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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 29. Dezember 2017 im State Intellectual Property Office of China (chinesisches staatliches Amt für geistiges Eigentum) eingereichten chinesischen Patentanmeldung Nr. 201711499133,8 mit dem Titel „SAMPLING ADSORBER, HEAT DESOPRTION CHAMBER DEVICE, SAMPLING APPARATUS AND ANALYZER APPARATUS“, deren gesamte Offenbarung durch Verweis hierin aufgenommen ist.
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TECHNISCHES GEBIET
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Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung betreffen das technische Gebiet der Analyse und insbesondere einen Probennahme-Adsorber, eine Wärmedesorptionskammer und eine Probennahmeeinrichtung und eine Analysatoreinrichtung.
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HINTERGRUND
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Im Stand der Technik besteht eine Anforderung, eine Probennahme und Messung eines Gases oder Feststoffpartikelmaterials durchzuführen. Jedoch bedarf es einer weiteren Verbesserung der Effizienz eines Probennahmeverfahrens oder einer Probennahmeeinrichtung. Beispielsweise bedarf es an Orten, wie beispielsweise einem Flughafen, Zollhaus bzw. Zollamt, der Durchführung einer schnellen und zuverlässigen Untersuchung der Fracht oder Frachtstücke, um zu bestimmen, ob Schmuggelware enthalten ist.
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Wenn eine Untersuchungseinrichtung des Stands der Technik betätigt wird, um ein Frachtstück zu inspizieren, muss dieselbe zudem ein Frachtstück öffnen oder sogar einen Teil der Fracht oder des Frachtstücks beschädigen, um die Inspektion durchzuführen, was für den Betrieb wirklich nicht zweckdienlich ist. Es wird bevorzugt, dass eine Untersuchung ohne Ruinieren/Öffnen des Frachtstücks oder Beschädigen der Fracht oder des Frachtstücks durchgeführt wird.
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Folglich bedarf es der Bereitstellung einer Einrichtung, um eine Probe schnell und zuverlässig zu entnehmen, um eine schnelle und akkurate Vor-Ort-Untersuchung zu erzielen.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Nach einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Probennahme-Adsorber geliefert, der Folgendes enthält: eine Außentrommel, die ein erstes Ende der Außentrommel und ein zweites Ende der Außentrommel enthält, und einen Kern, der sich in der Außentrommel befindet, wobei der Kern ein erstes Ende des Kerns und ein zweites Ende des Kerns aufweist, wobei sich das erste Ende der Außentrommel und das erste Ende des Kerns auf einer gleichen Seite des Probennahme-Adsorbers befinden, wobei
der Kern einen adsorbierenden Abschnitt, der zum Adsorbieren einer Probe konfiguriert ist, und einen Kernkörperabschnitt enthält, wobei der adsorbierende Abschnitt mit dem Kernkörperabschnitt verbunden ist;
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Größen der Außentrommel und des Kerns derart ausgebildet sind, dass ein Zwischenraum zwischen der Außentrommel und dem Kern vorgesehen ist, um zu ermöglichen, dass Gas/Luft von außen durch den adsorbierenden Abschnitt in den Zwischenraum gelangt und anschließend von einem stromabwärts gelegenen Abschnitt des Zwischenraums abgeführt wird.
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Bei einer Ausführungsform enthält die Außentrommel einen Bypassdurchgang, der einen Einlass des Bypassdurchgangs und einen Auslass des Bypassdurchgangs enthält, die voneinander räumlich getrennt sind, wobei sich der Einlass des Bypassdurchgangs näher an dem ersten Ende der Außentrommel als der Auslass des Bypassdurchgangs befindet; und
der Probennahme-Adsorber enthält ferner einen ersten inneren Dichtungsring des Adsorbers und einen zweiten inneren Dichtungsring des Adsorbers, die sich zwischen dem Kern und der Außentrommel befinden und auf einer äußeren Umfangsfläche des Kerns befestigt sind, wobei der erste innere Dichtungsring des Adsorbers und der zweite innere Dichtungsring des Adsorbers voneinander beabstandet sind und konfiguriert sind, um zu ermöglichen, dass sich der Kern innerhalb der Außentrommel bewegt, während eine Dichtung zwischen dem Kern und der Außentrommel beibehalten wird, und derart angeordnet sind, dass sich der erste innere Dichtungsring des Adsorbers und der zweite innere Dichtungsring des Adsorbers unter bzw. in einem ersten Zustand des Probennahme-Adsorbers zwischen dem Einlass des Bypassdurchgangs und dem Auslass des Bypassdurchgangs befinden, der erste innere Dichtungsring des Adsorbers nahe dem Einlass des Bypassdurchgangs ist und der zweite innere Dichtungsring des Adsorbers nahe dem Auslass des Bypassdurchgangs ist, wobei dadurch das Gas, das durch den adsorbierenden Abschnitt in den Zwischenraum gelangt, durch den ersten inneren Dichtungsring des Adsorbers blockiert wird und in den Einlass des Bypassdurchgangs und aus dem Auslass des Bypassdurchgangs strömt und in den stromabwärts gelegenen Abschnitt des Zwischenraums gelangt.
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Bei einer Ausführungsform wird der Probennahme-Adsorber durch eine Bewegung des Kerns relativ zu der Außentrommel in einen zweiten Zustand gebracht und in dem zweiten Zustand des Probennahme-Adsorbers befindet sich der erste innere Dichtungsring des Adsorbers zwischen dem Einlass des Bypassdurchgangs und dem Auslass des Bypassdurchgangs und der zweite innere Dichtungsring des Adsorbers auf einer Seite des Auslasses des Bypassdurchgangs, die von dem ersten Ende der Außentrommel entfernt ist, so dass das aus dem Auslass des Bypassdurchgangs strömende Gas durch den zweiten inneren Dichtungsring des Adsorbers davon abgehalten wird, in den stromabwärts gelegenen Abschnitt des Zwischenraums zu gelangen.
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Bei einer Ausführungsform enthält die Außentrommel einen Durchgang einer desorbierten Probe, der konfiguriert ist, um zu ermöglichen, dass das Gas von dem adsorbierenden Abschnitt zu der Außenseite der Außentrommel strömt; und
der Probennahme-Adsorber enthält ferner einen ersten inneren Dichtungsring des Adsorbers und einen zweiten inneren Dichtungsring des Adsorbers, die sich zwischen dem Kern und der Außentrommel befinden und auf einer äußeren Umfangsfläche des Kerns befestigt sind, wobei der erste innere Dichtungsring des Adsorbers und der zweite innere Dichtungsring des Adsorbers voneinander beabstandet sind und konfiguriert sind, um zu ermöglichen, dass sich der Kern innerhalb der Außentrommel bewegt, während eine Dichtung zwischen dem Kern und der Außentrommel beibehalten wird, und derart angeordnet sind, dass sich der Einlass des Durchgangs der desorbierten Probe in einem ersten Zustand des Probennahme-Adsorbers zwischen dem ersten inneren Dichtungsring des Adsorbers und dem zweiten inneren Dichtungsring des Adsorbers befindet und das Gas durch den ersten inneren Dichtungsring des Adsorbers und den zweiten inneren Dichtungsring des Adsorbers davon abgehalten wird, in den Durchgang der desorbierten Probe zu gelangen.
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Bei einer Ausführungsform wird der Probennahme-Adsorber durch eine Bewegung des Kerns relativ zu der Außentrommel in den zweiten Zustand gebracht, wobei sich der erste innere Dichtungsring des Adsorbers und der zweite innere Dichtungsring des Adsorbers in dem zweiten Zustand auf einer Seite des Einlasses des Durchgangs der desorbierten Probe befinden, die von dem ersten Ende der Außentrommel entfernt ist, so dass das Gas durch den Zwischenraum nur in den Durchgang der desorbierten Probe gelangt und von der Außentrommel durch den Durchgang der desorbierten Probe abgeführt wird.
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Bei einer Ausführungsform enthält der Kernkörperabschnitt einen Probennahmedurchgang des Adsorbers mit einem Einlass, der mit dem Zwischenraum in Verbindung steht, und einem Auslass, der zu der Außenseite der Außentrommel freiliegend ist.
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Bei einer Ausführungsform enthält der Probennahme-Adsorber ferner einen dritten Dichtungsring des Adsorbers, der auf einer äußeren Umfangsfläche des ersten Endes des Kerns befestigt ist, wobei der dritte Dichtungsring des Adsorbers konfiguriert ist, um zu ermöglichen, dass sich der Adsorber relativ zu der Außentrommel bewegt, während eine Dichtung zwischen dem Adsorber und der Außentrommel beibehalten wird.
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Bei einer Ausführungsform enthält der Probennahme-Adsorber ferner einen Probennahmekopf, der an einem Ende der Außentrommel lösbar montiert ist, wobei der Probennahmekopf zum Abkratzen bzw. Abstreichen eines zu inspizierenden Objektes konfiguriert ist, so dass die Probe von dem zu inspizierenden Objekt gelöst wird.
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Bei einer Ausführungsform besteht der Probennahmekopf aus Siliziumgummi, um die zu inspizierende Probe anhaften zu lassen; und/oder ist der Probennahmekopf mit einem Adsorbens in demselben versehen, um die zu inspizierende Probe zu adsorbieren.
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Bei einer Ausführungsform ist der adsorbierende Abschnitt mit Siebgewebestrukturen an beiden Enden desselben versehen, um Partikel mit einer großen Größe zu filtern bzw. herauszufiltern, und die Siebgewebestrukturen sind mit dem adsorbierenden Abschnitt lösbar gekoppelt, um ein Adsorbens in dem adsorbierenden Abschnitt zu befestigen.
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Bei einer Ausführungsform enthält das zweite Kernkörperabschnittende des Kernkörperabschnitts gegenüber dem ersten Ende des Kernkörperabschnitts an der Außenfläche desselben einen T-förmigen Kopf des Probennahme-Adsorbers und die Außentrommel enthält eine Gleitnut auf einer Innenseite des zweiten Endes der Außentrommel, so dass der T-förmige Kopf des Probennahme-Adsorbers in der Gleitnut verschiebbar ist und ein Bewegungsweg des T-förmigen Kopfes des Probennahme-Adsorbers durch die Gleitnut definiert ist, und
der T-förmige Kopf des Probennahme-Adsorbers berührt in dem ersten Zustand des Probennahme-Adsorbers ein erstes Ende der Gleitnut und der T-förmige Kopf des Probennahme-Adsorbers berührt in dem zweiten Zustand des Probennahme-Adsorbers ein zweites Ende der Gleitnut, wobei das zweite Ende der Gleitnut näher an dem zweiten Ende des Kernkörperabschnitts als das erste Ende der Gleitnut ist.
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Nach einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Wärmedesorptionskammer-Vorrichtung mit einem Kammerkörper geliefert, wobei der Kammerkörper eine Wärmedesorptionskammer definiert, wobei der Kammerkörper ein erstes Ende der Kammer und ein zweites Ende der Kammer aufweist, das sich gegenüber dem ersten Ende der Kammer befindet und offen ist, und der Kammerkörper eine Wärmekammer und eine Kühlkammer enthält, die durch eine wärmeisolierende Scheibe miteinander verbunden sind, wobei der Probennahme-Adsorber nach Anspruch 1 in die Kühlkammer des Kammerkörpers durch das zweite Ende der Kammer, das offen ist, des Kammerkörpers der Wärmedesorptionskammer-Vorrichtung einführbar ist;
die Wärmedesorptionskammer-Vorrichtung ferner eine Ablenkplatte bzw. Prallplatte und einen Prallplatten-Dichtungsring zwischen der Prallplatte und der Kammer aufweist, wobei der Prallplatten-Dichtungsring konfiguriert ist, um zu ermöglichen, dass die Prallplatte innerhalb der Wärmekammer der Wärmedesorptionskammer beweglich ist, während eine Dichtung zwischen der Prallplatte und der Kammer beibehalten wird;
wobei der Kammerkörper einen Trägergaseinlass und einen Trägergasauslass derart enthält, dass sich die Prallplatte in einem dritten Zustand der Wärmedesorptionskammer-Vorrichtung auf einer Seite des Trägergasauslasses befindet, die von dem ersten Ende der Kammer entfernt ist, und dass ermöglicht wird, dass ein Trägergas durch den Trägergaseinlass in die Wärmedesorptionskammer gelangt und von dem Trägergasauslass abgeführt wird.
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Bei einer Ausführungsform ist die Prallplatte mit dem ersten Kammerende der Kammer durch eine Feder verbunden, wobei die Feder derart konfiguriert ist, dass die Prallplatte durch die Feder unter keiner äußeren Kraft auf einer Seite des Trägergasauslasses gehalten wird, die von dem ersten Ende der Kammer entfernt ist, und ermöglicht wird, dass sich dieselbe durch Drücken der Feder unter einer äußeren Kraft in Richtung des ersten Endes der Kammer bewegt, wobei sich dadurch der Prallplatten-Dichtungsring auf einer Seite des Trägergaseinlasses nahe dem ersten Ende der Kammer befindet.
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Bei einer Ausführungsform enthält die Wärmedesorptionskammer-Vorrichtung ferner einen Heizstab, der an der Prallplatte montiert ist und von der Prallplatte in Richtung des zweiten Endes der Kammer hervorsteht.
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Bei einer Ausführungsform enthält die Wärmekammer Folgendes: eine Temperaturregel- bzw. Temperatursteuervorrichtung, die ein Heizgerät, das zum Erwärmen der Wärmekammer konfiguriert ist, und einen Temperatursensor enthält, der zum Messen einer Temperatur innerhalb der Wärmekammer konfiguriert ist; und
einen Wärmeisolationsabschnitt, der konfiguriert ist, um die Wärme innerhalb der Wärmekammer von der Ableitung zu der Außenseite der Wärmedesorptionskammer-Vorrichtung zu isolieren.
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Nach einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Probennahmeeinrichtung geliefert, die den oben beschriebenen Probennahme-Adsorber und die oben beschriebene Wärmedesorptionskammer-Vorrichtung enthält, wobei der Probennahme-Adsorber in die Kühlkammer der Wärmedesorptionskammer-Vorrichtung durch das zweite Ende der Kammer, das offen ist, des Kammerkörpers der Wärmedesorptionskammer-Vorrichtung einführbar ist, so dass das erste Außentrommelende der Außentrommel des Probennahme-Adsorbers an der wärmeisolierenden Scheibe mittels des ersten Dichtungsrings der Außentrommel auf einer äußeren Umfangsfläche des ersten Endes der Außentrommel anliegt.
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Bei einer Ausführungsform berührt der Heizstab der Wärmedesorptionskammer-Vorrichtung in einem Zustand, in dem der Probennahme-Adsorber in die Kühlkammer der Wärmedesorptionskammer-Vorrichtung eingeführt ist, den adsorbierenden Abschnitt des Probennahme-Adsorbers und legt eine Kraft an denselben an, so dass sich der adsorbierende Abschnitt innerhalb der Außentrommel bewegt, bis der T-förmige Kopf des Probennahme-Adsorbers durch das zweite Ende der Gleitnut gestoppt wird, wobei sich der Probennahme-Adsorber dadurch in dem zweiten Zustand befindet.
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Bei einer Ausführungsform ist der Probennahme-Adsorber in die Wärmekammer der Wärmedesorptionskammer-Vorrichtung einführbar, so dass der adsorbierende Abschnitt des Probennahme-Adsorbers eine Kraft an den Heizstab anlegt, um den Heizstab zusammen mit der Prallplatte in Richtung des ersten Endes der Kammer des Kammerkörpers der Wärmedesorptionskammer-Vorrichtung zu bewegen, bis der dritte Zustand der Wärmedesorptionskammer-Vorrichtung erreicht wird; und
wobei sich der erste Dichtungsring der Außentrommel auf der äußeren Umfangsfläche des ersten Endes der Außentrommel innerhalb der Wärmekammer entlang einer Innenwand der Wärmekammer bis zu einer Position zwischen dem Trägergaseinlass und dem Trägergasauslass verschiebt.
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Bei einer Ausführungsform ist ein Anschlagstück auf einer äußeren Umfangsfläche der Außentrommel vorgesehen und das Anschlagstück konfiguriert, um in dem dritten Zustand der Wärmedesorptionskammer-Vorrichtung an der wärmeisolierenden Scheibe der Wärmedesorptionskammer-Vorrichtung anzuliegen, um eine Bewegung der Außentrommel des Probennahme-Adsorbers in Richtung des ersten Endes der Wärmedesorptionskammer-Vorrichtung zu stoppen.
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Bei einer Ausführungsform enthält der Probennahme-Adsorber einen verschiebbaren Kragen, der die äußere Umfangsfläche der Außentrommel umgibt, wobei der verschiebbare Kragen in einer Kerbe in dem zweiten Ende der Kammer der Wärmedesorptionskammer-Vorrichtung angebracht werden kann, während ermöglicht wird, dass sich die Außentrommel innerhalb der Wärmedesorptionskammer-Vorrichtung bewegt.
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Figurenliste
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- 1 veranschaulicht eine Querschnittsansicht eines Probennahme-Adsorbers nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
- 2 veranschaulicht eine Querschnittsansicht eines Probennahme-Adsorbers nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
- 3 veranschaulicht eine Querschnittsansicht einer Wärmedesorptionskammer-Vorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
- 4 veranschaulicht eine Querschnittsansicht einer Konfiguration, bei der der Probennahme-Adsorber in der Wärmedesorptionskammer-Vorrichtung platziert ist, nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei sich der Probennahme-Adsorber nicht in einem Proben-Desorptionszustand befindet; und
- 5 veranschaulicht eine Querschnittsansicht einer Konfiguration, bei der der Probennahme-Adsorber in der Wärmedesorptionskammer-Vorrichtung platziert ist, nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei sich der Probennahme-Adsorber in dem Proben-Desorptionszustand befindet.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eine klare und vollständige Beschreibung der technischen Schemata der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung wird in Bezug auf die Zeichnungen erfolgen. Offensichtlich beziehen sich die hierin beschriebenen Ausführungsformen lediglich auf einige und nicht alle Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Basierend auf der hierin offenbarten Ausführungsform gehören alle anderen Ausführungsformen, die von jemandem mit Fähigkeiten in der Technik ohne erfinderische Arbeit bzw. Mühe erhalten werden, zu dem Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung.
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In der vorliegenden Offenbarung werden die Ausdrücke, wie beispielsweise „erster/erste/erstes“, „zweiter/zweite/zweites“, lediglich zur Beschreibung verwendet, anstatt eine relative Wichtigkeit oder Zahl eines Merkmals zu bedeuten oder anzugeben. An sich kann ein Merkmal, das durch „erster/erste/erstes“ oder „zweiter/zweite/zweites“ definiert ist, implizit ein oder mehrere des Merkmals enthalten. In der vorliegenden Offenbarung bedeutet „eine Vielzahl von“ zwei oder mehr, sofern keine entgegengesetzte bzw. gegensätzliche Beschreibung erfolgt. In dieser Beschreibung werden Orientierungsausdrücke, wie beispielsweise „linke Seite“, „rechte Seite“, in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben und sollen die vorliegende Offenbarung nicht beschränken.
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Nachstehend wird eine Vielzahl von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben werden.
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In Bezug auf 1 liefert eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung einen Probennahme-Adsorber mit einer Außentrommel, die ein erstes Ende der Außentrommel und ein zweites Ende der Außentrommel enthält, und einem Kern, der sich in der Außentrommel befindet, wobei der Kern ein erstes Ende des Kerns und ein zweites Ende des Kerns aufweist und sich das erste Ende der Außentrommel und das erste Ende des Kerns auf der gleichen Seite des Probennahme-Adsorbers befinden. Bei der Ausführungsform enthält der Kern einen adsorbierenden Abschnitt, der zum Adsorbieren einer Probe konfiguriert ist, und einen Kernkörperabschnitt und der adsorbierende Abschnitt ist mit dem Kernkörperabschnitt verbunden; Größen der Außentrommel und des Kerns sind derart ausgebildet, dass ein Zwischenraum zwischen der Außentrommel und dem Kern ausgebildet wird, so dass Gas/Luft von außen durch den adsorbierenden Abschnitt in den Zwischenraum gelangen kann und anschließend von einem stromabwärts gelegenen Teil des Zwischenraums abgeführt wird.
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Wie in 1 gezeigt, enthält der Probennahme-Adsorber im Allgemeinen eine Außentrommel 1001 und einen Kern 1002, der sich in der Außentrommel 1001 befindet. Der Kern 1002 enthält einen adsorbierenden Abschnitt 102 und einen Kernkörperabschnitt. In 1 kann der Kernkörperabschnitt als ein restlicher Abschnitt des Kerns 1002 mit Ausnahme des adsorbierenden Abschnitts 102 betrachtet werden. Es wird angemerkt, dass die in 1 gezeigte Ausführungsform ein Beispiel der vorliegenden Offenbarung ist, bei dem eine Größe des adsorbierenden Abschnitts im Wesentlichen der des Kernkörperabschnitts ähnelt. Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung können der adsorbierende Abschnitt und der Kernkörperabschnitt jedoch unterschiedliche Größen aufweisen. Beispielsweise kann bei einer Ausführungsform eine Größe des adsorbierenden Abschnitts kleiner als die des Kernkörperabschnitts sein. Bei einer Ausführungsform kann eine Größe des adsorbierenden Abschnitts größer als die des Kernkörperabschnitts sein. Bei einer Ausführungsform können der adsorbierende Abschnitt und der Kernkörperabschnitt eine Form eines Zylinders aufweisen. Bei einer Ausführungsform können der adsorbierende Abschnitt und der Kernkörperabschnitt eine Form eines Zylinders aufweisen, der einen elliptischen Schnitt aufweist. Bei einer Ausführungsform können der adsorbierende Abschnitt und der Kernkörperabschnitt eine Form eines Zylinders aufweisen, der einen im Wesentlichen elliptischen Schnitt aufweist.
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In 1 befinden sich ein erstes Außentrommelende der Außentrommel 1001 und ein erstes Kernende des Kerns 1002 auf einer linken Seite und ein zweites Außentrommelende der Außentrommel 1001 und ein zweites Kernende des adsorbierenden Kerns 1002 auf einer rechten Seite der 1. Ein Zwischenraum ist zwischen der Außentrommel 1001 und dem adsorbierenden Kern 1002 definiert. Gas/Luft von außen kann von der linken Seite zu der rechten Seite der 1 strömen, das heißt, das Gas/die Luft von außen gelangt durch den adsorbierenden Abschnitt 102 zuerst in den Probennahme-Adsorber und gelangt dann in den Zwischenraum. Der Zwischenraum in 1 befindet sich zwischen der Außentrommel 1001 und dem adsorbierenden Abschnitt 102 und enthält einen Zwischenraumabschnitt an einer oberen Seite des adsorbierenden Abschnitts 102 und einen Zwischenraumabschnitt an einer unteren Seite des adsorbierenden Abschnitts 102. In der Praxis kann der Zwischenraum ein Zwischenraum sein, der den adsorbierenden Abschnitt 102 umgibt. Der stromabwärts gelegene Abschnitt des Zwischenraums befindet sich auf der rechten Seite der 1.
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Bei einer Ausführungsform enthält die Außentrommel 1001 einen Bypassdurchgang 104 mit einem Einlass 1041 des Bypassdurchgangs und einem Auslass 1042 des Bypassdurchgangs, die voneinander räumlich getrennt sind. Der Einlass 1041 des Bypassdurchgangs ist näher an dem ersten Ende der Außentrommel als der Auslass 1042 des Bypassdurchgangs. Der Probennahme-Adsorber enthält ferner einen ersten inneren Dichtungsring 1031 des Adsorbers und einen zweiten inneren Dichtungsring 1032 des Adsorbers, die sich zwischen dem Kern 1002 und der Außentrommel 1001 befinden und auf einer äußeren Umfangsfläche des Kerns 1002 befestigt sind. Der erste innere Dichtungsring 1031 des Adsorbers und der zweite innere Dichtungsring 1032 des Adsorbers sind voneinander beabstandet und konfiguriert, um zu ermöglichen, dass sich der Kern 1002 innerhalb der Außentrommel 1001 bewegt, während eine Dichtung zwischen dem Kern 1002 und der Außentrommel 1001 beibehalten wird, und derart konfiguriert, dass der erste innere Dichtungsring 1031 des Adsorbers und der zweite innere Dichtungsring 1032 des Adsorbers in einem ersten Zustand des Probennahme-Adsorbers zwischen dem Einlass 1041 des Bypassdurchgangs und dem Auslass 1042 des Bypassdurchgangs angeordnet sind, sich der erste innere Dichtungsring 1031 des Adsorbers nahe dem Einlass 1041 des Bypassdurchgangs befindet und sich der zweite innere Dichtungsring 1032 des Adsorbers nahe dem Auslass 1042 des Bypassdurchgangs befindet, wobei dadurch das durch den adsorbierenden Abschnitt 102 in den Zwischenraum gelangende Gas durch den ersten inneren Dichtungsring 1031 des Adsorbers blockiert wird und in den Einlass 1041 des Bypassdurchgangs strömt, aus dem Auslass 1042 des Bypassdurchgangs herausströmt und in den stromabwärts gelegenen Abschnitt des Zwischenraums gelangt.
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Der erste Zustand des Probennahme-Adsorbers kann als Probennahme- und Adsorptionszustand betrachtet werden, das heißt, wenn das eine zu entnehmende Probe enthaltende Gas durch den adsorbierenden Abschnitt 102 strömt, wird die Probe durch den adsorbierenden Abschnitt adsorbiert, während das Gas durch den adsorbierenden Abschnitt 102 in den Zwischenraum gelangt und schließlich abgeführt wird.
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Um die Effizienz der Probennahme und Adsorption zu erhöhen, kann eine Pumpe 201 an dem stromabwärts gelegenen Ende des Zwischenraums vorgesehen sein, um einen Ansaugvorgang in dem Zwischenraum einzuleiten, wobei der Eintritt des Gases in den adsorbierenden Abschnitt 102 und das Strömen desselben durch denselben begünstigt werden.
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Bei einer Ausführungsform enthält der Kernkörperabschnitt einen Probennahmedurchgang 108 des Adsorbers, wobei ein Einlass des Probennahmedurchgangs 108 des Adsorbers mit dem Zwischenraum in Verbindung gebracht ist und ein Auslass desselben zu der Außenseite der Außentrommel 1001 freiliegend ist. Eine Bereitstellung des Probennahmedurchgangs 108 des Adsorbers dient zugunsten des Sammelns des Gases, das durch den Probennahme-Adsorber geströmt ist. Wenn die Pumpe 201 verwendet wird, kann dieselbe beispielsweise mit dem Auslass des Probennahmedurchgangs 108 des Adsorbers in Verbindung gebracht werden, um das Gas zu pumpen und anzusaugen. Es ist jedoch nicht erforderlich, den Probennahmedurchgang 108 des Adsorbers bei anderen Ausführungsformen bereitzustellen.
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Bei einer Ausführungsform, bei der der Probennahmedurchgang 108 des Adsorbers vorgesehen ist, ist ein Dichtungsring 1034 an dem stromabwärts gelegenen Ende des Einlasses des Probennahmedurchgangs 108 des Adsorbers zum Blockieren des Gases vorgesehen.
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Bei einer Ausführungsform wird der Probennahme-Adsorber durch eine Bewegung des Kerns 1002 relativ zu der Außentrommel 1001 in einen zweiten Zustand gebracht. In dem zweiten Zustand des Probennahme-Adsorbers befindet sich der erste innere Dichtungsring 1031 des Adsorbers zwischen dem Einlass 1041 des Bypassdurchgangs und dem Auslass 1042 des Bypassdurchgangs und der zweite innere Dichtungsring 1032 des Adsorbers auf einer Seite des Auslasses 1042 des Bypassdurchgangs, die von dem ersten Ende der Außentrommel entfernt ist, so dass das Gas aus dem Auslass 1042 des Bypassdurchgangs durch den zweiten inneren Dichtungsring 1032 des Adsorbers blockiert wird und nicht in den stromabwärts gelegenen Abschnitt des Zwischenraums gelangen kann. In Bezug auf den Probennahme-Adsorber in 4 kann erkannt werden, dass sich der erste innere Dichtungsring 1031 des Adsorbers zwischen dem Einlass 1041 des Bypassdurchgangs und dem Auslass 1042 des Bypassdurchgangs befindet und sich der zweite innere Dichtungsring 1032 des Adsorbers auf der rechten Seite des Auslasses 1042 des Bypassdurchgangs befindet, so dass das Gas aus dem Auslass 1042 des Bypassdurchgangs durch den zweiten inneren Dichtungsring 1032 des Adsorbers blockiert wird, wobei dadurch der Bypassdurchgang 104 im Wesentlichen abgedichtet wird. Bei dieser Konfiguration kann das in den Zwischenraum gelangende Gas nicht zu dem stromabwärts gelegenen Abschnitt des Zwischenraums strömen, das heißt, nicht von der rechten Seite des Zwischenraums entlüftet werden.
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Bei einer Ausführungsform enthält die Außentrommel 1001 einen Durchgang 110 einer desorbierten Probe, der ermöglicht, dass das Gas von dem adsorbierenden Abschnitt 102 zu der Außenseite der Außentrommel 1001 strömt. Wie in 1 gezeigt, kann der Durchgang 110 der desorbierten Probe an einer unteren Seite der Außentrommel 1001 oder an einer anderen Stelle der Außentrommel 1001 angeordnet sein, die sich von der Stelle des Bypassdurchgangs 104 unterscheidet. Während einer Betätigung zur Probennahme und Adsorption des Adsorbers wird der Durchgang 110 der desorbierten Probe blockiert bzw. gesperrt, das heißt, der Einlass des Durchgangs 110 der desorbierten Probe befindet sich zwischen dem ersten inneren Dichtungsring 1031 des Adsorbers und dem zweiten inneren Dichtungsring 1032 des Adsorbers, so dass das Gas, das durch den adsorbierenden Abschnitt 102 geströmt ist, durch den ersten inneren Dichtungsring 1031 des Adsorbers und den zweiten inneren Dichtungsring 1032 des Adsorbers blockiert wird und nicht in den Durchgang 110 der desorbierten Probe gelangen kann. In 1 befindet sich der Einlass des Durchgangs 110 der desorbierten Probe auf der rechten Seite des ersten inneren Dichtungsrings 1031 des Adsorbers und folglich wird das Gas in dem linken Abschnitt des Zwischenraums durch den ersten inneren Dichtungsring 1031 des Adsorbers blockiert.
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Bei einer Ausführungsform wird der Probennahme-Adsorber durch eine Bewegung des Kerns 1002 relativ zu der Außentrommel 1001 in den zweiten Zustand gebracht. Im Hinblick auf den Probennahme-Adsorber, der in 4 und 5 gezeigt ist, befinden sich der erste innere Dichtungsring 1031 des Adsorbers und der zweite innere Dichtungsring 1032 des Adsorbers auf einer Seite des Einlasses des Durchgangs 110 der desorbierten Probe, die von dem ersten Ende der Außentrommel 1001 entfernt ist, so dass das Gas durch den Zwischenraum nur in den Durchgang 110 der desorbierten Probe gelangen kann und durch den Durchgang 110 der desorbierten Probe von der Außentrommel 1001 abgeführt wird.
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Der zweite Zustand des Probennahme-Adsorbers kann als Desorptionszustand betrachtet werden, das heißt, die durch den adsorbierenden Abschnitt 102 adsorbierte Probe wird von dem adsorbierenden Abschnitt 102 desorbiert und durch den Durchgang 110 der desorbierten Probe von dem Probennahme-Adsorber abgeführt. In dem zweiten Zustand des Probennahme-Adsorbers befindet sich der zweite innere Dichtungsring 1032 des Adsorbers auf der rechten Seite des Auslasses 1042 des Bypassdurchgangs, so dass das Gas von dem Auslass 1042 des Bypassdurchgangs durch den zweiten inneren Dichtungsring 1032 des Adsorbers blockiert wird, und indessen befinden sich der erste innere Dichtungsring 1031 des Adsorbers und der zweite innere Dichtungsring 1032 des Adsorbers auf der rechten Seite des Einlasses des Durchgangs 110 der desorbierten Probe, wobei ermöglicht wird, dass das Gas durch den Einlass des Durchgangs 110 der desorbierten Probe in den Durchgang 110 der desorbierten Probe gelangt und von dem Probennahme-Adsorber abgeführt wird. Kurz dargestellt, kann in diesem Zustand die Probe nicht zu der rechten Seite der 4 oder 5 durch den Zwischenraum weitergeleitet werden und nur durch den Durchgang 110 der desorbierten Probe von dem Probennahme-Adsorber abgeführt werden, um durch eine Analyseeinrichtung zur Analyse gesammelt zu werden. Nach der vorliegenden Offenbarung kann der Probennahme-Adsorber mit der oben erwähnten Konfiguration ein Umschalten zwischen dem Probennahme- und Adsorptionszustand und dem Desorptionszustand durch eine einfache Bewegung des Kerns 1002 erzielen und folglich eine einfache und stabile Betätigung erzielen.
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Bei den oben erwähnten Ausführungsformen ist es nicht erforderlich, die Positionen des Einlasses 1041 des Bypassdurchgangs und des Auslasses 1042 des Bypassdurchgangs an der Außentrommel 1001 (entlang einer Längenrichtung der Außentrommel 1001) und eine Position des Einlasses des Durchgangs 110 der desorbierten Probe (entlang der Längenrichtung der Außentrommel 1001) wie jene festzulegen, die in 1 gezeigt sind, und auch nicht erforderlich, einen Abstand zwischen dem Einlass 1041 des Bypassdurchgangs und dem Auslass 1042 des Bypassdurchgangs wie den Abstand festzulegen, der in 1 gezeigt ist, solange dieselben derart festgelegt werden, dass der erste Zustand und der zweite Zustand des Probennahme-Adsorbers erzielt werden können.
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Wie in 1 gezeigt, ist beispielsweise in dem ersten Zustand eine Schnittstelle zwischen dem adsorbierenden Abschnitt 102 und dem Kernkörperabschnitt mit dem Einlass 1041 des Bypassdurchgangs ausgerichtet. Dies ist jedoch nicht erforderlich. Die in 1 gezeigte Ausführungsform ist lediglich eine der optionalen Strukturen des Probennahme-Adsorbers nach der Offenbarung.
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Bei einer Ausführungsform enthält der Kernkörperabschnitt ein zweites Ende des Kernkörperabschnitts, d.h., ein Ende des Kernkörperabschnitts auf der rechten Seite. Das zweite Ende des Kernkörperabschnitts enthält einen T-förmigen Kopf 107 des Probennahme-Adsorbers an der Außenfläche desselben. Folglich enthält die Außentrommel 1001 eine Gleitnut 109 in dem zweiten Ende der Außentrommel. Der T-förmige Kopf 107 des Probennahme-Adsorbers ist konfiguriert, um sich in der Gleitnut 109 zu verschieben, und ein Bewegungsweg des T-förmigen Kopfes 107 des Probennahme-Adsorbers ist durch die Gleitnut 109 definiert. Das heißt, der T-förmige Kopf 107 des Probennahme-Adsorbers kann sich zu einem linken Ende der Gleitnut 109 bis ganz nach links bewegen und zu einem rechten Ende der Gleitnut 109 bis ganz nach rechts bewegen, das heißt, der T-förmige Kopf 107 des Probennahme-Adsorbers kann sich zwischen dem linken Ende und dem rechten Ende der Gleitnut 109 bewegen. Folglich befindet sich der Probennahme-Adsorber in dem ersten Zustand, wenn der T-förmige Kopf 107 des Probennahme-Adsorbers an dem linken Ende der Gleitnut 109 anliegt; und wenn der T-förmige Kopf 107 des Probennahme-Adsorbers an dem rechten Ende der Gleitnut 109 anliegt, befindet sich der Probennahme-Adsorber in dem zweiten Zustand.
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Mit der oben erwähnten Konfiguration der Abstimmung zwischen dem T-förmigen Kopf 107 des Probennahme-Adsorbers und der Gleitnut 109 kann der Probennahme-Adsorber durch eine einfache Betätigung, wie beispielsweise durch Schieben des Kerns 1002 in Richtung der linken Seite, so dass der T-förmige Kopf 107 des Probennahme-Adsorbers an dem linken Ende der Gleitnut 109 anliegt, in den ersten Zustand gebracht werden und durch Schieben des Kerns 1002 in Richtung der rechten Seite, so dass der T-Förmige Kopf 107 des Probennahme-Adsorbers an dem rechten Ende der Gleitnut 109 anliegt, in den zweiten Zustand gebracht werden, wobei dadurch der Komfort und die Stabilität der Betätigung des Probennahme-Adsorbers verbessert werden.
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Bei einer Ausführungsform enthält der Probennahme-Adsorber ferner einen Probennahmekopf 101, der an einem Ende der Außentrommel 1001 lösbar montiert ist. Der Probennahmekopf 101 ist zum Abstreichen eines zu inspizierenden Objektes konfiguriert, so dass die Probe von dem zu inspizierenden Objekt getrennt werden kann. Der Probennahmekopf 101 kann durch ein Schraubengewinde mit einem linken Ende der Außentrommel 1001 verbunden sein. Der Probennahmekopf 101 kann aus einem Siliziumgummimaterial bestehen, so dass derselbe durch einen Adhäsionsstreifen an dem linken Ende der Außentrommel 1001 angebracht werden kann.
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Wie in 2 gezeigt, wird der Probennahme-Adsorber nahe einer Oberfläche eines zu inspizierenden Objektes gebracht und bewirkt, dass der Probennahmekopf 101 die Oberfläche des zu inspizierenden Objektes berührt und abstreicht. Eine Probe, die disjunktiv ist, wird von dem zu inspizierenden Objekt abgestrichen und gelangt dann in den adsorbierenden Abschnitt 102, um durch den adsorbierenden Abschnitt 102 adsorbiert zu werden. Der Probennahmekopf 101 kann aus einem Siliziumgummi bestehen, so dass die Probe an dem Probennahmekopf 101 verbunden bzw. zur Kohäsion gebracht werden kann. Bei einer anderen Ausführungsform kann der Probennahmekopf 101 mit einem Adsorptionsmittel versehen werden, so dass der Probennahmekopf 101 die Probe adsorbieren kann.
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Ein Vorteil der Bereitstellung des Probennahmekopfes 101 besteht darin, dass der Probennahmekopf 101 aus Siliziumgummi als ein vorderes Ende des Probennahme-Adsorbers während der Probennahme ein Abstreichen an dem zu inspizierenden menschlichen Körper oder Objekt durchführen kann, während ein Ansaugvorgang durch Betätigen einer Pumpe 201 durchgeführt werden kann, um die Probe von dem zu inspizierenden menschlichen Körper oder Objekt zu adsorbieren, und die adsorbierte Probe durch Verlängern der Zeitdauer der Probennahme kondensiert werden kann.
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Bei einer ausführungsform kann der adsorbierende Abschnitt 102 mit Siebgewebestrukturen an beiden Enden desselben versehen sein und die Siebgewebestrukturen sind mit dem adsorbierenden Abschnitt 102 lösbar gekoppelt, um das Adsorbens in dem adsorbierenden Abschnitt 102 zu befestigen. Beispielsweise wird die Siebgewebestruktur durch ein Schraubengewinde mit dem adsorbierenden Abschnitt 102 gepaart bzw. zusammengefügt. Diese Konfiguration ermöglicht nicht nur, dass die Siebgewebestrukturen entfernt werden können, um das Adsorbens innerhalb des adsorbierenden Abschnitts 102 in geeigneter Weise zu wechseln, sondern auch, dass das Gas durch den adsorbierenden Abschnitt 102 strömt, während eine Verunreinigung durch blockierendes Pulver oder Staub, das/der große Partikel enthält, außerhalb des adsorbierenden Abschnitts 102 während der Probennahme verhindert wird.
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Bei einer Ausführungsform enthält der Probennahme-Adsorber ferner einen dritten Dichtungsring 1033 des Adsorbers, der auf einer äußeren Umfangsfläche des ersten Endes des Kerns befestigt ist. Der dritte Dichtungsring 1033 des Adsorbers ist konfiguriert, um zu ermöglichen, dass sich der Adsorber 102 relativ zu der Außentrommel 1001 bewegt, während eine Dichtung zwischen dem Adsorber 102 und der Außentrommel 1001 beibehalten wird. Ein Vorteil der Bereitstellung des dritten Dichtungsrings 1033 des Adsorbers besteht darin, dass das Gas durch den dritten Dichtungsring 1033 des Adsorbers blockiert wird und folglich durch den adsorbierenden Abschnitt 102 in den Probennahme-Adsorber gelangt, anstatt durch den Zwischenraum zwischen der Außentrommel 1001 und dem Kern 1002 in den Probennahme-Adsorber zu gelangen.
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In der Praxis ist es von Vorteil, die Pumpe 201 bereitzustellen. Wie in 2 gezeigt, ist die Pumpe 201 beispielsweise durch einen Balg bzw. ein Gebläse mit dem Auslass des Probennahmedurchgangs 108 des Kernkörperabschnitts verbunden. Der Probennahme-Adsorber, der in 2 gezeigt ist, befindet sich in dem ersten Zustand (Probennahme- und Adsorptionszustand), der Bypassdurchgang 104 befindet sich in einem leitenden Zustand oder Ein-Zustand und der Ansaugvorgang der Pumpe 201 erzeugt einen Unterdruck in dem Zwischenraum, so dass das Gas auf der linken Seite des Probennahme-Adsorbers in den Probennahme-Adsorber gesaugt wird. Das Gas wird zuerst in den adsorbierenden Abschnitt 102 gesaugt und folglich wird die in dem Gas enthaltene Probe durch den adsorbierenden Abschnitt 102 adsorbiert. Dann gelangt das Gas über den Bypassdurchgang 104 in den stromabwärts gelegenen Abschnitt des Zwischenraums und gelangt anschließend in den Probennahmedurchgang 108 des Kernkörperabschnitts und wird durch die Pumpe 201 weg- bzw. abgepumpt.
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Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung liefern ferner eine Wärmedesorptionskammer-Vorrichtung, die einen Kammerkörper enthält. Der Kammerkörper definiert eine Wärmedesorptionskammer. Der Kammerkörper weist ein erstes Ende der Kammer und ein zweites Ende der Kammer auf, das sich gegenüber dem ersten Ende der Kammer befindet und offen ist. Die Wärmedesorptionskammer-Vorrichtung enthält ferner eine Prallplatte 304 und einen Prallplatten-Dichtungsring 3041, der zwischen der Prallplatte 304 und dem Kammerkörper angeordnet ist. Der Prallplatten-Dichtungsring 3041 ist konfiguriert, um zu ermöglichen, dass sich die Prallplatte 304 in der Wärmedesorptionskammer bewegt, während eine Dichtung zwischen der Prallplatte 304 und dem Kammerkörper beibehalten wird. Der Kammerkörper enthält einen Trägergaseinlass 301 und einen Trägergasauslass 302, so dass sich die Prallplatte 304, wenn sich die Wärmedesorptionskammer-Vorrichtung in einem dritten Zustand befindet, auf einer Seite des Trägergasauslasses 302 befindet, die von dem ersten Ende der Kammer entfernt ist, und das Trägergas von dem Trägergaseinlass 301 in die Wärmedesorptionskammer gelangen kann und durch den Trägergasauslass 302 abgeführt wird.
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Wie in 3 gezeigt, ist die Wärmedesorptionskammer-Vorrichtung durch einen Kammerkörper gebildet und der Kammerkörper definiert einen Innenraum, d.h. die Wärmedesorptionskammer. Hierin ist das erste Ende der Kammer ein linkes Ende des Kammerkörpers und das zweite Ende der Kammer ein rechtes Ende des Kammerkörpers. Wie in 3 gezeigt, ist das rechte Ende des Kammerkörpers offen und die Wärmedesorptionskammer kann durch das rechte Ende des Kammerkörpers erreicht werden.
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Die Wärmedesorptionskammer-Vorrichtung enthält ferner eine Prallplatte 304 innerhalb des Kammerkörpers. Die Prallplatte 304 kann sich entlang einer Längenrichtung des Kammerkörpers verschieben, das heißt, die Prallplatte 304 kann sich nach links und nach rechts bewegen, wie in 3 gezeigt. Ein Prallplatten-Dichtungsring 3041 ist zwischen der Prallplatte 304 und der Innenwand des Kammerkörpers derart vorgesehen, dass das Gas auf der linken Seite der Prallplatte 304 die rechte Seite der Prallplatte nicht erreichen kann.
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Bei einer Ausführungsform ist die Prallplatte 304 durch eine Feder mit dem ersten Ende der Kammer des Kammerkörpers verbunden und folglich wird die Prallplatte 304 durch die Feder auf einer Seite des Trägergasauslasses 302 gehalten, die von dem ersten Ende der Kammer entfernt ist, wenn keine äußere Kraft angelegt wird, und ermöglicht, dass sich dieselbe in Richtung des ersten Endes der Kammer durch Drücken der Feder unter einer äußeren Kraft bewegt, so dass der Prallplatten-Dichtungsring 3041 zu einer Seite des Trägergaseinlasses 301 nahe dem ersten Ende der Kammer gebracht und dort angeordnet wird. In 3 wird eine linke Seite der Prallplatte 304 derart durch die Feder gelagert, dass die Prallplatte 304 stabil beibehalten bzw. gehalten wird. Mit dieser Konfiguration erfolgt keine Bewegung der Prallplatte 304 unter keiner äußeren Kraft, und wenn die Prallplatte 304 zusammengedrückt wird, wird die Prallplatte 304 beim Entziehen der äußeren Kraft durch die Feder in die Ausgangsstellung derselben zurückgedrückt werden, wobei dadurch eine komfortable Betätigung erzielt wird. Mit anderen Worten kann ein Benutzer in der Praxis die Vorrichtung durch Einfügen einer externen Einrichtung und Herausziehen der externen Einrichtung nach der Verwendung verwenden, ohne die Prallplatte 304 oder andere Komponenten einzustellen oder zu betätigen, was zu einer einfachen Betätigung führt.
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Bei einem Beispiel ist die Wärmedesorptionskammer-Vorrichtung ferner mit einem Führungsstab versehen. Der Führungsstab ist mit der Prallplatte 304 gekoppelt und insbesondere mit einer linken Seite der Prallplatte 304 gekoppelt. Der Führungsstab kann ausziehbar oder einziehbar sein, das heißt, der Führungsstab selbst kann einziehbar sein, um zu ermöglichen, dass sich die Prallplatte 304 nach links bewegt. Wenn sich die Prallplatte 304 zu der rechten Seite bewegt, fährt der Führungsstab derart aus, dass der Führungsstab die Bewegung der Prallplatte 304 stabilisieren kann. Bei der in 3 gezeigten Ausführungsform kann der Führungsstab nicht einziehbar sein. Der Führungsstab durchdringt das linke Ende des Kammerkörpers der Wärmedesorptionskammer-Vorrichtung und kann sich in einer Öffnung in dem linken Ende des Kammerkörpers derart hin- und herbewegen, dass sich die Prallplatte 304 nach links und rechts bewegen kann. Ein Führungsstab-Dichtungsring ist zwischen dem Führungsstab und einer Wand der Öffnung in dem linken Ende des Kammerkörpers vorgesehen, um eine Kommunikation des Gases zwischen der Innenseite und Außenseite des Kammerkörpers zu sperren. Es wird jedoch angemerkt, dass der Führungsstab bei der vorliegenden Offenbarung nicht unabdingbar ist, das heißt, bei anderen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann sich die Prallplatte 304 innerhalb des Kammerkörpers ohne einen Führungsstab nach links und rechts bewegen.
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Bei einer Ausführungsform enthält die Wärmedesorptionskammer-Vorrichtung ferner einen Heizstab 308, der an der Prallplatte 304 montiert ist und von der Prallplatte 304 in Richtung des zweiten Endes der Kammer hervorsteht. Wie in 3 gezeigt, ist der Heizstab 308 auf der rechten Seite der Prallplatte 304 angeordnet.
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Der Kammerkörper der Wärmedesorptionskammer-Vorrichtung, die in 3 gezeigt ist, kann eine Wärmekammer 303 und eine Kühlkammer 306 enthalten. Die Wärmekammer 303 ist mit der Kühlkammer 306 durch eine wärmeisolierende Scheibe 305 verbunden. Die wärmeisolierende Scheibe 305 kann Wärme zwischen der Kühlkammer 306 und der Wärmekammer 303 vom Austausch isolieren. Die Prallplatte 304 bewegt sich innerhalb der Wärmekammer 303. Mit anderen Worten kann der Bewegungsbereich der Prallplatte 304 durch die wärmeisolierende Scheibe 305 definiert sein, das heißt, die Prallplatte 304 bewegt sich nicht zur rechten Seite der wärmeisolierenden Scheibe 305, wenn keine äußere Kraft bereitgestellt wird.
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Die Bereitstellung der Wärmekammer 303 und der Kühlkammer 306 ist von Vorteil. Einerseits kann die Kühlkammer 306 bereitgestellt werden, um sicherzustellen, dass die durch den Probennahme-Adsorber adsorbierte Probe nicht erwärmt und von dem Probennahme-Adsorber desorbiert wird, bevor der Probennahme-Adsorber in die Wärmekammer 303 der Wärmedesorptionskammer-Vorrichtung geschoben wird; andererseits kann die Kühlkammer 306 angeordnet werden, um Hitzeschäden an einer Bedienperson, wenn die Bedienperson den Probennahme-Adsorber in die Wärmedesorptionskammer einsetzt, und/oder an einem Antriebsmotor zu verhindern.
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Um die Wärmedesorption zu begünstigen, enthält bei einer Ausführungsform die Wärmekammer 303 Folgendes: eine Temperatursteuervorrichtung mit einem Heizgerät, das zum Erwärmen der Wärmekammer 303 konfiguriert ist, und einem Temperatursensor, der zum Messen einer Temperatur innerhalb der Wärmekammer 303 konfiguriert ist; und einen Wärmeisolationsabschnitt, der konfiguriert ist, um die Wärme innerhalb der Wärmekammer 303 von der Ableitung zu der Außenseite der Wärmedesorptionskammer-Vorrichtung zu isolieren. Beispielsweise kann der Kammerkörper der Wärmedesorptionskammer-Vorrichtung aus rostfreiem Stahl oder Kupfer oder einem anderen Metall bestehen, das einen guten Wärmeleitungs-Wirkungsgrad aufweist, und indessen besteht die wärmeisolierende Scheibe 305 aus einem Keramikmaterial, um die Wärmekammer 303 von der Kühlkammer 306 zu isolieren. Bei einer Ausführungsform kann die Wärmekammer 303 durch eine Heizfolie umhüllt sein, die die Wärmekammer 303 erwärmen kann. Ein Temperatursensor ist auf einer Außenfläche der Wärmekammer 303 montiert, um die Temperatur in der Wärmekammer 303 zu messen. Im Allgemeinen kann die Wärmekammer 303 mit einer Temperatur von 50 Grad Celsius bis 300 Grad Celsius gesteuert werden. Um die Heizeffekte und Wärmeerhaltungseffekte zu verbessern, kann die Wärmekammer 303 durch eine Wärmedämmungs-Baumwolle oder eine andere Wärmedämmschicht/ein anderes Wärmedämmmaterial umhüllt werden. Die Wärmedämmschicht/das Wärmedämmmaterial kann eine Arbeitseffizienz der Wärmekammer erhöhen und Energie einsparen und ferner Hitzeschäden an einem Benutzer durch die Wärmekammer 303 der Wärmedesorptionskammer-Vorrichtung verhindern. Bei einer anderen Ausführungsform kann das Heizgerät eine Heizspule oder ein Widerstandsdraht-Heizgerät sein, das die Wärmekammer 303 umgibt und die Temperatur innerhalb der Wärmekammer 303 erhöhen kann.
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Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung liefern ferner eine Probennahmeeinrichtung, die den oben erwähnten Probennahme-Adsorber und die Wärmedesorptionskammer-Vorrichtung enthält.
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Der Probennahme-Adsorber kann durch das offene zweite Ende der Kammer derart in die Kühlkammer 306 der Wärmedesorptionskammer-Vorrichtung eingeführt werden, dass der erste Dichtungsring 1035 der Außentrommel auf der äußeren Umfangsfläche des ersten Außentrommelendes der Außentrommel 1001 des Probennahme-Adsorbers an der isolierenden Scheibe 305 anliegt. Nach der Probennahmeeinrichtung der Ausführungsform können der Probennahme-Adsorber und die Wärmedesorptionskammer-Vorrichtung in geeigneter Weise voneinander getrennt und aneinander montiert werden, so dass der Probennahme-Adsorber zur Probennahme separat verwendet werden kann.
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Wie in 4 gezeigt, wird der Probennahme-Adsorber in die Wärmedesorptionskammer-Vorrichtung eingeführt und der erste Dichtungsring 1035 der Außentrommel dichtet zwischen der äußeren Umfangsfläche des linken Endes der Außentrommel 1001 und der isolierenden Scheibe 305 der Wärmedesorptionskammer-Vorrichtung derart ab, dass das Gas in einem Abschnitt der Wärmedesorptionskammer auf der linken Seite der isolierenden Scheibe 305 nicht in den rechten Abschnitt der Wärmedesorptionskammer durch den Zwischenraum zwischen dem Probennahme-Adsorber und der isolierenden Scheibe 305 gelangen kann.
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Wie in 4 gezeigt, steht der Heizstab 308 der Wärmedesorptionskammer-Vorrichtung mit dem adsorbierenden Abschnitt 102 des Probennahme-Adsorbers in Kontakt und legt eine Kraft an denselben an, wenn der Probennahme-Adsorber in die Kühlkammer 306 der Wärmedesorptionskammer-Vorrichtung eingeführt ist, so dass sich der adsorbierende Abschnitt 102 innerhalb der Außentrommel 1001 bewegt, bis der T-förmige Kopf 107 des Probennahme-Adsorbers durch das zweite Ende der Gleitnut 109 gestoppt wird, wobei sich der Probennahme-Adsorber dadurch in dem zweiten Zustand befindet. Dem Kern 1002 des Probennahme-Adsorbers wird mit dem Heizstab 308 standgehalten, der von der Prallplatte 304 nach rechts hervorsteht. Bei der Ausführungsform bewegt sich der Probennahme-Adsorber nach links, wobei dem Kern mit dem Heizstab 308 stangehalten wird, das heißt, der Kern 1002 bewegt sich relativ zu der Außentrommel 1001 nach rechts, bis der T-förmige Kopf 107 des Probennahme-Adsorbers durch das zweite Ende der Gleitnut 109 gestoppt wird.
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Wenn sich der Probennahme-Adsorber weiter nach links bewegt, das heißt, wenn der Probennahme-Adsorber in die Wärmekammer 303 der Wärmedesorptionskammer-Vorrichtung eingeführt wird, wird eine Bewegung nach links des adsorbierenden Abschnitts 102 des Probennahme-Adsorbers gestoppt. In dieser Phase bewegen sich der Kern 1002 und die Außentrommel 1001 zusammen nach links. Der adsorbierende Abschnitt 102 legt eine Kraft an den Heizstab 308 an, so dass sich der Heizstab 308 zusammen mit der Prallplatte 304 in Richtung eines linken Abschnitts des Kammerkörpers der Wärmedesorptionskammer-Vorrichtung bewegt, bis die Wärmedesorptionskammer-Vorrichtung in den dritten Zustand übergeht. Wenn sich die Wärmedesorptionskammer-Vorrichtung in dem dritten Zustand befindet, verschiebt sich der erste Dichtungsring 1035 der Außentrommel auf der äußeren Umfangsfläche des ersten Endes der Außentrommel entlang der Innenwand der Wärmekammer 303 entlang der Wärmekammer 303 bis zu einer Position zwischen dem Trägergaseinlass 301 und dem Trägergasauslass 302.
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Wie in 5 gezeigt, befindet sich die Prallplatte 304 auf der linken Seite des Trägergasauslasses 302 und das Trägergas kann durch den Trägergaseinlass in die Wärmedesorptionskammer gelangen; indessen wird das Trägergas durch den ersten Dichtungsring 1035 der Außentrommel davon abgehalten, durch einen Zwischenraum zwischen der Außentrommel 1001 und dem Kammerkörper der Wärmedesorptionskammer-Vorrichtung zu strömen, aber ermöglicht, dass dasselbe in den adsorbierenden Abschnitt 102 des Probennahme-Adsorbers gelangt, dann durch den Durchgang 110 der desorbierten Probe strömt, von dem Auslass des Durchgangs 110 der desorbierten Probe abgeführt wird und schließlich von dem Trägergasauslass 302 abgeführt wird.
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Während der Desorption kann der Heizstab 308 verwendet werden, um die Temperatur des adsorbierenden Abschnitts 102 des Probennahme-Adsorbers direkt zu erhöhen, wobei das Abgeben der durch den adsorbierenden Abschnitt 102 adsorbierten Probe begünstigt wird. Indessen wird die Wärmekammer 303 durch die Temperatursteuervorrichtung derart erwärmt, dass eine Temperatur innerhalb der Wärmekammer 303 auf einem erwünschten Wert gehalten wird und die Probe, die in dem adsorbierenden Abschnitt 102 und/oder dem Probennahmekopf 101 adsorbiert und konzentriert ist, mit einer erhöhten Geschwindigkeit desorbiert und separiert wird. In diesem Fall tritt das Trägergas von dem Trägergaseinlass 301 ein, strömt durch den adsorbierenden Abschnitt 102, während dasselbe die Probe mitreißt, und trägt schließlich die Probe, um durch den Trägergasauslass 302 zu einer Analysatoreinrichtung zu strömen, wie beispielsweise eine Ionenmigrations-Spektroskopie.
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Da der Probennahmekopf 101, der aus Siliziumgummi besteht, und das Adsorbens während der Probennahme auf Zimmertemperatur sind, ist es bei einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zugunsten der Probennahme und Absorption einer Probe. Während der Desorption kann die Wärmedesorptionskammer indessen mit einem Temperaturbereich von 80 Grad Celsius bis 300 Grad Celsius gesteuert werden, so dass das Adsorbens, das in die Wärmedesorptionskammer eingeführt ist, mit einer erhöhten Geschwindigkeit erwärmt wird und die in das Adsorbens adsorbierte Probe von dem Adsorbens leicht abgegeben oder separiert werden kann. Ferner kann sich das Trägergas, das vorgewärmt wird, schnell mit dem Gas vermischen, das die separierte Probe enthält, so dass die Probe durch das Trägergas effektiv aus der Wärmedesorptionskammer herausgetragen und dann zu einer Analysatoreinrichtung, wie beispielsweise eine Ionenmigrations-Spektroskopie/Chromatographie-Ionenmigrations-Spektrokopie, zur Messung weitergeleitet werden kann.
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Bei einer Ausführungsform kann ein Heizgerät innerhalb der Prallplatte 304 vorgesehen sein, um das Erhöhen der Temperatur in dem adsorbierenden Abschnitt 102 zu unterstützen.
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Bei einer Ausführungsform kann ein Anschlagstück 131 auf der äußeren Umfangsfläche der Außentrommel 1001 vorgesehen sein. Das Anschlagstück 131 ist konfiguriert, um in dem dritten Zustand der Wärmedesorptionskammer-Vorrichtung an der wärmeisolierenden Scheibe 305 der Wärmedesorptionskammer-Vorrichtung anzuliegen, um die Bewegung der Außentrommel 1001 des Probennahme-Adsorbers in Richtung des ersten Endes der Wärmedesorptionskammer-Vorrichtung zu stoppen. Die Bereitstellung des Anschlagstücks 131 ist von Vorteil, da das an der Isolierscheibe 305 anliegende Anschlagstück 131 indiziert, dass der Probennahme-Adsorber an die Stelle geschoben ist und dass die Wärmedesorptionskammer-Vorrichtung in den dritten Zustand gebracht ist, so dass eine Wärmedesorption beginnen kann. Zudem kann bei einer Ausführungsform das Anschlagstück 131 als eine angetriebene Komponente verwendet werden, beispielsweise ist ein Antriebsmotor vorgesehen, um das Anschlagstück 131 anzutreiben, so dass sich der Probennahme-Adsorber innerhalb der Wärmedesorptionskammer bewegt.
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Bei einer Ausführungsform enthält der Probennahme-Adsorber einen verschiebbaren Kragen 106, der die äußere Umfangsfläche der Außentrommel 1001 umgibt. Der verschiebbare Kragen 106 kann in eine Kerbe in dem zweiten Ende des Kammerkörpers der Wärmedesorptionskammer-Vorrichtung passen, während ermöglicht wird, dass sich die Außentrommel 1001 innerhalb der Wärmedesorptionskammer-Vorrichtung bewegt.
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Bei der vorliegenden Offenbarung sind eine Vielzahl von Dichtungsringen vorgesehen und dieselben können aus einem hochtemperaturbeständigen Fluorelastomer bestehen. Diese Ringe können austauschbar sein.
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Bei Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann das Adsorbens in dem adsorbierenden Abschnitt 102 an Aktivkohle oder Tenax-TA adaptiert sein.
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Bei Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann die Pumpe 201 verwendet und als eine Art von KNF NMP 015B ausgewählt werden.
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Zwar wurden einige Ausführungsformen nach einem allgemeinen Konzept der vorliegenden Offenbarung gezeigt und beschrieben, aber es sollte klar sein, dass diese Ausführungsformen modifiziert werden können, ohne von dem Prinzip und den Wesen bzw. Gedanken der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Der Bereich der vorliegenden Offenbarung ist durch die Ansprüche und Äquivalente derselben definiert.
