本實(shí)用新型涉及有毒有害氣體的檢測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種化學(xué)戰(zhàn)劑和有毒氣體的固定檢測(cè)器，其為一種離子遷移譜儀。
背景技術(shù)：
離子遷移譜儀是使用空氣泵對(duì)環(huán)境進(jìn)行采樣的檢測(cè)設(shè)備，樣品空氣中的毒劑被電離成離子并穿過(guò)弱電場(chǎng)到達(dá)檢測(cè)器，物質(zhì)遷移這段距離的時(shí)間與被電離的毒劑物質(zhì)的質(zhì)量成比例并作為一種識(shí)別的手段使用，分析時(shí)間從1秒之內(nèi)到幾分鐘。離子遷移譜儀需要用蒸汽或氣態(tài)樣品分析，自動(dòng)進(jìn)樣。由于其具有極高的靈敏度和響應(yīng)速度，離子遷移譜儀主要應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室、地鐵、機(jī)場(chǎng)、火車站、醫(yī)療中心等人群比較集中的卻與的安防、在線監(jiān)測(cè)和報(bào)警。
離子迀移譜儀通常由離子化源、反應(yīng)腔、離子門、漂移管和檢測(cè)器組成。常用的離子化源為放射源(主要為Ni-63)、紫外光離子源、激光離子源、電暈放電離子源等。各類離子化源均存在一定程度的誤報(bào)率，同時(shí)常用的離子迀移譜儀均存在檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)，靈敏度低、無(wú)過(guò)負(fù)載保護(hù)等缺點(diǎn)；離子迀移譜儀的檢測(cè)精度直接受溫度的影響，實(shí)際儀器均是采用恒溫漂移管的方式，而進(jìn)入儀器的氣體溫度是環(huán)境溫度，其變化范圍較大，雖然進(jìn)入漂移管可被加熱或冷卻至設(shè)定溫度，但需要一定的時(shí)間，這易造成誤報(bào)，同時(shí)在冬季，尤其是在北方，溫度低至-10 度以下，儀器的進(jìn)氣口和出氣口容易被大氣中的水汽結(jié)凍堵塞。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提出了一種化學(xué)戰(zhàn)劑和有毒氣體的固定檢測(cè)器，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行平穩(wěn)，誤報(bào)率低，檢測(cè)時(shí)間短，靈敏度高，能有效防止儀器內(nèi)部的溫度波動(dòng)，進(jìn)一步提高檢測(cè)準(zhǔn)確度。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：
一種化學(xué)戰(zhàn)劑和有毒氣體的固定檢測(cè)器，包括進(jìn)氣段、檢測(cè)段、出氣段和控制器，所述進(jìn)氣段包括依次連接的進(jìn)氣口、進(jìn)氣緩沖區(qū)和膜過(guò)濾區(qū)，所述檢測(cè)段與出氣段均與所述膜過(guò)濾區(qū)連通，所述檢測(cè)段包括依次連接的半透膜、漂移管和檢測(cè)器，所述漂移管靠近所述檢測(cè)器的一側(cè)設(shè)置漂移氣出口，所述漂移管靠近所述半透膜的一側(cè)設(shè)置漂移氣返回口，在所述漂移氣出口和漂移氣返回口之間設(shè)置依次連接的漂移氣泵、干燥過(guò)濾器和摻雜劑瓶,所述出氣段的入口設(shè)置于所述半透膜之前；其中，所述進(jìn)氣口和出氣口的外側(cè)均設(shè)置電伴熱絲，所述進(jìn)氣緩沖區(qū)內(nèi)設(shè)置電加熱器，所述膜過(guò)濾區(qū)設(shè)置溫度傳感器，所述漂移管的外側(cè)設(shè)置保溫層。
優(yōu)選的，在漂移管的漂移區(qū)的外側(cè)設(shè)置保溫層。
優(yōu)選的，所述出氣段設(shè)置依次連接的閥一、電磁閥、計(jì)量泵、閥二和出氣口。
優(yōu)選的，所述閥一、電磁閥和計(jì)量泵共同設(shè)置旁路一，所述旁路一上設(shè)置依次連接的反沖過(guò)濾器和閥四，所述電磁閥、計(jì)量泵和閥二共同設(shè)置旁路二，所述旁路二上設(shè)置閥三。
優(yōu)選的，所述半透膜為硅橡膠或玻璃纖維膜。
優(yōu)選的，所述半透膜的周邊采用金屬片固定。
優(yōu)選的，所述摻雜劑瓶容納氨水溶液。
優(yōu)選的，所述反沖過(guò)濾器中設(shè)置浸漬于銅和鋅的鹽中的活性炭。
優(yōu)選的，所述固定檢測(cè)器的檢測(cè)范圍為ppb到ppm。
優(yōu)選的，所述固定檢測(cè)器的電離源為紫外光離子源。
優(yōu)選的，所述漂移管的離化區(qū)的內(nèi)壁為石英毛細(xì)管。
優(yōu)選的，所述控制器連接相應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)，包括溫度信號(hào)、壓力信號(hào)、流量信號(hào)、檢測(cè)器信號(hào)等，并對(duì)相應(yīng)信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)各參數(shù)的功能，并將檢測(cè)器信號(hào)輸出以進(jìn)行有害氣體類型、流量、濃度的換算等。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果：
通過(guò)摻雜技術(shù)實(shí)現(xiàn)干擾抑制(氨水溶液)，其原理是通過(guò)在被檢測(cè)空氣中混合NH3，有毒氣體在離子遷移過(guò)程中親和力比NH3高，非毒性氣體在離子遷移過(guò)程中親和力比NH3低，本實(shí)用新型采用的固定檢測(cè)器通過(guò)和NH3親和力的比較排除非毒性氣體，從而保證低誤報(bào)率，使誤判率降低至3％以下；
采用半透膜濾除進(jìn)口空氣中的煙霧、無(wú)機(jī)分子和水分子等雜質(zhì)，保證透過(guò)膜的有毒氣體的百分比，通過(guò)半透膜后樣品空氣的相對(duì)濕度得到顯著降低，同時(shí)有害氣體相對(duì)濃度得到提高，同時(shí)將出口漂移氣抽出通過(guò)干燥過(guò)濾器進(jìn)一步去除樣品空氣中的水分，將漂移管內(nèi)部水分保持在100～500ppm，這增加了譜儀的響應(yīng)靈敏度，并縮短檢測(cè)時(shí)間；
采用了自動(dòng)過(guò)載控制，如果檢測(cè)到的物質(zhì)的濃度超過(guò)預(yù)定閾值，則自動(dòng)切換為反沖模式，空氣從出氣口吸入并通過(guò)反沖過(guò)濾器，經(jīng)過(guò)過(guò)濾凈化的空氣被引入到設(shè)備中，從進(jìn)氣口排出，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的過(guò)載保護(hù)，同時(shí)傳感器單元的污染會(huì)被清除，以實(shí)現(xiàn)傳感器的保護(hù)，減少傳感器的更換頻率；
在進(jìn)氣口和出氣口的外側(cè)均設(shè)置電伴熱絲，防止出現(xiàn)在溫度較低時(shí)被大氣中的水汽結(jié)凍堵塞的情況，同時(shí)在進(jìn)氣緩沖區(qū)內(nèi)設(shè)置電加熱器，及在膜過(guò)濾區(qū)設(shè)置溫度傳感器，兩者進(jìn)行連鎖控制，以保證進(jìn)入漂移管的溫度為一恒定值，且在漂移管外壁設(shè)置保溫層，防止熱量損失，以達(dá)到節(jié)能的目的；
本檢測(cè)器采用的是紫外光離子源，漂移管的離化區(qū)的內(nèi)壁為石英毛細(xì)管，其能使紫外光透過(guò)，因此有效提高了樣品的離子化率。
附圖說(shuō)明
圖1是本實(shí)用新型所述的化學(xué)戰(zhàn)劑和有毒氣體的固定檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本實(shí)用新型所述的固定檢測(cè)器在正常檢測(cè)狀態(tài)時(shí)出氣段的空氣流動(dòng)示意圖；
圖3是本實(shí)用新型所述的固定檢測(cè)器在反沖模式時(shí)出氣段的空氣流動(dòng)示意圖；
圖中的附圖標(biāo)記為：
1、進(jìn)氣段；2、檢測(cè)段；3、出氣段；4、控制器；11、進(jìn)氣口；12、進(jìn)氣緩沖區(qū)；13、膜過(guò)濾區(qū)；21、半透膜；22、漂移管；23、檢測(cè)器；24、漂移氣出口； 25、漂移氣返回口；26、漂移氣泵；27、干燥過(guò)濾器；28、摻雜劑瓶；31、閥一； 32、電磁閥；33、計(jì)量泵；34、閥二；35、出氣口；36、反沖過(guò)濾器；37、閥四； 38、閥三；41、電伴熱絲；42、電加熱器；43、溫度傳感器；44、保溫層；45、石英玻璃管。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而不能以此來(lái)限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
圖1為本實(shí)用新型所述的化學(xué)戰(zhàn)劑和有毒氣體的固定檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)示意圖，包括進(jìn)氣段1、檢測(cè)段2、出氣段3和控制器4，所述進(jìn)氣段1包括依次連接的進(jìn)氣口11、進(jìn)氣緩沖區(qū)12和膜過(guò)濾區(qū)13，所述檢測(cè)段2與出氣段3均與所述膜過(guò)濾區(qū)13連通，所述檢測(cè)段2包括依次連接的半透膜21、漂移管22和檢測(cè)器 23，所述漂移管22靠近所述檢測(cè)器23的一側(cè)設(shè)置漂移氣出口24，所述漂移管 22靠近所述半透膜21的一側(cè)設(shè)置漂移氣返回口25，在所述漂移氣出口24和漂移氣返回口25之間設(shè)置依次連接的漂移氣泵26、干燥過(guò)濾器27和摻雜劑瓶28, 所述出氣段3的入口設(shè)置于所述半透膜21之前；所述進(jìn)氣口11)和出氣口35 的外側(cè)均設(shè)置電伴熱絲41，所述進(jìn)氣緩沖區(qū)12內(nèi)設(shè)置電加熱器42，所述膜過(guò)濾區(qū)設(shè)置溫度傳感器43，所述漂移管22的外側(cè)設(shè)置保溫層44。
所述進(jìn)氣段1與出氣段3之間流動(dòng)的有毒分子通過(guò)半透膜21進(jìn)入檢測(cè)區(qū)域，所述進(jìn)氣緩沖區(qū)12和膜過(guò)濾區(qū)13為有害氣體通過(guò)半透膜21進(jìn)入漂移管增加了停留時(shí)間，以保證更多的有害氣體進(jìn)入漂移管，提高檢測(cè)效率。所述漂移氣泵 26將漂移氣進(jìn)行過(guò)濾干燥后重新送至漂移管22的離化區(qū)，進(jìn)一步降低漂移管中的水分含量，保證檢測(cè)精度。
在溫度低于0度時(shí)，通過(guò)電伴熱絲41開(kāi)啟進(jìn)氣口11和出氣口35的電伴熱，防止進(jìn)氣口11和出口35被大氣中的水汽結(jié)凍堵塞，同時(shí)開(kāi)啟進(jìn)氣緩沖區(qū)12內(nèi)的電加熱器，對(duì)樣品空氣進(jìn)行加熱，加熱后的溫度由膜過(guò)濾區(qū)13的溫度傳感器檢測(cè)并傳送至控制器4，以控制電加熱器42的功率保證進(jìn)入漂移管的溫度為一恒定值，且在漂移管外壁設(shè)置保溫層，防止熱量損失，以達(dá)到節(jié)能的目的。
如圖1所示，在一較佳實(shí)施例中，所述出氣段3設(shè)置依次連接的閥一31、電磁閥32、計(jì)量泵33、閥二34和出氣口35，所述閥一31、電磁閥32和計(jì)量泵 33共同設(shè)置旁路一，所述旁路一上設(shè)置依次連接的反沖過(guò)濾器36和閥四37，所述電磁閥32、計(jì)量泵33和閥二34共同設(shè)置旁路二，所述旁路二上設(shè)置閥三38，所述反沖過(guò)濾器36中設(shè)置浸漬于銅和鋅的鹽中的活性炭，所述固定檢測(cè)器的檢測(cè)范圍為ppb到ppm。
如圖2所示，所述旁路一與旁路二在正常檢測(cè)時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)，此時(shí)閥三 38、閥四37為關(guān)閉狀態(tài)，樣品空氣的流動(dòng)方向如箭頭所示，其依次流經(jīng)閥一31、電磁閥32、計(jì)量泵33、閥二34和出氣口35，排出固定檢測(cè)器至外界環(huán)境中，即在正常檢測(cè)時(shí)，反沖過(guò)濾器并未處于工作狀態(tài)。
如圖3所示，當(dāng)檢測(cè)到的物質(zhì)的濃度超過(guò)預(yù)定閾值，則自動(dòng)切換為反沖模式，此時(shí)閥一31、閥二34為關(guān)閉狀態(tài)，反沖空氣的流動(dòng)方向如箭頭所示，其依次流經(jīng)出氣口35、閥三38、電磁閥32、計(jì)量泵33、反沖過(guò)濾器36、閥四37，反沖空氣經(jīng)過(guò)浸漬于銅和鋅的鹽中的活性炭的反沖過(guò)濾器36進(jìn)行過(guò)濾凈化，從而清除進(jìn)入固定檢測(cè)器的有害氣體，并通過(guò)進(jìn)氣口11排至外界環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的過(guò)載保護(hù)和傳感器的保護(hù)，減少傳感器的更換頻率。
所述控制器4與檢測(cè)器23、計(jì)量泵33、漂移氣泵26、電磁閥32、閥一～閥 31/34/38/37、溫度傳感器43、壓力傳感器(未示出)、恒溫控制裝置(未示出)、流量傳感器(未示出)等相連，以實(shí)現(xiàn)儀器的自動(dòng)化控制及各類信息的輸出。
在一較佳實(shí)施例中，所述膜21為5～60μm的硅橡膠或玻璃纖維膜，且其周邊采用金屬片固定，使得半透膜不會(huì)氣壓差而凸起，以保證較短時(shí)間內(nèi)透過(guò)半透膜的有毒氣體的百分比。
在一較佳實(shí)施例中，所述摻雜劑瓶28容納氨水溶液，通過(guò)氨水溶液的摻雜技術(shù)實(shí)現(xiàn)干擾抑制，有效降低誤報(bào)率，所述氨水溶液也可替換為其他可行的摻雜劑。
在一較佳實(shí)施例中，所述固定檢測(cè)器的離子化源為紫外光離化源，其價(jià)格低廉且安全性較高，所述漂移管的離化區(qū)的內(nèi)壁為石英毛細(xì)管，其能使紫外光透過(guò)，可有效提高樣品的離子化率，保證檢測(cè)精度。
由上述實(shí)施例可知，本實(shí)用新型所述的固定檢測(cè)器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行平穩(wěn)，誤報(bào)率低，檢測(cè)時(shí)間短，靈敏度高，并能快速實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，有效保證了設(shè)備的使用壽命，同時(shí)能有效防止進(jìn)氣口和出氣口的結(jié)凍堵塞，穩(wěn)定儀器內(nèi)的溫度，進(jìn)一步提高檢測(cè)準(zhǔn)確度。
以上對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但其只作為范例，本實(shí)用新型并不限制于以上描述的具體實(shí)施例。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對(duì)該實(shí)用進(jìn)行的等同修改和替代也都在本實(shí)用新型的范疇之中。因此，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。