CN212540227U - 一种离子迁移谱的自动分析、采样和标定的气路 - Google Patents

Abstract

一种离子迁移谱的自动分析、采样和标定的气路，所述气路包括控制器件I‑控制器件IV、定量管腔体、标定液腔体和迁移管；所述控制器件I‑控制器件IV各自至少设有一个进口端和两个出口端；所述控制器件I‑控制器件IV工作时，所述进口端与第一路出口端相连通或进口端与第二路出口端相连通；所述控制器件I的第一路出口端依次与控制器件II、定量管腔体、控制器件III及迁移管相连通；所述控制器件I的第二路出口端依次与标定液腔体、控制器件IV及迁移管相连通；所述控制器件II还连有抽气采样泵；所述标定液腔体内装有标定液，用于释放标定液气体。通过切换离子迁移谱的自动分析、采样和标定的气路，可以分别实现分析功能、采样过程和标定的功能。

Description

一种离子迁移谱的自动分析、采样和标定的气路

技术领域

本实用新型属于化学物质现场检测领域，特别是涉及一种涉及离子迁移谱的自动分析、采样和标定的气路。

背景技术

离子迁移谱(ion mobility spectrometry，IMS)技术是以离子迁移时间的差别来进行离子的分离定性技术，基于气相离子在弱电场中的迁移率差异来检测识别不同种类物质，适合于一些挥发性有机化合物的痕量探测，如毒品、爆炸物、化学战剂和大气污染物等。离子迁移管是离子迁移谱的核心部件。

离子迁移谱仪除了对样品的分析过程之外，还包括对样品气体的采样过程，以及引入一定量的校准标定液到仪器内部，对离子峰的峰位进行标定的过程。离子迁移谱的运行需要提供漂气和载气，其中载气的作用是携带样品气体或者标准物质的标定液，输入到离子迁移管内，进行分析或标定。因此，载气的气路因为分析目的的不同，涉及到分析、采样和标定等多种不同的气路，又要避免气路彼此之间的交叉，降低残留和干扰。

李杨等人发明的一种离子迁移谱仪及其气路控制方法(专利号ZL201310692819.4)，其气路控制方法主要是采用空气泵带动洁净气体，调节多路调节阀流量计使其分别达到所需流量，待差分离子迁移谱、飞行时间离子迁移谱运行稳定后，可同时开启第一膜进样装置、第二膜进样装置，也可分别开启第一膜进样装置、第二膜进样装置在一定采样流速下实施采样分析。并提供另外二路气流，分别给差分离子迁移谱、飞行时间离子迁移谱作为漂气使用。该气流的控制目的是用于携带膜进样装置的样品、进行分析。该发明未涉及到定量采样的气路，也未涉及到标准液标定的气路。

仓怀文等人发明的热解析进样器离子迁移谱气路(专利号ZL201210508587.8)，其热解析进样器离子迁移谱气路为离子迁移管，气体驱动设备，净化装置组成的气体循环系统，包括离子迁移管和进样器，离子迁移管上依次设有进样口、出气口、漂气口；进样器上设有气体出口、气体入口；能实现分析检测，待机，反吹等基本功能，延长净化剂使用寿命，该发明主要用于固体样品的进样、分析，没有切换到气体采样、分析、标定的气路。

郭会勇等人发明的一种具有双循环气路的离子迁移率谱仪(专利号ZL201410315716.0)，采用具有双循环气路的离子迁移率谱仪，所述样品气化室、外循环活性炭过滤嘴、外循环泵、两位三通电磁阀、样品分子收集室依次通过输气管道连通形成外循环气路；所述迁移管尾气出口、内循环泵、内循环干燥单元、内循环掺杂单元依次连通，内循环掺杂单元出口分为两条管道，一条连通样品分子收集器里的隔膜内侧的载气入口，另一条连通迁移管迁移气入口，形成内循环气路。所述内循环气路和外循环气路以隔膜为分隔，能使离子迁移率谱仪在运行过程中长时间保持干燥洁净，采样检测准确。该发明设计了样品气化输送的外循环气路，和迁移管运行的内循环气路，用于样品的输送和分析。未涉及定量采样和标准标定的气路。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题为：离子迁移谱在自动分析、采样和标定的过程中，涉及到分析、采样和标定等多种不同的气路，避免气路彼此之间的交叉，降低残留和干扰。

针对上述技术问题，本实用新型提供了一种用于离子迁移谱的自动分析、采样和标定的气路，通过切换离子迁移谱的自动分析、采样和标定的气路，可以分别实现分析功能、采样过程和标定的功能。

本实用新型技术方案如下：

本实用新型提供了一种离子迁移谱的自动分析、采样和标定的气路，所述气路包括控制器件I-控制器件IV、定量管腔体、标定液腔体和迁移管；

所述控制器件I-控制器件IV各自至少设有一个进口端和两个出口端；所述控制器件I-控制器件IV工作时，所述进口端与第一路出口端相连通或进口端与第二路出口端相连通；

所述控制器件I的第一路出口端依次与控制器件II、定量管腔体、控制器件III及迁移管相连通；所述控制器件I的第二路出口端依次与标定液腔体、控制器件IV及迁移管相连通；

所述控制器件II还连有抽气采样泵；

所述标定液腔体内装有标定液，用于释放标定液气体。

优选地，所述气路用于实现分析功能时，所述控制器件I的进口端用于通入载气，所述控制器件I的第一路出口端与控制器件II的第一路出口端相连通，所述控制器件II的进口端与定量管腔体的一端相连通，所述定量管腔体的另一端与控制器件III的进口端相连通，所述控制器件III的第一路出口端与迁移管相连通。

优选地，所述气路用于实现采样功能时，所述抽气采样泵的抽气口与控制器件II的第二路出口端相连通，所述控制器件II的进口端与定量管腔体的一端相连通，所述定量管腔体的另一端与控制器件III的进口端相连通，所述控制器件III的第二路出口端用于连通采样口。

优选地，所述气路用于实现标定功能时，所述控制器件I的进口端用于通入载气，所述控制器件I的第二路出口端与标定液腔体的一端相连通，所述标定液腔体的另一端与所述控制器件IV的进口端相连通，所述二位三通电磁阀IV的第二路出口端与迁移管相连通；所述控制器件IV的第一路出口端封闭。

优选地，所述采样口采集的样品气体为空气中的自然状态下的气体样品，或液体或固体样品被加热汽化后的气体样品。

优选地，所述控制器件I-控制器件IV各自独立地选自二位三通电磁阀、二位二通电磁阀、三位四通电磁阀、单向阀中的一种或其组合。

优选地，所述定量管腔体具有加热保温功能，温度范围为10-90℃。

优选地，所述标定液腔体具有加热保温功能，温度范围为10-70度℃。

本实用新型还提供了一种上述气路的使用方法，所述方法如下：

所述气路用于实现采样功能时，所述抽气采样泵抽气，样品气体经采样口采入后，依次通过控制器件III、定量管腔体、控制器件II进入到抽气采样泵，样品气体抽入到定量管腔体内，完成采样过程；

所述气路用于实现分析功能时，由所述控制器件I进口端进入的载气通过控制器件I、控制器件II，将定量管腔体内的样品经控制器件III送入迁移管内进行分析；

所述气路用于实现标定功能时，由所述控制器件I进口端进入的载气依次通过控制器件I、标定液腔体、控制器件IV，将标定液腔体中的标定液气体送入到迁移管中，进行标定。

有益效果

1、本实用新型提供的用于离子迁移谱自动分析、采样和标定的气路，通过切换离子迁移谱的自动分析、采样和标定的气路，可以分别实现分析功能、采样过程和标定的功能。

2、本实用新型采样的气体样品在定量管中，经分析载气载带进入迁移管内分析，在分析的同时也将定量管内样品进行了清洗清空，保障了仪器及时恢复，减少了每次样品残留，减少了对下一次采样和分析的干扰。

3、本实用新型的标定分析气路，利用分析载气载带，经标定液气体送入到迁移管，减少了气路的体积和残留。

4、本实用新型的气路，采用一路分析载气，经切换后，同时实现分析、采样和标定的的功能，结构紧凑体积小，可以减少样品和标定液的残留，保障分析结果的准确性。

附图说明

图1离子迁移谱的自动分析、采样和标定的气路图；

图2离子迁移谱的分析流程气路图；

图3离子迁移谱的采样流程气路图；

图4离子迁移谱的标定流程气路图；

图中，1-4.二位三通电磁阀；5.抽气采样泵；6.定量管腔体；7.迁移管；8.标定液腔体。

具体实施方式

实施例1

离子迁移谱的自动分析、采样和标定的气路(如图1和图2所示)，分析气路由二位三通电磁阀1、二位三通电磁阀2、定量管腔体、二位三通电磁阀3和迁移管组成；

分析气路中，二位三通电磁阀1的进口端用于通入载气，二位三通电磁阀1的第一路出口端与二位三通电磁阀2的第一路出口端相连通，二位三通电磁阀2的进口端与定量管腔体的一端相连通，定量管腔体的另一端与二位三通电磁阀3的进口端相连通，二位三通电磁阀 3的第一路出口端与迁移管相连通。在分析模式时，载气经由分析气路的二位三通电磁阀1、二位三通电磁阀2、定量管腔体、二位三通电磁阀3，将定量管腔体内的样品送入迁移管内进行分析；定量管腔体是加热保温的，温度为10℃；在负离子模式的离子迁移谱分析中，用灯电离的方式，离子迁移管温度100℃，漂气流速400ml/min，载气流速200ml/min，丙酮作为反应试剂离子，其信号强度约为2.5V。

实施例2

离子迁移谱的自动分析、采样和标定的气路，标定气路由二位三通电磁阀1、标定液腔体、二位三通电磁阀4和迁移管组成，载气经由标定气路、将标定液腔体中的标定液气体送入到迁移管中，进行标定。

标定气路中，二位三通电磁阀1的进口端用于通入载气，二位三通电磁阀1的第二路出口端与标定液腔体的一端相连通，标定液腔体腔体的另一端与二位三通电磁阀4的进口端相连通，二位三通电磁阀3的第二路出口端与迁移管相连通。当切换到标定模式时，载气依次通过二位三通电磁阀1、标定液腔体、二位三通电磁阀4，将标定液腔体中的标定液气体送入到迁移管中，进行标定；二位三通电磁阀4的第一路出口端封闭；在负离子模式的离子迁移谱分析中，用灯电离的方式，离子迁移管温度100℃，漂气流速400ml/min，载气流速200ml/min，丙酮作为反应试剂离子。

水杨酸甲酯作为标准标定液，其迁移常数为1.47；标定液腔体是加热保温的，温度为10℃时，水杨酸甲酯峰的强度约为0.05V；温度为70℃时，水杨酸甲酯峰的强度约为1.3V。

实施例3

离子迁移谱的自动分析、采样和标定的气路，采样气路由抽气采样泵、二位三通电磁阀 2、定量管腔体、二位三通电磁阀3和采样口组成；采样气路中，抽气采样泵的抽气口与二位三通电磁阀2的第二路出口端相连通，二位三通电磁阀2的进口端与定量管腔体的一端相连通，定量管腔体的另一端与二位三通电磁阀3的进口端相连通，二位三通电磁阀3的第二路出口端与采样口相连通。

当切换到采样模式时，抽气采样泵抽气、样品气体经依次从采样口、二位三通电磁阀3、定量管腔体、二位三通电磁阀2进入到抽气采样泵，样品气体抽入到定量管腔体内，完成采样过程；

在负离子模式的离子迁移谱分析中，用灯电离的方式，离子迁移管温度100℃，漂气流速400ml/min，载气流速200ml/min，丙酮作为反应试剂离子，抽气流速5L/min。

定量管腔体是加热保温的，温度为90℃；样品是正红花油，其成分包括水杨酸甲酯、松节油、白樟油、桂醛油、桂叶油。在采样模式下，对正红花油样品的瓶口进行抽气采样6-15 秒钟，样品气体会采集到定量管腔体内；再切换到分析模式，进行分析。

分析到正红花油样品中，有多个峰谱图，其中有迁移常数为1.47的峰，信号强度为0.2V 左右，判断为水杨酸甲酯的成分。

Claims (8)

1.一种离子迁移谱的自动分析、采样和标定的气路，其特征在于，所述气路包括控制器件I-控制器件IV、定量管腔体、标定液腔体和迁移管；

所述控制器件I-控制器件IV各自至少设有一个进口端和两个出口端；所述控制器件I-控制器件IV工作时，所述进口端与第一路出口端相连通或进口端与第二路出口端相连通；

所述控制器件I的第一路出口端依次与控制器件II、定量管腔体、控制器件III及迁移管相连通；所述控制器件I的第二路出口端依次与标定液腔体、控制器件IV及迁移管相连通；

所述控制器件II还连有抽气采样泵；

所述标定液腔体内装有标定液，用于释放标定液气体。

2.根据权利要求1所述的离子迁移谱的自动分析、采样和标定的气路，其特征在于：所述气路用于实现分析功能时，所述控制器件I的进口端用于通入载气，所述控制器件I的第一路出口端与控制器件II的第一路出口端相连通，所述控制器件II的进口端与定量管腔体的一端相连通，所述定量管腔体的另一端与控制器件III的进口端相连通，所述控制器件III的第一路出口端与迁移管相连通。

3.根据权利要求1所述的离子迁移谱的自动分析、采样和标定的气路，其特征在于：所述气路用于实现采样功能时，所述抽气采样泵的抽气口与控制器件II的第二路出口端相连通，所述控制器件II的进口端与定量管腔体的一端相连通，所述定量管腔体的另一端与控制器件III的进口端相连通，所述控制器件III的第二路出口端用于连通采样口。

4.根据权利要求1所述的离子迁移谱的自动分析、采样和标定的气路，其特征在于：所述气路用于实现标定功能时，所述控制器件I的进口端用于通入载气，所述控制器件I的第二路出口端与标定液腔体的一端相连通，所述标定液腔体的另一端与所述控制器件IV的进口端相连通，所述控制器件IV的第二路出口端与迁移管相连通；所述控制器件IV的第一路出口端封闭。

5.根据权利要求3所述的离子迁移谱的自动分析、采样和标定的气路，其特征在于：所述采样口采集的样品气体为空气中的自然状态下的气体样品，或液体或固体样品被加热汽化后的气体样品。

6.根据权利要求1所述的离子迁移谱的自动分析、采样和标定的气路，其特征在于：所述控制器件I-控制器件IV各自独立地选自二位三通电磁阀、二位二通电磁阀、三位四通电磁阀、单向阀中的一种或其组合。

7.根据权利要求1所述的离子迁移谱的自动分析、采样和标定的气路，其特征在于：所述定量管腔体具有加热保温功能，温度范围为10-90℃。

8.根据权利要求1所述的离子迁移谱的自动分析、采样和标定的气路，其特征在于：所述标定液腔体具有加热保温功能，温度范围为10-70℃。

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