CN102107158A - 过滤装置、过滤方法以及痕量检测仪器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种过滤装置,其包括:壳体,设置有进气口和过滤气体出气口;设置在壳体两端之间的高压电场区域,其电场方向与进气方向垂直;设置在电场区域中的离子化源,用于将从进气口进入的进气中的可电离污染物电离,电离的污染物在电场的作用下向壳体两端运动;和排污装置,用于将移动至壳体两端的电离的污染物排出过滤装置。本发明还涉及一种用于过滤装置的过滤方法,和一种痕量检测仪器。过滤装置空气中的可电离干扰成分电离,然后用电场将被电离的干扰物与其它空气成分相分离,并将干扰物排出过滤装置,从而可以降低耗材的消耗,甚至不需要使用耗材。本发明的过滤装置非常适合使用离子迁移原理进行物质检测的痕量检测仪器。
Description
技术领域
本发明涉及一种过滤装置,该过滤装置可以应用到需要进行空气过滤的痕量检测仪器和其它设备中。本发明还涉及一种用于过滤装置的过滤方法以及痕量检测仪器。
背景技术
传统的过滤方式是在气流通路中放置滤料存储装置。但是随着对气流的过滤,滤料自身将会失效,需要对其进行处理才可以再利用,或者直接抛弃而采用新的滤料。这样就使得滤料成为了耗材,如果耗材的消耗量较大,不仅提高了日常使用成本,也给维护操作带来了麻烦。
为解决以上问题,出现了一些折中的方案,例如使用自动清洁滤料的方法,即使用可重用的滤料,在滤料失效后,不将其换出,而是在使用其的仪器内部对其进行加热清洁操作,待其恢复功能后继续使用。这类方法的好处是可以避免更换滤料,但是需要复杂的气路结构,加热时需要的功耗也比较大。
发明内容
旨在克服现有技术中存在的缺陷和不足的至少一个方面,提出本发明使得本发明在达到过滤效果的同时,降低耗材的消耗速度,甚至是避免使用耗材。
根据本发明的一个方面,提出了一种过滤装置,其包括:壳体,壳体设置有进气口和过滤气体出气口;设置在壳体两端之间的高压电场区域,其电场方向与进气方向垂直;设置在所述电场区域中的离子化源,用于将从进气口进入的进气中的可电离污染物电离,电离的污染物在电场的作用下向壳体两端运动;和排污装置,用于将移动至壳体两端的电离的污染物排出过滤装置。由于使用排污装置,可以基本上防止移动至壳体两端的电离的污染物扩散返回到过滤装置的中间部分内。
优选地,所述过滤装置还包括进气引导件,用于引导进气流过离子化源。所述过滤装置还可以包括围绕离子化源设置的束流栅网。
优选地,所述排污装置包括一对分别设置在壳体两端附近的风扇,以及分别设置在所述一对风扇外侧的排污通道。可选地,所述排污装置是分别设置在壳体两端附近的一对气泵。
优选地,所述过滤装置还包括控制单元,其可以通过控制排污装置来调节壳体内的负压。
根据本发明的另一方面,提出了一种用于过滤装置的过滤方法,其中所述过滤装置包括壳体,壳体设置有进气口和过滤气体出气口,所述方法包括以下步骤:在壳体两端之间提供高压电场区域,其电场方向与进气方向垂直;在高压电场区域中提供离子化源;提供排污装置,所述排污装置用于将移动至壳体两端的电离的污染物排出过滤装置;和从进气口引入进气使得进气流过离子化源。由于使用排污装置,可以基本上防止移动至壳体两端的电离的污染物扩散返回到过滤装置的中间部分内。
在本发明中,采用电离的方法将空气中的部分干扰成分电离,然后用电场将被电离的干扰物与其它空气成分相分离,并通过风扇等装置将运动至壳体两端的干扰物排出过滤装置。由于该装置使用较少的耗材或无需耗材,即可以排除部分可电离的污染物,因此以上过程可以节约整个设备的耗材使用,甚至是免除耗材的使用。本装置非常适合使用离子迁移原理进行物质检测的痕量检测仪器。
附图说明
通过参照附图详细描述本发明的实施例,本发明将变得更加清楚,其中:
图1是根据本发明的过滤装置的示意图。
具体实施方式
下面通过实施例,并结合附图,对本发明的技术方案作进一步具体的说明。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释,而不应当理解为对本发明的一种限制。
参照图1,过滤装置100包括壳体1,壳体1设置有进气口2和过滤气体出气口3;设置在壳体1两端之间的高压电场区域4,其电场方向与进气方向垂直;设置在所述电场区域4中的离子化源5,用于将从进气口2进入的进气中的可电离污染物电离,电离的污染物在电场的作用下向壳体两端运动;和排污装置6,用于将移动至壳体两端的电离的污染物排出过滤装置100。
如图1中所示,本发明的壳体1采用关于中心线I中心对称的形状,高压电场区域4关于中心线I对称,离子化源5沿中心线I布置,排污装置6的两个吸入部也关于中心线I对称地彼此相对地布置。但是需要注意的是,图1中仅仅是示出了本发明的常用和优选的设计,并非用于限制本发明。
过滤装置100中,进气可以通过进气口2之后直接流过离子化源5。不过,过滤装置100可设置有进气引导件7,其用于引导进气流过离子化源5。进气引导件7有利于从进气口2进入的空气流向离子化源5并尽量防止进入的空气不流过离子化源5而直接流入或扩散到壳体1的内部。
过滤装置100还可以包括围绕离子化源5设置的束流栅网8。束流栅网8的形状与离子化源5的外形适配,例如若离子化源5的外形为圆柱形,则束流栅网8的形状也为圆柱形。不过束流栅网8也可以是对称设置在离子化源5两侧的板状栅网。束流栅网8用于提高过滤的效率。
如图1中所示,排污装置6包括分别设置在壳体两端附近的一对风扇,以及分别设置在所述一对风扇外侧的排污通道9。有利地,所述一对风扇设置在高压电场区域4内。可选地,排污装置6还可以是分别设置在壳体两端附近的一对气泵。过滤装置100还可以包括控制单元(未示出),其可以通过控制排污装置6来调节壳体1内的负压。例如,根据设置在壳体1内的压力传感器(未示出)感测的壳体1内的压力数据,调节风扇或者气泵的转速而将壳体1内的负压稳定在预定范围内。
这里的离子化源为放射性镍同位素63Ni,即63Ni放射源,电晕放电源或光电离源。通常使用放射性镍同位素63Ni发射的β射线的直接或间接作用对进气电离。可以使用电晕放电源代替63Ni放射源。电晕放电源包括两个电极,在两个电极上施加适当的电势差从而在两个电极之间产生高的电场,这样电子能够从一个电极释放出来并向另一电极加速。释放出来的高能电子使得沿着它们的路径遇到的气态媒介的气体分子电离。也可以使用光电离源代替63Ni放射源。
本发明还涉及一种用于过滤装置的过滤方法,所述过滤装置包括壳体,壳体设置有进气口和过滤气体出气口,所述方法包括以下步骤:
(1)在壳体两端之间提供高压电场区域,其电场方向与进气方向垂直;
(2)在高压电场区域中提供离子化源;
(3)提供排污装置,所述排污装置用于将移动至壳体两端的电离的污染物排出过滤装置;和
(4)从进气口引入进气使得进气流过离子化源。
本发明还涉及一种使用上述过滤方法的过滤装置。
下面参照附图描述根据本发明的过滤装置100的工作原理。环境中的空气从进气口2进入过滤装置100的壳体1后,由进气引导件7引导流过离子化源5,在流过离子化源5的过程中,空气中的可电离的污染物成分(例如硝基化合物)会被由于离子化源5的直接或间接作用而电离为分子离子团状态,而空气中没有电离的部分将直接流向过滤气体出气口3。因为离子化源5位于电场中间,在电场力的作用下,这些分子离子团会向离子化源5两边移动或向壳体两端移动,然后由位于壳体1两端附近的排污装置6例如风扇进一步排出过滤装置100的壳体1,而且由于排污装置的作用,排出的污染物很难再大量扩散返回进入过滤装置。这样,进入过滤气体出气口3出去的空气,就是已经排除了可电离干扰物的相对洁净的空气了。
不过,需要注意的是,该过滤装置100仅仅是对空气中的可电离的污染物很敏感,却不能过滤空气中不能被电离的污染物,即本发明的过滤装置100是针对可被电离的成分进行过滤,而这些成分恰恰是在痕量分析技术、尤其是离子迁移技术中常见的干扰物。
需要注意的是,这里的高压电场区域4可以由关于中心线I对称布置的多个高压极片10形成。有利的是,该多个高压极片10还包括两个末级极片10’,从而如图1中所示,例如风扇靠近末级极片10’设置在离子化源5与末级极片10’之间。由于末级极片10’的存在,被电离的污染物可以利用电场力通过风扇。末级极片10’可以直接设置在壳体1的排污通道9附近。
由此,本发明还提出了一种痕量检测仪器,该痕量检测仪器使用离子迁移原理进行物质检测,其中,该痕量检测仪器的辅气入口连接到上述过滤装置或采用上述过滤方法的过滤装置的过滤气体出气口。
已经参照示范性实施例描述了本发明。不过,显而易见,本领域技术人员在上述描述的教导下可明显得出多种可选择的变型和改变。因而,本发明包含落入所附权利要求的精神和保护范围之内的所有可选择的变型和改变。
Claims (11)
1.一种过滤装置,包括:
壳体,壳体设置有进气口和过滤气体出气口;
设置在壳体两端之间的高压电场区域,其电场方向与进气方向垂直;
设置在所述电场区域中的离子化源,用于将从进气口进入的进气中的可电离污染物电离,电离的污染物在电场的作用下向壳体两端运动;和
排污装置,用于将移动至壳体两端的电离的污染物排出过滤装置。
2.根据权利要求1所述的过滤装置,还包括:
进气引导件,用于引导进气流过离子化源。
3.根据权利要求2所述的过滤装置,还包括:
围绕离子化源设置的束流栅网。
4.根据权利要求1所述的过滤装置,其中:
所述排污装置包括分别设置在壳体两端附近的一对风扇,以及分别设置在所述一对风扇外侧的排污通道。
5.根据权利要求4所述的过滤装置,其中:
所述一对风扇设置在高压电场区域内。
6.根据权利要求1所述的过滤装置,其中:
所述排污装置是分别设置在壳体两端附近的一对气泵。
7.根据权利要求1所述的过滤装置,还包括:
控制单元,其能够通过控制排污装置来调节壳体内的负压。
8.根据权利要求1所述的过滤装置,其中:
离子化源为63Ni放射源,电晕放电源或光电离源。
9.一种用于过滤装置的过滤方法,所述过滤装置包括壳体,壳体设置有进气口和过滤气体出气口,所述方法包括以下步骤:
在壳体两端之间提供高压电场区域,其电场方向与进气方向垂直;
在高压电场区域中提供离子化源;
提供排污装置,所述排污装置用于将移动至壳体两端的电离的污染物排出过滤装置;和
从进气口引入进气使得进气流过离子化源。
10.一种痕量检测仪器,其使用离子迁移原理进行物质检测,其中:
所述痕量检测仪器的辅气入口连接到根据权利要求1所述的过滤装置的过滤气体出气口。
11.一种痕量检测仪器,其使用离子迁移原理进行物质检测,其中:
所述痕量检测仪器的辅气入口连接到采用权利要求9所述的过滤方法的过滤装置的过滤气体出气口。
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