专利名称：蒸气流量控制装置及含该装置的便携式离子迁移谱探测仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种蒸气流量控制装置，特别是涉及一种便携式离子迁移谱探测仪校准物的蒸气流量控制装置。
背景技术：
基于离子迁移谱技术的便携式探测仪，由于具有灵敏度高，即能够达到纳克甚至更小，以及响应速度快的优点，是用于现场探测毒品、炸药、毒气的有效手段，在反恐、禁毒、 军事等领域有着重要的应用价值。在西方发达国家，基于该技术的探测仪器于20世纪90 年代就已经研究成型并推广应用，然而，相关研究及应用在我国目前还尚未成熟。便携式离子迁移谱探测仪在实际探测时，为避免大气压、温度和湿度等因素对探测结果的影响，气路中要引入校准物做参考，并且要求校准物在仪器使用过程中始终保持适合的校准物挥发浓度。若挥发浓度过大，则不仅影响信号峰的观测，而且会使校准物消耗过快，影响其使用寿命；若挥发浓度过小，则会导致相邻校准时间过长，甚至出现校准物峰暂时消失的现象，致使探测仪不能正常工作。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术无法较好实现挥发性物质蒸气浓度恒定适中的缺陷，提供一种能够实现样品蒸气浓度恒定适中的蒸气流量控制装置及含有该装置的便携式离子迁移谱探测仪。本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的一种蒸气流量控制装置，其特点在于，其包括一仓盒，该仓盒一侧的下部设有一进气孔道，该仓盒另一侧的上部设有一出气孔道；一用于放置挥发性样品的样品瓶，置于该仓盒中，该样品瓶具有一瓶盖，该瓶盖面上具有一镂空部分；一半透膜，设于该瓶盖面内侧并覆盖该镂空部分。其中，其还包括一具有透气性的隔离物，置于该样品瓶内的样品和半透膜之间。其中，该镂空部分为一圆孔。其中，该隔离物为脱脂棉。其中，该半透膜的尺寸与该样品瓶的瓶口匹配。其中，该样品瓶的材料为玻璃。其中，该仓盒的材料为不与该样品瓶内的样品发生化学反应的轻质惰性材料。其中，该仓盒的材料为铝。本发明的另一技术方案为一种便携式离子迁移谱探测仪，其特点在于，其包括上述的蒸气流量控制装置，其中该样品瓶中的样品为校准物。本发明的积极进步效果在于该装置在保证校准时间较短的前提下，能为离子迁移谱探测仪提供流量稳定的校准物蒸气，并延长了校准物的使用寿命。载气中的校准物蒸气浓度恒定适中，即表现为校准物的谱峰强度恒定适中，相邻两次探测的校准时间控制在5 秒以内，而且通过改变半透膜的理化性质，校准物峰的强度可以随意调整。
图1为本发明的蒸气流量控制装置的结构示意图。图2为关于本发明的便携式离子迁移谱探测仪的校准物峰的实验结果。
具体实施例方式下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。如图1所示，一种适用于便携式离子迁移谱探测仪校准物的蒸气流量控制装置， 该装置包括一仓盒2，其中该仓盒为铝质材料或者其它不与装置内的样品发生化学反应的轻质惰性材料；一进气孔道4，设于该仓盒一侧的下部，以及一出气孔道5，设于该仓盒另一侧的上部；一置于该仓盒2中的样品瓶3，用于放置挥发性样品，例如一挥发性有机物，其中在该实施例中样品即为便携式离子迁移谱探测仪所使用的校准物8，另外，该样品瓶3具有一瓶盖6，且该瓶盖6的瓶盖面上具有一镂空部分9 ；一半透膜1，设于该瓶盖6的瓶盖面内侧，并覆盖该镂空部分9 ；一具有透气性的隔离物，置于校准物8和半透膜1之间，用于隔离校准物和半透膜，在该实施例中，该隔离物为松软的脱脂棉7。具体地，在一实施例中，该样品瓶3为一直径10. 54mm、瓶高31. 82mm的玻璃瓶。瓶盖6的瓶盖面中心有一直径5. 80mm的镂空部分。半透膜1的尺寸则被设置为与样品瓶3 瓶口的直径相匹配，即作为瓶盖6的内垫。固体校准物8存放于样品瓶3中，然后旋紧瓶盖 6将样品瓶3置入仓盒2中，这时瓶体距离仓盒顶部的高度为5. 0mm。由于瓶盖面的镂空部分9被半透膜1所覆盖，即样品瓶3内的校准物8与仓盒2内的环境之间由半透膜1所隔离，样品瓶3内便形成一相对独立的封闭环境。瓶内校准物8缓慢挥发形成一定的蒸气压， 当该蒸气压大于样品瓶外的气压时，由于半透膜1两侧存在压力差，校准物8的蒸气就会通过半透膜层扩散到瓶外，进入仓盒2内，并在仓盒剩余空间内形成一定的校准物蒸气压。当有恒速流动的载气通过进气孔道4进入金属仓盒2内后，仓盒2内的校准物蒸气即被扰动带出，被带出的校准物蒸气与流动载气形成的混合气体从仓盒2上部的出气孔道5流出，进一步进入探测仪的气路之中。而样品瓶3内的脱脂棉7则用于隔离校准物8和半透膜1，以防止由于仪器的晃动倾斜导致校准物8对半透膜1的污染、甚至导致固体校准物颗粒堵塞半透膜的孔隙。在便携式离子迁移谱探测仪中，校准物为一特定的挥发性有机化合物。影响校准物挥发速度的因素有(1)其自身的理化性质，即特定温度下的对应特定饱和蒸气压；(2) 半透膜的性质和结构；C3)载气流速。当温度和载气流速不变时，给定校准物的挥发速度则仅与半透膜的性质和结构有关。校准物的蒸气流量恒定适中，便在不影响信号峰观测的前提下保证了较短的仪器校准时间，使得仪器的使用效率得以提高。而且，通过改变半透膜的理化性质，例如化学组分、膜孔径或膜厚尺寸等等，校准物峰的强度还可以根据需要随意调整。另外，本发明的蒸气流量控制装置由于采用了半透膜的设计，还可以有效延长校准物的使用寿命。具体地，当一离子迁移谱爆炸物探测仪的工作参数恒定时，例如保持载气流速为 200mL/min，且校准物温度< 35°C时，向该探测仪的样品瓶中放入校准物，此时关于校准物峰的实验结果如图2所示，其中，图2中最上面一条曲线表示的是没有设置本发明中的半透膜时，即样品瓶直接敞口放置时测得的校准物出峰情况，中间一条曲线表示的是按照本发明的上述蒸汽流量控制装置正常设置了半透膜时的校准物出峰情况，而最下面一条曲线表示的则是利用一密封片将样品瓶瓶盖的镂空部分进行密封后的校准物出峰情况。由图中可以明确地看出，在按照本发明的上述蒸汽流量控制装置正常设置了半透膜之后，校准物的挥发浓度得以降低，并且在将该探测仪连续运行48小时后测量发现，校准物峰的强度能够一直保持稳定，且该校准物48小时的质量消耗甚至< lmg，由此便可以使得校准物的使用寿命延长至少4倍。综上所述，该蒸气流量控制装置在探测仪所能承受的温度和压力范围内均能正常工作。使用该套装置后，校准物在仪器使用过程中，始终保持合适的挥发浓度，校准物蒸气流量恒定适中，在不影响信号峰观测的前提下保证了较短的仪器校准时间，仪器的使用效率得以提高，并有效延长了校准物的使用寿命。另外，通过改变半透膜的膜孔径，校准物峰的强度还可以随意调整。虽然以上描述了本发明的具体实施方式
，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改。因此，本发明的保护范围由所附权利要求书限定。
权利要求
1.一种蒸气流量控制装置，其特征在于，其包括一仓盒，该仓盒一侧的下部设有一进气孔道，该仓盒另一侧的上部设有一出气孔道； 一用于放置挥发性样品的样品瓶，置于该仓盒中，该样品瓶具有一瓶盖，该瓶盖面上具有一镂空部分；一半透膜，设于该瓶盖面内侧并覆盖该镂空部分。
2.如权利要求1所述的蒸气流量控制装置，其特征在于，其还包括一具有透气性的隔离物，置于该样品瓶内的样品和半透膜之间。
3.如权利要求1所述的蒸气流量控制装置，其特征在于，该镂空部分为一圆孔。
4.如权利要求1所述的蒸气流量控制装置，其特征在于，该隔离物为脱脂棉。
5.如权利要求1所述的蒸气流量控制装置，其特征在于，该半透膜的尺寸与该样品瓶的瓶口匹配。
6.如权利要求1所述的蒸气流量控制装置，其特征在于，该样品瓶的材料为玻璃。
7.如权利要求1所述的蒸气流量控制装置，其特征在于，该仓盒的材料为不与该样品瓶内的样品发生化学反应的轻质惰性材料。
8.如权利要求7所述的蒸气流量控制装置，其特征在于，该仓盒的材料为铝。
9.一种便携式离子迁移谱探测仪，其特征在于，其包括如权利要求1-8中任意一项所述的蒸气流量控制装置，其中该样品瓶中的样品为校准物。
全文摘要
本发明公开了一种蒸气流量控制装置，其包括一仓盒，该仓盒一侧的下部设有一进气孔道，该仓盒另一侧的上部设有一出气孔道；一用于放置挥发性样品的样品瓶，置于该仓盒中，该样品瓶具有一瓶盖，该瓶盖面上具有一镂空部分；一半透膜，设于该瓶盖面内侧并覆盖该镂空部分。本发明还公开了一种含有该装置的便携式离子迁移谱探测仪。本发明使得校准物蒸气流量恒定适中，在不影响信号峰观测的前提下保证了较短的仪器校准时间，仪器的使用效率得以提高，并有效延长了校准物的使用寿命。另外，通过改变半透膜的理化性质，校准物峰的强度还可以随意调整。
文档编号G01N27/64GK102339074SQ20101022835
公开日2012年2月1日 申请日期2010年7月16日 优先权日2010年7月16日
发明者吴炬, 成云飞, 朱学梅, 疏天民, 谢裕康 申请人:公安部第三研究所