CN115015411A - 一种用于毒物分析检测的内置液体加热脱附结构 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及毒物分析检测技术领域，具体而言，涉及一种用于毒物分析检测的内置液体加热脱附结构，包括隔热组件、加热组件、测量QCM以及压板，其中：隔热组件为环形中空结构，固定在压板上；加热组件设置在隔热组件的内部，与隔热组件配合连接；测量QCM设置在加热组件的内部，并固定在压板上。本发明采用无接触式的辐射传热，使测量QCM液体吸附膜不受接触产生的力学影响，能够将吸附到测量QCM液体吸附膜中的溶液分子按规定可靠地脱附逸出吸附膜，整体采用“中”字形非金属结构，具有隔热与定位结构的双重作用，辐射加热罩采用锥形的设计，有利于提高辐射效率。
Description
技术领域
本申请涉及毒物分析检测技术领域，具体而言，涉及一种用于毒物分析检测的内置液体加热脱附结构。
背景技术
毒物分析检测传感器内置液体加热脱附结构是通过高温加热辐射的方法对QCM(石英晶体微量天平)表面液体色谱分析膜(分子筛吸附膜)进行加热，使其内部的毒物溶液分子脱离逸出来达到脱附溶液分子的目的，通过QCM表面液体色谱分析膜获得待检毒液性质(酸碱性)，通过QCM谐振频率与质量的变化关系获得待检测毒液的密度，再通过热重分析反演获得毒品溶液中的种类和组分比例。
为了使进入QCM表面分子筛吸附膜内所吸附的液体分子在规定时间内通过无接触的加热方式进行热脱附，需要设计一种小型、适用、可靠的传感器内置液体加热脱附结构组件，目前在毒物分析中还没有使用这种设计的传感器内置液体加热脱附结构。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种用于毒物分析检测的内置液体加热脱附结构，能够可靠地将传感器吸附的溶液分子在规定时间内进行脱附逸出，使其QCM回到清零状态，为下次开机检测做好准备。
为了实现上述目的，本申请提供了一种用于毒物分析检测的内置液体加热脱附结构，包括隔热组件、加热组件、测量QCM以及压板，其中：隔热组件为环形中空结构，固定在压板上；加热组件设置在隔热组件的内部，与隔热组件配合连接；测量QCM设置在加热组件的内部，并固定在压板上。
进一步的，隔热组件包括外壳以及隔热套，外壳固定在压板上，隔热套为空心柱状，卡扣在外壳的内壁上。
进一步的，加热组件包括辐射加热罩、薄膜加热片以及热敏电阻。
进一步的，辐射加热罩为中空锥形结构，设置在隔热套的内部，底部通过螺钉与隔热套配合连接。
进一步的，热敏电阻粘贴在辐射加热罩的外表面。
进一步的，薄膜加热片通过热包覆工装紧密包覆在辐射加热罩的外表面，并且将热敏电阻固定压紧。
进一步的，测量QCM包括液体分子吸附膜。
进一步的，测量QCM通过压板压紧固定在辐射加热罩上。
进一步的，辐射加热罩底部的安装孔内设置有螺钉隔热垫。
进一步的，隔热组件的材料为非金属材料。
本发明提供的一种用于毒物分析检测的内置液体加热脱附结构，具有以下有益效果：
本发明采用无接触式的辐射传热，使测量QCM液体吸附膜不受接触产生的力学影响，能够将吸附到测量QCM液体吸附膜中的溶液分子按规定可靠地脱附逸出吸附膜，整体采用“中”字形非金属结构，具有隔热与定位结构的双重作用，辐射加热罩采用锥形的设计，有利于提高辐射效率，解决了毒物分析探测传感器对QCM液体吸附膜内饱和的液体分子，在规定时间内无接触进行脱附逸出的难题。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是根据本申请实施例提供的用于毒物分析检测的内置液体加热脱附结构的示意图；
图2是根据本申请实施例提供的用于毒物分析检测的内置液体加热脱附结构的内部示意图；
图3是根据本申请实施例提供的用于毒物分析检测的内置液体加热脱附结构的辐射加热罩示意图；
图4是根据本申请实施例提供的用于毒物分析检测的内置液体加热脱附结构的隔热套示意图；
图5是根据本申请实施例提供的用于毒物分析检测的内置液体加热脱附结构的压板示意图；
图6是根据本申请实施例提供的用于毒物分析检测的内置液体加热脱附结构的测量QCM示意图；
图中：1-隔热组件、11-外壳、12-隔热套、2-加热组件、21-辐射加热罩、22-薄膜加热片、23-热敏电阻、3-测量QCM、4-压板、5-螺钉隔热垫。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。
另外，术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。
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组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
如图1-2所示，本申请提供了一种用于毒物分析检测的内置液体加热脱附结构，包括隔热组件1、加热组件2、测量QCM3以及压板4，其中：隔热组件1为环形中空结构，固定在压板4上；加热组件2设置在隔热组件1的内部，与隔热组件1配合连接；测量QCM3设置在加热组件2的内部，并固定在压板4上。
具体的，本申请实施例提供的用于毒物分析检测的内置液体加热脱附结构主要通过辐射加热的方式对内部测量QCM3表面分子筛吸附膜进行热脱附。在洁净的环境中，利用测量QCM3表面液体色谱分析膜吸附毒物中的溶液分子，当吸附到一定量后，不能超过饱和值(量程约为0.1mg)，通过加热组件2对测量QCM3分子筛吸附膜表面进行加热，使其表面分子筛吸附膜内的溶液分子脱离逸出，从而实现对毒物溶液分子的密度、种类及组分比例进行连续多次的测量目的。隔热组件1主要用于隔热，使热量不会传递到外部结构，增加热的传递效率。加热组件2主要用于对内部测量QCM3进行加热脱附。测量QCM3主要通过表面液体色谱分析膜吸附毒物中的溶液分子。压板4主要起到固定支撑的作用，以及与其他组件进行装配连接。
进一步的，如图4所示，隔热组件1包括外壳11以及隔热套12，外壳11固定在压板4上，隔热套12为空心柱状，卡扣在外壳11的内壁上。隔热组件1能够有效控制加热组件2的热量传递，防止热量耗散。外壳11采用边沿包覆结构，将非金属的隔热材料封闭在内部，防止外界环境对非金属材料的腐蚀。
进一步的，加热组件2包括辐射加热罩21、薄膜加热片22以及热敏电阻23。加热组件2主要用于对内部的测量QCM3进行加热，使其表面饱和的毒物溶液分子脱离逸出。
进一步的，如图3所示，辐射加热罩21为中空锥形结构，设置在隔热套12的内部，底部通过螺钉与隔热套12配合连接。辐射加热罩21采用锥形结构设计，能够提高辐射加热的效率，辐射加热罩21的底部优选设置三个螺钉孔的定位凸台，与隔热套12进行装配连接。
进一步的，热敏电阻23粘贴在辐射加热罩21的外表面。热敏电阻23通过硅橡胶固封粘贴在辐射加热罩21的外表面，中间留有出气通道，主要用于监测加热组件2的温度变化。
进一步的，薄膜加热片22通过热包覆工装紧密包覆在辐射加热罩21的外表面，并且将热敏电阻23固定压紧。薄膜加热片22与外界电源连接，通电后温度会升高，与其紧密贴合的辐射加热罩21温度也会升高，从而实现了对辐射加热罩21内部测量QCM3的加热。
进一步的，测量QCM3包括液体分子吸附膜。液体分子吸附膜主要用于对毒物中的溶液分子进行吸附。
进一步的，如图5-6所示，测量QCM3通过压板4压紧固定在辐射加热罩21上。测量QCM3固定在压板4上，压板4与辐射加热罩21的底部装配连接，从而能够将测量QCM3固定在辐射加热罩21的内部。
进一步的，辐射加热罩21底部的安装孔内设置有螺钉隔热垫5。螺钉隔热垫5同样起到隔热的作用，防止辐射加热罩21内部的热量向外扩散。
进一步的，隔热组件1的材料为非金属材料。隔热组件1整体采用非金属材料，主要为了提高隔热的效果。
进一步的，对本申请实施提供的用于毒物分析检测的内置液体加热脱附结构进行组装时先将热敏电阻23粘到辐射加热罩21的外表面上，再将薄膜加热片22通过热包覆工装紧密包覆到辐射加热罩21的外表面上，同时压紧并固定热敏电阻23，然后将隔热套12对准辐射加热罩21底部的三个螺钉孔定位凸台装到已包覆薄膜加热片22的辐射加热罩21上，再将螺钉隔热垫5放到辐射加热罩21的安装孔中，并且将测量QCM3(含液体分子吸附膜)通过压板4装到辐射加热罩21上，最后用螺钉将隔热套12和外壳11装到压板4上。
具体的，采用本申请实施提供的用于毒物分析检测的内置液体加热脱附结构进行加热脱附时，使用滴管或注射器将毒液滴到测量QCM3的上表面的分子筛吸附膜上，QCM的量程约为0.01mg～0.1mg，并精确控制所滴毒液的量在QCM的测量量程内，液体分子会吸入到测量QCM3的上表面的分子筛吸附膜内(分子级的多孔)，当测量QCM3的上表面的分子筛吸附膜吸入毒液后，其测量QCM3通过QCM表面液体色谱分析膜获得待检毒液酸碱性，通过QCM谐振频率与质量的变化关系成正比，从而获得待检测毒液的密度，其物理原理关系式为
其中，Δf为测量QCM石英晶体谐振频率的变化；Δm为测量QCM石英晶体电极表面质量的变化量；f为测量QCM石英晶体的基准频率；A为测量QCM石英晶体表面电极厚度；μ为测量QCM石英晶体弹性刚度系数；ρ为测量QCM石英晶体的密度；再通过热重分析反演获得毒品溶液中的种类组分比例，实施提供的用于毒物分析检测的内置液体加热脱附结构进行加热脱附时，先将薄膜片22通电加热温度达到220℃，与薄膜加热片22紧密贴合的辐射加热罩21同步受热温度升高，测量QCM3表面吸附膜温度在6min可达到160℃，这样测量QCM3表面分子筛吸附膜内所吸附的溶液分子就会通过辐射加热的方式进行脱附，通过加热分解毒液中的不同元素，此时QCM谐振频率基本保持不变，然后再通过热重分析反演获得毒品溶液中的种类和组分比例，同时使测量QCM3回到清零状态，可以继续进行吸附。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于毒物分析检测的内置液体加热脱附结构，其特征在于，包括隔热组件、加热组件、测量QCM以及压板，其中：
所述隔热组件为环形中空结构，固定在所述压板上；
所述加热组件设置在所述隔热组件的内部，与所述隔热组件配合连接；
所述测量QCM设置在所述加热组件的内部，并固定在所述压板上。
2.如权利要求1所述的用于毒物分析检测的内置液体加热脱附结构，其特征在于，所述隔热组件包括外壳以及隔热套，所述外壳固定在所述压板上，所述隔热套为空心柱状，卡扣在所述外壳的内壁上。
3.如权利要求2所述的用于毒物分析检测的内置液体加热脱附结构，其特征在于，所述加热组件包括辐射加热罩、薄膜加热片以及热敏电阻。
4.如权利要求3所述的用于毒物分析检测的内置液体加热脱附结构，其特征在于，所述辐射加热罩为中空锥形结构，设置在所述隔热套的内部，底部通过螺钉与所述隔热套配合连接。
5.如权利要求4所述的用于毒物分析检测的内置液体加热脱附结构，其特征在于，所述热敏电阻粘贴在所述辐射加热罩的外表面。
6.如权利要求5所述的用于毒物分析检测的内置液体加热脱附结构，其特征在于，所述薄膜加热片通过热包覆工装紧密包覆在所述辐射加热罩的外表面，并且将所述热敏电阻固定压紧。
7.如权利要求1所述的用于毒物分析检测的内置液体加热脱附结构，其特征在于，所述测量QCM包括液体分子吸附膜。
8.如权利要求3所述的用于毒物分析检测的内置液体加热脱附结构，其特征在于，所述测量QCM通过所述压板压紧固定在所述辐射加热罩上。
9.如权利要求4所述的用于毒物分析检测的内置液体加热脱附结构，其特征在于，所述辐射加热罩底部的安装孔内设置有螺钉隔热垫。
10.如权利要求2所述的用于毒物分析检测的内置液体加热脱附结构，其特征在于，所述隔热组件的材料为非金属材料。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |