CN112345621A - 痕量探测设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种痕量探测设备。所述痕量探测设备包括：盒体，所述盒体包括主体框架和顶板，所述顶板和主体框架构成全封闭的腔体；位于所述腔体内且在腔体内的第一侧的离子迁移管组件；以及位于所述腔体内且在腔体内的第二侧的前放及高压电路板，所述第二侧与第一侧相对。

Description

痕量探测设备

技术领域

本发明涉及痕量分析检测技术领域，尤其涉及一种痕量探测设备。

背景技术

痕量探测设备具有体积小、功耗低、便携性强、检测速度快、灵敏度高及可产业化等诸多优点，因此被广泛应用于军事、国防、公安等领域的野外现场查验。

一般情况下野外环境较为苛刻，如阴雨高湿天气，海边盐雾地带，热带雨林高湿地区等。痕量探测设备包括对环境较为敏感的关键部件，如陶瓷迁移管、前放电路、高压电路等需要做防水防潮设计。

目前，对于前放电路板，高压电路板一般采用常规的三防胶进行防水防潮处理，这种处理一方面不能完全将电路板与环境隔绝，同时，在严苛的环境条件下，三防胶的老化速度加快，缩短仪器的使用寿命。若长时间在高湿、盐雾的环境下工作，电路易受损坏，一方面电路的参数可能会发生改变，从而影响痕量探测设备检测的灵敏度和仪器的稳定性；另一方面会引起电路的短路和断路，使仪器的故障率增高。

对于迁移管来说，其包括迁移管管体和分压电阻，其外部包裹的保温层一般为陶瓷或玻璃棉，保温层容易吸潮，长时间在严苛的环境中工作，水分子易通过保温层渗透到迁移管管体及分压电阻，尤其对于陶瓷迁移管，更容易吸潮而导致迁移管场强变化，影响痕量探测设备信号的稳定性。

综上所述，现有的痕量探测设备的使用在一定程度上仍然受外界环境的限制。

发明内容

本发明的目的之一是至少部分地消除或减轻上述的技术问题，提供一种新的痕量探测设备。

根据一个方面，提供一种痕量探测设备，其中所述痕量探测设备包括：

盒体，所述盒体包括主体框架和顶板，所述顶板和主体框架构成全封闭的腔体；

位于所述腔体内且在腔体内的第一侧的离子迁移管组件；以及

位于所述腔体内且在腔体内的第二侧的前放及高压电路板，所述第二侧与第一侧相对。

在一个实施例中，所述痕量探测设备还包括底部支撑板和位于所述底部支撑板与所述主体框架的底板之间的第一缓冲仓，迁移气从第一缓冲仓通过第一气管组件输入到离子迁移管。

在一个实施例中，所述痕量探测设备还包括位于底部支撑板与所述主体框架的底板之间的第二缓冲仓，所述离子迁移管的排出气通过第二气管组件输出到第二缓冲仓，所述第一缓冲仓和所述第二缓冲仓分别通过各自的O型密封圈与所述盒体的对应部分密封连接。

在一个实施例中，所述离子迁移管组件包括离子迁移管、依次位于离子迁移管外面的加热层和保温层。

在一个实施例中，所述痕量探测设备还包括集束毛细色谱柱(MCC)，所述MCC通过穿过盒体的侧壁的固定套插入到所述离子迁移管中。

在一个实施例中，所述固定套通过O型密封圈与盒体的侧壁的外表面密封连接。

在一个实施例中，所述离子迁移管通过第一连接导线与前放及高压电路板电连接，而所述前放及高压电路板通过第二连接导线引导出盒体外面。

在一个实施例中，所述前放及高压电路板通过第二连接导线与盒体上的接插件相连，接插件将前放信号传输到主控板以及接收来自主控板的电源。

在一个实施例中，所述前放及高压电路板与盒体的顶板之间设置有导热材料。

在一个实施例中，所述离子迁移管组件与所述前放及高压电路板之间设置有绝热材料。

在一个实施例中，所述前放及高压电路板由隔板支撑并固定在主体框架的底板上。

在一个实施例中，述顶板的周边向外的突出部通过O型密封圈与盒体的主体框架密封连接。

在一个实施例中，第一缓冲仓具有进气气管接头，第二缓冲仓具有出气气管接头，在第二缓冲仓的出气气管接头与第一缓冲仓的进气气管接头之间设置有净化装置。

在一个实施例中，在第二缓冲仓的出气气管接头与净化装置之间还设置有隔膜泵。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明的一个实施例的痕量探测设备的结构剖视图。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，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，都属于本公开保护的范围。

另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或更多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。

如图1所示，示出了根据本发明的一个实施例的痕量探测设备的结构剖视图。该痕量探测设备20主要包括三个模块，即离子迁移管组件、前放及高压电路板以及盒体。

具体地，该离子迁移管组件包括离子迁移管2和依次设置于离子迁移管2的外面的加热层17和保温层16。为了实现尽可能好的密封或隔离，在本实施例中，将盒体设计为全密封的，或者说盒体具有全封闭的腔体。为了形成或实现全封闭的腔体，所述盒体包括主体框架15和顶板5。该主体框架15为仅顶部具有开口的封闭的结构。也就是说，顶板5以可拆卸的方式与主体框架15密封连接。

在一个示例中，离子迁移管组件或离子迁移管2位于该腔体内并且在腔体内的左侧；相应地，前放及高压电路板8位于该腔体内但是设置在腔体内的右侧。

在一个示例中，顶板5的周边处设置有向外的突出部，该突出部通过O型密封圈4B与主体框架15的内侧密封连接。

痕量探测设备还包括集束毛细色谱柱(MCC)1，MCC 1通过穿过主体框架15的左侧壁、保温层16和加热层17的固定套14插入到离子迁移管2中。固定套14通过O型密封圈4A与主体框架15的左侧壁的外表面密封连接。MCC通过固定套14插入到离子迁移管2中，这样方便MCC的更换。

在盒体的下面还设置有底部支撑板6，缓冲仓3A设置在底部支撑板6和主体框架15的底板之间并且位于如图所示的整个装置的左侧。第一气管组件包括穿过加热层17和保温层16并从离子迁移管2引出迁移气的气管接头2A、第一气管13A和缓冲仓3A的气管接头11A，其中气管接头2A、第一气管13A和气管接头11A依次连接。迁移气从缓冲仓3A通过第一气管组件输入到离子迁移管。在一个示例中，为了便于引导迁移气，将缓冲仓3A大体对应于离子迁移管2设置，即大体位于离子迁移管2的下方。

此外，缓冲仓3B位于底部支撑板6和主体框架15的底板之间的未设置缓冲仓3A的其他位置处，并且该缓冲仓3B与缓冲仓3A彼此隔离。离子迁移管2中的排出气通过第二气管组件输出到第二缓冲仓3B中。第二气管组件包括穿过加热层17和保温层16并从离子迁移管2引出载气的气管接头2A、第二气管13B和缓冲仓3B的气管接头11B，其中气管接头2A、第二气管13B和气管接头11B依次连接。另外，在缓冲仓3B的右端还设置有用于导出其中的排出气的气管接头11C，气管接头11C和外置隔膜泵的进气口相连，隔膜泵的出气口和外置的净化装置的进气口相连，净化装置的出气口和缓冲仓3A的11E口相连，设置缓冲仓3A和缓冲仓3B的原因是：隔膜泵是脉冲泵，气流不平稳，会影响迁移管谱形的的稳定性，设置缓冲仓可以平稳隔膜泵气流，使迁移管谱形稳定。当然，隔膜泵和净化装置也可以设置在盒体内部，这样集成度更高，但是更换、维修和清洁可能不如外置的方便。

在一个示例中，在缓冲仓3A和缓冲仓3B的四周都通过各自的O型密封圈4C和4D将底部支撑板6与主体框架15的底板彼此密封。

通过设置缓冲仓3A和3B可以有效地减小离子迁移谱基线的波动。

MCC和固定套14、缓冲仓3A和3B分别通过相同的例如O型密封圈的一体化设计固定至盒体的对应部分上，这样便于离子迁移管2的气路互连、使得结构简单，气路布局整洁。

前放及高压电路板8由隔板10支撑并固定在主体框架的底板上。

前放及高压电路板8不仅提供迁移电场，而且还要接收在离子迁移管中产生的待测离子的迁移谱的测量信号。因此，离子迁移管2通过连接导线12A与前放及高压电路板8相连接。而前放及高压电路板通过连接导线12B与盒体上的接插件11D相连，接插件11D将前放信号传输到主控板以及接收来自主控板的电源。

前放及高压电路板8和顶板5之间设计有导热材料7，便于前放及高压电路板8产生的热量输出盒体。离子迁移管2与前放及高压电路板8之间设计有绝热材料9，这样可以保证迁移管2的热量不传输到前放及高压电路板8。

包括主体框架15的盒体为全密封设计，顶板5通过O型密封圈4B实现与主体框架15的紧密结合。用O型密封圈4B对顶盖5进行密封，方便顶盖的拆卸和离子迁移谱仪的拆装和维修，其中所述离子迁移谱仪包括离子迁移管组件和前放及高压电路板。

离子迁移谱仪为高灵敏精密仪器，在工作时，要求离子迁移管2的电场稳定，高压电路稳定，对电荷的收集和处理的前放电路稳定，否则会严重影响信号测量。若离子迁移谱仪长时间在高湿的环境下工作，环境中的水汽易渗透到迁移管体中，影响迁移管的绝缘性导致迁移管场强变化而影响信号；同时，离子迁移谱仪的前放及高压电路板涉及到精密的电路设计，若长时间在高湿的环境下工作，电路易受损坏，一方面电路的参数可能会发生改变，从而影响离子迁移谱仪检测的灵敏度和仪器的稳定性；另一方面会引起电路的短路和断路，使仪器的故障率增高。盒体的主体框架15与顶板5的全密封设计，一方面可以有效的将迁移管和前放及高压电路板与外界环境隔绝，有效避免了高温、高湿、盐雾等苛刻环境对离子迁移谱仪的影响，减少离子迁移谱仪检测信号在传输过程中的损失和干扰，提高了离子迁移谱仪的稳定性和可靠性；另一方面为离子迁移谱仪的精密模块结构增加机械封装件以提供足够的保护，延长离子迁移谱仪的使用寿命。

针对本发明提供的痕量探测设备，至少具备以下优点中的至少一个或至少一些。

具体地，(1)在痕量探测设备的离子迁移管和前放及高压电路板外面增加盒体，盒体采用全密封设计，盒体的顶板通过O型密封圈与盒体的主体框架紧密贴合，采用O型密封圈对顶板进行密封，方便顶盖的拆卸和离子迁移管组件的拆装和维修；痕量探测设备的MCC的保护套通过O型密封圈与盒体进行有效的密封，便于MCC的更换；

(2)两个缓冲仓通过O型密封圈固定于盒体和底部支撑板之间，缓冲仓和离子迁移管组件或模块采用相同的密封设计，方便迁移管的气路互联，结构简单，气路布局整洁；

(3)全密封的盒体设计优点如下：①将迁移管和前放及高压电路板有效的与环境隔绝，减少痕量探测设备检测信号在传输过程中的损失和干扰，提高痕量探测设备检测的灵敏度以及仪器的稳定性和可靠性，有效降低仪器的故障率；②提高了痕量探测设备的环境适应性，使痕量探测设备可以在露天、高温、高湿、盐雾等严苛的环境下工作；③为痕量探测设备的精密模块结构增加机械封装件以提供足够的保护，延长痕量探测设备的使用寿命。

Claims (14)

1.一种痕量探测设备，其特征在于，所述痕量探测设备包括：

盒体，所述盒体包括主体框架和顶板，所述顶板和主体框架构成全封闭的腔体；

位于所述腔体内且在腔体内的第一侧的离子迁移管组件；以及

位于所述腔体内且在腔体内的第二侧的前放及高压电路板，所述第二侧与第一侧相对。

2.根据权利要求1所述的痕量探测设备，还包括底部支撑板和位于所述底部支撑板与所述主体框架的底板之间的第一缓冲仓，迁移气从第一缓冲仓通过第一气管组件输入到离子迁移管。

3.根据权利要求2所述的痕量探测设备，还包括位于底部支撑板与所述主体框架的底板之间的第二缓冲仓，所述离子迁移管的排出气通过第二气管组件输出到第二缓冲仓，所述第一缓冲仓和所述第二缓冲仓分别通过各自的O型密封圈与所述盒体的对应部分密封连接。

4.根据权利要求1或3所述的痕量探测设备，其特征在于，所述离子迁移管组件包括离子迁移管、依次位于离子迁移管外面的加热层和保温层。

5.根据权利要求4所述的痕量探测设备，其特征在于，

所述痕量探测设备还包括集束毛细色谱柱，所述集束毛细色谱柱通过穿过盒体的侧壁的固定套插入到所述离子迁移管中。

6.根据权利要求5所述的痕量探测设备，其特征在于，所述固定套通过O型密封圈与盒体的侧壁的外表面密封连接。

7.根据权利要求4所述的痕量探测设备，其特征在于，所述离子迁移管通过第一连接导线与前放及高压电路板电连接，而所述前放及高压电路板通过第二连接导线引导出盒体外面。

8.根据权利要求7所述的痕量探测设备，其特征在于，所述前放及高压电路板通过第二连接导线与盒体上的接插件相连，接插件将前放信号传输到主控板以及接收来自主控板的电源。

9.根据权利要求1所述的痕量探测设备，其特征在于，所述前放及高压电路板与盒体的顶板之间设置有导热材料。

10.根据权利要求1所述的痕量探测设备，其特征在于，所述离子迁移管组件与所述前放及高压电路板之间设置有绝热材料。

11.根据权利要求1所述的痕量探测设备，其特征在于，所述前放及高压电路板由隔板支撑并固定在主体框架的底板上。

12.根据权利要求1-11中任一项所述的痕量探测设备，其特征在于，所述顶板的周边向外的突出部通过O型密封圈与盒体的主体框架密封连接。

13.根据权利要求1-11中任一项所述的痕量探测设备，其特征在于，第一缓冲仓具有进气气管接头，第二缓冲仓具有出气气管接头，在第二缓冲仓的出气气管接头与第一缓冲仓的进气气管接头之间设置有净化装置。

14.根据权利要求13所述的痕量探测设备，其特征在于，在第二缓冲仓的出气气管接头与净化装置之间还设置有隔膜泵。

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