本案是2014年12月31日遞交的申請?zhí)枮?01410855312.0、發(fā)明名稱為“檢測設(shè)備和檢測方法”的分案申請。

本發(fā)明涉及安全檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種檢測設(shè)備和檢測方法。

背景技術(shù)：

離子遷移譜儀(ims)是目前國際上主流的痕量檢測設(shè)備之一，ims技術(shù)主要依據(jù)不同離子在弱電場作用下的遷移率的差異來對樣品進(jìn)行分離鑒別，它具有結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度高，分析速度快以及結(jié)果可靠等特點(diǎn)，可以在線快速檢測毒品、爆炸物、毒氣和生化氣體等，被廣泛用于軍事(化學(xué)戰(zhàn)劑監(jiān)測)、民事(反恐、緝毒等)等眾多領(lǐng)域，在維護(hù)國家安全、維持社會穩(wěn)定、加強(qiáng)國防力量、維系國計(jì)民生等方面發(fā)揮著巨大的作用。然而，采用單獨(dú)的ims檢測多種成分的復(fù)雜混合物檢測時(shí)，卻容易發(fā)生漏報(bào)、誤報(bào)。因此，以提高分析儀器分辨能力為目的的各種聯(lián)用技術(shù)如雨后春筍般應(yīng)運(yùn)而生。其中，氣相色譜-離子遷移譜(gc-ims)聯(lián)用技術(shù)利用gc突出的分離特點(diǎn)和ims快速響應(yīng)、高靈敏度的優(yōu)勢有效地解決了gc低鑒別能力和ims對混合物進(jìn)行檢測時(shí)存在的交叉靈敏度(crosssensitivity)問題，并可獲取色譜保留時(shí)間、漂移時(shí)間和信號強(qiáng)度的三維譜圖，能夠有效的分辨出成分復(fù)雜的樣品，檢測限優(yōu)于ppb量級，分辨時(shí)間從幾分鐘到幾十分鐘。與其它聯(lián)用技術(shù)相比，gc-ims具有接口簡單，維護(hù)費(fèi)用低，性價(jià)比高等諸多特點(diǎn)，因而，近年來gc-ims聯(lián)用技術(shù)得到了迅猛發(fā)展，并在小型化及便攜式方面體現(xiàn)出了充分的優(yōu)勢，大力發(fā)展快速gc-ims檢測技術(shù)將是未來安全檢測技術(shù)的重要發(fā)展方向之一。

進(jìn)樣裝置是ims不可或缺的部分，進(jìn)樣裝置和進(jìn)樣方法的好壞不僅會影響儀器的使用范圍而且還會影響儀器對被檢物質(zhì)的響應(yīng)難度和精度。對于單獨(dú)的ims，具有多種進(jìn)樣器與之相匹配，技術(shù)較為成熟。對于單獨(dú)的gc，一般采用頂空進(jìn)樣方式，省去了復(fù)雜的樣品前處理(適合于快速檢測)，但頂空進(jìn)樣仍需“破壞性”的獲取一定量的樣品，因此它不適合不拆包情形下的痕量氣體現(xiàn)場快檢。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種檢測設(shè)備，其克服現(xiàn)有技術(shù)中諸多不足。根據(jù)本發(fā)明一方面的檢測設(shè)備包括采樣裝置，用于采集將要被檢測的樣品；預(yù)處理進(jìn)樣裝置，用于對來自采樣裝置的樣品預(yù)處理；和，樣品分析裝置，用于分離來自預(yù)處理進(jìn)樣裝置的被預(yù)處理的樣品和分析分離后的樣品。

本發(fā)明的檢測設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)對氣載物質(zhì)的放大收集，采樣效率大大提高，能實(shí)現(xiàn)不需開包在現(xiàn)場對攜帶的易揮發(fā)性、半揮發(fā)性及表面沾染的痕量物質(zhì)進(jìn)行集采樣、進(jìn)樣、檢測；這種一站式的檢測技術(shù)既提高了檢測速度又能避免安檢中的隱私紛爭，工作原理像嗅探犬，非常適合于機(jī)場、海關(guān)等的現(xiàn)場快速檢測需求；用于表面沾染樣品及氣體樣品的取、進(jìn)樣快速檢測，在免拆包的條件下實(shí)現(xiàn)樣品的快速收集、預(yù)濃縮解析以及分離，大大提高了分析的精確性，節(jié)省了樣品溶液制備時(shí)間；尤其體現(xiàn)在有多個(gè)被檢物品時(shí)，可在對前一個(gè)被檢物進(jìn)行分析的同時(shí)對下一個(gè)待檢物進(jìn)行采樣和富集，節(jié)約了樣品采集檢測總時(shí)長，能有效的提高分析儀器的吞吐量和檢測速度，節(jié)約了成本；通過對樣品進(jìn)行濃縮可以降低對檢測器(如ims、ms、dms)檢測下限的要求，降低了儀器的開發(fā)難度及成本，同時(shí)還能降低儀器的誤報(bào)率；有利于儀器向小型化和便攜式發(fā)展；集束毛細(xì)管柱分離的成分直接進(jìn)入雙模式遷移管中間的反應(yīng)區(qū)，避開了電離區(qū)，既實(shí)現(xiàn)了避免產(chǎn)生分子離子碎片的目的，又實(shí)現(xiàn)了氣相色譜-離子遷移譜分析裝置聯(lián)用譜儀同時(shí)鑒別正負(fù)離子的功能，使譜儀同時(shí)對正負(fù)電親和性的大分子都能響應(yīng)，彌補(bǔ)了以往技術(shù)的不足，拓寬了集束毛細(xì)管柱-離子遷移譜分析裝置對檢測物質(zhì)的選擇性；集束毛細(xì)管柱-離子遷移譜分析裝置的接口不需要轉(zhuǎn)接單元，集束毛細(xì)管柱端口直接和離子遷移譜分析裝置相耦合，避免因轉(zhuǎn)接單元轉(zhuǎn)彎而發(fā)生湍流，能有效提到離子遷移譜分析裝置的檢測靈敏度和分辨率；集束毛細(xì)管柱和離子遷移譜分析裝置反應(yīng)區(qū)基座之間設(shè)計(jì)隔熱定位裝置，同時(shí)兼具集束毛細(xì)管柱的定位和絕熱作用，結(jié)構(gòu)簡單，便于安裝操作，省去了增設(shè)額外的轉(zhuǎn)接單元及其溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)；集束毛細(xì)管柱的加熱器件均勻嵌套在熱導(dǎo)套內(nèi)，這樣設(shè)計(jì)的好處在于既能實(shí)現(xiàn)了集束毛細(xì)管柱快速升溫又保證了集束毛細(xì)管柱受熱均勻，保證樣品氣化分離均勻，減少分離歧視；熱導(dǎo)套、散熱管道、加熱器件、泵，以及控制器的配合控制實(shí)現(xiàn)了集束毛細(xì)管柱的程序升溫功能，可將集束毛細(xì)管柱-離子遷移譜分析裝置聯(lián)用譜儀的應(yīng)用領(lǐng)域拓展到應(yīng)對寬沸程樣品成分的分離，提高了對分析物質(zhì)的選擇性。

附圖說明

圖1示出根據(jù)本發(fā)明的檢測設(shè)備的示意圖。

圖2示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的檢測設(shè)備的采樣裝置的示意圖。

圖3示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的氣簾引導(dǎo)體的截面示意圖。

圖4示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的采樣裝置底端面管線引出口示意圖。

圖5示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的預(yù)處理進(jìn)樣裝置的示意圖。

圖6示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的預(yù)處理進(jìn)樣裝置的活塞式吸附器的結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖7示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的預(yù)處理進(jìn)樣裝置的示意圖，其中預(yù)處理進(jìn)樣裝置處于解析進(jìn)樣狀態(tài)。

圖8示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的另一預(yù)處理進(jìn)樣裝置的示意圖。

圖9示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的樣品分析裝置的示意圖。

圖10是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的樣品分析裝置的沿a-a線的截面圖；

圖11是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的樣品分析裝置的沿b-b和c-c線的截面圖；

圖12是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的樣品分析裝置的導(dǎo)熱體上的多個(gè)凸起以及流體管道在多個(gè)凸起之間的布置。

具體實(shí)施方式

盡管本發(fā)明容許各種修改和可替換的形式，但是它的具體的實(shí)施例通過例子的方式在附圖中示出，并且將詳細(xì)地在本文中描述。然而，應(yīng)該理解，隨附的附圖和詳細(xì)的描述不是為了將本發(fā)明限制到公開的具體形式，而是相反，是為了覆蓋落入由隨附的權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍中的所有的修改、等同形式和替換形式。附圖是為了示意，因而不是按比例地繪制的。

下面根據(jù)附圖說明根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例。

如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供一種檢測設(shè)備，包括：采樣裝置100，用于采集將要被檢測的樣品；預(yù)處理進(jìn)樣裝置200、300，用于對來自采樣裝置的樣品進(jìn)行預(yù)處理；樣品分析裝置400，用于分離來自預(yù)處理進(jìn)樣裝置100的被預(yù)處理的樣品和分析分離后的樣品。采樣裝置100、預(yù)處理進(jìn)樣裝置200、300以及樣品分析裝置400可以通過例如波紋管連接并連通。圖1中示出的檢測設(shè)備的各個(gè)部分的布置是為了示意而不是限制。

下面將對檢測設(shè)備的多個(gè)部分分別進(jìn)行詳細(xì)的介紹。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的檢測設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例的采樣裝置100的縱剖面示意圖。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的龍卷風(fēng)式的采樣裝置對氣載物質(zhì)具有放大的收集功能，其能夠?qū)崟r(shí)采樣。采樣裝置100包括：端蓋101，具有孔；和，布置在端蓋101上的壓環(huán)102，壓環(huán)102將粗濾網(wǎng)103和微濾網(wǎng)104安裝在端蓋101的開孔上面，以阻擋大顆粒物質(zhì)進(jìn)入采樣裝置100內(nèi)部。粗濾網(wǎng)不但可以過濾大的顆粒，而且具有較強(qiáng)的剛性，可以阻止來自外部環(huán)境的壓力以及大顆粒的撞擊。微濾網(wǎng)用于過濾細(xì)小的固體微?；蛭㈩w粒。備選地，可以使用一體的端蓋101，其中一體的端蓋具有開口，或稱為采樣入口，并且采樣入口布置有粗濾網(wǎng)103和微濾網(wǎng)104，以便阻擋大顆粒物質(zhì)通過該端蓋101。

根據(jù)本發(fā)明的采樣裝置100還包括氣簾引導(dǎo)體105，端蓋101可以通過o型密封圈108封蓋在旋轉(zhuǎn)式的氣簾引導(dǎo)體105的上面，以便將氣簾引導(dǎo)體105的上環(huán)面密封。旋轉(zhuǎn)式氣簾引導(dǎo)體105具有圓筒式外側(cè)壁，并且可以具有如圖所示的截面呈漏斗形的內(nèi)側(cè)壁。換句話說，氣簾引導(dǎo)體105可以是一個(gè)圓筒及其內(nèi)一個(gè)漏斗式內(nèi)側(cè)壁的組合。備選地，氣簾引導(dǎo)體105可以是一體形成的單件。漏斗式內(nèi)側(cè)壁與圓筒式外側(cè)壁的夾角可以在20°-30°之間，然而其他夾角也是可選的。氣簾引導(dǎo)體105的漏斗式內(nèi)側(cè)壁的下端面的直徑至少是上端面直徑的兩倍。換句話說，漏斗式內(nèi)側(cè)壁形成的下開口的直徑至少是上開口的直徑的兩倍。這種漏斗形的設(shè)計(jì)用于模擬形成龍卷風(fēng)。氣簾引導(dǎo)體105的漏斗式內(nèi)側(cè)壁的內(nèi)側(cè)面限定內(nèi)部空間，即如圖2所示的截面圖中，兩個(gè)如圖所示的內(nèi)側(cè)壁之間的內(nèi)部空間。

圖3示出氣簾引導(dǎo)體105的側(cè)壁沿a-a的橫截面示意圖。如圖3所示，氣簾引導(dǎo)體105的漏斗式內(nèi)側(cè)壁的上端均勻布置多個(gè)旋流孔106，這些旋流孔106的軸向方向與漏斗的內(nèi)側(cè)壁接近相切，旋流孔106的軸線與豎直方向的夾角在45°-90°之間。由此，旋流孔沿與氣簾引導(dǎo)體105的漏斗式內(nèi)側(cè)壁相切并且向下(沿圖2中示出的箭頭方向)朝向，使得氣體從旋流孔流出且沿漏斗式內(nèi)側(cè)壁相切的方向向下流動。

在氣簾引導(dǎo)體105的圓筒式外側(cè)壁上有旋流孔107。旋轉(zhuǎn)氣簾引導(dǎo)體105的圓筒式外側(cè)壁、漏斗式內(nèi)側(cè)壁以及端蓋101包圍一個(gè)環(huán)形空間。氣體可以從旋流孔107進(jìn)入環(huán)形空間，然后環(huán)形空間的空氣沿漏斗式內(nèi)側(cè)壁上的旋流孔106吹進(jìn)氣簾引導(dǎo)體105的漏斗形內(nèi)部空間內(nèi)，形成旋流氣簾130。

在本實(shí)施例中，示出的是樣品從上端吸入，從下端排出，充氣氣體氣流從上向下螺旋流動。然而，這只是一個(gè)示例，當(dāng)采樣裝置100水平放置對著被檢測物體時(shí)，例如采樣入口對著位于采樣裝置100左邊的被檢測物體時(shí)，氣簾引導(dǎo)體105的小口一側(cè)對著左側(cè)被檢測物體，此時(shí)漏斗形內(nèi)壁109是橫置的布置形式，樣品從左向右前進(jìn)。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，氣簾引導(dǎo)體105可以包括充氣管道118。圖2示出一種布置方式，充氣管道118一端與旋流孔107連通，另一端與充氣用的氣泵128連通。充氣用的氣泵128將空氣風(fēng)沿充氣管道118過旋流孔107送進(jìn)環(huán)形空間，環(huán)形空間的空氣風(fēng)沿漏斗式內(nèi)側(cè)壁上的旋流孔106吹進(jìn)漏斗形內(nèi)部空間內(nèi)形成旋流氣簾130。

采樣裝置100還包括導(dǎo)風(fēng)腔109，導(dǎo)風(fēng)腔具有圓柱形內(nèi)壁。導(dǎo)風(fēng)腔109通過o型密封圈嵌套在氣簾引導(dǎo)體105下面。導(dǎo)風(fēng)腔109與氣簾引導(dǎo)體105可以以其他形式接合，只要不影響在導(dǎo)風(fēng)腔中形成龍卷風(fēng)式氣流即可。龍卷風(fēng)式氣流是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，即在氣流的外圍氣體高速或至少快速地螺旋地旋轉(zhuǎn)，即在橫向截面上(在本實(shí)施例中導(dǎo)風(fēng)腔的截面上)是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，同時(shí)在縱向方向上具有向前(在本實(shí)施例中從采樣入口的一端至樣品出口一端)運(yùn)動的速度；同時(shí)氣流中心或軸心處氣體沿縱向方向向前被抽吸。導(dǎo)風(fēng)腔109用于維持龍卷風(fēng)式氣旋并引導(dǎo)龍卷風(fēng)式軸心吸吮的氣載物質(zhì)進(jìn)入后續(xù)檢測器件。如圖2所示，旋流氣簾130向下推進(jìn)，進(jìn)入導(dǎo)風(fēng)腔109形成旋流氣流131。龍卷風(fēng)式旋轉(zhuǎn)氣流131沿著導(dǎo)風(fēng)腔109流動，經(jīng)導(dǎo)風(fēng)腔109下端側(cè)壁上的旋風(fēng)旋風(fēng)出口110從排氣泵接口123以及經(jīng)排風(fēng)口127排出。氣泵接口123本身就是一個(gè)排風(fēng)口，為了增大排風(fēng)速度可以在底端面多設(shè)計(jì)幾個(gè)排風(fēng)口，在圖4中示意地示出排風(fēng)口127，排風(fēng)口127可以設(shè)置在面對旋流氣流131的外圍出氣流134的任意位置，它可以和123相對應(yīng)，可以是一個(gè)也可以是多個(gè)，這個(gè)排風(fēng)口127沒有在圖2中畫出來。

采樣裝置100還包括漏斗形底蓋113，其通過o型密封圈108將導(dǎo)風(fēng)腔109下端面口蓋封。底蓋113和導(dǎo)風(fēng)腔109下端口之間設(shè)有半透膜111，半透膜111可以阻止吸入氣載物質(zhì)中的水分子、氨分子以及其他雜質(zhì)污染物進(jìn)入并污染后端的色譜柱或遷移管。此外，半透膜111還有限制團(tuán)簇的形成，進(jìn)而提高儀器的分辨率。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以設(shè)置兩片網(wǎng)狀金屬112，以便對半透膜111進(jìn)行夾持保護(hù)，使半透膜111免受氣流沖破。

漏斗形底蓋113可以作為載氣和樣品的混合區(qū)或混合腔。漏斗形底蓋113可以包括載氣通道121，用于注入載氣，進(jìn)來的載氣在漏斗中與樣品充分混合。漏斗形底蓋113還可以包括進(jìn)樣口120，采集的樣品與載氣例如在混合預(yù)熱后通過進(jìn)樣口120排出，進(jìn)入下一級分析裝置。在某些情況下，樣品和載氣可以直接混合不需要加熱而排出。

采樣裝置100還包括設(shè)置在導(dǎo)風(fēng)腔109上的保溫套114，設(shè)置在導(dǎo)風(fēng)腔109內(nèi)的加熱棒116以及溫度傳感器117，由此它們構(gòu)成溫控系統(tǒng)，可以對導(dǎo)風(fēng)腔109進(jìn)行控溫，例如加熱升溫。溫控系統(tǒng)可將腔體內(nèi)的溫度控制在50℃-250℃，高溫有助于高沸點(diǎn)的氣載物質(zhì)快速氣化并順利通過半透膜，并且有利于氣化樣品和從漏斗式側(cè)壁上的載氣通道121進(jìn)來的載氣在漏斗中充分混合，能有效提高儀器對高沸點(diǎn)物質(zhì)的檢測極限。采集的樣品與載氣混合預(yù)熱后被載氣攜帶進(jìn)入進(jìn)樣口120。旋轉(zhuǎn)氣簾引導(dǎo)體105、導(dǎo)風(fēng)腔109、底蓋113可采用熱性能好的金屬材料，其外保溫套114可采用～10mm厚的氣凝膠或玻璃或陶瓷棉?？蛇x地，可以采用聚四氟乙烯外罩115套罩在保溫層114外。

外罩115的底端面可以設(shè)置包括充氣泵接口122、排氣泵接口123、gc柱/離子遷移管接口124、加熱棒引出線125、溫度傳感器引出線26、排風(fēng)口127以及載氣管接口136，見圖4所示。其中，充氣泵接口122和排氣泵接口123可以分別接一個(gè)氣泵128，用于持續(xù)提供氣體壓力以便在采樣裝置100內(nèi)部形成龍卷風(fēng)式氣流。排氣泵接口123期望布置成使得氣阻盡可能小，因而排氣泵接口在導(dǎo)風(fēng)腔內(nèi)的開口期望迎著氣流的方向，使得氣流容易地流入排氣泵接口。排氣泵接口123也可以不接氣泵128直接用作排風(fēng)口。為了使龍卷風(fēng)式吸引放大的氣流排出，可以多設(shè)計(jì)幾個(gè)排風(fēng)口127。gc柱/離子遷移管接口124可以接預(yù)處理裝置200或300，也可以接gc柱，也可以直接接離子遷移管。載氣管接口136接分子篩135以便使得載氣得到凈化。

如圖所示的氣泵128的功率可按需調(diào)節(jié)。由于龍卷風(fēng)式具有氣體收集放大功能，排氣泵的流速是充氣泵的10倍以上。

為了避免充氣泵128充入的空氣流對從采樣目標(biāo)133上吸吮的目標(biāo)成分造成干擾，一方面可以將充氣泵采集的空氣源距離采樣目標(biāo)133盡可能遠(yuǎn)，如可用能伸縮轉(zhuǎn)向的軟導(dǎo)管將氣泵和采樣端孔拉開距離，另一方面可以對進(jìn)入充氣泵的空氣進(jìn)行過濾凈化，避免氣體交叉污染，提高采樣儀器的定位采樣的靈敏性。

以下說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的對氣體具有放大收集功能的龍卷風(fēng)式采樣裝置100的采樣、進(jìn)樣過程。

將本發(fā)明的采樣裝置100的前端孔在5-10cm的地方對準(zhǔn)采樣目標(biāo)133，同時(shí)打開充氣和排氣氣泵128。充氣氣流129沿充氣管通過旋流孔107充入氣簾引導(dǎo)體105的環(huán)形空間內(nèi)，在氣泵128的持續(xù)的風(fēng)壓下在環(huán)形空間內(nèi)產(chǎn)生氣體壓力，在氣壓作用下，空氣沿氣簾引導(dǎo)體105上的旋流孔106吹進(jìn)漏斗內(nèi)部空間內(nèi)，由于旋流孔106的特定構(gòu)造，空氣沿特定方向吹入內(nèi)部空間中，由此形成漏斗形旋轉(zhuǎn)氣簾130。在氣泵128的不斷吹入空氣的情況下，不斷形成的旋轉(zhuǎn)氣簾130沿著導(dǎo)風(fēng)腔109內(nèi)壁移動，即，繞導(dǎo)風(fēng)腔109的中心軸線132快速旋轉(zhuǎn)并同時(shí)向下移動，形成龍卷風(fēng)式氣流131。由于旋轉(zhuǎn)形成的離心力的作用，龍卷風(fēng)式氣流的中心氣壓顯著地減小，例如，中心軸線132的氣壓比周圍氣壓低大約10倍，由此在導(dǎo)風(fēng)腔109的中心軸線處將產(chǎn)生很大的抽吸力。抽吸力可使得被采樣的目標(biāo)133附近內(nèi)的氣載物質(zhì)從導(dǎo)風(fēng)腔109的前端孔周圍被吸入導(dǎo)風(fēng)腔109的風(fēng)軸中心附近，并形成樣品氣柱，沿龍卷風(fēng)式氣流的中心軸線132向下移動，最終樣品到達(dá)進(jìn)樣半透膜111。這個(gè)過程類似于自然界中龍卷風(fēng)式的“龍取水”的現(xiàn)象。

一方面，采集的樣品經(jīng)半透膜111進(jìn)入底蓋113的漏斗形的腔內(nèi)，在預(yù)熱的情況快速氣化并與從底蓋113的側(cè)壁中的載氣通道121進(jìn)來的載氣氣流137充分混合，之后載氣攜帶樣品進(jìn)入進(jìn)樣接口120。

另一方面，對于龍卷風(fēng)式氣流131的旋轉(zhuǎn)中心的外圍的氣體，在龍卷風(fēng)式氣流131外圍形成氣旋沿導(dǎo)風(fēng)腔109側(cè)壁運(yùn)動，在導(dǎo)風(fēng)腔底部時(shí)，外圍氣旋的氣體進(jìn)入旋風(fēng)出口110，這部分氣體形成旋風(fēng)出氣流134經(jīng)排風(fēng)口127排出。旋風(fēng)出口110設(shè)置成朝向氣旋的氣流方向，在圖2中示出的方位中，旋風(fēng)出口110可以斜向上，并且出口可以不是朝向腔體中心而是偏向內(nèi)壁的切線方向，以便出口的開口方向更接近地朝向氣流在出口處的速度方向。也就是說，雖然旋風(fēng)出口110的開口方向并沒有嚴(yán)格與氣流在出口處的速度方向相反，但是旋風(fēng)出口110的開口方向接近氣流在出口處的速度方向的反向，以便氣體更容易地進(jìn)入旋風(fēng)出口110中被排出。

通過這個(gè)過程，采樣裝置100持續(xù)地抽吸樣品分子，如此實(shí)現(xiàn)對氣載物質(zhì)的放大采集。

這種具有氣體放大收集功能的龍卷風(fēng)式實(shí)時(shí)采樣裝置100可直接用作ims，gc，ms，gc-ims，gc-ms等分析儀器的進(jìn)樣器，在此不再贅述。

下面說明書根據(jù)本發(fā)明的采樣裝置的另一實(shí)施例。本實(shí)施例與以上所述的實(shí)施例類似，為了清楚下面僅描述其中不同的部分。

在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中，采樣裝置100包括第一端和與第一端相對的第二端。采樣裝置100包括導(dǎo)風(fēng)腔109，腔體的一部分105為漏斗形或截頭圓錐形。具體地，腔體包括位于第一端附近的吸入樣品的采樣入口和位于第二端附近的排出樣品的樣品出口120。導(dǎo)風(fēng)腔109的采樣入口位于截頭圓錐形的內(nèi)壁109的較小直徑的圓形端部附近，并且截頭圓錐形的內(nèi)壁的較大直徑圓形端部較靠近樣品出口。

換句話說，漏斗形內(nèi)壁109的小口徑端用于對著樣品，而大口徑端朝向排出樣品的樣品出口。值得注意的是，在圖中示出的腔體的方位是采樣入口在上，排出樣品的樣品出口在下，因而漏斗形內(nèi)壁109是倒置的漏斗布置形式。然而，這只是一種示例，當(dāng)采樣裝置100水平放置對著被檢測物體時(shí)，例如采樣入口對著位于采樣裝置100左邊的被檢測物體時(shí)，漏斗形內(nèi)壁109的小口一側(cè)對著左側(cè)被檢測物體，此時(shí)漏斗形內(nèi)壁109是橫置的布置形式。

腔體還設(shè)有旋流孔106，旋流孔106配置成向腔體內(nèi)吹入氣流以便在腔體內(nèi)產(chǎn)生龍卷風(fēng)式氣流。腔體還設(shè)有排氣口110，排氣口配置成排出氣體以便與旋流孔106一起在腔體內(nèi)形成龍卷風(fēng)式氣流。具體地，旋流孔106配置成使得旋流孔106的軸向進(jìn)氣方向沿與腔體內(nèi)壁的內(nèi)表面接近相切，并且旋流孔106的軸向進(jìn)氣方向朝向樣品出口傾斜，如圖3示意地示出的圖2中的沿a-a線的橫截面。

在本實(shí)施例中可以不單獨(dú)設(shè)置氣簾引導(dǎo)體105，然而，通過在腔體內(nèi)壁的靠近樣品入口附近設(shè)置如上所述的旋流孔106以及相應(yīng)的進(jìn)氣通道也可以實(shí)現(xiàn)與上述氣簾引導(dǎo)體105類似的效果。進(jìn)一步，可以在腔體內(nèi)部中形成如上述實(shí)施例中描述的氣簾引導(dǎo)體的環(huán)形空間，環(huán)形空間配置成容納氣體以在環(huán)形空間內(nèi)形成氣壓，并通過旋流孔向采樣裝置100的內(nèi)部空間充入氣體。

排氣口110位于腔體的壁內(nèi)，其設(shè)置形式可以與本發(fā)明的前面的實(shí)施例中的排氣口類似，排氣口110對著來自旋流孔106的龍卷風(fēng)式的螺旋前進(jìn)的氣流，使得氣流盡可能地在較小阻力下進(jìn)入排氣口110。排氣口110排出在腔體內(nèi)形成的龍卷風(fēng)式氣流的外圍氣體。外圍氣體并不限定為空氣，其中可能含有少量的樣品。排氣口的開口方向接近排氣口處的氣流的速度方向的反向。

采樣裝置100可以還包括位于采樣入口一側(cè)的第一端的過濾網(wǎng)，過濾網(wǎng)用于阻擋大顆粒物質(zhì)進(jìn)入采樣入口，所述過濾網(wǎng)包括具有剛性的過濾大顆粒的粗濾網(wǎng)和過濾微顆粒的細(xì)濾網(wǎng)。

采樣裝置100可以還包括用于控制腔體內(nèi)溫度的控溫系統(tǒng)，包括設(shè)置在腔體的壁內(nèi)的用于升溫的加熱器和用于測量溫度的溫度傳感器。采樣裝置100可以還包括包圍腔體的壁的保溫層。在本實(shí)施例中腔體可以是一體形成的腔體，也可以是通過例如焊接、鉚接等方式將多個(gè)部件接合在一起形成的腔體，對于本發(fā)明的技術(shù)方案這些形成方式并不對腔體內(nèi)部的氣流產(chǎn)生實(shí)質(zhì)的影響。

本實(shí)施例中的腔體也可以設(shè)置與以上實(shí)施例相同的例如端蓋101、濾網(wǎng)103、104、充氣和排氣氣泵128、進(jìn)樣半透膜111、溫控系統(tǒng)、保溫層等。本實(shí)施例中的腔體還可以包括用于載氣和樣品混合的混合區(qū)。即，在腔體的下部，腔體具有混合區(qū)，混合區(qū)與腔體用于形成龍卷風(fēng)式氣流的部分隔開，例如可以使用半透膜111進(jìn)行隔離。根據(jù)本實(shí)施例，可以設(shè)置兩片網(wǎng)狀金屬112，以便對半透膜111進(jìn)行夾持保護(hù)，使半透膜111免受氣流沖破。腔體的底蓋113可以包括載氣通道121，用于注入載氣，進(jìn)來的載氣在漏斗中與樣品充分混合。腔體的底蓋113還可以包括進(jìn)樣口120，采集的樣品與載氣例如在混合預(yù)熱后通過進(jìn)樣口120排出。類似地，腔體的底端面可以與本發(fā)明前面的實(shí)施例相同，如圖4所示。腔體的底端面包括充氣泵接口122、排氣泵接口123、gc柱/離子遷移管接口124、加熱棒引出線25、溫度傳感器引出線126、排風(fēng)口127以及載氣管接口136。充氣泵接口122和排氣泵接口123可以分別接一個(gè)氣泵128，例如充氣泵和排氣泵，用于持續(xù)提供氣體壓力以便在采樣裝置100內(nèi)部形成龍卷風(fēng)式氣流，其中排氣泵流速是充氣泵的10倍或更高。排氣泵接口123期望布置成使得氣阻盡可能小，因而排氣泵接口在導(dǎo)風(fēng)腔內(nèi)的開口期望迎著氣流的方向，使得氣流容易地流入排氣泵接口。排氣泵接口123也可以不接氣泵128直接用作排風(fēng)口。為了使龍卷風(fēng)式吸引放大的氣流排出，可以多設(shè)計(jì)幾個(gè)排風(fēng)口127。gc柱/離子遷移管接口124可以接gc柱也可以直接接離子遷移管。載氣管接口136接分子篩135以便使得載氣得到凈化。

此外，根據(jù)本發(fā)明的采樣裝置的又一實(shí)施例，本發(fā)明中的腔體的一部分的截頭圓錐形內(nèi)壁可以不是嚴(yán)格的截頭圓錐形，而可以是球形的一部分。也就是說，腔體的一部分的內(nèi)壁是弧面，只要樣品進(jìn)入一側(cè)的腔體內(nèi)壁的直徑較小，排出樣品一側(cè)的腔體內(nèi)壁直徑較大以便在腔體內(nèi)部形成龍卷風(fēng)式氣流即可。

根據(jù)本發(fā)明的檢測設(shè)備的另一實(shí)施例，檢測設(shè)備的預(yù)處理進(jìn)樣裝置的一個(gè)實(shí)施例在圖5中更詳細(xì)地示意地示出。

如圖5所示，預(yù)處理進(jìn)樣裝置主要包括活塞式吸附器202、活塞缸203、熱解析腔204和泵205。以下將詳細(xì)各個(gè)部件的結(jié)構(gòu)和操作。

采樣裝置100通過連接管與活塞缸203連接并連通。

連接管內(nèi)可以放置有干燥劑，干燥劑可以吸收樣品采集過程中混在所采集的樣品中的水分、濕氣等，能夠起到保護(hù)分析儀器的色譜柱、遷移管的作用。干燥劑可以被包在干燥劑包中，在連接管內(nèi)可以設(shè)置用于固定干燥劑或干燥劑包的結(jié)構(gòu)，如凸起，以防止干燥劑或干燥劑包在泵的抽吸作用下移動。

連接管的至少一個(gè)部分，如在干燥劑之后的部分，可以由可伸縮軟管或波紋管構(gòu)成，在取樣時(shí)可以對這種可伸縮軟管或波紋管可進(jìn)行拉伸和/或旋轉(zhuǎn)，從而調(diào)整樣品采集口的方向，極大的方便了用戶對樣品的采集。連接管的末端被構(gòu)造成密封地和可拆卸地連接至活塞缸203。

圖6示意性地示出了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的預(yù)處理進(jìn)樣裝置的活塞式吸附器的一個(gè)示例。如圖所示，活塞式吸附器202整體上為一個(gè)可在活塞缸203內(nèi)往復(fù)運(yùn)動的柱形活塞形式，主要包括活塞桿體221和連接至活塞桿體221的末端的吸附腔222?；钊麠U體221可以由化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的耐熱型材料(如聚四氟)制成。

在一個(gè)示例中，吸附腔222可以包括內(nèi)部填充有吸附劑223的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，即腔壁上開口有網(wǎng)狀小孔，腔內(nèi)部放置吸附劑。吸附劑材料的吸附特性可根據(jù)不同的檢測需求進(jìn)行選擇性添加，這種按需選擇方式，在一定程度上增強(qiáng)了對檢測樣品的選擇性吸附?？梢岳斫?，所填充的吸附劑的直徑應(yīng)大于網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的網(wǎng)孔孔徑。如圖6所示，吸附腔222可以具有部分中空形式，即可以包括吸附通道226，其可以為l形或拐杖形，在腔壁上具有開口。如下文將描述的那樣，該吸附通道在采樣時(shí)與樣品采集結(jié)構(gòu)連通，以接收經(jīng)由連接管被抽吸進(jìn)近來的樣品。這樣，不僅能方便樣品進(jìn)入吸附劑，而且能增大樣品與吸附劑的接觸面積，有利于樣品吸附。

在一個(gè)示例中，活塞桿體221可以包括冷卻通道227和形成在活塞桿體的下部中的多個(gè)通孔228。如下文所述，冷卻通道227被構(gòu)造成在活塞式吸附器位于樣品采集位置中時(shí)直接與環(huán)境氣體連通，并在活塞式吸附器位于樣品解析位置中時(shí)通過形成在活塞缸中的冷卻通孔與環(huán)境氣體連通。冷卻通道227也可以是l形或拐杖形，具有通向環(huán)境氣體的開口；通孔228被構(gòu)造成能夠與冷卻通道227和活塞缸203的內(nèi)部連通。這種中空的活塞桿體一方面能夠減小活塞式吸附器的質(zhì)量，有利于吸附器快速升、降溫，另一方面在解析進(jìn)樣時(shí)還可將泵205與活塞缸203的上部的冷卻氣入口235(參見圖5和圖7)連通，采用泵抽氣可對吸附器上部進(jìn)行風(fēng)冷，加快了活塞式吸附器上部的降溫速度，有助于位于活塞式吸附器下半部分的吸附腔及腔內(nèi)的吸附劑的快速降溫，進(jìn)而有利于樣品吸附。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，活塞式吸附器202還可以包括可拆卸地連接至吸附腔222的遠(yuǎn)離活塞桿體221的一端的隔熱墊224，即吸附腔222位于活塞桿體221和隔熱墊224之間。示例性地，通過拔出活塞式吸附器或擰下活塞缸，并旋開或去除位于吸附器底部的隔熱墊，可以更換吸附腔內(nèi)的吸附劑。隔熱墊可以由聚四氟材料制成，隔熱墊的設(shè)置能夠減少熱解析腔至吸附腔的熱傳遞，能有效地保證在活塞式吸附器進(jìn)行采樣/富集時(shí)吸附腔和吸附劑保持低溫，如處于近乎室溫，有利于樣品吸附和富集。

在一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)密封圈225套設(shè)在活塞式吸附器202上，如在活塞式吸附器202的外表面上，使得活塞式吸附器202能夠被密封地容納在活塞缸203內(nèi)。優(yōu)選地，密封圈225的布置使得在活塞式吸附器202在活塞缸203內(nèi)的最高位置(如樣品采集位置)和最低位置(如樣品解析位置)之間往復(fù)移動時(shí)，活塞式吸附器202都能夠通過密封圈225與活塞缸203的內(nèi)壁保持密封接觸，如圖5和7所示。示例性地，在吸附通道226的開口上下的位置處、以及冷卻通道227的開口的上下位置處，都設(shè)置有密封圈225，如圖6所示。

活塞式吸附器202的活塞桿體221的末端還可以設(shè)置有推拉手柄229，推拉手柄229用于由用戶推拉活塞式吸附器202在活塞缸203內(nèi)往復(fù)運(yùn)動。

如圖5和7所示，活塞缸203主要包括缸體231和用于容納活塞式吸附器202并與吸附腔222連通的活塞腔232。缸體231可以由強(qiáng)度大、耐熱好、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的聚四氟材料制成，并限定活塞腔232的至少一部分。缸體231安裝在熱解析腔204上，缸體231上設(shè)置有與活塞腔232連通的采樣連接氣嘴233。如上所述，采樣裝置100的連接管末端可以密封地和可拆卸地安裝或插接在采樣連接氣嘴233中，從而實(shí)現(xiàn)采樣裝置100的內(nèi)部樣品通道與活塞腔232的連通。采樣連接氣嘴233中可以設(shè)置有控制這種連通的開啟和關(guān)閉的閥。

缸體231還設(shè)置有泵連接氣嘴234，泵205通過導(dǎo)管251連接至氣嘴234進(jìn)而與活塞腔232連通，以便在樣品采樣/富集或預(yù)濃縮時(shí)，泵205、導(dǎo)管251、泵連接氣嘴234、活塞腔232、采樣連接氣嘴233、連接管樣品采集口構(gòu)成連通通路，開啟泵205可以將環(huán)境氣體中的待采樣的樣品(如，揮發(fā)性、半揮發(fā)性物質(zhì)或表面沾染物質(zhì))抽取到吸附腔222中，由吸附腔222吸附/預(yù)濃縮。在樣品采樣期間，泵205持續(xù)工作，可以在吸附腔內(nèi)富集或預(yù)濃縮樣品。采樣過程中整個(gè)活塞式吸附器處于室溫。

活塞缸203還可以包括設(shè)置在熱解析腔204內(nèi)以引導(dǎo)活塞式吸附器202在熱解析腔202內(nèi)的運(yùn)動的導(dǎo)軌236，其能有效防止活塞式吸附器202晃動，增強(qiáng)牢固程度。導(dǎo)軌236連接至缸體231，并限定活塞腔232的一部分。

如圖5和7所示，熱解析腔204主要包括腔體241和由腔體241限定的用于對樣品進(jìn)行熱解析的內(nèi)部空間。在腔體241上設(shè)置有載氣入口242、分流和/或吹掃出氣口243、和用于連接諸如色譜柱或ims之類的分析儀器的接口244。

在熱解析腔204的腔體內(nèi)，可以密封植入化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的襯管245，其能有效避免樣品與熱解析腔的金屬壁的直接接觸。襯管245可定期更換，防止樣品對熱解析腔的直接污染，降低了樣品失真率，提高了樣品檢測精度及可靠度。在熱解析腔204的腔體外壁可以包覆有加熱結(jié)構(gòu)或加熱膜，用于給熱解析腔204加熱。熱解析腔204可以設(shè)置有溫度傳感器，如在腔體外表面上，用于實(shí)時(shí)檢測和監(jiān)測熱解析腔內(nèi)的溫度。此外，在熱解析腔204的腔體外壁還可以包覆有保溫棉，用于給熱解析腔保溫，以便節(jié)省能耗。加熱結(jié)構(gòu)、溫度傳感器和/或保溫棉構(gòu)成熱解析溫控系統(tǒng)的部件，用于在控制器的控制下將熱解析腔的溫度維持在一恒定高溫處，如80℃～300℃。熱解析腔可以采用程序升溫模式，可以減小功率消耗。

在熱解析腔204和活塞缸203之間還可以設(shè)置或插入隔熱結(jié)構(gòu)，如多孔陶瓷絕熱盤，其能在樣品解析期間有效地隔絕熱解析腔與活塞式吸附器的上半部分(如活塞桿體)之間的熱交換，在樣品采集期間有效地隔絕熱解析腔與活塞式吸附器之間的熱交換，以及有效地隔絕熱解析腔與活塞缸上半部分之間的熱交換，確保了樣品采集過程中整個(gè)活塞式吸附器均處于室溫，有利于樣品的采集。

在需要對樣品進(jìn)行熱解析進(jìn)樣時(shí)，先啟動熱解析溫控系統(tǒng)將熱解析腔的溫度維持在一個(gè)合適的恒定高溫(80℃～300℃)，將吸附有樣品的活塞式吸附器快速推至具有高溫的熱解析腔內(nèi)，被推入熱解吸腔中的吸附劑被迅速加熱，吸附腔內(nèi)吸附的樣品在高溫下瞬間析出，析出的樣品與從熱解析腔的載氣入口引入的經(jīng)預(yù)熱的載氣混合，最終被載氣帶入檢測器或分析儀器中進(jìn)行檢測或分析。

如上所述，在將吸附腔推至熱解析腔內(nèi)的同時(shí)，泵205、活塞腔232、形成在活塞桿體中的多個(gè)通孔228、冷卻通道227、和活塞缸203上的冷卻氣入口235形成連通通路，因此，可采用泵205抽氣對留在熱解析腔外的活塞式吸附器的上半部分(包括活塞桿體)進(jìn)行風(fēng)冷，有利于下一次的樣品吸附和富集或預(yù)濃縮。

這種具有富集或預(yù)濃縮功能的預(yù)處理進(jìn)樣裝置可直接用作ims譜儀或gc，也可用作ims-gc，gc-ms等痕量化學(xué)物質(zhì)分析譜儀的進(jìn)樣器，在此不再贅述。

以下將參照圖5和7描述上述預(yù)處理進(jìn)樣裝置的操作。首先，拉動并定位活塞式吸附器202在如圖5所示的樣品采集位置中，使得吸附腔222與采樣裝置100連通，此時(shí)，泵205、導(dǎo)管251、泵連接氣嘴234、活塞腔232的一部分(包括圍繞吸附腔的部分)、采樣連接氣嘴233、連接管和樣品采集口124借助于密封圈225構(gòu)成連通通路，隨后，啟動泵205工作，以將環(huán)境氣體中的待采樣的樣品(如，揮發(fā)性、半揮發(fā)性物質(zhì)或表面沾染物質(zhì))抽取到吸附腔222中，由吸附腔222吸附/預(yù)濃縮。在樣品采樣期間，泵205可以持續(xù)工作，以在吸附腔內(nèi)富集或預(yù)濃縮樣品。采樣過程中整個(gè)活塞式吸附器處于室溫。

接著，啟動熱解析溫控系統(tǒng)以將熱解析腔204的溫度維持在一恒定高溫處，然后快速移動并將活塞式吸附器202定位在如圖7所示的樣品解析位置中，使得吸附腔222定位在熱解析腔204內(nèi)。吸附腔222可以通過密封圈225被密封在活塞腔232的下部中并進(jìn)而被密封在熱解析腔204內(nèi)。此時(shí)，被推入熱解吸腔204中的吸附劑被迅速加熱，吸附腔222內(nèi)吸附的樣品在高溫下瞬間析出，析出的樣品與從熱解析腔204的載氣入口242引入的經(jīng)預(yù)熱的載氣混合，最終被載氣帶入檢測器或分析儀器(未示出)中進(jìn)行檢測或分析。

在樣品在熱解析腔內(nèi)的解析期間，泵205、導(dǎo)管251、泵連接氣嘴234、活塞腔232的一部分(即在熱解析腔204之外的部分)、形成在活塞桿體221中的多個(gè)通孔228、冷卻通道227、和活塞缸203上的冷卻氣入口235形成與環(huán)境氣體連通的通路或空間。因此，可采用泵205抽氣對留在熱解析腔204外的活塞式吸附器202的上半部分(包括活塞桿體)進(jìn)行風(fēng)冷，從而能夠?qū)⒒钊轿狡鞯亩ㄎ辉跓峤馕銮煌獾牟糠直３衷谑覝?，有利于下一次的樣品吸附和富集或預(yù)濃縮。

參照圖8，示出本發(fā)明的檢測設(shè)備的另一實(shí)施例的預(yù)處理進(jìn)樣裝置300。預(yù)處理進(jìn)樣裝置300包括：吸氣泵320、吸附器330、活塞缸體340和解析缸體350。解析缸體350具有解析腔356，解析缸體350設(shè)有與解析腔356連通的分析儀器接口352、載氣入口351和載氣分流/吹掃接口353，解析缸體350的外壁設(shè)有加熱膜及溫度傳感器(圖未示出)。分析儀器接口用于與色譜柱、ims、ms或dms等連接；載氣入口與載氣供給裝置連接，用于接收載氣；加熱膜用于加熱解析腔356，溫度傳感器用于實(shí)時(shí)讀取解析腔溫度并和外部溫控電路連接以實(shí)現(xiàn)對溫度的控制。活塞缸體340設(shè)有兩個(gè)活塞腔341，每個(gè)活塞腔341安裝一個(gè)吸附器330。活塞缸體340安裝在解析缸體350上，且兩個(gè)活塞腔341均與解析腔356相連通?；钊左w340的下部伸入解析腔356中，活塞腔341的前部為開口，與解析腔356相連通?；钊左w340設(shè)有均與兩個(gè)活塞腔341連通的樣品進(jìn)氣口342和吸氣泵氣口343，樣品進(jìn)氣口342與采樣器100通過波紋軟管312連接，吸氣泵氣口343與吸氣泵320連接。吸附器330包括相連接的吸附篩筒332和活塞桿331。吸附篩筒332為一個(gè)側(cè)壁設(shè)有細(xì)孔的圓筒，吸附篩筒332用于存放吸附劑。吸附器330的整體結(jié)構(gòu)呈一個(gè)可往復(fù)運(yùn)動的圓柱形活塞。活塞桿331可滑動安裝在活塞腔341中，帶動吸附篩筒332沿活塞腔341滑動并可伸入解析腔356中，且吸附篩筒332可同時(shí)與樣品進(jìn)氣口342和吸氣泵氣口343連通。為了方便推拉活塞桿331，在活塞桿的后端設(shè)有一個(gè)活塞手柄371。

在使用時(shí)，在吸附篩筒332中放置吸附劑，先將吸附器330拉起，使吸附篩筒332與采樣器100及吸氣泵320連通，吸氣泵320吸氣，采樣器100吸收樣品氣，樣品氣流過吸附篩筒332，樣品氣中的樣品被吸附劑吸收，待吸附劑上的樣品量富集后，將吸附器330摁入已預(yù)先加熱的解析腔356中進(jìn)行樣品析出，析出的樣品在解析腔356中與經(jīng)預(yù)熱的從載氣入口351流入解析腔內(nèi)的載氣均勻混合后從分析儀器接口352進(jìn)入gc-ims、ims、gc-ms、gc-dms或其它分析儀器中，進(jìn)行檢測。本發(fā)明的兩個(gè)吸附器330可以交替使用，即一個(gè)拉起時(shí)取樣時(shí)(后一被檢樣品)，另一個(gè)摁下進(jìn)行樣品解析和檢測(前一被檢樣品)，使進(jìn)樣裝置能夠全時(shí)、快速地吸收樣品，尤其是在處理有多個(gè)被檢樣品時(shí)體現(xiàn)出了明顯的檢測優(yōu)越性。吸附器可對樣品進(jìn)行濃縮，提高了分析儀器的檢測精確度。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，吸附篩筒332設(shè)有一個(gè)吸附篩口372，吸附篩口372可與樣品進(jìn)氣口342連通，樣品氣進(jìn)入時(shí)，快速地從吸附篩口372進(jìn)入吸附篩筒中，采用形如372的結(jié)構(gòu)，有效的增大了單位時(shí)間內(nèi)的吸附面積，提高樣品富集的速度。優(yōu)選的，樣品進(jìn)氣口342和吸氣泵氣口343沿活塞腔341的軸向方向設(shè)置，樣品進(jìn)氣口342和吸氣泵氣口343之間的距離略小于吸附篩筒332的長度，使吸附篩口372恰好能夠與樣品進(jìn)氣口342相對連通。同時(shí)，還可以通過旋開位于吸附器頂端的絕熱墊333對吸附篩筒332中的吸附劑進(jìn)行更換，吸附劑類型可按檢測需求選擇。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，解析缸體350的外壁還設(shè)有溫度傳感器(圖未示出)和保溫層354。溫度傳感器用于檢測解析缸體的溫度，同時(shí)，溫度傳感器與一個(gè)控制器連接，通過控制器以程序升溫的形式控制解析腔356的溫度，能有效的減小功率消耗。保溫層351采用保溫棉，用于給解析缸體保溫，以降低能耗。解析缸體350還設(shè)有一個(gè)載氣分流/吹掃接口353，載氣分流口353與解析腔356相連通，分析儀器接口352無法完全接收混合樣品氣時(shí)，混合樣品氣從載氣分流/吹掃口排出?；钊左w340與解析缸體350之間設(shè)有隔熱盤360，能夠有效地隔絕解析缸體350及活塞缸體340的熱傳遞?；钊左w340及解析缸體350與隔熱盤360之間采用螺紋密封連接。隔熱盤360采用多孔陶瓷材料制成。

為了獲取干燥的樣品氣，在波紋炊管312中設(shè)置干燥劑包313，用于除去混合氣體中的水蒸氣，起到保護(hù)色譜柱及檢測器的作用。干燥劑包313通過設(shè)置在波紋軟管312中卡槽314固定安裝。采樣器310具有一個(gè)喇叭吸氣頭311，喇叭吸氣頭311上設(shè)有微孔濾網(wǎng)315。在設(shè)置微孔濾網(wǎng)15，可防止大顆粒物質(zhì)進(jìn)入而堵塞管路。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，每個(gè)活塞腔341設(shè)有一個(gè)冷卻氣口344，冷卻氣口344設(shè)有入口閥門374。活塞桿331設(shè)有冷卻空腔334，冷卻空腔334可與冷卻氣口344連通，且活塞桿331的側(cè)壁設(shè)有與冷卻空腔334連接的多個(gè)通風(fēng)孔373，至少部分通風(fēng)孔373可與吸氣泵氣口連通。當(dāng)需要對吸附器330冷卻時(shí)，拉起吸附器330，使冷卻空腔334與冷卻氣口344連接，打開入口閥門374，在吸氣泵的作用下，冷卻氣從冷卻氣口344流入，對活塞桿331和吸附篩筒332進(jìn)行冷卻。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，吸附器330與活塞腔341之間設(shè)有多個(gè)o形的密封圈335。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，解析缸體350的內(nèi)壁設(shè)有襯管355。解析缸體350可采用不銹鋼制作，解析缸體350密封嵌入化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的聚四氟乙烯材料制成的襯管355，襯管355可定期更換，一方面能保證樣品氣不與金屬材料接觸、反應(yīng)并由此導(dǎo)致的檢測樣品和檢測信號的失真，另一方面還可阻擋大顆粒物質(zhì)掉入色譜柱并堵塞色譜柱。

優(yōu)選的，在吸附篩筒332的底部設(shè)置一個(gè)絕熱墊333，用于隔絕解析腔356的熱，避免解析腔356中的熱量傳導(dǎo)到吸附篩筒332中。優(yōu)選的，吸附篩筒332的底部為敞口，絕熱墊333與吸附篩筒332通過螺紋連接。拔出吸附器330或擰下活塞缸體340，并旋開位于吸附器330底部的絕熱墊可對吸附劑進(jìn)行更換。用戶可根據(jù)不同的檢測目的選擇吸附劑類型(填充吸附劑的直徑應(yīng)大于吸附篩筒332的網(wǎng)孔孔徑)，極大地提高了儀器的靈活性。絕熱墊可采用隔熱性能好的聚四氟材料，絕熱墊能有效保證吸附器330采樣富集時(shí)吸附篩筒332和吸附劑處于近乎室溫，有利于樣品吸附和富集。

優(yōu)選的，本發(fā)明中的吸附器330的活塞桿331及吸附篩筒332一體制成，且采用化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的耐熱型材料制成，如聚四氟?；钊左w340可采用強(qiáng)度大、耐熱好、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的聚四氟材料制作。為了使吸附器330能夠穩(wěn)定地沿活塞腔341移動，活塞腔341中設(shè)置密封導(dǎo)軌，為取樣、富集、風(fēng)冷、熱解析進(jìn)樣提供支撐及密封管路。

參照圖8所示，為了說明方便，兩個(gè)吸附器中，圖中左邊的吸附器為第一吸附器，以圖中右邊的吸附器為第二吸附器。在需對被檢物進(jìn)行采樣時(shí)，首先將解析缸體外壁的加熱膜打開，設(shè)置好溫度，待溫度穩(wěn)定后先將兩個(gè)吸附器都摁入解析腔內(nèi)進(jìn)行吸附劑凈化，然后將兩個(gè)吸附器拉起，將其中第一吸附器拉至如圖8所示的左側(cè)吸附器所在位置，將第二吸附器拉高至吸附篩筒上部略低于活塞缸體上部樣品進(jìn)氣口的位置(不形成抽氣通路，同時(shí)有助于吸附器冷卻及后期樣品吸附)，開啟采樣吸氣泵電源，將采樣器的喇叭采樣頭近距離對準(zhǔn)被檢物，在吸氣泵的作用下開始收集被檢物揮發(fā)性氣體，持續(xù)采用3-5分鐘，以實(shí)現(xiàn)取樣品富集，待樣品富集后將位于第一吸附器的吸附篩筒全部摁入解析腔中進(jìn)行樣品析出，與此同時(shí)將第二吸附器再次拉高直至樣品進(jìn)氣口、吸附篩筒和吸氣泵氣口形成連通氣路的位置，如此循環(huán)操作以實(shí)現(xiàn)有多個(gè)被檢物時(shí)的全時(shí)、快速樣品收集和富集解析。被析出的被檢樣品與從載氣入口進(jìn)入的載氣迅速均勻混合后進(jìn)入樣品排出口，實(shí)現(xiàn)了樣品的解析進(jìn)樣，樣品排出口與檢測設(shè)備或者分離設(shè)備相連接。

圖9是根據(jù)本發(fā)明檢測設(shè)備的樣品分析裝置400的一個(gè)實(shí)施例的總體結(jié)構(gòu)示意圖。樣品分析裝置400可以大體包括樣品導(dǎo)入裝置部分和離子遷移譜分析裝置部分。

樣品導(dǎo)入裝置包括集束毛細(xì)管柱401，集束毛細(xì)管柱401包括多個(gè)毛細(xì)管柱。在一種實(shí)施例中，集束毛細(xì)管柱401可以通過將多根獨(dú)立的單根毛細(xì)管柱平行地集聚成一束構(gòu)成。在一種實(shí)施例中，集束毛細(xì)管柱401可以通過在一根柱子上形成多個(gè)平行的毛細(xì)孔構(gòu)成。在一種實(shí)施例中，集束毛細(xì)管柱401由非金屬材料形成。例如，通常情況，毛細(xì)管柱可以由玻璃材料形成。毛細(xì)管柱也可以由其他材料形成。集束毛細(xì)管柱401配置成具有大體平齊的入口端和出口端。一支集束毛細(xì)管由成百上千根平行毛細(xì)管柱構(gòu)成，例如500-5000根平行毛細(xì)管柱集成在一個(gè)橫截面為正六邊形的玻璃柱內(nèi)，每根毛細(xì)管柱的內(nèi)徑為20-100μm，一般為～40μm。在每根毛細(xì)管柱的內(nèi)表面可以涂覆一層固定相，固定相的選擇可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇。由于集束毛細(xì)管柱401強(qiáng)大的分離能力，通?？勺龀沙叽巛^短的筆形柱(40-250mm)即可以實(shí)現(xiàn)分離的功能。尺寸較長的柱可繞成圓盤形?；旌蠘悠方M分經(jīng)過與毛細(xì)管固定相之間的相互作用以保留時(shí)間不同實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的分離。毛細(xì)管柱的保留時(shí)間在秒-分鐘量級(一般為幾十秒～幾分鐘，最小峰寬幾秒)。

集束毛細(xì)管柱401的結(jié)構(gòu)具有如下優(yōu)點(diǎn)：1)集聚上千根毛細(xì)管柱，使集束毛細(xì)管柱401的容量更大，可以用來得到更高的靈敏度；2)集束毛細(xì)管柱401的毛細(xì)管柱的更細(xì)，例如毛細(xì)管柱可以具有內(nèi)徑20-100μm，而傳統(tǒng)的毛細(xì)柱內(nèi)徑在0.25-0.53mm之間，因而集束毛細(xì)管柱401的毛細(xì)管柱有更好的分離效果，可以用比較短的尺寸實(shí)現(xiàn)很好的分離；3)筆形的集束毛細(xì)管柱401(40-250mm)允許通過的壓力梯度比常規(guī)毛細(xì)管柱(一般30m)小，因此集束毛細(xì)管柱401內(nèi)的流速是傳統(tǒng)毛細(xì)管柱流速的2-3個(gè)量級，而且具有更高的流量范圍(20-150ml/min)，因此集束毛細(xì)管柱401不但允許快速分離，而且允許等溫分離?；谶@些優(yōu)勢一方面可實(shí)現(xiàn)集束毛細(xì)管柱401-離子遷移譜聯(lián)用譜儀近似于實(shí)時(shí)分離檢測的能力，另一方面集束毛細(xì)管短小的尺寸幫助實(shí)現(xiàn)便攜式的集束毛細(xì)管柱-離子遷移譜儀。

為了加強(qiáng)玻璃柱的保護(hù)，提高集束毛細(xì)管柱整體強(qiáng)度，防止意外破碎，樣品導(dǎo)入裝置還包括配置成包圍并保護(hù)集束毛細(xì)管柱401的金屬圓套420。在本發(fā)明的圖9中示出了正六邊形玻璃柱外周耦合一個(gè)金屬圓套420的情形，即筆形玻璃集束毛細(xì)管柱401的橫截為正六邊形。集束毛細(xì)管柱401的其他形狀的截面也是可以的，例如圓形的。

樣品導(dǎo)入裝置還包括溫控系統(tǒng)，溫控系統(tǒng)與集束毛細(xì)管柱401結(jié)合用于控制集束毛細(xì)管柱401內(nèi)的溫度。

具體地，樣品導(dǎo)入裝置的溫控系統(tǒng)包括導(dǎo)熱體402，導(dǎo)熱體402配置成直接接觸包圍集束毛細(xì)管柱401的金屬圓套420。溫控系統(tǒng)還包括嵌入在導(dǎo)熱體402內(nèi)的至少一個(gè)加熱器404和至少一個(gè)傳感器405。至少一個(gè)加熱器404和至少一個(gè)傳感器405的配合可以實(shí)現(xiàn)對導(dǎo)熱體402的溫度控制。加熱器可以選多種形式。例如，可以在導(dǎo)熱體402中嵌入多根加熱棒404，例如嵌入1根或多根加熱棒404，例如2、3、4、5、6、7、8、9、10根或更多根加熱棒404。多根加熱棒404可以均勻地分布在導(dǎo)熱體402中以便更迅速且均勻地升高導(dǎo)熱體402的溫度。圖9示出一根導(dǎo)熱棒的情形。導(dǎo)熱體402可以嵌入熱絲，熱絲的布置也有利于均勻的加熱，例如可以使得導(dǎo)熱體402本身類似一種可升溫的加熱體。

在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器405可以設(shè)置在靠近金屬圓套420附近，以便使傳感器405所測的溫度更接近毛細(xì)管柱內(nèi)的溫度。多個(gè)傳感器405可以均勻地分布在導(dǎo)熱體402的靠近金屬網(wǎng)套420周圍。

在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)熱體402包括導(dǎo)熱體402外周上的多個(gè)凸起430，在導(dǎo)熱體402外周的多個(gè)凸起430之間形成空間403。這些空間可以看作溝槽403，也可以看作流體通過的通道403，如圖10所示。

每個(gè)凸起430的尺寸可以相同，也可以不同。單個(gè)凸起430之間的間距可以相同，也可以不同。例如一部分凸起430尺寸大，其他的凸起430尺寸小。例如兩列凸起430一組，每組凸起430之間的間距比每組的兩個(gè)突起之間的間距大。凸起430的布置也可以是不均勻的。本領(lǐng)域即使人員應(yīng)該知道，包括凸起430的其他尺寸和間距的凸起430的布置也是可以的。

換句話說，導(dǎo)熱體402可以看作兩部分，一部分是導(dǎo)熱體402的基部，另一部分是導(dǎo)熱體402的凸起430。在一個(gè)實(shí)施例中，基部的徑向厚度可以較小，凸起430的高度可以較大。導(dǎo)熱體402上的多個(gè)凸起430有利于流體在凸起430之間流動以與導(dǎo)熱體402交換熱。在一個(gè)實(shí)施例中，例如，通入氣體使得氣體在多個(gè)凸起430之間流動，可以加速導(dǎo)熱體402的多個(gè)凸起430與通入的氣體熱交換，此時(shí)多個(gè)凸起430可以用作散熱片。在一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)凸起430之間可以纏繞管道，管道內(nèi)可以流過流體，通過高溫流體或低溫流體可以實(shí)現(xiàn)流體的管道與導(dǎo)熱體402進(jìn)行熱交換，從而控制導(dǎo)熱體402的溫度。

在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)熱體402的基部厚度較薄，在多個(gè)凸起430之間布置加熱膜，由此可以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱體402的升溫；同時(shí)，在多個(gè)凸起430之間布置熱媒流體的管道實(shí)現(xiàn)經(jīng)由熱傳遞的降溫。由此配置，結(jié)合傳感器405可以迅速地控制導(dǎo)熱體402的溫度。

由于多個(gè)凸起430的設(shè)置，可以看作導(dǎo)熱體402具有用于容納流動的熱媒流體或熱媒流體管道以便溫度傳遞的溝槽。具體地，圖12示出流體管道纏繞在多個(gè)凸起430之間的情形。熱媒流體管道可以蜿蜒穿過多個(gè)凸起430，或者熱媒流體管道可以螺旋地圍繞導(dǎo)熱體402的多個(gè)凸起430之間，由此熱媒流體管道與導(dǎo)熱體402之間進(jìn)行熱傳遞。應(yīng)該理解，可以以任何方式將流體管道布置在由多個(gè)凸起430構(gòu)成的通道或溝道之中，凸起430此時(shí)不但與熱媒管道進(jìn)行熱交換，還起到支撐管道的作用。

在一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)凸起430是有利的，多個(gè)凸起430可以看作散熱凸起430，用流體直接散熱；多個(gè)凸起430可以用于限定流體通道的布置，將流體通道繞在多個(gè)凸起之間，可以固定流體通道的位置。

在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，樣品導(dǎo)入裝置還可以包括外殼406，外殼406包圍溫控系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施例中，樣品導(dǎo)入裝置還可以包括保溫層408，保溫層408設(shè)置在外殼406和導(dǎo)熱體402之間。在一個(gè)實(shí)施例中，外殼406可以以密封的方式包圍導(dǎo)熱體402的外側(cè)面。當(dāng)保溫層408和外殼406包圍導(dǎo)熱體402時(shí)，導(dǎo)熱體402上的多個(gè)凸起可以用以支撐保溫層408和外殼406。如圖9所示，在多個(gè)凸起和保溫層408之間形成了許多通道。熱媒流體的管道可以穿過這些通道或上面所說的溝槽而布置在導(dǎo)熱體402的外周上，以便進(jìn)行充分的熱傳遞。

在一個(gè)實(shí)施例中，可以設(shè)置氣泵418，通過管道417通入到上述溝槽403內(nèi)，氣泵418通入加壓氣體進(jìn)入多個(gè)凸起430之間的溝槽403，幫助導(dǎo)熱體402的冷卻或升溫。在一個(gè)實(shí)施例中，可以直接將液體通入由多個(gè)凸起430形成的溝槽中實(shí)現(xiàn)熱交換。

在一個(gè)實(shí)施例中，集束毛細(xì)管柱401的入口端伸出到樣品導(dǎo)入裝置的外殼406之外。金屬圓套420的一部分也可以隨著集束毛細(xì)管柱401一起伸出到外殼406之外。

由于集束毛細(xì)管柱401中的樣品流速比常規(guī)氣相色譜柱的快，因此樣品導(dǎo)入裝置與離子遷移譜分析裝置的接口尤為重要。樣品導(dǎo)入裝置與離子遷移譜分析裝置的接口的作用是將集束毛細(xì)管柱401快速分離的樣品無損地、平穩(wěn)地引入離子遷移譜分析裝置的反應(yīng)區(qū)內(nèi)。

在一個(gè)實(shí)施例中，樣品分析裝置400還包括隔熱定位裝置411，配置成能夠在樣品導(dǎo)入裝置和離子遷移譜分析裝置之間連接樣品導(dǎo)入裝置和離子遷移譜分析裝置，并且隔斷樣品導(dǎo)入裝置和離子遷移譜分析裝置之間的熱傳遞，以便樣品導(dǎo)入裝置和離子遷移譜分析裝置的分別的獨(dú)立溫度控制。

在一個(gè)實(shí)施例中，隔熱定位裝置411包括與樣品導(dǎo)入裝置的出口端連接的第一連接端和與離子遷移譜分析裝置的樣品導(dǎo)入口連接的第二連接端。具體地，第一連接端連接并密封在集束毛細(xì)管柱401的一個(gè)端部，第二連接端的形狀與離子遷移分析裝置的腔的開口的形狀互補(bǔ)。隔熱定位裝置411的形狀如圖9和圖11的截面圖所示。隔熱定位裝置411具有階梯狀的形狀，圖11分別示出沿b-b和c-c線的截面圖。在一個(gè)實(shí)施例中，在隔熱定位裝置411的部分的外表面上可以設(shè)置墊圈。墊圈413可以起到密封作用，當(dāng)樣品導(dǎo)入裝置插入離子遷移譜分析裝置時(shí)，隔熱定位裝置411連接在兩者之間，良好的密封是必要的，以避免反應(yīng)區(qū)414中的粒子泄漏或外界氣體進(jìn)入反應(yīng)區(qū)414影響測量的精度。

隔熱定位裝置411可以由塑料材料形成，例如由peek，聚四氟乙烯形成。隔熱定位裝置411由可以其他耐高溫和絕熱的非金屬材料形成。例如耐火材料和石棉等材料形成。通過隔熱定位裝置411，非金屬材料形成的集束毛細(xì)管柱401的出口端通過離子遷移譜分析裝置的樣品導(dǎo)入口直接插入離子遷移譜分析裝置的腔內(nèi)，即離子遷移譜分析裝置的反應(yīng)區(qū)414內(nèi)，同時(shí)避免金屬圓套420靠近離子遷移譜分析裝置的離子區(qū)，從而避免金屬圓套420干擾離子遷移譜分析裝置的精度。具體地，金屬圓套420不進(jìn)入離子遷移譜分析裝置的樣品導(dǎo)入口。優(yōu)選地，金屬圓套420遠(yuǎn)離離子遷移譜分析裝置的樣品導(dǎo)入口。

通過這樣的配置，樣品樣品可以直接送入離子遷移譜分析裝置的反應(yīng)區(qū)414內(nèi)，避免現(xiàn)有技術(shù)中氣體物質(zhì)被引入到電離區(qū)415內(nèi)被(例如)高能射線打成離子碎片的問題。同時(shí)，氣體物質(zhì)能夠被毛細(xì)管柱分離，滿足分析的要求，直接被送入反應(yīng)區(qū)414分析。

在一個(gè)實(shí)施例中，隔熱定位裝置411可以與樣品導(dǎo)入裝置形成為一個(gè)整體，這在實(shí)際使用時(shí)也是有利的。在此情況下，隔熱定位裝置411可以密封樣品導(dǎo)入裝置的一端，樣品導(dǎo)入裝置的出口端從隔熱定位裝置411伸出，如圖9所示。此時(shí)，包括隔熱定位裝置411的樣品導(dǎo)入裝置的出口端如圖9所示，即由隔熱定位裝置411的端部包裹集束毛細(xì)管柱401，其中毛細(xì)管柱的部分由隔熱定位裝置411的非金屬材料直接包裹。

由于隔熱定位裝置411的設(shè)置，可以實(shí)現(xiàn)樣品導(dǎo)入裝置方便地直接插入到離子遷移譜分析裝置的腔，即反應(yīng)區(qū)414內(nèi)。這在要求快速分析氣體樣品的場合下尤為重要。樣品導(dǎo)入裝置可以單獨(dú)進(jìn)行溫度控制，在預(yù)備時(shí)間里可以單獨(dú)控制樣品導(dǎo)入裝置的溫度，在樣品導(dǎo)入裝置具備想要的溫度條件下，將樣品導(dǎo)入裝置插入離子遷移譜分析裝置；通過隔熱定位裝置411連接并確定樣品導(dǎo)入裝置和離子遷移譜分析裝置之間的相對位置。由于隔熱定位裝置411的熱絕緣性質(zhì)和剛性，樣品導(dǎo)入裝置的溫度不會影響離子遷移譜分析裝置的測量精確，并且樣品導(dǎo)入裝置和離子遷移譜分析裝置之間的位置關(guān)系可以確定。通過這樣的配置，可以方便地進(jìn)行樣品導(dǎo)入裝置和離子遷移譜分析裝置的連接和分離，這在實(shí)際檢查過程具有積極的意義，極大地方便檢查不同的樣品，并且并于運(yùn)輸，整體檢查系統(tǒng)的體積減小。例如，可以配備多個(gè)樣品導(dǎo)入裝置，方便檢查不同的樣品，加快檢查的速度和精確度。

在一個(gè)實(shí)施例中，集束毛細(xì)管柱401的金屬圓套420的長度配置成當(dāng)集束毛細(xì)管柱401插入到離子遷移譜分析裝置的反應(yīng)區(qū)414內(nèi)時(shí)金屬圓套420不進(jìn)入離子遷移譜分析裝置的電離區(qū)415。金屬圓套420的端部終止在隔熱定位裝置411中，例如如圖9所示的位置。然而，應(yīng)該知道金屬圓套420的位置可以是其他情形，只要金屬圓套420不接近包含離子的反應(yīng)區(qū)414即可。例如，金屬圓套420不進(jìn)入，或遠(yuǎn)離離子遷移譜分析裝置的樣品導(dǎo)入口。

在一個(gè)實(shí)施例中，樣品分析裝置400包括用于分析樣品導(dǎo)入裝置導(dǎo)入的樣品的離子遷移譜分析裝置。離子遷移譜分析裝置包括用于氣體反應(yīng)的反應(yīng)區(qū)414。反應(yīng)區(qū)414包括樣品導(dǎo)入口，用以導(dǎo)入待分析的樣品。離子遷移譜分析裝置還包括電離區(qū)415。

如圖9所示，樣品導(dǎo)入裝置位于離子遷移譜分析裝置的上側(cè)，電離區(qū)415的位置在下側(cè)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，樣品導(dǎo)入裝置與離子遷移譜分析裝置的電離區(qū)415相對地布置是有利的。與現(xiàn)有技術(shù)中樣品樣品通入電離區(qū)415電離的技術(shù)思路不同，本發(fā)明的樣品導(dǎo)入裝置配置成使得要分析的樣品避開電離區(qū)415，將要分析的樣品樣品直接導(dǎo)入至反應(yīng)區(qū)414中，這有利地避免了分子離子碎片的產(chǎn)生，避免了現(xiàn)有技術(shù)將樣品導(dǎo)入到電離區(qū)415中帶來的例如樣品被打成碎片等其他問題，例如由于非直線型的氣體通道帶來的湍流等。即，實(shí)現(xiàn)快速分離樣品樣品的同時(shí)將樣品樣品平穩(wěn)地引入至離子遷移譜分析裝置。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，離子遷移譜分析裝置412為正422、負(fù)423雙模式遷移管，反應(yīng)區(qū)414在正模式管422和負(fù)模式管423之間，電離區(qū)415和反應(yīng)區(qū)414分開布置，且通過可閉合的開口連接，如圖9示出一種布置。例如，電離區(qū)415在反應(yīng)區(qū)414一側(cè)的附近。

根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)思路，在一個(gè)實(shí)施例中，例如空氣的載氣416被導(dǎo)入電離區(qū)415內(nèi)，載氣在電離區(qū)415被離化，生成帶電載氣，例如h⁺(h2o)n，和o2^-(h2o)n。帶電的載氣被送入反應(yīng)區(qū)中，在此帶電的載氣與樣品結(jié)合發(fā)生反應(yīng)，從而使樣品分子帶正電或負(fù)電。這與現(xiàn)有技術(shù)將樣品氣體與載氣混合一起被離化不同。例如，生物大分子與水合質(zhì)子或水合氧離子結(jié)合形成帶正電或負(fù)電的分子，而不是被電離成分子碎片。正模式遷移管422及負(fù)模式遷移管423均包括離子門424、遷移區(qū)、抑制柵427和法拉第盤428。遷移區(qū)可以由一串不銹鋼保護(hù)環(huán)425和陶瓷絕緣環(huán)426串接而成。帶正電的樣品粒子在正模式遷移管中檢測，帶負(fù)電的樣品粒子在負(fù)模式遷移管中檢測。

具體地，離子遷移譜分析裝置的載氣416在電離區(qū)415被電離而生成反應(yīng)離子，反應(yīng)離子在離子遷移譜分析裝置的載氣416的吹掃下電離區(qū)415的載氣入口進(jìn)入反應(yīng)區(qū)414，在反應(yīng)區(qū)414與經(jīng)集束毛細(xì)管柱401分離的樣品相遇，發(fā)生親電吸附反應(yīng)，使樣品分子吸附反應(yīng)離子而帶電性，正、負(fù)帶電離子在遷移管正、負(fù)電場的推動作用下分別進(jìn)入正、負(fù)遷移管422、423被分離，并被兩端的法拉第盤428檢測。離子遷移譜分析裝置412的其他某些設(shè)計(jì)和原理可以參考申請第200810119974.6號，該專利申請的內(nèi)容在此通過參考并入。

下面簡單描述根據(jù)本發(fā)明的檢測設(shè)備的操作過程。

可以將檢測設(shè)備布置在例如機(jī)場、口岸、地鐵站等場所，將采樣裝置的采樣入口對準(zhǔn)待檢查的對象。采樣裝置中模擬的龍卷風(fēng)式氣流產(chǎn)生負(fù)壓，將氣相物質(zhì)或顆粒物質(zhì)吸入導(dǎo)風(fēng)腔109中；經(jīng)過半透膜111，樣品與載氣在混合區(qū)或混合腔中混合，通過進(jìn)樣口120排出。在樣品進(jìn)入預(yù)處理進(jìn)樣裝置之前，將預(yù)處理進(jìn)樣裝置的熱解析腔的溫度維持在一個(gè)合適的恒定高溫(例如，80℃～300℃)，將吸附有樣品的活塞式吸附器快速推至具有高溫的熱解析腔內(nèi)，被推入熱解吸腔中的吸附劑被迅速加熱，吸附腔內(nèi)吸附的樣品在高溫下瞬間析出，析出的樣品與從熱解析腔的載氣入口引入的經(jīng)預(yù)熱的載氣混合，最終被載氣帶入樣品分析裝置。樣品分析裝置中的毛細(xì)管柱束將樣品分離，隨后直接送入離子遷移譜分析裝置。

雖然本總體專利構(gòu)思的一些實(shí)施例已被顯示和說明，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，在不背離本總體專利構(gòu)思的原則和精神的情況下，可對這些實(shí)施例做出改變，本發(fā)明的范圍以權(quán)利要求和它們的等同物限定。