本实用新型涉及有毒有害气体的检测领域，尤其涉及一种离子迁移谱仪。
背景技术：
离子迁移谱仪是使用空气泵对环境进行采样的检测设备，样品空气中的毒剂被电离成离子并穿过弱电场到达检测器，物质迁移这段距离的时间与被电离的毒剂物质的质量成比例并作为一种识别的手段使用，分析时间从1秒之内到几分钟。离子迁移谱仪需要用蒸汽或气态样品分析，自动进样。由于其具有极高的灵敏度和响应速度，离子迁移谱仪主要应用于实验室、地铁、机场、火车站、医疗中心等人群比较集中的却与的安防、在线监测和报警。
离子迀移谱仪通常由离子化源、反应腔、离子门、漂移管和检测器组成。常用的离子化源为放射源(主要为Ni-63)。由于此类放射源的能量极高，几乎所有的物质都可以被电离，即非选择性电离，因此存在严重的干扰，大大增加了误报率，同时目前常用的离子迀移谱仪均存在检测时间长，灵敏度低、无过负载保护等缺点；离子迀移谱仪的样品空气均需过滤其中水分等杂质，以保证检测精度，目前常采用半透膜进行过滤，但半透膜易于脱落。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺陷，提出了一种离子迁移谱仪，其结构简单，运行平稳，误报率低，检测时间短，灵敏度高，能实现过负载保护，能有效防止半透膜的脱落，保证样品空气的过滤效果。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种离子迁移谱仪，包括进气段、检测段、出气段和控制器，所述进气段包括依次连接的进气口、螺旋管和进气缓冲区；所述检测段与进气缓冲区连通，所述检测段包括依次连接的半透膜、漂移管和检测器，所述漂移管靠近所述检测器的一侧设置漂移气出口，所述漂移管靠近所述半透膜的一侧设置漂移气返回口，在所述漂移气出口和漂移气返回口之间设置依次连接的漂移气泵、干燥过滤器和掺杂剂瓶；所述出气段的入口设置于所述检测段的离化区，所述出气段包括反冲模块以及依次连接的电磁阀一、计量泵和出气口。
优选的，所述反冲模块包括依次连接的反冲气入口、电磁阀二、反冲气泵、反冲过滤器和针阀，所述针阀的出口管段并入所述电磁阀一的入口管段。
优选的，所述螺旋管靠近所述进气缓冲区设置，两者之间的直线距离小于30mm，更优选15～20mm。
优选的，所述半透膜为硅橡胶或玻璃纤维膜。
优选的，所述半透膜的周边采用金属片固定。
优选的，所述掺杂剂瓶容纳氨水溶液。
优选的，所述反冲过滤器中设置浸渍于铜和锌的盐中的活性炭。
优选的，所述离子迁移谱仪的检测范围为ppb到ppm。
优选的，所述离子迁移谱仪的离子化源为放射性核素Ni-63。
优选的，所述离子化源具有保护型覆盖层。
优选的，所述控制器连接相应的检测信号，包括温度信号、压力信号、流量信号、检测器信号等，并对相应信号进行相应以实现调节各参数的功能，并将检测器信号输出以进行有害气体类型、流量、浓度的换算等。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
通过掺杂技术实现干扰抑制(氨水溶液)，其原理是通过在被检测空气中混合NH3，有毒气体在离子迁移过程中亲和力比NH3高，非毒性气体在离子迁移过程中亲和力比NH3低，本实用新型采用的离子迁移谱仪通过和NH3亲和力的比较排除非毒性气体，从而保证低误报率，使误判率降低至3％以下；
在半透膜进口的进气缓冲区设置螺旋管可一定程度上减小样品空气流对漂移管内部的气体平衡的影响，避免样品空气流直接以垂直方向碰撞半透膜，同时在半透膜周边采用金属片固定，进一步保证半透膜的稳固性，提高过滤效果；
采用半透膜滤除进口空气中的烟雾、无机分子和水分子等杂质，保证透过膜的有毒气体的百分比，通过半透膜后样品空气的相对湿度得到显著降低，同时有害气体相对浓度得到提高，同时将出口漂移气抽出通过干燥过滤器进一步去除样品空气中的水分，将漂移管内部水分保持在100～500ppm，这增加了谱仪的响应灵敏度，并缩短检测时间；
设置了反冲模块，如果检测到的物质的浓度超过预定阈值，则关闭进气段，自动切换为反冲模式，空气从反冲气口吸入并通过反冲过滤器，经过过滤净化的空气被引入到设备中，从进气口排出，实现物质的过载保护，同时传感器单元的污染会被清除，以实现传感器的保护，减少传感器的更换频率；
所述反冲模块和仪器的出气段进行分开单独设置，与共用空气泵的技术方案相比，其可缩短计量泵和反冲气泵的连续运行时间，延长仪器的寿命，减少更换成本。
附图说明
图1是本实用新型所述的离子迁移谱仪的结构示意图；
图中的附图标记为：
1、进气段；2、检测段；3、出气段；4、控制器；11、进气口；12、螺旋管；13、进气缓冲区；21、半透膜；22、漂移管；23、检测器；24、漂移气出口；25、漂移气返回口；26、漂移气泵；27、干燥过滤器；28、掺杂剂瓶；31、电磁阀一；32、计量泵；33、出气口；34、反冲气入口；35、电磁阀二；36、反冲气泵；37、反冲过滤器；38、针阀。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
图1为本实用新型所述的离子迁移谱的结构示意图，所述离子迁移谱仪包括进气段1、检测段2、出气段3和控制器4，所述进气段1包括依次连接的进气口11、螺旋管12和进气缓冲区13；所述检测段2与进气缓冲区13连通，所述检测段2包括依次连接的半透膜21、漂移管22和检测器23，所述漂移管22靠近所述检测器23的一侧设置漂移气出口24，所述漂移管22靠近所述半透膜21的一侧设置漂移气返回口25，在所述漂移气出口24和漂移气返回口25之间设置依次连接的漂移气泵26、干燥过滤器27和掺杂剂瓶28；所述出气段3的入口设置于所述检测段2的离化区，所述出气段3包括反冲模块以及依次连接的电磁阀一31、计量泵32和出气口33；所述螺旋管12靠近所述进气缓冲区13设置，两者之间的直线距离小于30mm，优选15～20mm。
所述进气段1与出气段3之间流动的有毒分子通过半透膜21进入检测区域，所述螺旋管12保证样品空气以一定角度斜射进入进气缓冲区13，避免其垂直碰撞半透膜，以防止半透明的脱落；所述进气缓冲区13为有害气体通过半透膜21进入漂移管增加了停留时间，以保证更多的有害气体进入漂移管，提高检测效率。所述漂移气泵26将漂移气进行过滤干燥后重新送至漂移管22的离化区，进一步降低漂移管中的水分含量，保证检测精度。
如图1所示，在一较佳实施例中，所述反冲模块包括依次连接的反冲气入口34、电磁阀二35、反冲气泵36、反冲过滤器37和针阀38，所述针阀38的出口管段并入所述电磁阀一31的入口管段，所述离子迁移谱仪的检测范围为ppb到ppm。
正常检测时，所述针阀38为关闭状态，样品空气的流动方向如箭头所示，其依次流经电磁阀一31、计量泵32和出气口33，排出离子迁移谱仪至外界环境中，即在正常检测时，反冲过滤器36并未处于工作状态。
当检测到的物质的浓度超过预定阈值，关闭计量泵32和电磁阀一31，开启反冲气泵36和针阀38，自动切换为反冲模式，反冲空气的流动方向如箭头所示，其依次流经反冲气入口34、电磁阀二35、反冲气泵36、反冲过滤器37、针阀38，反冲空气经过浸渍于铜和锌的盐中的活性炭的反冲过滤器37进行过滤净化，从而清除进入离子迁移谱仪的有害气体，并通过进气口11排至外界环境中，实现物质的过载保护和传感器的保护，减少传感器的更换频率。
所述控制器4与检测器23、计量泵33、漂移气泵26、反冲气泵36、电磁阀一31、电磁阀二35、温度传感器(未示出)、压力传感器(未示出)、恒温控制装置(未示出)、流量传感器(未示出)等相连，以实现仪器的自动化控制及各类信息的输出。
在一较佳实施例中，所述膜21为5～60μm的硅橡胶或玻璃纤维膜，且其周边采用金属片固定，使得半透膜不会气压差而凸起，以保证较短时间内透过半透膜的有毒气体的百分比。
在一较佳实施例中，所述掺杂剂瓶28容纳氨水溶液，通过氨水溶液的掺杂技术实现干扰抑制，有效降低误报率，所述氨水溶液也可替换为其他可行的掺杂剂。
在一较佳实施例中，所述离子迁移谱仪的离子化源为放射性核素Ni-63，所述放射性核素Ni-63具有保护型覆盖层，以消除近距离对人体的辐射伤害，保证操作人员的人身安全和身体健康。
由上述实施例可知，本实用新型所述的离子迁移谱仪，结构简单，运行平稳，误报率低，检测时间短，灵敏度高，并能实现过载保护，有效保证了设备的使用寿命，同时能有效防止半透膜的脱落，保证样品空气的过滤效果和检测精度。
以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但其只作为范例，本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对该实用进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。