CN103293033B - 一种适用于微痕量爆炸物荧光检测的气体采样装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种适用于微痕量爆炸物荧光检测的气体采样装置，其包括进气前盖和通光后盖，在进气前盖与通光后盖之间设置有传感器组件；通过抽气产生负压经进气前盖的进气通道将待测气体吸入传感器组件中，利用扩散形的进气孔将气体先直喷到挡板上，通过挡板对气体进行缓冲后平缓地传送到传感器组件的传感薄膜上，且均匀分布在传感薄膜反应区周围，使待测气体与传感器反应区表面均匀接触反应，之后再将气体均匀抽出，保证整个过程中气体流速的均匀性和实时性，保证被提取信号的平稳性，提高爆炸物检测的灵敏度与精确度，而且本发明实现化学薄膜器件化，避免化学薄膜被污染或者损伤等问题，拆装方便，适于批量化生产。

Description

一种适用于微痕量爆炸物荧光检测的气体采样装置
技术领域
本发明属于爆炸物荧光检测仪器研究技术领域，特别涉及一种适用于微痕量法爆炸物荧光检测的气体采样装置。
背景技术
爆炸物微痕量检测具有设备成本低、体积小，灵敏度高等特点，且适用于便携式。但这类技术绝大多数还处于研究阶段，即使已有的个别产品灵敏性达不到要求，稳定性不够，容易误报或者漏报，而且此类产品的化学荧光传感薄膜容易被污染，造成检测不稳定、传感膜易损等不利因素，极大程度上影响了仪器的稳定性和灵敏度。因此，大部分常规做法是将化学传感膜置放于比色皿之中，由于比色皿体积较大，若将化学膜传感器置于其中，不但安装不方便且无法将化学薄膜稳固地固定于比色皿中，容易造成传感器偏离原位、检测信号不稳定等，在实际生产生活的普及应用大大受限，此外，将化学传感薄膜置于比色皿中，无法完成整个化学薄膜的器件化，不利于后续的批量化生产，且对仪器的传感器更换造成了极大的不便，不利于作为商品销售和仪器传感器部分的拆卸组装工作。
发明内容
为了克服上述爆炸物微痕量检测仪器所存在的不足，本发明提供了一种将化学薄膜器件化、增强检测的灵敏度和精确度，提高检测稳定性的适用于微痕量爆炸物荧光检测的气体采样装置。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：该气体采样装置包括进气前盖和通光后盖，在进气前盖与通光后盖之间设置有传感器组件；
传感器组件是由传感器组件前盖和传感器组件后盖以及设置在传感器组件前盖与传感器组件后盖之间的传感薄膜载体组成，传感器组件前盖与传感器组件后盖相对的一侧中部加工有通气槽，通气槽的中心位置加工有进气孔，通气槽内进气孔的外侧加工有出气孔，传感器组件后盖的中部加工有传感通光孔；
上述进气前盖上设置有进气通道、上出气通道以及与上出气通道连通的下出气通道，进气通道与传感器组件前盖上的进气孔相连通，上出气通道与传感器组件前盖的出气孔相连通；
上述通光后盖上加工有斜向通光孔、正向通光孔以及与下出气通道连通的排气孔，斜向通光孔的中心轴与正向通光孔的中心轴成45°的夹角且均与传感器组件后盖的传感通光孔连通。
上述正向通光孔的中心轴与传感通光孔的中心轴位于同一条直线上。
上述正向通光孔的孔径小于或者等于传感通光孔的孔径。
上述传感器组件前盖的进气孔和传感器组件后盖的传感通光孔均为扩散形孔，进气孔的进气端位于进气前盖一侧，传感通光孔的出光端位于通光后盖一侧。
在进气孔出口处设置有挡板。
上述传感器组件前盖的出气孔有2～4个，同一圆周上均布排列。
上述传感薄膜为附载在玻璃片上的单分子层聚硅烷荧光传感薄膜，薄膜厚度为5～10nm。
在排气孔、通气槽以及传感器组件的进气孔、出气孔、传感通光孔上均设置有密封圈。
本发明提供的适用于微痕量爆炸物荧光检测的气体采样装置，通过抽气产生负压将气体从进气前盖的进气通道吸入传感器组件中，利用扩散形的进气孔将气体先直喷到挡板上，通过挡板对气体进行缓冲后平缓地传送到传感器组件的传感薄膜上，且均匀分布在传感薄膜反应区周围，使待测气体与传感器反应区表面均匀接触反应，之后再将气体均匀抽出，保证整个过程中气体流速的均匀性和实时性，保证被提取信号的平稳性，提高爆炸物检测的灵敏度与精确度，而且本发明实现化学薄膜器件化，避免化学薄膜被污染或者损伤等问题，拆装方便，适于批量化生产。
附图说明
图1为实施例1的结构示意图。
图2为图1的传感器组件前盖的结构示意图。
图3为图1中传感器组件后盖的结构示意图。
具体实施方式
现结合附图对本发明的技术方案进行进一步说明，但是本发明不仅限于下述实施的情形。
实施例1
由图1可知，本实施例的适用于微痕量爆炸物荧光检测的气体采样装置是由进气前盖1、传感器组件前盖2、传感器组件后盖3、传感薄膜载体4、通光后盖5、密封圈6以及挡板7连接构成。
本实施例的进气前盖1是由铝合金材料制成，在进气前盖1的上部中间位置加工有进气口，在进气前盖1上加工有与进气口连通的进气通道，进气通道的下方依次加工有上出气通道和下出气通道，上出气通道与下出气通道相连通，且下出气通道的直径大于上出气通道的直径。在进气前盖1的四个角上加工分别加工有螺孔，通过螺纹与通光后盖5紧固在一起，在通光后盖5上加工有斜向通光孔、正向通光孔以及与进气前盖1上的下出气通道相连通的排气孔，且在通光后盖5上与通气前盖相对的一侧中部加工有矩形的传感器组件安装槽，斜向通光孔的中心轴与水平方向夹角呈45°，正向通光孔的孔径为9mm，其中心轴与水平方向平行，且与斜向通光孔的末端在传感器组件安装槽的中部交汇，为了保证密封连接，在排气孔与下出气通道连接处安装橡胶密封圈6，该排气孔的出口端通过管道与抽气泵连接，利用抽气泵抽气在整个气体通道内产生负压，从而将待测气体吸入进气通道中。
在上述传感器组件安装槽内安装有传感器组件，该传感器组件是化学薄膜传感器组件，其由传感器组件前盖2、传感器组件后盖3以及传感薄膜载体4组成。参见图2，在传感器组件前盖2与传感器组件后盖3相对的一侧中部加工有通气槽，本实施例的通气槽为圆形凹槽结构，直径为10mm，槽深为2mm，在通气槽外围加工有密封圈6安装槽，内嵌橡胶密封圈6，便于与传感器组件后盖3密封连接。在通气槽的中心加工有进气孔，该进气孔为扩散形孔，其进气端与通气前盖的进气通道相连接，在通气槽内边缘位置加工有3个出气孔，3个出气孔在同一个圆周上均布排列，保证抽气均匀，各个出气孔均与通气前盖的上出气通道相连通。传感器组件后盖3与传感器组件前盖2的四角通过螺纹紧固件固定，参见图3，在传感器组件后盖3上与传感器组件前盖2相对的一侧中部加工有传感薄膜安装槽，传感薄膜载体4安装在传感薄膜安装槽中，在传感薄膜安装槽的中部加工传感通光孔，该传感通光孔为扩散形孔，其入光端直径即较小直径为14mm，大于正向通光孔的孔径，出光端直径即较大直径为17mm，与通光后盖5正对，该传感通光孔与传感器组件前盖2的进气孔以及通光后盖5上的正向通光孔的中心轴均在同一条直线上，即传感通光孔的中心轴与斜向通光孔的中心轴呈45°夹角，且传感通光孔与斜向通光孔、正向通光孔相连通。
本实施例的传感薄膜载体4是普通市售的在玻璃片表面上附载有厚度为10nm的单分子层聚硅烷荧光传感薄膜，该单分子层聚硅烷荧光传感薄膜位于传感器组件前盖一侧，在玻璃片外围安装有橡胶圈，防止安装时对薄膜损伤。
在上述传感器组件的进气孔、出气孔、传感通光孔上均安装有橡胶密封圈6，便于保证器件的气密性。
在上述传感器组件前盖2的进气孔口处安装有挡板7，挡板7的四个角焊接在传感器组件前盖2上，对进入气体形成缓冲作用，以避免被采样气体直接喷射到传感薄膜载体4上，对传感薄膜造成损伤。
使用时，待测气体从进气口依次通过进气通道、传感前盖上的扩散形进气孔进入通气槽中，由于气体进入后空间变大，流速减缓，而且设置在进气孔出口处的挡板7进一步对气流进行缓冲后平缓地传送到传感薄膜上，保证待测气体与附载在玻璃片上的化学传感薄膜充分接触，同时传感薄膜会受到从传感后盖的斜向通光孔进入的激发光的照射而发出特殊波段的荧光，当待测气体中的微痕量爆炸物分子与化学薄膜接触作用时，部分荧光信号会被猝灭，其余的荧光信号依次通过传感通光孔、正向通光孔散射出去，而反应后的气体通过传感前盖的出气孔依次进入上出气通道、下出气通道，通过通光后盖5上的排气孔排出。
实施例2
本实施例中，通气槽为圆形凹槽结构，直径为10mm，槽深为2mm，在通气槽内加工2个出气孔，2个出气孔在同一圆周上均布排列，保证气体被均匀抽出，2个出气孔的另一端分别与通气前盖的上出气通道相连通。
本实施例的传感薄膜载体4的结构为在与传感器组件前盖2正对的玻璃片表面上附载有厚度为8nm的单分子层聚硅烷荧光传感薄膜。
其它的部件及其连接关系与实施例1相同。
实施例3
本实施例中，通气槽为圆形凹槽结构，直径为10mm，槽深为2mm，在通气槽内加工4个出气孔，4个出气孔在同一圆周上均布排列，4个出气孔的另一端分别与通气前盖的上出气通道相连通。
本实施例的传感薄膜载体4的结构为在与传感器组件前盖2正对的玻璃片表面上附载有厚度为5nm的单分子层聚硅烷荧光传感薄膜。
其它的部件及其连接关系与实施例1相同。
实施例4
在上述实施例1～3中，在传感薄膜安装槽的中部加工传感通光孔，该传感通光孔为扩散形孔，其入光端直径与正向通光孔孔径相等，出光端直径为17mm，出光端与通光后盖5正对，该传感通光孔与传感器组件前盖2的进气孔以及通光后盖5上的正向通光孔的中心轴均在同一条直线上。
其它的部件及其连接关系与相应实施例相同。

Claims (8)

1.一种适用于微痕量爆炸物荧光检测的气体采样装置，其特征在于：包括进气前盖(1)和通光后盖(5)，在进气前盖(1)与通光后盖(5)之间设置有传感器组件；
传感器组件是由传感器组件前盖(2)和传感器组件后盖(3)以及设置在传感器组件前盖(2)与传感器组件后盖(3)之间的传感薄膜载体(4)组成，传感器组件前盖(2)与传感器组件后盖(3)相对的一侧中部加工有通气槽，通气槽的中心位置加工有进气孔，通气槽内进气孔的外侧加工有出气孔，传感器组件后盖(3)的中部加工有传感通光孔；
上述进气前盖(1)上设置有进气通道、上出气通道以及与上出气通道连通的下出气通道，进气通道与传感器组件前盖(2)上的进气孔相连通，上出气通道与传感器组件前盖(2)的出气孔相连通；
上述通光后盖(5)上加工有斜向通光孔、正向通光孔以及与下出气通道连通的排气孔，斜向通光孔的中心轴与正向通光孔的中心轴成45°的夹角且均与传感器组件后盖(3)的传感通光孔连通。
2.根据权利要求1所述的适用于微痕量爆炸物荧光检测的气体采样装置，其特征在于：所述正向通光孔与传感通光孔的中心轴位于同一直线上。
3.根据权利要求1或2所述的适用于微痕量爆炸物荧光检测的气体采样装置，其特征在于：所述正向通光孔的孔径小于或者等于传感通光孔的孔径。
4.根据权利要求1所述的适用于微痕量爆炸物荧光检测的气体采样装置，其特征在于：所述传感器组件前盖(2)的进气孔和传感器组件后盖(3)的传感通光孔均为扩散形孔，进气孔的进气端与进气前盖(1)相对，传感通光孔的出光端与通光后盖(5)相对。
5.根据权利要求1或4所述的适用于微痕量爆炸物荧光检测的气体采样装置，其特征在于：在进气孔出口处设置有挡板(7)。
6.根据权利要求1所述的适用于微痕量爆炸物荧光检测的气体采样装置，其特征在于：所述传感器组件前盖(2)的出气孔有2～4个，同一圆周上均布排列。
7.根据权利要求1所述的适用于微痕量爆炸物荧光检测的气体采样装置，其特征在于：所述传感薄膜载体(4)为附载在玻璃片上的单分子层聚硅烷荧光传感薄膜，薄膜厚度为5～10nm。
8.根据权利要求1所述的适用于微痕量爆炸物荧光检测的气体采样装置，其特征在于：在排气孔、通气槽以及传感器组件的进气孔、出气孔、传感通光孔上均设置有密封圈(6)。
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