一种采样装置的制作方法

1.本发明涉及气体采样技术领域，特别涉及一种采样装置。


背景技术：

2.空气传播分子污染物(airborne molecular contaminant，amc)也简称“分子污染”，它包括了洁净室空气中出现的一系列污染物，具有以气体、蒸汽及空气浮尘状态出现；化学特性可以为有机或者无机；包括酸、碱、聚合物添加剂、有机金属化合物、凝缩剂与添加剂等特征。
3.监测空气传播分子污染物含量不仅是保证fab(半导体厂)中空气质量需求，也是集成电路制作工艺中至关重要的一环。当前使用的amc 采样装置包括冲击式吸收管、缓冲瓶、吸湿瓶和采样泵等部分。在实际使用过程中，现有的采样装置存在易倾倒、吸收不充分、易组装错误等问题。
4.因此，希望能有一种新的采样装置，能够克服上述问题。


技术实现要素：

5.鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种采样装置，从而提高装置的稳定性，降低装置的倾倒风险。
6.根据本发明的一方面，提供一种采样装置，包括依次连接的吸收瓶、缓冲瓶和吸湿瓶；第一连接单元，分别与所述吸收瓶和所述缓冲瓶相连接，所述第一连接单元固定连接所述吸收瓶和所述缓冲瓶；以及第二连接单元，分别与所述缓冲瓶和所述吸湿瓶相连接，所述第二连接单元固定连接所述缓冲瓶和所述吸湿瓶，其中，所述吸收瓶与所述缓冲瓶相连通；所述缓冲瓶与所述吸湿瓶相连通；外界气体依次经过所述吸收瓶、所述缓冲瓶和所述吸湿瓶；所述外界气体在所述吸收瓶中完成采样。
7.可选地，所述吸收瓶包括吸收瓶主体；以及导流单元，位于所述吸收瓶主体中。
8.可选地，所述导流单元包括螺旋状导板、平行导流板、开孔导流板中的至少一种。
9.可选地，所述吸收瓶还包括进气导管，所述进气导管的第一端用于接收所述外界气体，所述进气导管的第二端位于所述吸收瓶主体的底部，其中，所述外界气体经由所述进气导管的第二端进入所述吸收瓶主体中，并在所述吸收瓶主体中移动；所述导流单元设置在所述外界气体在所述吸收瓶主体中的移动路径上。
10.可选地，所述第一连接单元通过连接结构将所述吸收瓶和所述缓冲瓶机械连接，并限制所述吸收瓶和所述缓冲瓶的相对移动；和/或所述第二连接单元通过连接结构将所述缓冲瓶和所述吸湿瓶机械连接，并限制所述缓冲瓶和所述吸湿瓶的相对移动。
11.可选地，所述吸收瓶包括吸收瓶主体；以及第一连接部，位于所述吸收瓶主体上；所述缓冲瓶包括缓冲瓶主体；第二连接部，位于所述缓冲瓶主体上，所述第二连接部与所述第一连接部相匹配；以及第三连接部，位于所述缓冲瓶主体上；所述吸湿瓶包括吸湿瓶主体；以及第四连接部，位于所述吸湿瓶主体上，所述第四连接部与所述第三连接部相匹配，
其中，所述第一连接单元包括所述第一连接部和所述第二连接部；所述第二连接单元包括所述第三连接部和所述第四连接部。
12.可选地，所述第一连接部与所述第二连接部连接后，所述吸收瓶主体的第一侧表面与所述缓冲瓶主体的第二侧表面相接触；所述第三连接部与所述第四连接部连接后，所述缓冲瓶主体的第三侧表面与所述吸湿瓶主体的第四侧表面相接触。
13.可选地，所述吸湿瓶主体的第五侧表面与所述吸收瓶主体的第六侧表面相接触，所述吸收瓶主体、所述缓冲瓶主体和所述吸湿瓶主体组成组合体。
14.可选地，所述吸收瓶主体、所述缓冲瓶主体和所述吸湿瓶主体为扇形柱体，所述吸收瓶主体、所述缓冲瓶主体和所述吸湿瓶主体组成圆柱体；或所述吸收瓶主体、所述缓冲瓶主体和所述吸湿瓶主体为弧形柱体，所述吸收瓶主体、所述缓冲瓶主体和所述吸湿瓶主体组成椭圆柱体；或所述吸收瓶主体、所述缓冲瓶主体和所述吸湿瓶主体为三棱柱体，所述吸收瓶主体、所述缓冲瓶主体和所述吸湿瓶主体组成立方体或三棱柱体；或所述吸收瓶主体、所述缓冲瓶主体和所述吸湿瓶主体为异形柱体，所述吸收瓶主体、所述缓冲瓶主体和所述吸湿瓶主体组成异形柱体。
15.可选地，所述第一连接单元包括第一管路；所述吸收瓶和所述缓冲瓶经由所述第一管路连通；所述第二连接单元包括第二管路；所述缓冲瓶和所述吸湿瓶经由所述第二管路连通。
16.可选地，所述第一管路位于所述吸收瓶和所述缓冲瓶的上部；所述第二管路位于所述缓冲瓶和所述吸湿瓶的上部。
17.可选地，所述采样装置还包括采样泵，与所述吸湿瓶相连接。
18.可选地，所述吸收瓶中盛放有采样溶剂，所述外界气体在所述采样溶剂中完成采样。
19.可选地，所述采样装置还包括空气传播分子污染物采样器，获取采样后的采样溶剂，并对所述采样后的采样溶剂进行采样、分析。
20.可选地，所述采样装置还包括辅助固定件，用于固定经所述第一连接单元和所述第二连接单元连接的所述吸收瓶、所述缓冲瓶和所述吸湿瓶。
21.根据本发明实施例的采集装置，使用第一连接单元和第二连接单元将吸收瓶、缓冲瓶和吸湿瓶组合在一起，各部分之间的连接更加紧密、牢固，使装置具有更好的稳定性，降低了装置倾倒的风险。
22.根据本发明实施例的采集装置，连接管路融合设计在吸收瓶、缓冲瓶和吸湿瓶上，连接管路与瓶为一体，且对应的接口相匹配，能够保证各部分不会连接错误。
23.根据本发明实施例的采集装置，吸收瓶中设置有引导气体流动的导流单元，延长了气体与液体的接触时间，从而提高了amc的吸收效果。
附图说明
24.通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
25.图1示出了根据现有技术的采样装置的装置示意图；
26.图2示出了根据本发明实施例的采样装置的爆炸示意图；
27.图3示出了根据本发明实施例的采样装置的俯视图；
28.图4示出了根据本发明实施例的吸收瓶的结构示意图；
29.图5示出了根据本发明实施例的吸收瓶的结构示意图。
具体实施方式
30.以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。
31.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。在下文中描述了本发明的许多特定的细节，例如部件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本发明。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本发明。
32.应当理解，在描述部件的结构时，当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上面”或“上方”时，可以指直接位于另一层、另一个区域上面，或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其它的层或区域。并且，如果将部件翻转，该一层、一个区域将位于另一层、另一个区域“下面”或“下方”。
33.正如背景技术部分所述，结合图1所示，现有技术的采样装置包括依次连接的吸收瓶10、缓冲瓶20、吸湿瓶30和采样泵(pump)40。吸收瓶10中装有用于吸收空气中待检测成分的溶剂。可选地，吸收瓶10 为冲击式吸收瓶/管(impinger)。
34.发明人发现，为了增强amc的被吸收效果，并控制采样后溶液中 amc的总浓度不至于太低，冲击式吸收瓶10通常被设计成如图所示的细长形状，而该形状增大了在采样过程中冲击式吸收瓶10倾倒的风险。
35.发明人还发现，在采样过程中，样品空气被抽入冲击式吸收瓶10 内后，很快就上浮。amc在冲击式吸收瓶10中吸收不充分，仍有一定量的amc随气流排出，造成检测结果的不准确。并且发明人还发现，调节采样速度并不能改变amc在冲击式吸收瓶10中的吸收效率。
36.此外，发明人还发现，现有的采样装置在实际操作过程中需要用户到化学实验室(chemical lab)接受简单使用培训，再将装置(冲击式吸收瓶10、缓冲瓶20、吸湿瓶30和采样泵40)带到现场组装后进行采样。在现场采样人员经验不足时，存在管路组装错误风险，导致采样失败甚至将水吸入采样泵40中。
37.发明人注意到上述问题，提出了一种能够解决上述问题的采样装置。根据本发明实施例的采样装置例如为一体化的气态分子污染物样品采集装置，用于采集(检测)外界空气中的气态分子。
38.图2示出了根据本发明实施例的采样装置的爆炸示意图。如图2所示，根据本发明实施例的采样装置包括吸收瓶10、缓冲瓶20、吸湿瓶 30、采样泵40、第一连接单元(图中未标示)和第二连接单元(图中未标示)中的至少一种。
39.具体地讲，吸收瓶10、缓冲瓶20和吸湿瓶30依次连接(连通)。
40.第一连接单元分别与吸收瓶10和缓冲瓶20相连接。第一连接单元固定连接吸收瓶10和缓冲瓶20。第二连接单元分别与缓冲瓶20和吸湿瓶30相连接。第二连接单元固定连接缓冲瓶20和吸湿瓶30。吸收瓶10 与缓冲瓶20相连通。缓冲瓶20与吸湿瓶30相连通。外界气
体依次经过吸收瓶10、缓冲瓶20和吸湿瓶30；外界气体在吸收瓶10中完成采样。可选地，吸收瓶10与缓冲瓶20通过导管连通；缓冲瓶20和吸湿瓶30 通过导管连通。可选地，吸收瓶10中装有用于吸收外界气体(空气)中待检测成分(例如氟、氯、硫酸根、硝酸根、氨基等)的溶剂，进入吸收瓶10的外界气体中的待检测成分被吸收瓶10中的溶剂吸收，从而完成采样。缓冲瓶20与吸收瓶10相连通，外界气体经过吸收瓶10后，进入缓冲瓶20进行缓冲。缓冲瓶20与吸湿瓶30相连通，缓冲瓶20中的气体进入吸湿瓶30进行吸湿。吸湿瓶30中例如设置有吸湿单元(例如干燥剂等)。
41.可选地，吸收瓶10中盛放有采样溶剂(采样溶剂例如是水，也可以是其他的化学溶剂)。外界气体在采样溶剂中完成采样，溶解在采样溶剂中。采样装置还包括空气传播分子污染物采样器，空气传播分子污染物获取采样后的采样溶剂，并对采样后的采样溶剂进行采样、分析。
42.在本发明的可选实施例中，采样装置还包括采样泵40。采样泵40 与吸湿瓶30相连接。采样泵40提供低压/负压/真空环境，以使外界气体依次经过吸收瓶10、缓冲瓶20和吸湿瓶30。可选地，采样泵40提供的低压环境通过吸收瓶10、缓冲瓶20、吸湿瓶30以及它们之间的连通导管，提供至外界，从而将外界气体吸入。可选地，采样泵40提供的低压环境为低于大气压的气压，从而使得外界气体可以自主的吸入吸收瓶 10中。
43.在本发明的可选实施例中，如图2所示，吸收瓶10包括吸收瓶主体 11和第一连接部12。缓冲瓶20包括缓冲瓶主体21、第二连接部22和第三连接部23。吸湿瓶30包括吸湿瓶主体31和第四连接部32。
44.具体地讲，第一连接单元包括第一连接部12和第二连接部22。第一连接部12位于吸收瓶主体11上。第二连接部22位于缓冲瓶主体21 上；第二连接部22与第一连接部12相匹配。
45.第二连接单元包括第三连接部23和第四连接部32。第三连接部23 位于缓冲瓶主体21上。第四连接部32位于吸湿瓶主体31上；第四连接部32与第三连接部23相匹配。在上述实施例中，不同位置处的连接部分具有各自的匹配(防呆)设计，能够避免连接错误。
46.可选地，第一连接部12与第二连接部22连接后，吸收瓶主体11 的第一侧表面与缓冲瓶主体21的第二侧表面相接触。可选地，第一连接部12与第二连接部22连接后，吸收瓶主体11与缓冲瓶主体21相接触，连接为一个整体。
47.第三连接部23与第四连接部32连接后，缓冲瓶主体21的第三侧表面与吸湿瓶主体31的第四侧表面相接触。可选地，第三连接部23与第四连接部32连接后，缓冲瓶主体21与吸湿瓶主体31相接触，连接为一个整体。可选地，连接为一个整体的采样装置的高度小于宽度和/或长度。
48.在本发明的可选实施例中，连接为一个整体的采样装置在内装的吸收液体积v及高度l与现有装置一样的前提下，底面积为现有装置的3 倍。在一体化的采样装置的横截面为圆形(半径为r)的情况下，其最大低高比为2.12(π
·
r2/l)。可选地，一体化的采样装置的底高比为 1.5～2。
49.在本发明的上述实施例中，将吸收瓶、缓冲瓶、吸湿瓶组合在一起，设计成一体化的amc采样装置，具有更大的底高比，装置整体重心更低，具有更高的稳定性，降低了倾倒的风险。
50.在本发明的可选实施例中，第一连接部12与第二连接部22连接后，吸收瓶主体11的第一侧表面与缓冲瓶主体21的第二侧表面相接触；第三连接部23与第四连接部32连接后，缓冲瓶主体21的第三侧表面与吸湿瓶主体31的第四侧表面相接触，从而使吸收瓶主体11和缓冲瓶主体 21紧密结合在一起，使缓冲瓶主体21和吸湿瓶主体31紧密结合在一起。进一步地，吸湿瓶主体31的第五侧表面与吸收瓶主体11的第六侧表面相接触，吸收瓶主体11、缓冲瓶主体21和吸湿瓶主体31组成组合体，三者紧密结合在一起。可选地，吸收瓶主体11、缓冲瓶主体21和吸湿瓶主体31为弧形柱体，吸收瓶主体11、缓冲瓶主体21和吸湿瓶主体31 组成椭圆柱体。可选地，吸收瓶主体11、缓冲瓶主体21和吸湿瓶主体 31为三棱柱体，吸收瓶主体11、缓冲瓶主体21和吸湿瓶主体31组成立方体或三棱柱体。可选地，吸收瓶主体11、缓冲瓶主体21和吸湿瓶主体31为异形柱体，吸收瓶主体11、缓冲瓶主体21和吸湿瓶主体31组成异形柱体。
51.图3示出了根据本发明实施例的采样装置的俯视图。如图3所示，根据本发明实施例的采样装置包括依次连接的吸收瓶10、缓冲瓶20和吸湿瓶30。
52.具体地讲，吸收瓶主体11、缓冲瓶主体21和吸湿瓶主体31为扇形柱体。
53.吸收瓶主体11的第一侧表面13与缓冲瓶主体21的第二侧表面21 相接触。缓冲瓶主体21的第三侧表面25与吸湿瓶主体31的第四侧表面 33相接触。吸湿瓶主体31的第五侧表面34与吸收瓶主体11的第六侧表面14相接触。(连接后的)吸收瓶主体11、缓冲瓶主体21和吸湿瓶主体31组成圆柱体。可选地，分别将吸收瓶主体11、缓冲瓶主体21和吸湿瓶主体31设计成120
°
的扇形柱状结构，其中吸收瓶主体11与缓冲瓶主体21之间、缓冲瓶主体21与吸湿瓶主体31之间分别采用插口式连接方式，避免使用管路连接，具有防接错功能，避免了使用者误接风险，且整套装置更不容易倾倒。如图3所示，三个120
°
的瓶体组装成一个圆柱体，缓冲瓶主体21的两平侧面分别装有突出的气管接头装置，吸收瓶主体11和吸湿瓶主体31侧面与之对应的位置装有配套的带密封圈的插孔，当装置组合在一起的时候，吸收瓶主体11和缓冲瓶主体21 之间、缓冲瓶主体21和吸湿瓶主体31之间通过气管接头和插孔实现接通并固定。
54.在本发明的可选实施例中，第一连接单元包括第一管路。吸收瓶10 和缓冲瓶20经由第一管路连通。第二连接单元包括第二管路。缓冲瓶 20和吸湿瓶30经由第二管路连通。可选地，第一管路位于吸收瓶10和缓冲瓶20的上部；第二管路位于缓冲瓶20和吸湿瓶30的上部。可选地，第一管路包括相互匹配的两部分，分别位于吸收瓶10和缓冲瓶20上。
55.第二管路包括相互匹配的两部分，分别位于缓冲瓶20和吸湿瓶30上。
56.在本发明的可选实施例中，采样装置还包括辅助固定件。辅助固定件用于固定经第一连接单元和第二连接单元连接的吸收瓶10、缓冲瓶20 和吸湿瓶30，从而提高整个装置的稳定性。
57.在本发明的上述实施例中，将(起连通作用的)连接管路设计到吸收瓶、缓冲瓶和吸湿瓶主体上，并具有防呆设计，能够防止管路接错。
58.图4示出了根据本发明实施例的吸收瓶的结构示意图。如图4所示，根据本发明实施例的吸收瓶10包括吸收瓶主体11和导流单元15。
59.具体地讲，导流单元15位于吸收瓶主体11中。导流单元用于引导外界气体在吸收瓶11中的流动。可选地，导流单元15包括螺旋状导板 (图5所示)、平行导流板(例如图4所示
的自下而上设置在吸收瓶主体 11中的多个相互平行的板)、开孔导流板(例如水平设置在吸收瓶主体 11中的开有孔洞的板)等中的至少一种。凡是可以减慢外界气体在吸收瓶11中流动速度的装置，和/或延长外界气体在吸收瓶11中移动路径的装置，均可用于本技术所述的导流单元15。
60.以下以导流单元15为平行导流板为例进行说明。外界气体进入吸收瓶主体11中后，例如首先到达吸收瓶主体11的底部，外界气体从吸收瓶主体11底部上升的过程中，经过导流单元15，并在导流单元15的引导下在吸收瓶主体11中流动。可选地，导流单元15包括至少一个导板。
61.图5示出了根据本发明实施例的吸收瓶的结构示意图。如图5所示，根据本发明实施例的吸收瓶10包括吸收瓶主体11、进气导管16和导流单元15。吸收瓶10中设置(盛装)有吸收剂17；吸收瓶10上还设置有出气口18。
62.以下以导流单元15为螺旋状导板(螺旋状引流装置)为例进行说明，进气导管16的第一端(图示的上端)用于接收外界气体，进气导管16 的第二端(图示的下端)位于吸收瓶主体11的底部。外界气体经由进气导管16的第二端进入吸收瓶主体11中，并在吸收瓶主体11中移动。导流单元15设置在外界气体在吸收瓶主体11中的移动路径上。可选地，导流单元15环绕设置在进气导管16上(在进气导管周围加装螺旋状引流装置)，螺旋状导板的内侧与进气导管16的外壁相接触，螺旋状导板的外侧与吸收瓶主体11的内侧相接触。从进气导管16的第一端进入的外界气体，从进气导管16的第二端进入螺旋状导板下方的吸收瓶主体 11中。进入吸收瓶主体11的外界气体，在螺旋状导板的引导下螺旋上升。加入螺旋引流装置后，引入的空气在其中旋转上升，从进气导管中冒出到浮出液面的运动路径为s，
63.s＝((1/4πd*n)2+l2)
1/2
64.其中，l为液面高度，d为螺旋体横截面直径，n为螺旋体液面下的圈数。
65.在本发明的可选实施例中，吸收瓶10中盛装有吸收剂17；吸收瓶 10上还设置有出气口18。吸收剂17用于吸收外界气体中的待采样(检测)成分，吸收剂17例如淹没导流单元15，吸收剂17的最高液位低于出气口18。从进气导管16进入的外界气体进入到吸收瓶主体11底部的吸收剂17中，并在吸收剂17中上浮。外界气体在吸收剂17中上浮的过程中，在导流单元15的引导下进行上浮。外界气体浮出吸收剂17后，从出气口18流出。可选地，出气口18为第一连接单元的一部分，用于吸收瓶和缓冲瓶的固定连接。可选地，出气口18为第一管路的一部分，用于吸收瓶和缓冲瓶的连通。
66.在本发明的上述实施例中，吸收瓶中加入导流单元(螺旋状导板)，使吸入的空气在吸收瓶中沿导流单元(螺旋)上升，延长外界气体(气泡)和吸收剂的接触时间，从而提高了amc的吸收效果，amc采集更加彻底，并提高了amc的吸收效率。
67.应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
68.依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。