)靈敏度，并縮短檢測(cè)時(shí)間；
設(shè)置了反沖模塊，如果檢測(cè)到的物質(zhì)的濃度超過(guò)預(yù)定閾值，則關(guān)閉進(jìn)氣段，自動(dòng)切換為反沖模式，空氣從反沖氣口吸入并通過(guò)反沖過(guò)濾器，經(jīng)過(guò)過(guò)濾凈化的空氣被引入到設(shè)備中，從進(jìn)氣口排出，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的過(guò)載保護(hù)，同時(shí)傳感器單元的污染會(huì)被清除，以實(shí)現(xiàn)傳感器的保護(hù)，減少傳感器的更換頻率；
所述反沖模塊和儀器的出氣段進(jìn)行分開(kāi)單獨(dú)設(shè)置，與共用空氣泵的技術(shù)方案相比，其可縮短計(jì)量泵和反沖氣泵的連續(xù)運(yùn)行時(shí)間，延長(zhǎng)儀器的壽命，減少更換成本。
附圖說(shuō)明
圖1是本實(shí)用新型所述的離子遷移譜儀的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中的附圖標(biāo)記為：
1、進(jìn)氣段；2、檢測(cè)段；3、出氣段；4、控制器；11、進(jìn)氣口；12、螺旋管；13、進(jìn)氣緩沖區(qū)；21、半透膜；22、漂移管；23、檢測(cè)器；24、漂移氣出口；25、漂移氣返回口；26、漂移氣泵；27、干燥過(guò)濾器；28、摻雜劑瓶；31、電磁閥一；32、計(jì)量泵；33、出氣口；34、反沖氣入口；35、電磁閥二；36、反沖氣泵；37、反沖過(guò)濾器；38、針閥。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而不能以此來(lái)限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
圖1為本實(shí)用新型所述的離子遷移譜的結(jié)構(gòu)示意圖，所述離子遷移譜儀包括進(jìn)氣段1、檢測(cè)段2、出氣段3和控制器4，所述進(jìn)氣段1包括依次連接的進(jìn)氣口11、螺旋管12和進(jìn)氣緩沖區(qū)13；所述檢測(cè)段2與進(jìn)氣緩沖區(qū)13連通，所述檢測(cè)段2包括依次連接的半透膜21、漂移管22和檢測(cè)器23，所述漂移管22靠近所述檢測(cè)器23的一側(cè)設(shè)置漂移氣出口24，所述漂移管22靠近所述半透膜21的一側(cè)設(shè)置漂移氣返回口25，在所述漂移氣出口24和漂移氣返回口25之間設(shè)置依次連接的漂移氣泵26、干燥過(guò)濾器27和摻雜劑瓶28；所述出氣段3的入口設(shè)置于所述檢測(cè)段2的離化區(qū)，所述出氣段3包括反沖模塊以及依次連接的電磁閥一31、計(jì)量泵32和出氣口33；所述螺旋管12靠近所述進(jìn)氣緩沖區(qū)13設(shè)置，兩者之間的直線(xiàn)距離小于30mm，優(yōu)選15～20mm。
所述進(jìn)氣段1與出氣段3之間流動(dòng)的有毒分子通過(guò)半透膜21進(jìn)入檢測(cè)區(qū)域，所述螺旋管12保證樣品空氣以一定角度斜射進(jìn)入進(jìn)氣緩沖區(qū)13，避免其垂直碰撞半透膜，以防止半透明的脫落；所述進(jìn)氣緩沖區(qū)13為有害氣體通過(guò)半透膜21進(jìn)入漂移管增加了停留時(shí)間，以保證更多的有害氣體進(jìn)入漂移管，提高檢測(cè)效率。所述漂移氣泵26將漂移氣進(jìn)行過(guò)濾干燥后重新送至漂移管22的離化區(qū)，進(jìn)一步降低漂移管中的水分含量，保證檢測(cè)精度。
如圖1所示，在一較佳實(shí)施例中，所述反沖模塊包括依次連接的反沖氣入口34、電磁閥二35、反沖氣泵36、反沖過(guò)濾器37和針閥38，所述針閥38的出口管段并入所述電磁閥一31的入口管段，所述離子遷移譜儀的檢測(cè)范圍為ppb到ppm。
正常檢測(cè)時(shí)，所述針閥38為關(guān)閉狀態(tài)，樣品空氣的流動(dòng)方向如箭頭所示，其依次流經(jīng)電磁閥一31、計(jì)量泵32和出氣口33，排出離子遷移譜儀至外界環(huán)境中，即在正常檢測(cè)時(shí)，反沖過(guò)濾器36并未處于工作狀態(tài)。
當(dāng)檢測(cè)到的物質(zhì)的濃度超過(guò)預(yù)定閾值，關(guān)閉計(jì)量泵32和電磁閥一31，開(kāi)啟反沖氣泵36和針閥38，自動(dòng)切換為反沖模式，反沖空氣的流動(dòng)方向如箭頭所示，其依次流經(jīng)反沖氣入口34、電磁閥二35、反沖氣泵36、反沖過(guò)濾器37、針閥38，反沖空氣經(jīng)過(guò)浸漬于銅和鋅的鹽中的活性炭的反沖過(guò)濾器37進(jìn)行過(guò)濾凈化，從而清除進(jìn)入離子遷移譜儀的有害氣體，并通過(guò)進(jìn)氣口11排至外界環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的過(guò)載保護(hù)和傳感器的保護(hù)，減少傳感器的更換頻率。
所述控制器4與檢測(cè)器23、計(jì)量泵33、漂移氣泵26、反沖氣泵36、電磁閥一31、電磁閥二35、溫度傳感器(未示出)、壓力傳感器(未示出)、恒溫控制裝置(未示出)、流量傳感器(未示出)等相連，以實(shí)現(xiàn)儀器的自動(dòng)化控制及各類(lèi)信息的輸出。
在一較佳實(shí)施例中，所述膜21為5～60μm的硅橡膠或玻璃纖維膜，且其周邊采用金屬片固定，使得半透膜不會(huì)氣壓差而凸起，以保證較短時(shí)間內(nèi)透過(guò)半透膜的有毒氣體的百分比。
在一較佳實(shí)施例中，所述摻雜劑瓶28容納氨水溶液，通過(guò)氨水溶液的摻雜技術(shù)實(shí)現(xiàn)干擾抑制，有效降低誤報(bào)率，所述氨水溶液也可替換為其他可行的摻雜劑。
在一較佳實(shí)施例中，所述離子遷移譜儀的離子化源為放射性核素Ni-63，所述放射性核素Ni-63具有保護(hù)型覆蓋層，以消除近距離對(duì)人體的輻射傷害，保證操作人員的人身安全和身體健康。
由上述實(shí)施例可知，本實(shí)用新型所述的離子遷移譜儀，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行平穩(wěn)，誤報(bào)率低，檢測(cè)時(shí)間短，靈敏度高，并能實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，有效保證了設(shè)備的使用壽命，同時(shí)能有效防止半透膜的脫落，保證樣品空氣的過(guò)濾效果和檢測(cè)精度。
以上對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但其只作為范例，本實(shí)用新型并不限制于以上描述的具體實(shí)施例。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對(duì)該實(shí)用進(jìn)行的等同修改和替代也都在本實(shí)用新型的范疇之中。因此，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。