CN201130166Y - 可用于离子迁移率谱仪的多功能进样装置 - Google Patents
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Abstract
可用于离子迁移率谱仪的多功能进样装置，包括加热装置、位置控制装置、进样及载气供给装置，该加热装置与进样及载气供给装置相对设置，该位置控制装置与该加热装置相连接。该加热装置包括相互配合连接的加热器、温度传感器和控制系统。所述的位置控制装置包括步进电机，以及控制步进电机运动以使加热装置和进样及载气供给装置进行吸合和分离的限位开关。本实用新型集固体、液体、气体样品进样装置于一身，对气体、液体、固体等不同状态的应用对象，可以直接通过本实用新型实现对待测样品的进样，不需要拆卸以及安装不同的进样模块，从而节省测定时间，大大的扩宽了离子迁移率谱仪的应用范围。
Description
技术领域
本实用新型涉及离子迁移率谱仪，尤其是其进样装置。
背景技术
离子迁移率谱(Ion Mobility Spectrometry，IMS)是一种气相离子电泳技术。它是一种利用气相离子在电场中的迁移率不同而对样品分子进行分离与测定的技术。被测样品被加热气化后，在放射性63Ni离子源的作用下发生一系列的电离反应和离子-分子反应，形成各种产物离子。在电场的作用下，这些产物离子通过周期性开启的离子门进入漂移区。由于不同样品的产物离子的质量、所带电荷、碰撞截面和空间构型各不相同，故在电场中各自迁移速率不同，使得不同的离子到达探测器上的漂移时间不同，对被测样品做出定性分析。离子迁移率谱仪多以便携式为主。该仪器灵敏度高，分析时间短，仪器简单，体积小，重量轻，功耗低，特别适合于现场快速检测。离子迁移率谱仪应用范围广泛，可实现对多种物质，包括工业有毒有害气体、化学战争毒剂、爆炸物、毒品等的快速检测。
进样装置是离子迁移率谱仪必备的结构部件。对固体进样装置，被测固体样品被加热气化，然后由载气带入到漂移管中；对气体进样装置，被测气体先经过预富集，然后加热解析，再由载气带入到漂移管中。现有的商品仪器多数只提供单一的固体或气体进样装置，很少有液体进样装置，也没有针对多种状态样品的多功能进样装置。测定不同状态样品，要么更换进样装置，要么只能测单一状态的样品，如气体或固体。这些都限制了IMS的应用。提供能同时针对液体和固体的多功能进样装置可以提高离子迁移率谱仪的使用性，大大拓展IMS的应用范围。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种可用于离子迁移率谱仪的多功能进样装置，适用于气体、液体、固体等不同状态的应用对象。
为达到以上目的，本实用新型的解决方案是：
可用于离子迁移率谱仪的多功能进样装置，包括加热装置、位置控制装置、进样及载气供给装置，该加热装置与进样及载气供给装置相对设置，该位置控制装置与该加热装置相连接。
进一步，该加热装置包括相互配合连接的加热器、温度传感器和控制系统。
所述的位置控制装置包括步进电机，以及控制步进电机运动以使加热装置和进样及载气供给装置进行吸合和分离的限位开关。
该步进电机通过电机固定架固定，限位开关设置于电机固定架上。
该加热器包括固定圈、固定弹簧、加热片和导热圈，加热片由步进电机的轴抵设在固定柱上，再由加热片固定弹簧进行固定，导热圈固定于固定柱上与加热片连接，与载气供给装置相对；加热和温度控制装置与加热片相连。
该进样及载气供给装置包括：液体样品进样隔垫、气体样品进样导管、气泵、载气缓冲装置、净化装置；该进样及载气供给装置的壳体上设置有液体进样孔，液体进样隔垫设置于该液体进样孔中；该进样及载气供给装置的壳体上还设置有气体样品进样导管孔，气体样品进样导管设置于该气体进样孔中，气体样品进样导管连接有气泵；载气供给装置的壳体上还设置有进样载气导管孔，进样载气导管设置于进样载气导管孔中，进样载气导管中设置有空气流净化管。
该载气缓冲装置是双层空腔结构，以该进样及载气供给装置的壳体为外层，以设置于该进样及载气供给装置的壳体内的样品入口为内层，该样品入口的前端为喇叭状的载气缓冲圈。
该双层空腔结构长度为3.5-4.5cm；外层为圆柱形，外径为5.5-6.0cm；内层形状为圆柱状，圆柱状外径为1.5-2.0cm，内径为1.0-1.4cm；该喇叭状开口的角度为30°-40°，喇叭状开口的中部直径为6-8cm。
由于采用了以上技术方案，本实用新型具有以下有益效果：集固体、液体、气体样品进样装置于一身，对气体、液体、固体等不同状态的应用对象，可以直接通过本进样装置实现对待测样品的进样，不需要拆卸以及安装不同的进样模块，从而节省测定时间，大大的扩宽了离子迁移率谱仪的应用范围。
附图说明
图1为本实用新型一种实施例的进样装置在分离状态下的结构示意图。
图2为图1所示实施例的进样装置在吸合状态下的结构示意图。
图3为图1所示实施例的载气供给装置中双层腔体的结构示意图
图中：1、步进电机；2、电机固定架；3、限位开关；4、加热片固定弹簧；5、黄铜导热圈；6、加热片；7、固定柱；8、液体进样隔垫；9、进样载气导管；10、样品入口；11、载气缓冲圈；12、气体样品进样导管；13、气泵；14、加热和温度控制装置；15、空气流净化管。
A、双层腔体的长度；B、双层腔体内层圆柱体长度；C、双层腔体内层圆柱体外径；D、双层腔体内层圆柱体内径；E、双层腔体外层圆柱体外径；F、双层腔体外层圆柱体内径；G、双层腔体内层载气缓冲圈的喇叭状开口的角度；H、喇叭状开口的中部直径。
具体实施方式
下面结合附图给出的本实用新型较佳实施例，详细说明本实用新型的技术方案。
如图1所示，一种离子迁移率谱仪使用的多功能进样装置，它是由加热装置、位置控制装置、进样及载气供给装置三部分组成，其中加热装置包括加热器、温度传感器和控制系统，位置控制装置包括步进电机和限位开关，进样及载气供给装置包括液体样品进样隔垫、气体样品进样导管、气泵、载气缓冲装置和净化装置。位置控制装置，其步进电机的运动由限位开关控制，用于使加热装置和进样和载气供给装置进行吸合和分离。
步进电机1通过电机固定架2固定于装置上，电机固定架2上还设置有限位开关3，加热片6由步进电机1的轴抵设在固定柱7上，再由加热片固定弹簧4进行固定，黄铜导热圈5固定于固定柱7上与加热片6连接，与载气供给装置相对；加热和温度控制装置14与加热片6相连；
载气供给装置的壳体上设置有液体进样孔，液体进样隔垫8设置于该液体进样孔中；载气供给装置的壳体上还设置有气体样品进样导管孔，气体样品进样导管12设置于该气体进样孔中，气体样品进样导管12连接有气泵13；
载气供给装置的壳体上还设置有进样载气导管孔，进样载气导管9设置于进样载气导管孔中，进样载气导管9中设置有空气流净化管15；
位置控制装置通过步进电机1的前后运动和限位开关8的控制，实现加热装置和进样及载气提供装置的密封和分离。
加热装置的加热通过加热片6和温控装置14实现，加热片6将热量传递给黄铜导热片。提供解析热量。
载气供给装置中的双层腔体，长度A为3.5-4.5cm。外层为圆柱形，外径E为5.5-6.0cm。内层形状按图1中看后部为圆柱状，圆柱状外径C为1.5-2.0cm，内径D为1.0-1.4cm；前部分为喇叭状的载气缓冲圈11，喇叭状开口的角度G为30°-40°，喇叭状开口的中部直径H为6-8cm。作为载气的空气经过净化管15和载气导管9进入双层腔体(见图2)的外腔体，向前端吹扫。由于双层腔体可以缓冲载气气流，故载气气流可以均匀地从四周吹入，将样品通过内层圆柱腔体带入仪器。
固体样品测试时，将擦拭过的样品纸放于加热装置和载气供给装置之间，使样品纸贴于加热器的黄铜导热圈6上。然后通过步进电机的运动使加热装置和进样及载气供给装置密封。由于加热器温度很高，可使置于中间的样品迅速汽化。汽化的样品被载气供给装置中的载气气流带入到仪器中。
液体样品测试时，首先通过位动装置使黄铜圈5和进样载气供给装置密封，然后给加热片6加热。液体样品经过液体进样口8由注射器注入进样和载气提供装置，被加热气化后由进样载气带入到仪器内部。
气体样品进样时，首先通过位动装置使黄铜圈5和进样载气供给装置密封，通过进样气泵13将样品直接吸入到密封的装置内进行测定。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用本实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，对于本实用新型做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1、可用于离子迁移率谱仪的多功能进样装置，其特征在于：包括加热装置、位置控制装置、进样及载气供给装置，该加热装置与进样及载气供给装置相对设置，该位置控制装置与该加热装置相连接。
2、根据权利要求1所述的可用于离子迁移率谱仪的多功能进样装置，其特征在于：该加热装置包括相互配合连接的加热器、温度传感器和控制系统。
3、根据权利要求1所述的可用于离子迁移率谱仪的多功能进样装置，其特征在于：所述的位置控制装置包括步进电机，以及控制步进电机运动以使加热装置和进样及载气供给装置进行吸合和分离的限位开关。
4、根据权利要求3所述的可用于离子迁移率谱仪的多功能进样装置，其特征在于：该步进电机通过电机固定架固定，限位开关设置于电机固定架上。
5、根据权利要求2所述的可用于离子迁移率谱仪的多功能进样装置，其特征在于：该加热器包括固定圈、固定弹簧、加热片和导热圈，加热片由步进电机的轴抵在固定柱上，再由加热片固定弹簧进行固定，导热圈固定于固定柱上与加热片连接，与载气供给装置相对；加热和温度控制装置与加热片相连。
6、根据权利要求1所述的可用于离子迁移率谱仪的多功能进样装置，其特征在于：该进样及载气供给装置包括：液体样品进样隔垫、气体样品进样导管、气泵、载气缓冲装置、净化装置；该进样及载气供给装置的壳体上设置有液体进样孔，液体进样隔垫设置于该液体进样孔中；该进样及载气供给装置的壳体上还设置有气体样品进样导管孔，气体样品进样导管设置于该气体进样孔中，气体样品进样导管连接有气泵；载气供给装置的壳体上还设置有进样载气导管孔，进样载气导管设置于进样载气导管孔中，进样载气导管中设置有空气流净化管。
7、根据权利要求6所述的可用于离子迁移率谱仪的多功能进样装置，其特征在于：该载气缓冲装置是双层空腔结构，以该进样及载气供给装置的壳体为外层，以设置于该进样及载气供给装置的壳体内的样品入口为内层，该样品入口的前端为喇叭状的载气缓冲圈。
8、根据权利要求7所述的可用于离子迁移率谱仪的多功能进样装置，其特征在于：该双层空腔结构长度为3.5-4.5cm；外层为圆柱形，外径为5.5-6.0cm；内层形状为圆柱状，圆柱状外径为1.5-2.0cm，内径为1.0-1.4cm；该喇叭状开口的角度为30°-40°，喇叭状开口的中部直径为6-8cm。
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