CN102495128B - 一种适于掺杂气发生装置的加热控温装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种为离子迁移谱仪提供反应气的掺杂气发生装置，包括：掺杂罐；进气管，所述进气管的进口端与载气气路的上游侧连接，其出口端与掺杂罐连接；出气管，所述出气管的进口端与掺杂罐连接，其出口端与载气气路的下游侧连接；掺杂气发生单元，其用于释放掺杂剂气体，其中掺杂气发生单元置于所述掺杂罐中；和加热控温装置。通过将用于释放掺杂气体的掺杂气发生单元置于所述掺杂罐中，本发明的掺杂气不仅可用固态掺杂剂，也可以用于液态掺杂剂。

Description

一种适于掺杂气发生装置的加热控温装置

本申请为专利申请案(申请日2009年6月30日，申请号200910088628.0，发明名称为“掺杂气发生装置”)的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种掺杂气发生装置，其既可以使用固态掺杂剂，也可以使用液态掺杂剂。更具体地说，本发明涉及一种为离子迁移谱仪提供浓度稳定的、可调的掺杂气发生装置，从而可提高离子迁移谱仪IMS仪器的检测性能。

背景技术

离子迁移谱技术IMS是一种快速、灵敏、便携的现场检测技术。该技术已开始应用于军事与安检机构，可以检测化学毒剂、爆炸物品和毒品等。离子迁移谱仪在检测违禁物品时，为了消除干扰，提高仪器的检测灵敏度，常常需要向迁移管的离化室引入少量多氯代烃，在离子源的作用下多氯代烃优先离子化。这样，它一方面与干扰物质竞争，降低了干扰物质的离子浓度，即减少了干扰；另一方面，它又能将其离子电荷转移给被检测物分子，使被检测物质的离子浓度大幅增加，从而增加了被检测物的响应信号，即提高了仪器的检测灵敏度。

作为掺杂剂物质，无论是液态的如二氯甲烷等，还是固态的如六氯乙烷等，常温常压下都有一定量的气态分子与之保持平衡，这种气态分子就是能起提高离子迁移谱仪检测性能的掺杂气。显然，不同的掺杂剂物质，尤其是不同形态的掺杂剂物质，在相同的条件下，其空气中的气态分子的 浓度不同。一般来说液态物质的蒸气压力比固态物质的挥发的气体压力要大许多。检测项目不同时，所用的掺杂剂及形态就有所不同，掺杂气产生的条件也就不同。使用液态掺杂剂时，要求盛装掺杂剂的容器密封性要好，不仅保证仪器在使用与转运过程中掺杂剂不会溢洒，而且还要保证能平稳产生并渗出极少量的掺杂气。使用固态掺杂剂时，还有可能需要加热掺杂剂以增加掺杂气产生量。

目前，还没有同时兼顾这几种性能的掺杂气发生装置。因此，需要提供一种掺杂气发生装置，它不仅适用固态掺杂剂，而且还适用液态掺杂剂，并且能对掺杂气发生量进行调节。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题和缺陷的至少一个方面。

相应地，本发明的目的之一在于提供一种适于为离子迁移谱仪提供掺杂气的掺杂气发生装置的加热控温装置，通过加热控温装置，当改变掺杂气罐的温度时，也可以改变掺杂气的加入量。

本发明的一个目的在于提供一种掺杂气发生装置，其能够同时适用于固态掺杂剂和气态掺杂剂。

本发明的另一目的在于提供一种掺杂气发生装置，其能够对掺杂气的通断和掺杂量进行控制。

本发明的再一目的在于提供一种掺杂气发生装置，其能够方便地实现掺杂剂的更换或补充。

根据本发明的一个方面，其提供一种加热控温装置，适于为离子迁移谱仪提供掺杂气的掺杂气发生装置，其中，所述掺杂气发生装置包括掺杂罐；所述加热控温装置包括：围绕所述掺杂罐外周壁的加热膜；检测所述掺杂罐的温度的温度传感器；基于温度控制器检测的温度来控制所述掺杂罐的温度的温度控制器；以及覆盖在所述加热膜的外部以密封所述掺杂罐的绝热保温层。

根据本发明，加热膜可以是电阻丝或印刷厚膜加热元件；温度传感器可以为热电偶或热敏电阻传感器等；温度控制器既可以采用机械式温度控制器，也可以采用电子式温度控制器，例如电阻式温度控制器或热电偶式温度控制器等；绝热保温层可以采用例如玻璃棉制品、聚氨酯泡沫塑料或酚醛泡沫塑料等；通过设置加热控温装置，当改变掺杂气罐的温度时，也可以改变掺杂气的加入量。

根据本发明的一个方面，其提供一种为离子迁移谱仪提供掺杂气的掺杂气发生装置，包括：掺杂罐；进气管，所述进气管的进口端与载气气路的上游侧连接，其出口端与掺杂罐连接；出气管，所述出气管的进口端与掺杂罐连接，其出口端与载气气路的下游侧连接；掺杂气发生单元，其用于释放掺杂气体，其中掺杂气发生单元置于所述掺杂罐中。

具体地，所述掺杂气发生单元包括：瓶体；以及掺杂剂，所述掺杂剂放置在所述瓶体中。

在一种实施方式中，所述掺杂剂为固态掺杂剂；以及所述瓶体包括可拆卸的上开口瓶盖，所述瓶盖上设置有小孔，以允许所述固态掺杂剂的挥发气体逸出。

在另一种实施方式中，所述掺杂剂为液态掺杂剂；所述瓶体的上开口上设置有渗透膜，既能防止液态掺杂剂洒漏，又能让掺杂气通过渗透膜渗出。

优选地，所述进气管的所述进口端设置有两位三通电磁阀；以及所述出气管的出口端设置有两位两通电磁阀。

优选地，所述进气管的所述出口端与所述出气管的进口端大致沿所述瓶体的对角线方向延伸。

具体地，所述进气管的所述出口端延伸到所述瓶体的底部；以及所述出气管的进口端从所述瓶体的上部延伸出以与载气气路的下游侧连接。

进一步地，所述掺杂罐的下端设置有可拆卸地连接到掺杂罐上的底盖，所述底盖上设置有固定所述瓶体的支架。

优选地，所述瓶体和瓶盖由硬质耐腐蚀材料制成。

本发明的至少一个方面具有下述有益效果：

1.通过设置掺杂罐，并将用于释放掺杂气体的掺杂气发生单元置于所述掺杂罐中，从而本发明的掺杂气不仅可用固态掺杂剂，也可以用于液态掺杂剂。

2.掺杂罐的进出气管上都有电磁阀，可以控制掺杂气的加入与否。进出气口在掺杂罐的位置应尽量的远，以使气流能充分流扫过掺杂罐内部。

3.掺杂罐底盖上安装有可固定掺杂剂瓶的支架，底盖通过螺纹与掺杂罐连接，可方便掺杂剂的更换或补充。

4.通过设置加热控温装置，从而能够通过控制掺杂罐的温度以对掺杂气量进行调节，以调节掺杂气的加入量，使离子迁移谱仪的使用性能有大幅度提高。

5.掺杂剂瓶的瓶体瓶盖为硬质耐腐材料，瓶盖可通过螺纹拧紧，瓶盖中央有孔，可安装渗透膜，膜既能防止液态掺杂剂洒漏，又能让微量的掺杂气通过膜渗出。

附图说明

附图1是根据本发明的具体实施方式中的掺杂气发生装置的结构示意图。

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。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。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。

附图1是根据本发明的具体实施方式中的掺杂气发生装置的结构示意图。参加图1，其示出了一种为离子迁移谱仪提供掺杂气的掺杂气发生装 置，包括：掺杂罐3；进气管1，所述进气管1的进口端201与载气气路20的上游侧连接，其出口端202与掺杂罐3连接；出气管2，所述出气管2的进口端203与掺杂罐3连接，其出口端204与载气气路20的下游侧连接；掺杂气发生单元，其包括掺杂剂30并用于释放掺杂气体，其中掺杂气发生单元置于所述掺杂罐3中。载气气路20为将被检测的物质输入到的离子迁移检测仪(IMS)的气流通路，例如载气可以是氮气或净化过的空气。载气气路20从图1中的左侧，即上游侧向，图1中的右侧，即下游侧输送。

如图1所示，具体地，所述掺杂气发生单元包括：瓶体5；以及掺杂剂30，所述掺杂剂30放置在所述瓶体5中。所述掺杂剂可以为固态掺杂剂或液态掺杂剂。所述瓶体5包括可拆卸地连接到其上端以密封所述瓶体5的上开口的瓶盖6，当所述掺杂剂为固态时，所述瓶盖6上设置有小孔12，以允许所述固态掺杂剂的挥发气体逸出。当所述掺杂剂为液态掺杂剂，所述瓶体5的上开口上可以设置有渗透膜7，以既能防止液态掺杂剂洒漏，又能掺杂气通过渗透膜7渗出。通过调节掺杂剂瓶盖6上的孔径、膜面积或膜厚度可以改变掺杂气的加入量。

参见图1，所述进气管1的所述进口端201设置有两位三通电磁阀21；同时，所述出气管2的出口端204设置有两位两通电磁阀22。通过上述设置，当两位三通电磁阀21通电时，其可以关断或接通流入到掺杂罐3中的气流支路。另一方面，所述出气管2的出口端204设置有两位两通电磁阀22，通过调节两位两通电磁阀22的开度，可以控制流经掺杂罐3的气流支路汇入到载气气路20的下游侧以及掺杂气流量的大小。

进气管1的所述出口端202与所述出气管2的进口端203大致沿所述瓶体5的对角线方向延伸。如图1所示，所述进气管1的所述出口端202延伸到所述瓶体5的底部；以及所述出气管2的进口端203从所述瓶体5的上部延伸出以与载气气路20的下游侧连接。通过使进、出气口设置在掺杂罐的位置应尽量地远，以使气流能充分流扫过掺杂罐内部，从而提高了掺杂效率。

在一种实施例中，参见图1，所述掺杂罐3的下端设置有可拆卸地连 接到掺杂罐3上的底盖4，所述底盖4上设置有固定所述瓶体5的支架8。通过设置支架8，例如如图1所述的弹片，其可以将瓶体5固定在底盖6上，从而防止掺杂剂，特别是液态掺杂剂在运输和使用过程中出现溢洒。

参见图1，掺杂气发生装置还包括加热控温装置，其包括：围绕所述掺杂罐外周壁的加热膜9；检测所述掺杂罐的温度的温度传感器10；基于温度控制器检测的温度来控制所述掺杂罐的温度的温度控制器12；以及覆盖在所述加热膜的外部以密封所述掺杂罐的绝热保温层11。加热膜9可以是电阻丝或印刷厚膜加热元件。温度传感器10可以为热电偶或热敏电阻传感器等。温度控制器12既可以采用机械式温度控制器，也可以采用电子式温度控制器，例如电阻式温度控制器或热电偶式温度控制器等。绝热保温层11可以采用例如玻璃棉制品、聚氨酯泡沫塑料或酚醛泡沫塑料等。通过设置加热控温装置，当改变掺杂气罐的温度时，也可以改变掺杂气的加入量。

由于大多数掺杂气，例如多氯代烃具有一定的腐蚀性，所述瓶体5和瓶盖6由硬质耐腐蚀材料制成，例如玻璃或不锈钢材料等。

虽然本总体发明构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。

Claims (11)

1.一种加热控温装置，适于为离子迁移谱仪提供掺杂气的掺杂气发生装置，其中，所述掺杂气发生装置包括掺杂罐、瓶体、进气管和出气管，所述瓶体置于所述掺杂罐中，所述进气管的出口端延伸到掺杂罐的底部；所述出气管的进口端从掺杂罐的上部延伸出以与载气气路的下游侧连接；所述加热控温装置包括：

围绕所述掺杂罐外周壁的加热膜；

检测所述掺杂罐的温度的温度传感器；

基于温度传感器检测的温度来控制所述掺杂罐的温度的温度控制器；以及

覆盖在所述加热膜的外部以密封所述掺杂罐的绝热保温层。

2.根据权利要求1所述的加热控温装置，其特征在于：

所述加热膜为电阻丝和印刷厚膜加热元件中的一种。

3.根据权利要求1所述的加热控温装置，其特征在于：

所述温度传感器为热电偶和热敏电阻传感器中的一种。

4.根据权利要求1所述的加热控温装置，其特征在于：

所述温度控制器为机械式温度控制器和电子式温度控制器中的一种。

5.根据权利要求1所述的加热控温装置，其特征在于：

所述绝热保温层由玻璃棉、聚氨酯泡沫塑料和酚醛泡沫塑料中的一种制成。

6.根据权利要求1-5中任一所述的加热控温装置，其特征在于：

所述进气管的进口端与载气气路的上游侧连接，其出口端与掺杂罐连接；和

所述出气管的进口端与掺杂罐连接，其出口端与载气气路的下游侧连接；并且，

所述掺杂气发生装置还包括掺杂气发生单元，其用于释放掺杂剂气体，其中掺杂气发生单元置于所述掺杂罐中。

7.根据权利要求6所述的加热控温装置，其特征在于所述掺杂气发生单元包括：

掺杂剂，所述掺杂剂放置在所述瓶体中。

8.根据权利要求7所述的加热控温装置，其特征在于：

所述掺杂剂为固态掺杂剂；以及

所述瓶体包括可拆卸的上开口瓶盖，所述瓶盖上设置有小孔，以允许所述固态掺杂剂的挥发气体逸出。

9.根据权利要求7所述的加热控温装置，其特征在于：

所述掺杂剂为液态掺杂剂；

所述瓶体的上开口上设置有渗透膜，既能防止液态掺杂剂洒漏，又能使掺杂气通过渗透膜渗出。

10.根据权利要求6所述的加热控温装置，其特征在于：

所述进气管的所述进口端设置有两位三通电磁阀；以及

所述出气管的出口端设置有两位两通电磁阀。

11.根据权利要求7所述的加热控温装置，其特征在于：

所述瓶体和瓶盖由硬质耐腐蚀材料制成。