CN106680043B - 一种生物化学有害因子的扰动取样装置及扰动取样方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物化学有害因子的扰动取样装置及扰动取样方法，此装置包括：扰动装置和取样装置；所述扰动装置包括电动喷射阀、喷射器和压缩空气容器；所述取样装置包括气泵和分析装置，或者，所述取样装置包括气泵、富集腔和分析装置。所述扰动取样装置还包括通道，所述扰动装置固定于所述通道的入口处，所述取样装置固定于所述通道的出口处。本发明无需人员操作检测设备，在货物通过检测装置的同时主动对经过的邮包进行喷射式吹扫，并由取样装置收集空气样本送交检测设备取样分析，从而减少了危险物品对值守工作人员的伤害。

Description

一种生物化学有害因子的扰动取样装置及扰动取样方法

技术领域

本发明涉及化学品探测技术领域，尤其涉及一种生物化学有害因子的扰动取样装置及扰动取样方法。

背景技术

现有的生化检测设备都需要提取极微量(ppm级)生物气溶胶或化学有害物粒子(气体、固体或液态)来分析有害因子的成分。在自动化环境下有效地从受检物上收集有害因子粒子，并送入鉴别设备的方案决定了整体设备的自动化程度和检测的效率及灵敏度。

现有生物化学有害因子检测设备均为开放环境空气取样，没有针对特定检测物体的主动吹扫取样装置。现有技术中物品输送装置中无法保证使生化检测设备提取到足够的有害因子粒子，例如在邮包流水线上开放式取样无法对经过的邮包进行定向取样检测。

发明内容

针对现有技术中提出的上述缺点，本发明提供了一种生物化学有害因子的扰动取样装置及扰动取样方法。

本发明提供了一种生物化学有害因子的扰动取样装置，包括：扰动装置和取样装置；所述扰动装置包括电动喷射阀、喷射器和压缩空气容器；所述取样装置包括气泵和分析装置，或者，所述取样装置包括气泵、富集腔和分析装置。

上述扰动取样装置还具有以下特点：

所述扰动取样装置还包括通道，所述扰动装置固定于所述通道的入口处，所述取样装置固定于所述通道的出口处。

所述扰动取样装置还包括与扰动装置和取样装置均连接的控制器，所述控制器，用于进行以下控制中的至少一种：控制所述电动喷射阀的喷射频率、控制所述喷射器的喷射压力、控制所述气泵的工作功率、控制喷射器开启或关闭、控制气泵开启或关闭。

上述扰动取样装置还具有以下特点：

所述扰动取样装置还包括速度检测装置；

所述控制器，用于根据从所述速度检测装置获取的目标物体移动速度控制所述电动喷射阀的喷射频率、控制所述喷射器的喷射压力、控制所述气泵的工作功率、控制喷射器开启或关闭、控制气泵开启或关闭。

上述扰动取样装置还具有以下特点：

所述扰动装置还包括与所述电动喷射阀连接的喷射管道。

上述扰动取样装置还具有以下特点：

所述扰动装置还包括与所述电动喷射阀连接的喷嘴，所述喷嘴包括入气通道和出气通道；所述出气通道与入气通道的夹角为40～50度之间的值。

上述扰动取样装置还具有以下特点：

所述扰动取样装置还包括控制器，所述控制器用于根据以下公式确定所述喷射器的喷射压力：

式中，p为喷射压力，d为喷嘴的入气通道的直径，q为喷射流量，n为喷嘴个数，η为喷嘴效率系数，η为1.05～1.10之间的值。

上述扰动取样装置还具有以下特点：

所述取样装置包括与气泵相连的管道，或者，所述取样装置包括取样腔体，所述取样腔体为门状结构，所述取样腔体的外部的两侧对称的设置有多个吸气孔，所述气泵与所述多个吸气孔连通，所述吸气孔的直径相同或者沿所述取样腔体从下到上的方向依次降低。

本发明还提供了一种使用上述扰动取样装置的扰动取样方法，包括：

控制器进行以下控制中的至少一种：控制所述电动喷射阀的喷射频率、控制所述喷射器的喷射压力、控制所述气泵的工作功率、控制喷射器开启或关闭、控制气泵开启或关闭；

根据控制器设置的喷射压力和喷射频率通过喷射器和电动喷射阀进行间断式气体喷射，根据控制器设置的工作功率通过气泵进行抽气，将从吸入的气体输送至分析装置。

本发明还提供了一种使用上述扰动取样装置的扰动取样方法，包括：

通过速度检测装置检测目标物体移动速度；通过控制器根据目标物体移动速度控制电动喷射阀的喷射频率、控制喷射器的喷射压力、控制气泵的工作功率、控制喷射器开启或关闭、控制气泵开启或关闭；

根据控制器设置的喷射压力和喷射频率通过喷射器和电动喷射阀进行间断式气体喷射，根据控制器设置的工作功率通过气泵进行抽气，将从吸入的气体输送至分析装置。

本发明无需人员操作检测设备，在货物通过检测装置的同时主动对经过的邮包进行喷射式吹扫，并由取样装置收集空气样本送交检测设备取样分析，完成生化危险物监测，从而减少了危险物品对值守工作人员的伤害。本发明可与市场上成熟的生物化学检测设备高度集成，24小时检测经过的物品。本发明完美解决了现有技术中耗费人力的问题及无法与已有检测设备无缝整合的问题。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是实施例中扰动取样装置的结构图；

图2是实施例中喷嘴的结构图；

图3是实施例中取样腔体的结构图。

图4是实施例中使用上述扰动取样装置的扰动取样方法的流程图。

图5是实施例中使用上述扰动取样装置的扰动取样方法的另一流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

本发明中的生物化学有害因子的扰动取样装置包括：扰动装置和取样装置。扰动装置包括电动喷射阀、喷射器和压缩空气容器；取样装置包括气泵和分析装置，或者，取样装置包括气泵、富集腔和分析装置。其中的气泵典型的是隔膜式真空气泵。

在另一实施例中，扰动取样装置还包括与扰动装置和取样装置连接的控制器。控制器用于进行以下控制中的至少一种：控制电动喷射阀的喷射频率、控制喷射器的喷射压力、控制隔膜式真空气泵的工作功率、控制喷射器开启或关闭、控制气泵开启或关闭。

在另一实施例中，扰动取样装置还包括用于检测目标物体移动速度的速度检测装置。扰动取样装置还包括与电动喷射阀、喷射器、隔膜式真空气泵和速度检测装置均连接的控制器。控制器用于从速度检测装置获取的目标物体移动速度进行以下控制中的至少一种：控制电动喷射阀的喷射频率、控制喷射器的喷射压力、控制隔膜式真空气泵的工作功率、控制喷射器开启或关闭、控制气泵开启或关闭。

在另一实施例中扰动取样装置还包括通道，扰动装置固定于通道的入口处，取样装置固定于通道的出口处。如图1所示，通道1的入口处设置有扰动装置，通道2的出口处设置有取样装置。使用此扰动取样装置时，在通道1入口处使用扰动装置将空气进行扰动，使物品表面的细微颗粒漂浮在空气中，在通道2的出口处使用取样装置提取空气样本，经过扰动装置的扰动后，使取样装置能采集到更多的物品表面的细微颗粒。

为使扰动装置的喷射更有效或方向更准确，扰动装置还包括与电动喷射阀连接的喷射管道。或者，扰动装置还包括与电动喷射阀连接的喷嘴。

为使取样更方便，取样装置还包括与气泵相连的管道，此结构的取样装置在工作时，可以使管道在目标物体表面直接吸取空气样本。或者，取样装置还包括取样腔体，此结构的取样装置在工作时位置固定不变，通过气泵的吸力吸取空气样本。

图1是扰动取样装置的一种示例性的结构图，此扰动取样装置包括：设置于通道1的入口处的至少一个喷嘴2、与喷嘴连接的电动喷射阀3、与喷射阀连接的喷射器4、以及喷射器4连接的压缩空气容器。此扰动取样装置还包括设置于通道1的出口处的取样腔体5，与取样腔体的吸气孔相连接的隔膜式真空气泵6、与隔膜式真空气泵6相连接的富集腔7、与富集腔7密闭连接的分析装置。

此扰动取样装置中喷射器4、压缩空气容器、控制器8可以设置于通道1的内部的侧壁。

图2是实施例中喷嘴的结构图；如图2所示，喷嘴包括入气通道和出气通道；出气通道与入气通道的夹角为40～50度之间的值，典型的为45度。

控制器用于根据以下公式确定喷射器的喷射压力：

式中，p为喷射压力，d为喷嘴的入气通道的直径，q为喷射流量，n为喷嘴个数，η为喷嘴效率系数，η为1.05～1.10之间的值。

使用本发明中的喷嘴经内部气路调整气流方向和压力，从而实现对预设距离(例如1米)内的物体的斜向喷射式吹扫，有效地将表面附着的微量粒子扰动到空气中，为取样装置收集样本提供帮助。

图3是实施例中取样腔体的结构图；如图3所示，取样腔体为门状结构，取样腔体的外部的两侧对称的设置有多个吸气孔，吸气孔的直径相同，或者典型的沿取样腔体从下到上的方向依次降低。取样装置为一体化设计，力求减少吸气通路中的流量损失。取样腔体采用对样本低吸附度的材料，保证样品充分随气流充分输送。取样腔体圆形吸气取样孔，孔的开口直径保证进气流量在离气泵较近处和较远处均等因此采用孔径在远端逐渐增大的设计。

图4是实施例中使用上述扰动取样装置的扰动取样方法的流程图，如图4所示，包括：

步骤401，控制器进行以下控制中的至少一种：控制电动喷射阀的喷射频率、控制喷射器的喷射压力、控制气泵的工作功率；

步骤402，根据控制器设置的喷射压力和喷射频率通过喷射器和电动喷射阀进行间断式气体喷射，根据控制器设置的工作功率通过气泵进行抽气，将从吸入的气体输送至分析装置。

其中，控制器用于根据以下公式确定喷射器的喷射压力：

式中，p为喷射压力，d为喷嘴的入气通道的直径，q为喷射流量，n为喷嘴个数，η为喷嘴效率系数，η为1.05～1.10之间的值。

图5是实施例中使用上述扰动取样装置的扰动取样方法的流程图，如图5所示扰动取样装置中包括速度检测装置器时，扰动取样方法包括：

步骤501，通过速度检测装置检测目标物体移动速度；

步骤502，通过控制器根据目标物体移动速度控制电动喷射阀的喷射频率、控制喷射器的喷射压力、控制气泵的工作功率；

步骤503，根据控制器设置的喷射压力和喷射频率通过喷射器和电动喷射阀进行间断式气体喷射，根据控制器设置的工作功率通过气泵进行抽气，将从吸入的气体输送至分析装置。

本发明无需人员操作检测设备，在货物通过检测装置的同时主动对经过的邮包进行喷射式吹扫，并由取样装置收集空气样本送交检测设备取样分析，完成生化危险物监测，从而减少了危险物品对值守工作人员的伤害。本发明可与市场上成熟的生物化学检测设备高度集成，24小时检测经过的物品。本发明完美解决了现有技术中耗费人力的问题及无法与已有检测设备无缝整合的问题。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。

上面描述的内容可以单独地或者以各种方式组合起来实施，而这些变型方式都在本发明的保护范围之内。

在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，仅仅参照较佳实施例对本发明进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种生物化学有害因子的扰动取样装置，其特征在于，包括：扰动装置和取样装置；

所述扰动装置包括电动喷射阀、喷射器和压缩空气容器；所述取样装置包括气泵和分析装置，或者，所述取样装置包括气泵、富集腔和分析装置；

所述扰动取样装置还包括通道，所述扰动装置固定于所述通道的入口处，所述取样装置固定于所述通道的出口处；

所述取样装置包括取样腔体，所述取样腔体为门状结构，所述取样腔体的外部的两侧对称的设置有多个吸气孔，所述气泵与所述多个吸气孔连通，所述吸气口的直径沿所述取样腔体从下到上的方向依次降低；

所述扰动取样装置还包括与扰动装置和取样装置均连接的控制器；

所述扰动取样装置还包括速度检测装置；

所述控制器，用于根据从所述速度检测装置获取的目标物体移动速度控制所述电动喷射阀的喷射频率、控制所述喷射器的喷射压力、控制所述气泵的工作功率、控制喷射器开启或关闭和控制气泵开启或关闭；

所述扰动装置还包括与所述电动喷射阀连接的喷嘴，所述喷嘴包括入气通道和出气通道；所述出气通道与入气通道的夹角为40～50度之间的值；

所述扰动取样装置还包括控制器，所述控制器用于根据以下公式确定所述喷射器的喷射压力：

式中，p为喷射压力，d为喷嘴的入气通道的直径，q为喷射流量，n为喷嘴个数，η为喷嘴效率系数，η为1.05～1.10之间的值。

2.如权利要求1所述的扰动取样装置，其特征在于，包括：

所述扰动装置还包括与所述电动喷射阀连接的喷射管道。

3.使用权利要求1或2所述的扰动取样装置的扰动取样方法，其特征在于，包括：

控制器进行以下控制：控制所述电动喷射阀的喷射频率、控制所述喷射器的喷射压力、控制所述气泵的工作功率、控制喷射器开启或关闭和控制气泵开启或关闭；

根据控制器设置的喷射压力和喷射频率通过喷射器和电动喷射阀进行间断式气体喷射，根据控制器设置的工作功率通过气泵进行抽气，将从吸入的气体输送至分析装置。

4.使用权利要求1或2所述的扰动取样装置的扰动取样方法，其特征在于，包括：

通过速度检测装置检测目标物体移动速度；

通过控制器根据目标物体移动速度控制电动喷射阀的喷射频率、控制喷射器的喷射压力、控制气泵的工作功率、控制喷射器开启或关闭和控制气泵开启或关闭；

根据控制器设置的喷射压力和喷射频率通过喷射器和电动喷射阀进行间断式气体喷射，根据控制器设置的工作功率通过气泵进行抽气，将从吸入的气体输送至分析装置。

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