CN205103226U - 安检设备和安检设备的采样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种安检设备和采样装置。安检设备包括：采样装置，所述采样装置具有采样面，在采样面内设置用于吸入被检目标的样品颗粒的多个吸入口和用于吹出气流的多个吹扫口；预处理装置以及，检测装置。采样装置将样品输送至预处理装置，预处理装置将预处理后的样品输送至检测装置。本实用新型的设备可以方便地靠近被检目标实施检测，并且不会对被检目标带来损坏或不适，并且在一个被检目标采样的同时，对从前一被检目标采集的样品进行分析，效率高。

Description

安检设备和安检设备的采样装置

技术领域

本实用新型涉及安全检测领域，具体地，涉及安检设备和安检设备的采样装置。

背景技术

在科学技术日新月异，经济全球化不断深入发展的当今社会，恐怖袭击、食品安全、医药卫生安全、毒品走私等社会问题严重影响和威胁着人们的生命、财产以及健康安全。为维护正常的社会秩序，保障人民群众的生命、财产、健康安全，近年来基于各种检测原理的检测技术及其相关设备如雨后春笋般蓬勃发展。

其中，离子迁移谱(IMS)技术因具有结构简单，灵敏度高，分析速度快的特点而被广泛用于化学战剂、毒品、爆炸物以及环境等方面的检测或监测。

由于IMS性能优越，基于IMS技术及其联用技术的各种设备也逐渐在食品、化妆品和医药卫生等检测领域暂露头角。气相色谱-离子迁移谱(GC-IMS)联用技术充分利用了GC突出的分离特点和IMS快速响应、高灵敏度的优势，不仅有效地解决了GC低鉴别能力和IMS对混合物进行检测时存在的交叉灵敏度问题，而且还可获取色谱保留时间、被检物离子在迁移管中的漂移时间和被检物质最终在法拉第盘上的感应的信号强度，以此获取的被检物的三维图谱信息能够有效的对成分复杂的样品进行精确的分辨。在未来的反恐防暴，毒品走私，环境监测，食品安全，医药卫生监督等领域GC-IMS检测技术将发挥强大的效用。

然而，单独的IMS的主要采用擦拭采样热解析和直接取物热解析。前者仅适合对表面沾染物质进行取样，不适合对挥发性、半挥发性物质直接采样，而后者则会破坏被检样品。而单独的GC，对于液体样品一般采用分流/不分流进样，样品需要进行复杂的前处理，不适合现场快检。

期望IMS或其联用设备的产品采集样品的效率高，采集速度快，在保证精确度的情况下不用破坏性取样，能够在不拆包的情况下实现现场快检；并且，期待在现有关口等场合能够具有检测化学方面的特性并且检测效率高的装置。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种安检设备可以解决上述问题的至少部分，能够在保证精确度的情况下快速、不用破坏性取样进行现场检查。

根据本实用新型一方面，提供一种安检设备，包括：采样装置，所述采样装置具有采样面，在采样面内设置用于吸入被检目标的样品颗粒的多个吸入口和用于吹出气流的多个吹扫口；预处理装置，用于吸附和浓缩样品；以及，检测装置，用于检测样品性质，其中，采样装置将样品输送至预处理装置，预处理装置将预处理后的样品输送至检测装置。

根据本实用新型一方面，提供一种用于安检设备的采样装置，所述采样装置具有采样面，在采样面内设置用于吸入被检目标的样品颗粒的多个吸入口和用于吹出气流的多个吹扫口，其中，采样装置将样品输送至安检设备的后续的处理装置。

本实用新型的安检设备可以方便地靠近被检目标实施检测，不需要其他例如刮擦等操作，并且不会对被检目标(人)带来损坏或不适，并且在一个被检目标采样的同时，对从前一被检目标采集的样品进行分析，效率高。

附图说明

为了使本实用新型所述内容更容易被理解，下面结合附图及具体实施方法对本实用新型做进一步描述，在附图中：

图1为本实用新型一个实施例的安检设备的示意透视图；

图2是本实用新型一个实施例的采样装置的吹扫口和吸入口的布置示意图；

图3是本实用新型一个实施例的采样面中的吹扫口和吸入口的布置示意图；

图4是本实用新型一个实施例的采样面中的吹扫口和吸入口的布置示意图；

图5是根据本实用新型的一个实施例的气帘引导体的截面图；

图6是根据本实用新型的一个实施例的龙卷风吸气装置的截面图。

图1中的标记说明：

101阵列式吸入口；

102阵列式吹扫口；

103连接管道；

104吹气管道；

105吸气泵；

106充气泵；

107采集接口；

108吸气泵接口；

109耐高温O形密封圈；

110活塞缸；

111活塞杆；

112吸附筛筒；

113绝热垫；

114热解析腔；

115玻璃衬管；

116载气入口；

117分流/吹扫接口；

118MCC柱；

119双模式离子迁移谱仪；

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。在说明书中，相同的附图标记表示相同的部件。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限定。

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公开内容的实施例的全面理解。然而明显地，一个或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。

根据本实用新型的一个实施例，一种安检设备，包括：采样装置10，所述采样装置10a具有采样面100，在采样面100内设置用于吸入被检目标的样品的多个吸入口101和用于吹出气流的多个吹扫口102；预处理装置20a，用于吸附和浓缩样品；以及，检测装置30a，用于检测样品性质，其中，采样装置10将样品输送至预处理装置，预处理装置将预处理后的样品输送至检测装置。

根据本实用新型的一个实施例，所述多个吹扫口102和所述多个吸入口101分别以阵列的形式布置在采样面100内，并且所述多个吹扫口102阵列和所述多个吸入口101阵列交替布置在采样面100内。在实用新型的一个实施例中，所述多个吹扫口102和所述多个吸入口101分别以阵列的形式布置在采样面100内，并且所述多个吹扫口102阵列以嵌入在所述多个吸入口101阵列的间隔中的形式布置在采样面100内。

根据实用新型的一个实施例中，所述多个吹扫口102和所述多个吸入口101配置成能够同时或交替地操作。

在本实用新型的一个实施例中，多个吹扫口102和多个吸入口101可以如图2所示布置，多个吹扫口102和多个吸入口101成列(排)布置，并且吹扫口102的列和吸入口101的列交替布置。图中用圆形表示吹扫口102，椭圆形表示吸入口101。然而，吹扫口102可以是椭圆形，吸入口101可以是圆形，或者它们是相同的形状或其他形状，在此吸入口101和吹扫口102表示为不同的形状可以方便区分。在本实用新型的另一个实施例中，多个吹扫口102和多个吸入口101可以布置成一列吹扫口102+两列或多列吸入口101的交替形式。

在本实用新型的一个实施例中，多个吹扫口102和多个吸入口101可以如图3所示布置。每个吹扫口102邻近每个吸入口102。这也可以看作是将多个吹扫口102嵌入到多个吸入口101中。图中用圆形表示吹扫口102，椭圆表示吸入口101，然而，要说明的是单个吹扫口102可以是椭圆形，单个吸入口101可以是圆形，或者它们是相同的形状或其他形状，在此处吸入口101和吹扫口102用不同的形状表示可以方便区分。

在本实用新型的一个实施例中，多个吹扫口102和多个吸入口101可以如图4所示布置，多个吹扫口102呈圆形布置在外围，多个吸入口101呈圆形布置在内圈。在另一实施例中，多个吹扫口102可以布置在内圈，多个吸入口101可以布置在外围。这样布置多个吹扫口和吸入口是有利的，当内圈中布置的吹扫口102向物体或行李之类的被检查物喷射气体，例如热空气时，样品被吹离，或被加热的气体升温而脱离到空气中，外圈的吸入口101将样品迅速吸入，实际操作证明，这样的布置带来很好的采集效果。在另一实施例中，多个吹扫口102可以以其他形状，例如四边形的形式布置在外围，多个吸入口布置在多个吹扫口102构成的图案的范围内。在实用新型的一个实施例中，所述多个吸入口101的至少部分设置过滤器，用于阻止大的颗粒进入吸入口101中。

在实用新型的一个实施例中，将采样装置10通过可插拔的连接管道103连接至预处理装置。例如采样装置10通过带卡扣的可插拔的连接管道103连接至预处理装置。例如采样装置10通过带紧配合接口的可插拔的连接管道103连接至预处理装置。所述连接管道103包括控温装置1031，用于在连接管道103内维持所需的温度使得通过连接管道103的气体或样品的温度升高至预定温度，控温装置1031包括保温层、加热器以及传感器(在图1中用黑色粗线表示)，加热器可以是薄膜加热器，也可以是发热丝；传感器可以是薄膜传感器，有利于连接管道变形。在实用新型的一个实施例中，连接管道103包括用于吸入口101的吸入管道(例如连接管道103内，未单独示出)和用于吹扫口102的吹气管道104。连接管道103内可以放置干燥剂，用于去除样品和热空气中的潮气。

在实用新型的一个实施例中，采样装置10还包括采样吸气泵105，通过例如在所述连接管道103中的吸入管道与预处理装置以及吸入口101连通形成采样通路，用于在吸入口101处形成负压吸入样品，随后样品在预处理装置处被吸附。

在实用新型的一个实施例中，采样装置10还包括充气泵106，所述充气泵106配置成通过吹气管道104将气体从吹扫口102吹出或将气体从预处理装置吹出。吹气管道104可以是单独设置的管道，其具有加热功能，使得经过吹气管道104的气体被加热形成热气流。在一个实施例中，在吹气管道104的壁上或壁内部设置柔性的加热丝1041，通过加热丝的加热和辐射作用，吹气管道104内温度升高。

所述充气泵106可通过例如设置在连接管道103中的吹气管道104与阵列式吹扫口102连通，采样时，充气泵106充气，气体在吹气管道104被加热形成热气流，热气流经吹扫口102对被检目标表面进行吹扫，使得被检目标中的可挥发性物质的快速挥发，被检目标表面沾染物的扬起。由于热气流加速暗藏在被检目标内可挥发性样品的快速挥发，可起到辅助样品采集的效果。

在实用新型的一个实施例中，预处理装置包括全时预浓缩吸附器，其包括第一活塞式吸附浓缩器和第二活塞式吸附浓缩器，其中连接管道103的吸入管道和吹气管道104通过切换装置分别连接至第一活塞式吸附浓缩器和第二活塞式吸附浓缩器的任一个，使得在吸入管道将样品送入第一活塞式吸附浓缩器和第二活塞式吸附浓缩器中的一个期间，第一活塞式吸附浓缩器和第二活塞式吸附浓缩器中的另一个进行样品的解析。吹气管道104可以对第一活塞式吸附浓缩器和第二活塞式吸附浓缩器中一个吹气以便清洗去掉活塞式吸附浓缩器上的样品。也就是说，与吹气泵连接的吹气管道104既可以连接至采样面100的吹扫口102，也可以连接至活塞式吸附浓缩器。在实用新型的一个实施例中，检测装置包括气相色谱-离子迁移谱仪(GC-IMS)。

在实用新型的一个实施例的安检设备中，当被检目标靠近本实用新型的实施例中的以GC-IMS为例的安检设备的设有面阵式吸入口101和面阵式热流吹扫口102的采样面100时，开启安检设备，接通充气泵106和吸气泵105以及连接通道的控温装置1031的开关开始工作。如图1所示，洁净的空气流经具有加热保温功能的吹气管道104加热后从面阵式吹扫口102吹出，并对被检目标表面进行吹扫，热空气流的吹扫可将粘附在被检目标表面的小颗粒扬起，还能加速被检目标内可挥发和易挥发性物品的挥发；与此同时面阵式吸入口101在采样吸气泵105的吸吮作用下吸气取样，粘附在被检目标表面或已被热流扬起的小颗粒样品，还有被检目标内部暗藏的易挥发性、半挥发性物品挥发出来的气体样品在采样吸气泵105的吸吮作用下进入面阵吸入口101。样品随后经具有加热保温功能的连接管道103、样品采集接口107到达吸附筛筒110(常温)且被筛筒内的吸附剂吸附。

在图1中，吹气管道104和吸入管道被分开设置。在本实用新型的另一实施例中，吸入管道和吹气管道104被集成在连接管道103内，有利于插拔。连接管道103包括控温装置1031，控温装置1031包括保温层、加热器以及传感器(图中未示出)，连接管道103的控温装置1031用于在连接管道103内维持所需的温度使得通过连接管道103的气体或样品的温度升高至预定温度。在本实用新型的另一实施例中，连接管道103可以仅包括管道外包裹的加热器和保温层，将连接管道103内的温度控制在大致的较高温度。连接管道103内合适的温度能有效地防止样品在管道内冷凝造成管道污染。在本实用新型的一个实施例中，连接管道103是柔性的，这有利于采样装置10相对于预处理装置移动。

在采样吸气泵105的持续吸气作用下，可实现被检物样品在活塞式吸附浓缩器的吸附筛筒112内的富集。样品浓缩完成后，活塞式吸附浓缩器的活塞杆111可在电机传动作用下迅速将吸附筛筒112推至经加热保温的高温热解析腔114中。

在图1中，例如，左边的活塞式吸附浓缩器与吸入管道联通，吸入的含有样品的气体通过吸附浓缩器，样品被吸附，空气被过滤后排出。如图1所示，左边的活塞式吸附浓缩器离开热解析腔114，右边的活塞式吸附浓缩器进入热解析腔114。吸入管道的出口和吹气管道104的出口可以在左右两边的吸附浓缩器之间切换。当吸入管道的出口与左边的活塞式吸附浓缩器连通时，右边的活塞式吸附浓缩器进入解析腔中解析样品，由此，提高了样品预处理的效率。例如，在被检目标的样品的采集期间，可以开始解析上一被检目标的样品解析和后续分析。

优选地，热解析腔采用化学性质稳定的不锈钢或镀镍铜材料制作，热解析腔采用程序升温。被吸附在吸附剂上的样品在热解析腔内被高温加热迅速析出。析出的样品可以与从载气入口116流入的经预热的载气混合，并被载气带入MCC柱118中进行预分离，经分离后的样品各组分依次进入双模式离子迁移谱仪119中进行检测分析(其中取样检测可按需求对被检目标进行翻面多次取样分析)。优选的活塞缸110，吸附筛筒下部绝热垫113采用导热系数低的材料，如聚四氟、PEEK等。绝热垫113可有效隔绝在样品吸附过程中热解析腔114与吸附器间的热传导，有利于样品吸附。热解析腔114设有载气分流/吹扫接口117，分流/吹扫接口117可对热解析腔114进行吹扫，吹扫可排出热解析腔114内的废样和杂质，能有效的避免二次进样时鬼峰的出现。在热解析腔114内密封嵌入化学性质稳定的玻璃衬管115，玻璃衬管115可定期更换，衬管能有效降低检测样品和检测信号的失真，另一方面还可阻挡大颗粒物质掉入色谱柱并堵塞色谱柱。采样及进样解析过程中，耐高温0形密封圈109能有效的保证活塞式吸附器与活塞缸110之间的密封连接，能确保采集的样品不损失。导热护套一方面用于保护MCC柱118，另一方面还为MCC提供与热解析腔114、双模式离子迁移谱仪119之间连接的密封接口，同时还有利于外部加热保温电路对MCC进行加热保温。当把从前一被检物上所采样品推至热解析腔进行热解析时，可将下一被检物贴近安检仪进行样品采集，如此循环实现多个被检目标的全时样品收集及检测。本实用新型实施例的一种样品采集、浓缩、解析进样装置沿用了全时预浓缩采样技术，并辅助热流吹扫，使得采样效率更高；而本实用新型的实施例中的一种基于GC-IMS的痕量安检设备则兼具体积小，采样效率高，灵明度高，检测速度快的特点，它既可用于对人也可用于对行李物品进行安检，也方便与其他检测技术联用，非常适用于机场、海关、车站等场所。

根据本实用新型的一个实施例，提供一种采样装置10，所述采样装置10具有采样面100，在采样面100内设置用于吸入被检目标的样品颗粒的多个吸入口101和用于吹出气流的多个吹扫口102，其中，采样装置10将样品输送至安检设备的后续的处理装置。所述多个吹扫口102和所述多个吸入口101分别以阵列的形式布置在采样面100内，并且所述多个吹扫口102阵列以嵌入在所述多个吸入口101阵列的间隙中的形式布置在采样面100内。采样装置10还包括吸气泵105，通过例如连接管道103中的吸入管道与例如预处理装置的后续设备以及吸入口101连通形成采样通路，用于在吸入口101处形成负压吸入样品。还包括充气泵106，所述充气泵106配置成通过例如连接管道103中的吹气管道104将气体从吹扫口102吹出。所述多个吹扫口102和所述多个吸入口101配置成能够同时或交替地操作。吹扫口102吹出的气体可以经过吹气管道104加热形成热气流对被检目标吹扫。热气流是有利的，可以加速挥发性样品或物质从被检目标挥发，也可以加速一些粘附在被检目标表面或暗藏处的样品脱离被检目标，从而脱离被检目标的样品被吸入口101吸入。

根据本实用新型的又一个方面，提供了一种采用上述安检设备的安检方法，包括下述步骤：当人或行李靠近所述的面阵采样装置10时，启动充气泵106，洁净的空气流经吹气管道104加热再经采样面100的吹扫口102对被检目标表面进行热气流吹扫，同时启动吸气泵105并通过采样面100中的吸入口101、经采样连接管道103将泄漏到环境气体中的样品抽吸到全时预浓缩采样器的样品吸附腔中；启动热解析温控系统以将热解析腔的温度维持在一个恒定高温；以及移动并将活塞式吸附器定位在样品解析位置中，使得吸附腔定位在热解析腔内并且由吸附腔吸附的样品在高温下在热解析腔内迅速析出。

根据本实用新型的又一实施例，提供了一种采样方法，其中使用如前述的采样装置10对被检目标采样。

根据本实用新型的还一实施例，提供了一种安检设备，与前述安检设备类似。为了避免赘述，这里仅描述不同的部分。本实施例与上述的安检设备不同的是，本实施例不使用采样吸气泵，而使用龙卷风吸气装置。可以使用一个龙卷风装置，也可以使用多个龙卷风装置，分别连接一个或多个吸入口101。

下面介绍龙卷风装置的结构。图6是根据本实用新型的一个优选的实施例的龙卷风式采样装置的纵剖面示意图。如图6所示，一种对气载物质具有放大的收集功能的龙卷风式实时采样装置，包括：端盖1，具有孔；和，布置在端盖1上的压环2，压环2将粗滤网3和微滤网4安装在端盖1的开孔上面，以阻挡大颗粒物质进入采样装置内部。粗滤网不但可以过滤大的颗粒，而且具有较强的刚性，可以阻止来自外部环境的压力以及大颗粒的撞击。微滤网用于过滤细小的固体微粒或微颗粒。备选地，可以使用一体的端盖1，其中一体的端盖具有开口，或称为采样入口，并且采样入口布置有多孔元件3或4，以便阻挡大颗粒物质通过该端盖1。

根据本实用新型的采样装置还包括气帘引导体5，端盖1可以通过O型密封圈8封盖在旋转式的气帘引导体5的上面，以便将气帘引导体5的上环面密封。旋转式气帘引导体5具有圆筒式外侧壁，并且可以具有如图所示的截面呈漏斗形的内侧壁。换句话说，气帘引导体5可以是一个圆筒及其内一个漏斗式内侧壁的组合。备选地，气帘引导体5可以是一体形成的单件。漏斗式内侧壁与圆筒式外侧壁的夹角可以在20°-30°之间，然而其他夹角也是可选的。

在一个实施例中，气帘引导体5的漏斗式内侧壁的下端面的直径至少是上端面直径的两倍。换句话说，漏斗式内侧壁形成的下开口的直径至少是上开口的直径的两倍。这种漏斗形的设计用于模拟形成龙卷风。气帘引导体5的漏斗式内侧壁的内侧面限定内部空间，即如图6所示的截面图中，两个如图所示的内侧壁之间的内部空间。然而，在本实用新型的其他实施例中，气帘引导体5的漏斗式内侧壁的下端面的直径是上端面直径的三倍，或气帘引导体5的漏斗式内侧壁的下端面的直径比上端面直径大很多。

图5示出气帘引导体5的侧壁沿A-A的横截面示意图。如图5所示，气帘引导体5的漏斗式内侧壁的上端均匀布置多个旋流孔6，这些旋流孔6的轴向方向与漏斗的内侧壁接近相切，旋流孔6的轴线与竖直方向的夹角在45°～90°之间。由此，旋流孔沿与气帘引导体5的漏斗式内侧壁相切并且向下(沿图6中示出的箭头方向)朝向，使得气体从旋流孔流出且沿漏斗式内侧壁相切的方向向下流动。

在气帘引导体5的圆筒式外侧壁上有充气入口7。旋转气帘引导体5的圆筒式外侧壁、漏斗式内侧壁以及端盖1包围一个环形空间。气体可以从充气入口7进入环形空间，然后环形空间的空气沿漏斗式内侧壁上的旋流孔6吹进气帘引导体5的漏斗形内部空间内，形成旋流气帘30。

在本实施例中，示出的是样品从上端吸入，从下端排出，充气气体气流从上向下螺旋流动。然而，这只是一个示例，当采样装置水平放置对着被检测物体时，例如采样入口对着位于采样装置左边的被检测物体时，气帘引导体5的小口一侧对着左侧被检测物体，此时漏斗形内壁9是横置的布置形式，样品从左向右行进。

根据本实用新型的实施例，气帘引导体5可以包括充气管道18。图6示出一种布置方式，充气管道18一端与充气入口7连通，另一端与充气用的气泵28连通。充气用的气泵28将空气风沿充气管道18经过充气入口7送进环形空间，环形空间的空气风沿漏斗式内侧壁上的旋流孔6吹进漏斗形内部空间内形成旋流气帘30。环形空间的设置是有利的，进气的不稳定可以通过环形空间消除。

采样装置还包括导风腔9，导风腔具有圆柱形内壁。导风腔9通过O型密封圈嵌套在气帘引导体5下面。导风腔9与气帘引导体5可以以其他形式接合，只要不影响在导风腔中形成龙卷风式气流即可。龙卷风式气流是本领域技术人员已知的，即在气流的外围气体高速或至少快速地螺旋地旋转，即在横向截面上(在本实施例中导风腔的截面上)是旋转运动，同时在纵向方向上具有向前(在本实施例中从采样入口的一端至样品出口一端)运动的速度；同时气流中心或轴心处气体沿纵向方向向前被抽吸。导风腔9用于维持龙卷风式气旋并引导龙卷风式轴心吸吮的气载物质进入后续检测器件。如图6所示，旋流气帘30向下推进，进入导风腔9形成旋流气流31。龙卷风式旋转气流32沿着导风腔9流动，经导风腔9下端侧壁上的旋风出口10从排气泵接口23以及经排风口27排出。

采样装置还包括漏斗形底盖13，其通过O型密封圈8将导风腔9下端面口盖封。底盖13和导风腔9下端口之间设有半透膜11，半透膜11可以阻止吸入气载物质中的水分子、氨分子以及其他杂质污染物进入并污染后端的色谱柱或迁移管。此外，半透膜11还有限制团簇的形成，进而提高仪器的分辨率。

根据本实用新型的实施例，可以设置两片网状金属12，以便对半透膜11进行夹持保护，使半透膜12免受气流冲破。

漏斗形底盖13可以作为载气和样品的混合区或混合腔。漏斗形底盖13可以包括载气通道21，用于注入载气，进来的载气在漏斗中与样品充分混合。漏斗形底盖13还可以包括进样口20，采集的样品与载气例如在混合预热后通过进样口20排出。在某些情况下，样品和载气可以直接混合不需要加热而排出。

采样装置还包括设置在导风腔9上的保温套14，设置在导风腔9内的加热棒16以及温度传感器17，由此它们构成温控系统，可以对导风腔9进行控温，例如加热升温。温控系统可将腔体内的温度控制在50℃-250℃，高温有助于高沸点的气载物质快速气化并顺利通过半透膜，并且有利于气化样品和从漏斗式侧壁上的载气通道21进来的载气在漏斗中充分混合，能有效提高仪器对高沸点物质的检测极限。采集的样品与载气混合预热后被载气携带进入进样口20。旋转气帘引导体5、导风腔9、底盖13可采用热性能好的金属材料，其外保温套13可采用～10mm厚的气凝胶或玻璃或陶瓷棉。可选地，可以采用聚四氟乙烯外罩15套罩在保温层13外。

外罩15的底端面包括充气泵接口22、排气泵接口23、例如GC柱/离子迁移管的后续设备接口24、加热棒引出线25、温度传感器引出线26、排风口27以及载气管接口36。其中，充气泵接口22和排气泵接口23可以分别接一个气泵28，用于持续提供气体压力以便在采样装置内部形成龙卷风式气流。排气泵接口23期望布置成使得气阻尽可能小，因而排气泵接口在导风腔内的开口期望迎着气流的方向，使得气流容易地流入排气泵接口。排气泵接口23也可以不接气泵28直接用作排风口。为了使龙卷风式吸引放大的气流排出，可以多设计几个排风口27。GC柱/离子迁移管接口24可以接GC柱，也可以直接接例如离子迁移管等检测设备。载气管接口36接分子筛35以便使得载气得到净化。

如图所示的气泵28的功率可按需调节。由于龙卷风式具有气体收集放大功能，排气泵的流速是充气泵的10倍以上。

为了避免充气泵28充入的空气流对从采样目标33上吸吮的目标成分造成干扰，一方面可以将充气泵采集的空气源距离采样目标33尽可能远，如可用能伸缩转向的软导管将气泵和采样端孔拉开距离，另一方面可以对进入充气泵的空气进行过滤净化，避免气体交叉污染，提高采样仪器的定位采样的灵敏性。

以下说明根据本实用新型的实施例的对气体具有放大收集功能的龙卷风式采样装置的采样、进样过程。

将本实用新型的采样装置的前端孔在5-10cm的地方对准采样目标33，同时打开充气和排气气泵28。充气气流29沿充气管道经过充气入口7充入气帘引导体5的环形空间内，在气泵28的持续的风压下在环形空间内产生气体压力，在气压作用下，空气沿气帘引导体5上的旋流孔6吹进漏斗内部空间内，由于旋流孔6的特定构造，空气沿特定方向吹入内部空间中，由此形成漏斗形旋转气帘30。在气泵28的不断吹入空气的情况下，不断形成的旋转气帘30沿着导风腔9内壁移动，即，绕导风腔9的中心轴线32快速旋转并同时向下移动，形成龙卷风式气流31。由于旋转形成的离心力的作用，龙卷风式气流的中心气压显著地减小，例如，中心轴线32的气压比周围气压低大约10倍，由此在导风腔9的中心轴线处将产生很大的抽吸力。抽吸力可使得被采样的目标33附近内的气载物质从导风腔9的前端孔周围被吸入导风腔9的风轴中心附近，并形成样品气柱，沿龙卷风式气流的中心轴线32向下移动，最终样品到达进样半透膜11。这个过程类似于自然界中龙卷风式的“龙取水”。

一方面，采集的样品经半透膜11进入底盖13的漏斗形的腔内，在预热的情况快速气化并与从底盖13的侧壁中的载气通道21进来的载气气流37充分混合，之后载气携带样品进入进样接口20。

另一方面，对于龙卷风式气流31的旋转中心的外围的气体，在龙卷风式气流31外围形成气旋沿导风腔9侧壁运动，在导风腔底部时，外围气旋的气体进入出口10，这部分气体形成旋风出气流34经排风口27排出。出口10设置成朝向气旋的气流方向，在图6中示出的方位中，出口10可以斜向上，并且出口可以不是朝向腔体中心而是偏向内壁的切线方向，以便出口的开口方向更接近地朝向气流在出口处的速度方向。也就是说，虽然出口10的开口方向并没有严格与气流在出口处的速度方向相反，但是出口10的开口方向接近气流在出口处的速度方向的反向，以便气体更容易地进入出口10中被排出。

通过这个过程，采样装置持续地抽吸样品分子，实现对气载物质的放大采集。

以上所述仅为本实用新型的较佳的实施例而已，并不以本实用新型为限制，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (19)

1.一种安检设备，包括：

采样装置，所述采样装置具有采样面，在采样面内设置用于吸入被检目标的样品颗粒的多个吸入口和用于吹出气流的多个吹扫口；

预处理装置，用于吸附和浓缩样品；以及

检测装置，用于检测样品性质，

其中，采样装置将样品输送至预处理装置，预处理装置将预处理后的样品输送至检测装置。

2.如权利要求1所述的安检设备，其中所述多个吹扫口和所述多个吸入口分别以阵列的形式布置在采样面内，并且所述多个吹扫口阵列和所述多个吸入口阵列交替布置在采样面内。

3.如权利要求1所述的安检设备，其中所述多个吹扫口和所述多个吸入口配置成能够同时或交替地操作。

4.如权利要求1所述的安检设备，其中所述多个吹扫口和所述多个吸入口分别以阵列的形式布置在采样面内，并且所述多个吹扫口阵列以嵌入在所述多个吸入口阵列的间隔中的形式布置在采样面内。

5.如权利要求1所述的安检设备，其中所述多个吹扫口和所述多个吸入口分别以阵列的形式布置在采样面内，并且多个吸入口呈圆形或多边形排列的方式布置在外圈，多个吹扫口呈圆形或多边形排列的方式布置在内圈。

6.如权利要求1所述的安检设备，其中所述多个吸入口的至少部分设置过滤器，用于阻止大的颗粒进入吸入口中。

7.如权利要求1所述的安检设备，其中将采样装置通过可插拔的连接管道连接至预处理装置，所述连接管道包括控温装置，用于在连接管道内维持所需的温度使得通过连接管道的气体或样品的温度升高至预定温度，控温装置包括保温层、加热器以及传感器。

8.如权利要求7所述的安检设备，其中连接管道包括用于吸气口的吸入管道和用于吹气口的吹气管道。

9.如权利要求8所述的安检设备，其中采样装置还包括采样吸气泵，通过所述连接管道中的吸入管道与预处理装置以及吸入口连通形成采样通路，用于在吸入口处形成负压吸入样品，并且样品在预处理装置处被吸附。

10.如权利要求8所述的安检设备，其中采样装置还包括充气泵，所述充气泵配置成通过所述连接管道中的吹气管道将气体从吹扫口吹出或将气体从预处理装置吹出。

11.如权利要求8所述的安检设备，其中预处理装置包括全时预浓缩吸附器，其包括第一活塞式吸附浓缩器和第二活塞式吸附浓缩器，其中连接管道的吸入管道和吹气管道通过切换装置分别连接至第一活塞式吸附浓缩器和第二活塞式吸附浓缩器的任一个，使得在吸入管道将样品送入第一活塞式吸附浓缩器和第二活塞式吸附浓缩器中的一个期间，第一活塞式吸附浓缩器和第二活塞式吸附浓缩器中的另一个进行样品的解析。

12.如权利要求1所述的安检设备，其中检测装置包括气相色谱-离子迁移谱仪。

13.一种用于安检设备的采样装置，所述采样装置具有采样面，在采样面内设置用于吸入被检目标的样品颗粒的多个吸入口和用于吹出气流的多个吹扫口，

其中，采样装置将样品输送至安检设备的后续的处理装置。

14.如权利要求13所述的采样装置，其中所述多个吹扫口和所述多个吸入口分别以阵列的形式布置在采样面内，并且所述多个吹扫口阵列以嵌入在所述多个吸入口阵列的间隙中的形式布置在采样面。

15.如权利要求13所述的采样装置，其中所述多个吹扫口和所述多个吸入口分别以阵列的形式布置在采样面内，并且所述多个吹扫口阵列和所述多个吸入口阵列交替布置在采样面内。

16.如权利要求13所述的采样装置，其中所述多个吹扫口和所述多个吸入口分别以阵列的形式布置在采样面内，并且多个吹扫口呈圆形或多边形排列的方式布置在外圈，多个吸入口呈圆形或多边形排列的方式布置在内圈。

17.如权利要求13所述的采样装置，其中采样装置还包括采样吸气泵，与吸入管道以及吸入口连通形成采样通路，用于在吸入口处形成负压吸入样品。

18.如权利要求13所述的采样装置，其中采样装置还包括充气泵，所述充气泵配置成通过吹气管道将气体从吹扫口吹出。

19.如权利要求13所述的采样装置，其中采样装置还龙卷风吸气装置，通过吸入管道与形成采样通路，用于在吸入口处形成负压吸入样品。