CN201935894U - 用于离子迁移谱仪的进样装置和离子迁移谱仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于离子迁移谱仪(IMS)的进样装置，包括：内套筒部件，在其内部限定有内腔体，其一端通过内层通道与迁移管的入口相连通，其另一端设置有具有内开孔的内端盖；以及外套筒部件，设置成与内套筒部件同轴并可相对于内套筒部件旋转的偏心套筒以在内、外套筒部件之间形成套筒空腔，其一端设置有至少一个选择性地与内层通道相连通的连通开孔，其另一端设置有外端盖，其上设置有选择性地与内开孔连通的第一外开孔和与套筒空腔相连通的第二外开孔，其中外端盖设置成相对于内端盖可在第一位置和第二位置之间转动，以选择性地将待测样品通过内腔体和套筒空腔之一导入到内层通道中。

Description

用于离子迁移谱仪的进样装置和离子迁移谱仪

技术领域

本实用新型涉及离子迁移检测技术领域，具体地说，本实用新型描述一种用于离子迁移谱仪的进样装置以及一种使用上述进样装置对固体颗粒和气体待测样品进行检测的方法。此外，本实用新型还涉及一种具有上述进样装置的离子迁移谱仪。

背景技术

基于离子迁移谱(IMS)技术的探测仪器可用于检测痕量级的爆炸物、毒品、化学毒剂等违禁物品，由于具备快速、灵敏、可便携操作等特点，目前已在军事与安检领域得到广泛应用。大多商业化便携式离子迁移谱设备具备两种采样方法，即固体采样或擦拭采样以及气体采样：前者采用洁净的采样载体如拭纸擦拭可疑物表面，采集待测物颗粒，随后将粘附样品颗粒的拭纸或采样载体放入仪器入口，通过热脱附的方法使固体爆炸物气化以供分析。采样和测试过程中操作人员需佩戴手套或使用专门设计的安装有采样载体的擦拭取样器，以免污染采样载体和检测设备；后者使用抽气泵直接将待测气氛或固体表面的蒸气样品吸入仪器的进样装置进行分析。

气体采样法操作简单，不需耗材，且可避免与待测物的直接接触，但由于大多待测物如炸药、毒品的蒸气压都很低(ppb以下)，因而单靠直接吸入样品的采集方式很难达到仪器的检测下限值。如在分析系统前端设置预浓缩或富集装置，则可大大提升仪器的探测能力。预浓缩器主要包括吸附材料和加热器，其工作原理是首先使待测气体通过吸附材料产生富集，一段时间后加热吸附材料使吸附的气体在短时间内解析，从而得到更高的气体浓度。有的商业化仪器如GE的VaporTracer采用外置便携式真空吸气装置进行气体样品的采集，首先将采样载体置于真空装置的吸气口，使包含待测物蒸气的空气通过采样载体一段时间后，将待测物分子捕获于其上，随后再将采样介质置于检测器中，通过热脱附的方法将待测物分子释放出来以供分析，因而该装置实际起到样品富集的作用。

目前已有多个相关专利，分别描述用于离子迁移谱仪或其它同类分析仪器的预浓缩装置。专利US5162652描述了一种样品混合浓缩引入技术，抽取密封行李中的部分气体并在一封闭腔体中与环境大气相结合，使该混合样品通过一收集器，将某种待测分子集聚到收集表面上加以浓缩，随后再将所吸附的分子由表面释放出来并送至离子迁移谱仪进行分析；专利US6604406描述了一种可人工携带的预浓缩装置，通过一可透过的筛网，将目标物捕获，再通过加热使这些物质释放到腔体中；专利US5083019描述了一种吸附探针浓缩装置，将表面有吸附涂层的金属丝线圈制备的吸附探针在低温时置于进样气流中，用其表面收集气体样品，在测试过程中则通过滑动轴将探针手动送入离子迁移装置的离化反应区后快速加热，使待测物质解吸出来，再加以离化；专利WO2007091998描述了固相微萃取光纤采集浓缩技术，采用暴露在空气中的固相微萃取光纤采集爆炸物、标签剂或其混合物样品，将光纤在经过热解吸附作用后放入预浓缩装置以浓缩样品，并使其进入离子迁移谱仪进行探测。专利US20090249958描述了一种可更换浓缩载体的装置组件，由外壳和内部机架组成，利用可收缩的弹簧压紧装置形成一可容纳若干浓缩载体的空腔和通向探测仪器进样装置的通道，使连续气流可将浓缩载体采集的物质带入仪器中进行分析；专利WO2008074981中涉及的浓缩装置位于离子迁移进样装置内，通过一与迁移管腔相连接的脉冲压力发生器，向管腔内交替施加较小的负压和正压，将空气以仿效喘息的方式吸入或排出进样装置，使待测组分不能进入离化区而被预浓缩装置有效吸附，等待测组分积聚一段时间后，压力发生器产生一较大负压，将预浓缩装置释放出的待测物吸入仪器内部的离化区进行分析；专利WO2007113486中描述的预浓缩装置与离子迁移谱仪的入口相连，由内表面具有一层硅胶吸附材料的金属管构成，吸附层下设置和电源相连的电阻加热元件，用于周期性加热硅胶吸附层使所吸附的物质脱附并以较高的浓度释放到离子迁移谱仪中。

在实际使用中，由于固体擦拭采样仍为目前离子迁移设备常规使用的样品采集方式，仪器前端多设置采样载体进样装置和用于加热载体的热解析器。为了不影响仪器的固体进样装置及功能，上面所述专利中描述的浓缩器，(例如US5162652、US6604406、WO2007091998、US20090249958等)一般都采用外置设计，需要独立于仪器的单独装置，完成样品采集后，再以和固体采样相同的方式进样，由此使得整个检测操作过程繁琐、复杂；另一方面，在具有内置浓缩器的离子迁移谱设备中，(例如WO2008074981、WO2007113486等)，由于浓缩器中的吸附元件需要在低温下工作，仪器前端都不设置热解析器，造成设备只能用于气体样品的分析。

因此，现有技术中需要开发一种更具实用性的离子迁移谱设备，同时兼具固体采样和气体采样的功能，一方面，其具备内置的浓缩装置，以简化设备配置及操作程序，另一方面，其可对待测物的痕量固体残留和极低浓度气氛进行灵敏而便捷的检测。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。

相应地，针对上述现有可对气体样品进行检测的离子迁移谱痕量分析设备设计中存在的不足，本实用新型的目的之一在于提出一种新型的离子迁移谱仪的进样装置的设计和使用方法，将固体颗粒样品分析和低浓度气体分析功能集成在单一仪器中，从而能够通过同一采样装置兼顾固体采样和气体采样的功能。

本实用新型的另一目的在于提供一种新型的离子迁移谱仪的进样装置的设计和使用方法，其无需另外配备气体样品采集浓缩装置，既可简化操作程序，提高气体样品的灵敏度和分析效率，又能同时实现对痕量固体样品的有效检测。

根据本实用新型的一个方面，其提供一种用于离子迁移谱仪的进样装置，其用于将待测样品导入到离子迁移谱仪的迁移管的入口中，所述进样装置包括：内套筒部件，所述内套筒部件在其内部限定有内腔体，其一端通过内层通道与所述迁移管的所述入口相连通，其另一端设置有具有内开孔的内端盖；以及外套筒部件，所述外套筒部件设置成与所述内套筒部件同轴并可相对于所述内套筒部件旋转的偏心套筒以在所述内、外套筒部件之间形成套筒空腔，其一端设置有至少一个选择性地与所述内层通道相连通的连通开孔，其另一端设置有外端盖，其上设置有选择性地与所述内开孔连通的第一外开孔和与所述套筒空腔相连通的第二外开孔，其中所述外端盖设置成相对于内端盖可在第一位置和第二位置之间转动，以选择性地将待测样品通过所述内腔体和所述套筒空腔之一导入到所述内层通道中。

在上述实施方式中，当外端盖设置成相对于内端盖处于第一位置时，所述外端盖上的第一外开孔与所述内端盖上的内开孔相连通，所述连通开孔与所述内层通道不连通，所述待测样品通过所述内腔体被导入到所述内层通道中；当外端盖设置成相对于内端盖处于第二位置时，所述外端盖上的第一外开孔与所述内端盖上的内开孔不相连通，所述外端盖上的第二外开孔与所述套筒空腔相连通，所述连通开孔与所述内层通道相连通，待测样品通过所述套筒空腔被导入到所述内层通道中。

优选地，所述内套筒部件的外部设置有加热部件，用于对所述内腔体进行加热以形成热解析腔体，在所述热解析腔体中，固态的待测样品被加热以形成气态待测样品。

优选地，所述加热部件的外部还设置有绝热层，以使所述内套筒部件和所述外套筒部件之间形成热隔离。

具体地，所述内开孔设置在所述内端盖上临近圆心位置的一侧上；以及所述第一外开孔设置在所述外端盖上临近圆心位置的一侧上，所述第二外开孔设置在所述外端盖上远离所述圆心与所述第一开孔相反的另一侧上。

更具体地，在所述内开孔和所述第一外开孔为方形孔，所述第二外开孔包括多个圆孔。

在一种实施方式中，所述用于离子迁移谱仪的进样装置还包括：设置在所述迁移管的所述入口与所述内层通道之间的半透膜，用于选择性透过被导入到所述迁移管中的气态待测物质。

进一步地，所述用于离子迁移谱仪的进样装置还包括：设置在所述半透膜和所述内层通道之间、邻近半透膜位置处的富集体，用于对进入到内层通道中的待测物质进行预浓缩。

具体地，所述富集体由多个相互叠置的富集片层构成，所述多个富集片层中的每一个包括：主体，由表面存在微孔的金属薄膜或筛网构成；以及吸附剂，其附着于所述主体表面上，以吸附所述待检测的物质。

更具体地，所述多个相互叠置的富集片层中的微孔相互交错排列，以使当气体垂直穿过富集体时，增加样品气流和富集片层中的吸附剂之间的接触面积。

更具体地，所述装置还包括与所述富集体连接的脉冲加热装置，用于对所述富集体进行可控脉冲加热。

根据本实用新型的另一方面，其提供一种使用上述用于离子迁移谱仪的进样装置导入固体待测样品的方法，其包括步骤：启动设置于所述内套筒部件外部的加热部件，用于在操作过程中对所述内腔体进行持续加热以形成热解析腔体；旋转外端盖，以使所述外端盖设置成相对于内端盖处于所述第一位置；将固体待测样品通过所述外端盖上的第一外开孔与所述内端盖上的内开孔导入到所述热解析腔体中，在所述热解析腔体中，固态的待测样品被加热以形成气态待测样品；将气态待测样品通过内层通道导入到所述迁移管的所述入口中。

根据本实用新型的再一方面，其提供一种使用上述用于离子迁移谱仪的进样装置导入气体待测样品的方法，其包括步骤：启动设置于所述内套筒部件外部的加热部件，用于在操作过程中对所述内腔体进行持续加热以形成热解析腔体；旋转外端盖，以使所述外端盖设置成相对于内端盖处于所述第二位置；将气体待测样品通过所述外端盖上的第二外开孔、套筒空腔导入到内层通道中，并在所述富集体上进行预浓缩；在气体待测样品在富集体上进行预浓缩达到预定时间之后，旋转外端盖，以使所述外端盖设置成相对于内端盖处于所述第一位置；将气流通过所述热解析腔体导入到所述富集体上，同时可激发连接富集体的脉冲加热装置，从而将预浓缩在所述富集体上的待测样品解析出来，以形成气态待测样品；以及将气态待测样品导入到所述迁移管的所述入口中。

根据本实用新型的还一方面，其提供一种离子迁移仪，其包括：迁移管，用于对导入到其中的待测样品进行离化和迁移操作；气路装置，其用于向所述离化区提供载气和向所述迁移区提供迁移气体；以及如前所述的进样装置，其用于将待测样品导入到所述迁移管的入口中。

在上述技术方案中，所述离子迁移谱仪还包括：进样泵，其用于提供负压以将气体待测样品导入到所述进样装置中。

具体地，所述迁移管包括：离化区，待测样品分子在所述离化区中电离以形成离子团；以及迁移区，所述离子团在所述迁移区完成定向迁移和分离过程。

本实用新型的上述不特定的实施方式至少具有下述一个或者多个方面的优点和效果：

1.本实用新型通过采用内外套筒的结构设计，使其相互之间可以在两个不同位置之间切换，从而选择性地提供两条不同的气流通路。通过采用上述方案，其将固体颗粒样品分析和低浓度气体分析功能集成在单一仪器中，从而能够通过同一采样装置兼顾固体采样和气体采样的功能。

2.另外，在本实用新型的一种实施方式中，其无需配备外置气体样品采集浓缩装置，既可简化操作程序，提高气体样品的灵敏度和分析效率，又能同时实现对痕量固体样品的有效检测。具体地，在本实用新型的实施例中，将富集载体设置在进样装置内与半透膜相邻的位置处，进样端采用独特的带旋盖的套筒式结构设计，在不影响仪器固体进样功能的情况下，通过控制气体的进入通道，充分利用固体进样装置的热源，实现富集载体对气体样品的低温吸附和快速升温脱附，从而起到有效的预浓缩作用，使仪器兼具对痕量固体颗粒样品分析和极低浓度气体样品的功能，而无需另外配备单独的气体采集和浓缩装置，简化了仪器配置和操作程序，可大大提高仪器对气体样品的分析效率。

3.另外，在本实用新型中，将富集载体设置在进样装置内与半透膜相邻的位置处，脱附过程中释放的待测物能够很快到达膜表面，完成选择性透过过程，从而避免了样品在气流通道中由于吸附或冷凝沉积造成的损失，进一步提高了仪器的灵敏度。

附图说明

图1是根据本实用新型的一种具体实施方式的离子迁移谱仪的组成和

原理示意图；

图2是显示根据本实用新型的一种具体实施方式的用于离子迁移谱仪的进样装置的结构示意图，其中图2A是显示固体颗粒样品被导入到进样装置中的示意图，图2B是显示气体样品被导入到进样装置中的示意图；以及

图3是显示根据本实用新型的一种实施方式中用于离子迁移谱仪的富集体的示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图1-3，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本实用新型实施方式的说明旨在对本实用新型的总体实用新型构思进行解释，而不应当理解为对本实用新型的一种限制。

图1是根据本实用新型的一种具体实施方式的离子迁移谱仪的组成和原理示意图。如图1所示，根据本实用新型的离子迁移谱仪1，其包括：迁移管4，用于对导入到其中的待测样品进行离化和迁移操作；以及进样装置2，其具有引入待测样品的进样口，可通过吸入含待测物气氛的空气样品或插入收集到固体颗粒样品的采样载体，将待测样品导入到迁移管4中。进样装置2靠近迁移管4的入口41处设置一具有选择透过性的半透膜3，将离子迁移谱仪内部与和外部环境相通的进样装置2隔开。

参见图1，离子迁移谱仪还包括进样泵10，其用于提供负压以将气体待测样品导入到进样装置2中。通过固体颗粒或气体进样方式由进样装置2引入的气态被测物质分子，在进样泵10的作用下，由空气流带至半透膜3前，经过半透膜3的筛选作用，进入离子迁移谱仪1内的核心元件离子迁移管4，未能透过半透膜3的组分则在进样泵10的作用下排出。

迁移管4由可周期性开启的离子门5分隔成离化反应区6和迁移区7两部分。待测样品分子在离化区中电离以形成离子团，电离形成的离子团在迁移区完成定向迁移和分离过程。在迁移区7内通过在环状电极片8上施以电压以提供均匀分布的电场。在离子迁移管4的离化区5，待测物分子被电离并形成离子团，当离子门5打开时，这些离子团在电场的作用下进入迁移区7并继续在电场的作用下迁移前进。在迁移区7中，离子团的迁移速度与其质量、所带电荷数、体积大小等因素相关，因此不同的离子团到达位于迁移区末端的检测器9的时间各不相同，通过检测来自检测器的微弱脉冲电流及其到达时间，并将其与标准物质库进行匹配，就可以判断出物质的种类。

另外，离子迁移谱仪1包括：气路装置，其用于向离化区提供载气和向迁移区提供迁移气体。由仪器后端引入的迁移气流方向和离子运动方向相反，在离化室中接近离子门5的位置处导出，在循环气泵11的推动作用下，通过过滤器12净化干燥后的气体部分用作迁移气流S1进入迁移区后部，另一部分气流S2则由包含掺杂剂源13的气路形成载气气路进入离化反应区6。

下面结合附图2A-2B对根据本实用新型的一种具体实施方式的用于离子迁移谱仪的进样装置的结构和原理进行简要说明。

图2示出了一种根据本实用新型的具体实施方式的用于离子迁移谱仪的进样装置2，其用于将待测样品导入到离子迁移谱仪1的迁移管4的入口41中，其包括：内套筒部件21，内套筒部件在其内部限定有内腔体23，其一端通过内层通道24与迁移管4的入口41相连通，其另一端设置有具有内开孔31的内端盖25；以及外套筒部件22，外套筒部件设置成与内套筒部件21同轴并可相对于内套筒部件21旋转的偏心套筒，以在内、外套筒部件22、21之间形成套筒空腔26，其一端设置有至少一个选择性地与内层通道24相连通的连通开孔27，其另一端设置有外端盖28，其上设置有选择性地与内开孔31连通的第一外开孔32和与套筒空腔26相连通的第二外开孔33，其中外端盖28设置成相对于内端盖25可在第一位置，(如图2A所示的位置)和第二位置(如图2B所示的位置)之间转动，以选择性地将待测样品通过内腔体23和套筒空腔26之一导入到内层通道24中。如图2所示，内层通道24包括与内腔体23相连通的分支通道24a和通过连通开孔27与套筒空腔26相连通的分支通道24b。

参见图2，内套筒部件21的外部设置有加热部件29，用于对内腔体23进行加热以形成热解析腔体，在热解析腔体中，固态的待测样品被加热以形成气态待测样品。常见实例为由金属材料如不锈钢制成的扁平状进样装置，其外部缠绕加热丝，形成热解析腔体。通过持续加热的方式，使进样装置保持高温，以加热解析或气化采样载体上所采集的固体样品颗粒。内套筒部件21的内部设置有内层通道24，在进样泵10的作用下，将空气流由进样装置2引入离子迁移谱仪1内部。

在上述实施方式中，加热部件的外部还设置有绝热层30，以使内腔体23和套筒空腔26之间形成热隔离。这样，进样装置被分隔成温度不同的内、外两层，内层为由内套筒部件21包围的内腔体23，其与分支通道24a相连通。外层为由内套筒部件21和与内套筒部件21同轴的外套筒部件22构成的套筒空腔26，其通过连通开孔27选择性地与分支通道24b相通。

在本实用新型中的上述实施方式中，其形成可控制或改变气体样品进入内层通道24的机构。典型实例如图2所示：内开孔31设置在内端盖25上临近圆心位置的一侧上。外套筒为与内套筒同轴的偏心套筒形式，相应地，其端盖为偏心圆形式，其外端盖28上具有不对称的若干开孔，其中第一外开孔32设置在邻近中心位置，形状与内层进样装置完全重合，其余各孔33则分布在周边位置，与套筒空腔26相通，且套筒空腔内也具有多个与内层通道24选择性连通的连通开孔27，可通过对外套筒部件进行旋转操作而改变其端部第一、第二开孔和连通开孔27的位置。参见图2，第一外开孔32设置在外端盖28上临近圆心位置的一侧上，形状与内层进样装置完全重合；第二外开孔33，例如多个圆形孔，则分布在周边位置，例如设置在外端盖28上远离圆心与第一开孔32相反的另一侧上，并与套筒空腔26相通。虽然，在图2中，内开孔和第一外开孔为方形孔，第二外开孔33包括多个圆孔，但是本实用新型并不仅限于此，例如其可以采用任何其它适宜的形状。

参见图2，当外端盖28设置成相对于内端盖25处于图2A中的第一位置以进行固体颗粒采样时，使外端盖28的邻近中心的第一外开孔32转至与内端盖25上的内开孔31完全重合的位置，外端盖28上的第一外开孔32与内端盖25上的内开孔31相连通，连通开孔27与偏心套筒空腔26不连通，待测样品通过内腔体23被导入到内层通道24中；当外端盖28设置成相对于内端盖25处于图2B中的第二位置以进行气体采样时，可旋转外套筒部件，使其端部的邻近中心的第一外开孔32转至与内端盖25上位置相反的一侧，外端盖28上的第一外开孔32与内端盖25上的内开孔31不相连通，而这时偏心套筒空腔26和内层通道24间通过多个开孔27相通，这样气体由套筒空腔26进入内层通道24。

内外端盖25、28的旋转可手动完成或通过控制电路自动实现。在内层通道24和半透膜3之间接近半透膜3的位置处设置一富集载体14，用于对将被导入到迁移管中的物质进行预浓缩。具体地，参见图3，富集体14由多个相互叠置的富集片层140构成，多个富集片层140中的每一个包括：主体141，由表面存在微孔的金属薄膜或筛网构成；以及吸附剂，其附着于主体141表面上，以吸附待检测的物质。金属一般为不锈钢，载体上附着活性碳粉等吸附物质或涂渍对待测物有吸附作用的吸附剂。可采用不同的设计使该富集载体具有较大的吸附面积，如折叠成波浪状，而且，使各层载体表面设置的微孔交错排布，当气体垂直穿流载体层时，就会产生沿载体表面孔间区域的流动，从而提高样品气流和载体收集表面的吸附剂间的接触面积。在一种实施例中，该装置还包括与所述富集体14相连接的脉冲加热装置(未示出)，通过操作脉冲加热装置，可以对所述富集体14进行可控脉冲加热。

下面结合附图对使用上述进样装置进行固体颗粒采样和气体采样的具体操作进行说明：

采样操作前启动设置于所述内套筒部件外部的加热部件29，用于在操作过程中对所述内腔体23进行持续加热以形成热解析腔体。当进行固体颗粒采样时，如图2A所示，旋转外端盖28，以使外端盖28设置成相对于内端盖处于图2A所示的第一位置；将固体待测样品通过外端盖28上的第一外开孔32与内端盖25上的内开孔31导入到形成热解析腔体，在热解析腔体中，固态的待测样品被加热以形成气态待测样品；将气态待测样品通过内层通道24导入到迁移管4的入口41中。

当进行气体采样时，如图2B所示，旋转外端盖28，以使外端盖28设置成相对于内端盖25处于图2B所示的第二位置；将气体待测样品通过外端盖28上的第二外开孔32、套筒空腔26导入到内层通道24中，并在富集体14上进行预浓缩；在气体待测样品在富集体14上进行预浓缩达到预定时间之后，旋转外端盖28，以使外端盖28设置成相对于内端盖25处于图2A所示的第一位置；将气流通过热解析腔体导入到富集体14上，有选择地，可激发连接富集体的脉冲加热装置，以将预浓缩在富集体14上的待测样品气化并解析出来；以及将气态待测样品通过内层通道24导入到迁移管4的入口41中。

在实际检测中，离子迁移谱仪1进样装置的热解析腔体23始终处于持续加热的状态，当进行固体采样时，将进样装置2的外套筒部件22旋转至图2A所示的第一位置，使其端部邻近中心的开孔32和内端盖25上的内开孔31相通，而其连通内孔27则和套筒空腔26不相连通，气体由热解析腔体23进入离子迁移谱仪1的内部。将固体采样载体通过上述内外开孔31、32插入进样装置2中，载体采集到的固体颗粒样品即发生气化，随空气流进入离子迁移谱仪1进行分析。

当离子迁移谱仪1进行气体采样时，先将旋转外套筒部件22至图2B所示的第二位置，使其外端盖28邻近中心的开孔32转到与内端盖25上的内开孔31相反的一侧，而其连通内孔27则与套管空腔26相通，气体由套筒空腔26进入内层通道24。由于套筒空腔26与热解析腔体23间存在绝热层，由套筒空腔26引入内层通道24的气体温度接近环境温度，流经富集载体14时温度仍较低，利于对气体样品的有效吸附；当采集一段时间后，旋转外套筒部件22至图2A所示的第一位置，即对应固体颗粒采样的位置，此时气体在进样泵10的作用由热解析腔体23进入离子迁移谱仪1。

这时由于气流通过高温的热解析腔体23，温度会迅速提高，流经富集载体14时，将加热金属材料制成的富集载体14，同时也可激发富集载体14的脉冲加热功能，使载体温度迅速升高而释放出所吸附的待测物质。由于气体采集时气流通路上的气阻较小，样品采集或吸附过程中气体流量较大，可吸入较多的待测物气氛，而脱附过程中气体流路狭窄，流量较小，所吸附的组分释放到小流量的气流中，从而增强浓缩的效果。此外，由于富集载体14设置在距离半透膜3较近的位置处，脱附过程中释放的待测物能够很快到达半透膜3表面，完成选择性透过过程，由此，避免了样品在气流通道中由于吸附或冷凝沉积造成的损失，进一步提高了离子迁移谱仪1的灵敏度。

虽然本总体实用新型构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本总体实用新型构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本实用新型的范围以权利要求和它们的等同物限定。

Claims (14)

1.一种用于离子迁移谱仪的进样装置，其用于将待测样品导入到离子迁移谱仪的迁移管的入口中，其特征在于，所述进样装置包括：

内套筒部件，所述内套筒部件在其内部限定有内腔体，其一端通过内层通道与所述迁移管的所述入口相连通，其另一端设置有具有内开孔的内端盖；以及

外套筒部件，所述外套筒部件设置成与所述内套筒部件同轴并可相对于所述内套筒部件旋转的偏心套筒以在所述内、外套筒部件之间形成套筒空腔，其一端设置有至少一个选择性地与所述内层通道相连通的连通开孔，其另一端设置有外端盖，其上设置有选择性地与所述内开孔连通的第一外开孔和与所述套筒空腔相连通的第二外开孔，

其中所述外端盖设置成相对于内端盖可在第一位置和第二位置之间转动，以选择性地将待测样品通过所述内腔体和所述套筒空腔之一导入到所述内层通道中。

2.根据权利要求1所述的用于离子迁移谱仪的进样装置，其特征在于：

当外端盖设置成相对于内端盖处于第一位置时，所述外端盖上的第一外开孔与所述内端盖上的内开孔相连通，所述连通开孔与所述内层通道不连通，所述待测样品通过所述内腔体被导入到所述内层通道中；

当外端盖设置成相对于内端盖处于第二位置时，所述外端盖上的第一外开孔与所述内端盖上的内开孔不相连通，所述外端盖上的第二外开孔与所述套筒空腔相连通，所述连通开孔与所述内层通道相连通，待测样品通过所述套筒空腔被导入到所述内层通道中。

3.根据权利要求1或2所述的用于离子迁移谱仪的进样装置，其特征在于：

所述内套筒部件的外部设置有加热部件，用于对所述内腔体进行 加热以形成热解析腔体，在所述热解析腔体中，固态的待测样品被加热以形成气态待测样品。

4.根据权利要求3所述的用于离子迁移谱仪的进样装置，其特征在于：

所述加热部件的外部还设置有绝热层，以使所述内套筒和所述外套筒之间形成热隔离。

5.根据权利要求3所述的用于离子迁移谱仪的进样装置，其特征在于：

所述内开孔设置在所述内端盖上临近圆心位置的一侧上；以及

所述第一外开孔设置在所述外端盖上临近圆心位置的一侧上，所述第二外开孔设置在所述外端盖上远离所述圆心与所述第一开孔相反的另一侧上。

6.根据权利要求5所述的用于离子迁移谱仪的进样装置，其特征在于：

所述内开孔和所述第一外开孔为方形孔，所述第二外开孔包括多个圆孔。

7.根据权利要求4所述的用于离子迁移谱仪的进样装置，其特征在于还包括：

设置在所述迁移管的所述入口与所述内层通道之间的半透膜，用于过滤被导入到所述迁移管中的气态物质。

8.根据权利要求7所述的用于离子迁移谱仪的进样装置，其特征在于还包括：

设置在所述半透膜和所述内层通道之间、邻近半透膜位置处的富集体，用于对进入到内层通道中的待测物质进行预浓缩。 

9.根据权利要求8所述的用于离子迁移谱仪的进样装置，其特征在于：

所述富集体由多个相互叠置的富集片层构成，所述多个富集片层中的每一个包括：

主体，由表面存在微孔的金属薄膜构成；以及吸附剂，其附着于所述主体表面上，以吸附所述待检测的物质。

10.根据权利要求9所述的用于离子迁移谱仪的进样装置，其特征在于还包括：

与所述富集体相连接的脉冲加热装置，以对所述富集体进行可控脉冲加热。

11.根据权利要求9所述的用于离子迁移谱仪的进样装置，其特征在于：

所述多个相互叠置的富集片层中的微孔相互交错排列，以使当气体垂直穿过富集体时，增加样品气流和富集片层中的吸附剂之间的接触面积。

12.一种离子迁移谱仪，其包括：迁移管，用于对导入到其中的待测样品进行离化和迁移操作；气路装置，其用于向所述离化区提供载气和向所述迁移区提供迁移气体；以及如权利要求1-11所述的进样装置，其用于将待测样品导入到所述迁移管的入口中。

13.根据权利要求12所述的离子迁移谱仪，其特征在于还包括：

进样泵，其用于提供负压以将气体待测样品导入到所述进样装置中。

14.根据权利要求12所述的离子迁移谱仪，其特征在于所述迁移管包括：

离化区，待测样品分子在所述离化区中电离以形成离子团；以及 迁移区，所述离子团在所述迁移区完成定向迁移和分离过程。 

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