CN104181260B - 一种集成化的微型富集器系统及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种集成的微型富集器系统，包括干燥与净化器(1)、微型富集器(2)、隔膜阀(3)、微型加热器(4)、制冷器(5)，其中干燥与净化器(1)集成在微型富集器(2)之前，隔膜阀(3)集成在微型富集器(2)之后，而微型加热器(4)和制冷器(5)分别集成在微型富集器(2)的上下表面。以及一种微型干燥与净化器的制造方法和集成的微型富集器系统的制造方法。本发明的集成化微型富集器系统，不仅可以处理复杂的样品，而且可大幅提高富集效率，压缩色谱峰的峰展宽及减少拖尾程度；可以填充多种吸附材料，极大提高了其应用领域，可广泛应用到环境空气质量监测、装备内环境空气质量监测、智能电网以及石油勘探等领域。

Description

一种集成化的微型富集器系统及其制造方法

技术领域

本发明涉及富集器技术领域，更具体地，涉及一种集成化的微型富集器系统及其制造方法。

背景技术

在环境空气质量监测、装备内环境监测、智能电网故障诊断以及石油勘探等现场气体样品快速检测中，由于样品大多潮湿、组分浓度低并含有大量的粉尘污染物，直接对样品进行检测分析，很难实现有效识别，而且也容易造成分离色谱柱及检测器的污染。因此，在对样品分析之前，必须进行样品的预处理：去除样品中的水蒸气、尘埃以及提高样品中各组分浓度。

富集器的功能是实现对样品中各组分的富集，提高各组分的浓度，从而提高检测仪对低浓度样品的检测能力，是实现低浓度样品分析检测的前提。

在现有的富集技术中，既有传统的管式富集器，也有微型化的富集器，前者一般应用在实验室中，而后者多用在现场分析中。

传统富集器，绝大部分是在金属管内填充吸附材料，外面缠绕加热器。这种富集器由于体积大，热解吸过程中升温速度慢，因此其富集率一般比较小，色谱峰展宽比较厉害，而且其功耗高，不易于便携式色谱仪集成，极大的限制了其应用。

采用MEMS(Micro-electro-mechanical-system，微电子机械系统，简称MEMS)技术制备的微型气体富集器与传统的富集器相比，由于热容量及体积小，能在更小的功耗下获得更快的升温速率，从而显著地提高富集效率。如图1所示，如弗吉尼亚州立工学院研制的一种立柱阵列结构的微富集器，是利用深刻蚀工艺刻蚀出长方形微形立柱阵列，相邻的立柱彼此垂直，构成十字柱阵列，以此来增加吸附材料的容量及气流在富集器分布的一致性。Pt加热器制备在硅片的背面，而正面用阳极键合玻璃进行密封。吸附剂采用Tenax-TA，利用喷墨打印的方法涂覆在立柱的表面。这种微型富集器的优点在于对某些特定气体的富集率比较高，但其缺陷在于：

1、这种微型富集器，由于沟道尺寸小，一般的固体吸附材料(粉末状，颗粒直径在60-120目)很难进入富集器沟道内，因此这种微型富集器可涂覆的吸附材料类型有限，这就限制了其应用领域；

2、这种微型富集器，虽然通过设置微型立柱的方式增大了微型富集器沟道的总面积，但这种富集器，其沟道的深度一般在100-200微米，可涂覆的吸附材料总量有限，限制了可富集的气体样品容量；

3、这种富集器功能比较单一，仅仅具备富集功能，不具备对复杂样品的干燥，粉尘过滤功能；

4、这种富集器，控制色谱峰展宽的能力较差，而且容易造成色谱峰拖尾的现象。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种集成化的微型富集器系统，以实现大样品容量、低功耗的样品的多功能富集处理。

为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，本发明提供了一种集成化的微型富集器系统，包括干燥与净化器1和微型富集器2，其中所述干燥与净化器1包括干燥器和净化器，以及所述干燥与净化器1集成在所述微型富集器2之前。

其中，所述微型富集器2基于MEMS技术，利用硅基与玻璃基底加工而成；所述微型富集器2采用多通道、大通径的并行结构；以及所述微型富集器沟道的长度为0.1m-0.5m，优选为0.2m；宽度为0.4mm-1mm，优选为0.8mm；所述硅基底和玻璃基底上沟道的深度为0.3mm-0.5mm，优选为0.4mm，所述硅基底和玻璃基底密封后，沟道总深度为0.5mm-1mm，优选为0.8mm。

其中，所述微型富集器2沟道的宽度和深度大于等于2～3倍单个吸附材料的颗粒直径。

其中，所述微型富集器2内填充有吸附材料，以及所述吸附材料是碳纳米管、Tenax-TA或Carbopack X。

其中，在所述微型富集器2的出口端设置有微型过滤器。

其中，基于MEMS技术，在所述干燥器的沟道内加工出了两种不同结构的微型立柱，一种用于将液滴快速击碎雾化，另一种用于将雾化后的微细液滴快速汽化。

其中，所述干燥器内的微型立柱是矩形、箭头形或圆形。

其中，所述净化器与所述干燥器在同一基底上，通过同一工艺加工而成，以及所述净化器的沟道内填充了吸收材料。

其中，所述净化器内的吸收材料是活性炭、分子筛或5A。

其中，所述干燥与净化器1和所述微型富集器2沟道的形成方法是化学腐蚀、深刻蚀或激光刻蚀。

其中，在所述微型富集器2所在硅基底的下表面集成了微型加热器4。

其中，所述微型加热器4能在1分钟内将所述干燥器的温度升高到200℃。

其中，所述加热器的阻值在5-20欧姆之间，优选为8欧姆；以及所述加热器的材料是Pt。

其中，在所述微型富集器2所在硅基底的上表面集成了制冷器5。

其中，在所述微型富集器2的出口设置有隔膜阀3。

作为本发明的另一个方面，本发明提供了一种微型干燥与净化器的制造方法，包括以下步骤：

清洗硅片，在其上表面形成所述微型干燥与净化器的干燥器和净化器的沟道；

在所述硅片下表面沉积一层SiN或氧化硅，然后在其上制作出微型加热器；

用玻璃将所述干燥与净化器所在硅片键合密封，即形成所述微型干燥与净化器。

所述的微型干燥与净化器的制造方法，还包括以下步骤：

将泵与所述干燥器一端连接，所述净化器的气体出口端浸没在吸收材料中，打开泵，吸收材料在泵的吸力作用下，进入沟道并依次填充在沟道中，待整个沟道填满之后，关闭泵，即可完成所述净化器中吸收材料的填充。

其中，填充的所述吸收材料是活性炭、分子筛或5A。

其中，所述干燥器沟道的长度为5mm-20mm，优选为10mm；宽度为0.2mm-1mm，优选为0.4mm；深度为0.1mm-0.5mm，优选为0.4mm；所述微型立柱间的间隔在20微米-50微米之间，优选为30微米；以及所述净化器的沟道长度为5mm-20mm，优选为10mm；宽度为0.2mm-1mm，优选为0.4mm；深度为0.1mm-0.5mm，优选为0.4mm。

其中，所述加热器的阻值在5-20欧姆之间，优选为8欧姆；以及所述加热器的材料是Pt。

作为本发明的再一个方面，本发明提供了一种集成的微型富集器系统的制造方法，包括以下步骤：

在硅基底和玻璃基底上形成富集器沟道；

在所述硅基底的底部沉积一层SiN或氧化硅，然后在其上制作出微型加热器；

清洗所述硅基底和所述玻璃基底，并将其烘干，然后将所述硅基底上的沟道与玻璃基底上的沟道键合密封，即得所述集成的微型富集器系统。

所述的集成的微型富集器系统的制造方法，还包括以下步骤：

将如上任意一项所述的微型干燥与净化器集成在所述微型富集器系统的前端。

所述的集成的微型富集器系统的制造方法，还包括以下步骤：

将所述富集器气体出口与导气管连接封装，并与一泵相连，气体入口浸没在吸附材料中，打开泵，所述吸附材料在泵的吸力作用下，进入沟道并依次填充在沟道中，待整个沟道填满之后，关闭泵，即得填充了吸附材料的微型富集器系统。

所述的集成的微型富集器系统的制造方法，还包括以下步骤：

将所述富集器的气体入口与导气管连接封装，然后往所述富集器中通入N₂，并将所述富集器置于烘箱内，逐步升高温度，分别在120℃老化一小时，220℃老化4小时，然后再将温度冷却到室温，完成富集器的老化；以及

通过导热胶将制冷器集成在所述富集器的表面，并用导气管将隔膜阀与所述富集器连接密封。

其中，所述富集器沟道的长度为0.1m-0.5m，优选为0.2m；宽度为0.4mm-1mm，优选为0.8mm；所述硅基底和玻璃基底上沟道的深度为0.3mm-0.5mm，优选为0.4mm，所述硅基底和玻璃基底密封后，沟道总深度为0.5mm-1mm，优选为0.8mm。

其中，所述加热器的阻值在5-20欧姆之间，优选为8欧姆；以及所述加热器的材料是Pt。

基于上述技术方案可知，本发明的集成的微型富集器系统具有以下的优势及有益效果：

(1)集成的干燥器及净化器能使微型富集器处理复杂的环境样品，可以快速除去样品中的水蒸气、尘埃以及部分有损色谱柱及检测器的组分；

(2)集成在微型富集器上的制冷器，可以快速降低微型富集器的温度，从而提高微型富集器在吸附阶段的样品吸附容量；

(3)集成在微型富集器底部的微型加热器，具有快速加热升温能力，能够在30-45秒的时间内，将微型富集器的温度升高到200℃，因而能快速热解吸微型富集器在吸附阶段所吸附的样品组分；

(4)在微型富集器后集成阀，可以密闭热解吸过程中所释放的样品组分，待样品浓度达到最高时，再瞬间打开并输送到色谱柱里，这种方法，可以大幅提高富集率，压缩色谱峰展宽以及降低色谱峰拖尾的程度；

(5)本发明的集成化微型富集器系统，不仅可以处理复杂的样品，而且可大幅提高富集效率，压缩色谱峰的峰展宽及减少拖尾程度；

(6)本发明的微型富集器系统可以填充多种吸附材料，可以是碳纳米管、Tenax-TA及Carbopack X等，这极大提高了其应用领域，可广泛应用到环境空气质量监测、装备内环境空气质量监测、智能电网以及石油勘探等领域。

附图说明

图1为弗吉尼亚州立工学院研制的立柱阵列结构微型富集器的立柱阵列结构示意图；

图2为本发明的集成化富集器系统的结构示意图；

图3(a)、(b)分别为本发明的集成化富集器系统中干燥器的结构示意图和微型加热器电阻的布线图；

图4为本发明的集成化富集器系统中净化器的结构示意图；

图5为本发明的集成化富集器系统中干燥与净化器的结构示意图；

图6(a)和图6(b)为本发明的微型富集器的结构示意图，其中图6(a)为富集器通道的平面图，图6(b)为装配有隔膜阀的富集器的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。

针对复杂样品的预处理(包括干燥、净化以及富集)及现场测试的迫切需求，如图2所示，本发明提出了一种集成化的微型富集器系统，包括干燥与净化器1、微型富集器2、隔膜阀3、微型加热器4、制冷器5。其中，干燥与净化器1集成在微型富集器2之前，隔膜阀3集成在微型富集器2之后，而微型加热器4和制冷器5分别集成在微型富集器2的上下表面。

本发明的集成化的微型富集器系统的工作过程是：首先，采样泵将一定量的样品输送到干燥器中，对样品进行干燥和过滤，然后样品进入净化器中，净化器由于填充了特异性的材料，可吸收去除样品中的水蒸气及某些特定的组分，防止其进入色谱柱致使其污染。经过干燥与净化后的样品，在载气的推动下进入微型富集器，在富集的初始阶段，隔膜阀阀门打开，微型加热器关闭，微型制冷器工作，制冷器快速降低微型富集器的温度，使富集器处于温度较低的环境(一般在0-5℃)，而在低温环境中，吸附材料一般具有更大的吸附能力(容量)。待微型富集器吸附饱和后，关闭阀门与制冷器，打开微型加热器，使微型富集器快速升温，从而使被吸附的组分快速热解吸并密闭在微型富集器沟道内，样品浓度逐步提高，待样品浓度达到最高时，打开隔膜阀，富集的组分在载气的推动下，会快速进入分离色谱柱。

本发明的集成化的微型富集器系统的特征在于：

如图3、5所示，干燥与净化器是基于MEMS技术，利用硅基，通过深刻蚀或者化学腐蚀的方法，在干燥器沟道内加工出的两种不同结构的微型立柱，前一种立柱是将液滴快速击碎雾化，后一种微型立柱是将雾化后的微细液滴快速汽化。此外，如图3所示，在硅基底底部，集成了微型化加热器，能使微型干燥器具有快速加热升温能力，能在1分钟内将微型干燥器的温度升高到200℃。

净化器的结构如图4所示，与干燥器在同一基底上，通过同一工艺加工而成，其沟道内填充了特异性的吸收材料，能去除部分有害色谱柱的成分。

本发明的微型富集器亦是基于MEMS技术，利用硅基与玻璃基底加工而成，其热容量及体积小，能在更小的功耗下获得更快的升温速率，提高了富集率。本发明的微型富集器采用多通道(2-8通道)、大通径(通道的横截面达到1mm×0.8mm)的并行结构，如图6(a)所示，这种结构既可填充多种吸附材料，亦可提高吸附材料的容量，改善各通道内气流流速的均匀性与一致性，从而达到提高富集率，降低色谱峰的峰展宽及拖尾现象。本发明的微型富集器，其沟道几何尺寸必须满足一定的条件，其宽度和深度一定要≥2～3倍单个吸附材料的颗粒直径，才能防止吸附材料在填充时堵塞通道，此外，如图6(a)所示，本发明为防止吸附材料从富集器内跑出来，在微型富集器的气体出口端设计了微型过滤器。

此外，本发明的微型富集器上、下表面分布集成了微型加热器及制冷器，可以提高微型富集器在吸附阶段的吸附容量及在解吸过程中的解吸速度与解吸程度。为进一步提高富集率，压缩色谱峰的展宽，降低色谱峰拖尾程度，如图6(b)所示，本发明在微型富集器后集成了快速响应的控制阀，可将热解吸过程中所释放的组分密闭在富集器通道内，待完全解吸完后再瞬间释放。

本发明的集成化的微型富集器系统中的微型干燥与净化器的制造方法的一个具体实施方式，具体包括以下步骤：

(1)清洗硅片，然后光刻和深刻蚀，形成干燥器沟道(包含2种微型立柱)和净化器沟道。其中干燥器气流沟道如图3(b)所示，气流沟道的沟道长5mm-20mm，优选10mm；沟道宽度0.2mm-1mm，优选0.4mm；沟道的深度0.1mm-0.5mm，优选0.4mm。微型立柱间的间隔在20微米-50微米，优选30微米。净化器的气流沟道尺寸为：沟道长5mm-20mm，优选10mm；沟道宽度0.2mm-1mm，优选0.4mm；沟道的深度0.1mm-0.5mm，优选0.4mm。

(2)在硅基底的底部，沉积一层SiN或氧化硅，然后利用光刻-金属沉积-剥离等工艺，制作出微型加热器，加热器的电阻值在5-20欧姆，优选值8欧姆。加热器的材料可以是Pt或其他材料。

(3)将玻璃与干燥器及净化器所在的硅基底键合密封，即可形成干燥及净化器。

(4)将泵与干燥器一端连接，净化器的气体出口端浸没在吸附材料中，打开泵，吸收材料在泵的吸力作用下，进入沟道并依次填充在沟道中，待整个沟道填满之后，关闭泵，即可完成净化器中吸收材料的填充，填充的材料可以是活性炭、分子筛等材料。

本发明的集成的微型富集器系统的制造方法的一个具体实施方式，具体包括以下步骤：

(1)先在硅基底和玻璃基底上通过激光刻蚀的方法形成如图6(a)所示的富集器沟道，富集器沟道的尺寸为：沟道长0.1m-0.5m，优选0.2m；沟道宽度0.4mm-1mm，优选0.8mm；硅基底和玻璃基底上沟道的深度0.3mm-0.5mm，优选0.4mm，硅基底和玻璃基底密封后，沟道的总深度为0.5mm-1mm，优选0.8mm。

(2)在硅基底的底部，沉积一层SiN或氧化硅，然后利用光刻-金属沉积-剥离等工艺，制作出微型加热器，加热器的电阻值在5-20欧姆，优选值8欧姆。加热器的材料可以是Pt或其他材料。

(3)清洗硅基底和玻璃基底，并将其烘干，然后将硅基底上的沟道与玻璃基底上的沟道键合密封，即可得到如图6(a)所示的微型富集器芯片。

(4)将富集器气体出口与导气管连接封装，并与一泵相连，气体入口浸没在吸附材料中，打开泵，吸附材料在泵的吸力作用下，进入沟道并依次填充在沟道中，待整个沟道填满之后，关闭泵，即可得到填充了吸附材料的微型富集器芯片。

(5)并将富集器的气体入口与导气管连接封装，然后往富集器通入N₂，并将富集器置于烘箱内，逐步升高温度，分别在120℃老化一小时，220℃老化4小时，然后再将温度冷却到室温，完成富集器的老化，随即可以拿来进行分离试验。

(6)然后通过导热胶将制冷器集成在富集器的表面，并用导气管将隔膜阀与富集器连接密封。

此外，还可以将上述制得的微型干燥与净化器集成在所述微型富集器系统的前端。

此外，上述对集成化微型富集系统的定义并不仅限于实施例中提到的结构、形状或方式。

(1)干燥器内的微型立柱可以是矩形、箭头形、圆形、或其他形状；

(2)净化器内的吸收材料可以是活性炭、分子筛、5A等。

(3)干燥器与净化器、微型富集器沟道的形成方法可以是化学腐蚀、深刻蚀、激光刻蚀等方法。

(4)微型富集器内的吸附材料可以是碳纳米管、Tenax-TA及Carbopack X等多种材料。

(5)微型富集器沟道的宽度和深度满足吸附材料填充时不会造成堵塞现象。

经过实际检测验证，本发明的集成的微型富集器系统不仅可以处理复杂的样品，而且可大幅提高富集效率，压缩色谱峰的峰展宽及减少拖尾程度；可以填充多种吸附材料，极大提高了其应用领域，可广泛应用到环境空气质量监测、装备内环境空气质量监测、智能电网以及石油勘探等领域。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (21)

1.一种集成化的微型富集器系统，包括干燥与净化器(1)和微型富集器(2)，其中所述干燥与净化器(1)包括干燥器和净化器，所述干燥与净化器(1)集成在所述微型富集器(2)之前；

所述干燥器的沟道内基于MEMS技术加工出了两种不同结构的微型立柱，一种用于将液滴快速击碎雾化，另一种用于将雾化后的微细液滴快速汽化；

所述集成化的微型富集器系统基于MEMS技术，利用硅基与玻璃基底加工而成；以及

所述微型富集器(2)采用多通道、大通径的并行结构；其中，所述微型富集器沟道的宽度为0.4mm-1mm，所述硅基底和玻璃基底上沟道的深度为0.3mm-0.5mm；所述硅基底和玻璃基底密封后，沟道总深度为0.5mm-1mm。

2.根据权利要求1所述的微型富集器系统，其中所述微型富集器沟道的长度为0.1m-0.5m。

3.根据权利要求2所述的集成化的微型富集器系统，其中所述微型富集器(2)沟道的宽度和深度大于等于2倍单个吸附材料的颗粒直径。

4.根据权利要求1所述的集成化的微型富集器系统，其中所述微型富集器(2)内填充有吸附材料，以及所述吸附材料是碳纳米管、Tenax-TA或Carbopack X。

5.根据权利要求1所述的集成化的微型富集器系统，其中在所述微型富集器(2)的出口端设置有微型过滤器。

6.根据权利要求1所述的集成化的微型富集器系统，其中所述干燥器内的微型立柱是矩形、箭头形或圆形。

7.根据权利要求1所述的集成化的微型富集器系统，其中所述净化器与所述干燥器在同一基底上，通过同一工艺加工而成，以及所述净化器的沟道内填充了吸收材料。

8.根据权利要求7所述的集成化的微型富集器系统，其中所述净化器内的吸收材料是活性炭或分子筛。

9.根据权利要求1所述的集成化的微型富集器系统，其中所述干燥与净化器(1)和所述微型富集器(2)沟道的形成方法是化学腐蚀、深刻蚀或激光刻蚀。

10.根据权利要求1所述的集成化的微型富集器系统，其中在所述微型富集器(2)所在硅基底的下表面集成了微型加热器(4)，所述微型加热器(4)能在1分钟内将所述干燥器的温度升高到200℃，阻值在5-20欧姆之间，材料是Pt。

11.根据权利要求1所述的集成化的微型富集器系统，其中在所述微型富集器(2)所在硅基底的上表面集成了制冷器(5)。

12.根据权利要求1所述的集成化的微型富集器系统，其中在所述微型富集器(2)的出口设置有隔膜阀(3)。

13.一种微型干燥与净化器的制造方法，包括以下步骤：

清洗硅片，在其上表面基于MEMS技术形成所述微型干燥与净化器的干燥器和净化器的沟道；所述干燥器的沟道内基于MEMS技术加工出了两种不同结构的微型立柱，一种用于将液滴快速击碎雾化，另一种用于将雾化后的微细液滴快速汽化；

在所述硅片下表面沉积一层SiN或氧化硅，然后在其上制作出微型加热器；

用玻璃将所述干燥与净化器所在硅片键合密封，即形成所述微型干燥与净化器。

14.根据权利要求13所述的微型干燥与净化器的制造方法，还包括以下步骤：

将泵与所述干燥器一端连接，所述净化器的气体出口端浸没在吸收材料中，打开泵，吸收材料在泵的吸力作用下，进入沟道并依次填充在沟道中，待整个沟道填满之后，关闭泵，即可完成所述净化器中吸收材料的填充。

15.根据权利要求14所述的微型干燥与净化器的制造方法，其中填充的所述吸收材料是活性炭或分子筛。

16.根据权利要求13所述的微型干燥与净化器的制造方法，其中所述干燥器沟道的长度为5mm-20mm；宽度为0.2mm-1mm；深度为0.1mm-0.5mm；所述微型立柱间的间隔在20微米-50微米之间；以及所述净化器的沟道长度为5mm-20mm；宽度为0.2mm-1mm；深度为0.1mm-0.5mm。

17.根据权利要求13所述的微型干燥与净化器的制造方法，其中所述微型加热器的阻值在5-20欧姆之间；以及所述微型加热器的材料是Pt。

18.一种集成的微型富集器系统的制造方法，包括以下步骤：

在硅基底和玻璃基底上基于MEMS技术形成微型富集器的沟道；

在所述硅基底的底部沉积一层SiN或氧化硅，然后在其上所述微型干燥与净化器位置处制作出微型加热器；

清洗所述硅基底和所述玻璃基底，并将其烘干，然后将所述硅基底上的沟道与玻璃基底上的沟道键合密封，得一集成的微型富集器系统；

将如权利要求13至17任意一项所述的微型干燥与净化器的制造方法制造的微型干燥与净化器集成在上述集成的微型富集器系统的前端，得到最终的所述集成的微型富集器系统；

其中，所述富集器沟道采用多通道、大通径的并行结构；所述富集器沟道的宽度为0.4mm-1mm；所述硅基底和玻璃基底上沟道的深度为0.3mm-0.5mm，所述硅基底和玻璃基底密封后，沟道总深度为0.5mm-1mm。

19.根据权利要求18所述的集成的微型富集器系统的制造方法，还包括以下步骤：

将所述富集器气体出口与导气管连接封装，并与一泵相连，气体入口浸没在吸附材料中，打开泵，所述吸附材料在泵的吸力作用下，进入沟道并依次填充在沟道中，待整个沟道填满之后，关闭泵，即得填充了吸附材料的微型富集器系统。

20.根据权利要求19所述的集成的微型富集器系统的制造方法，还包括以下步骤：

将所述富集器的气体入口与导气管连接封装，然后往所述富集器中通入N₂，并将所述富集器置于烘箱内，逐步升高温度，分别在120℃老化一小时，220℃老化4小时，然后再将温度冷却到室温，完成富集器的老化；以及

通过导热胶将制冷器集成在所述富集器的表面，并用导气管将隔膜阀与所述富集器连接密封。

21.根据权利要求19所述的集成的微型富集器系统的制造方法，其中所述富集器沟道的长度为0.1m-0.5m。