[发明专利]一种用于检测气溶胶样品的连续监测仪

说明书

技术领域

本发明涉及利用离子迁移谱技术在线检测气溶胶样品的连续监测仪。

气溶胶样品连续监测仪，具体地说直接对大气环境中的气溶胶样品进行监测，这种方法以离子迁移谱技术为基础，利用离子迁移谱仪作为分析手段，采样和分析时间可设置，一般采样时间10-30s，分析一次样品耗时低于60s，灵敏度高。

背景技术

离子迁移谱(Ion Mobility Spectrometry，IMS)技术20世纪70年代出现的一种分离检测技术，与传统的质谱、色谱仪器相比，他具有结构简单，灵敏度高，分析速度快，结果可靠的特点。能够在大气环境中对微量物质进行检测，适于现场使用。因此可将该技术应用到易制毒化学品的在线检测。离子迁移谱的电离源，很容易使样品分子、N₂、O₂和水蒸气电离，离子很容易与分子之间发生离子分子反应，得到多种产物，从而使测得的谱线非常复杂。离子迁移谱主要由离子化室、离子门、漂移区和检测器组成。样品气体在离子化室电离产生分子、离子。

离子在电场的驱使下通过周期性开启的离子门进入漂移区。在与逆流的中性漂移气体分子不断碰撞的过程中，由于这些离子在电场中各自迁移速率不同，使得不同的离子得到分离，先后到达收集极被检测。因此通过迁移时间就可确定分析目标物质的存在，而应用峰面积或峰高可确定相应物质的浓度。

通常，离子迁移谱只适合对气体样品进行直接分析，而不能直接分析固体和液体样品。实际工作中，有些液体样品采用顶空进样(液体挥发到空气中的蒸气)分析。当前固体和液体样品可以通过手动采样，样品经热解析过程气化后进行检测。而针对大气中的气溶胶直接进行在线监测和分析还未能实现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种直接采集大气中的气溶胶样品的连续监测仪，同时也提供了在线监测气溶胶样品的方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种用于检测气溶胶样品的连续监测仪，包括自动采样、进样装置和离子迁移谱仪；自动采样、进样装置包括采样布、滚轮、筒状的采样管；

采样布为条状采样布；筒状采样管的上端开口，底端通过一方形四氟垫与一抽气泵相连；采样布从筒状采样管下部穿过后、再穿入离子迁移谱仪的热解析进样器中，于筒状采样管内采样布的上方形成一采样撞击室，采样布穿入热解析进样器的一端缠绕在滚轮上或压紧于滚轮和滚轮固定架间，通过滚轮带动采样布向热解析进样器的一端移动。

所述采样布的两端分别缠绕在两个滚轮上，采样布沿筒状采样管的径向方向穿过采样管。

所述滚轮与一电动机的输出轴相连，通过电动机的输出轴带动滚轮转动；由电动机让采样布进行履带式传输运动，运动过程为：采样布先采样后进样或连续采样实时监测检测信号。

所述的气溶胶采样装置，根据撞击式气溶胶采样原理设计，由采样管、采样撞击室和抽气泵组成。采样管在采样撞击室前面，抽气泵所抽的气溶胶经采样管，在采样撞击室内采集到特定采样布上完成一次采样。这种特殊设计的结构有利于某一大小的气溶胶样品颗粒富集采样布表面。

所述的进样装置，热解析器将采集到的气溶胶样品气化，然后在载气带动下，进入离子迁移谱。其中热解析器温度为150-300℃。

采样布为条状的聚四氟乙烯高温采样布或玻璃纤维布，厚度在0.08-0.90mm，最高可耐300℃。

在采样撞击室前面的采样管长度为0.1-0.5m，管口直径1-5cm；抽气泵所抽的气溶胶经采样管，在采样撞击室内采集到特定采样布上完成采样。

抽气泵为风扇或风机。

采样布采用履带式传输进样，设计转轴上布条尺寸为宽1-3cm，长度约1-10m，采样布厚度主要包括为0.08-0.90mm。

所述的离子迁移谱仪主要包括热解析进样器、电离源、反应区、离子门、迁移区、信号接收与检测系统和气路干燥系统。

所述电离源包括放射性⁶³Ni源，紫外光电离源或放电电离源；

热解析进样器主要由进样口、加热棒或者加热带、温度控制器组成，其中加热温度可控制在20-300℃。

气溶胶采样装置富集样品到采样布，自动进样装置将样品带式传输进入热解析进样器，热解析进样器将采集到的气溶胶样品气化，然后在载气带动下，进入离子迁移谱，经离子迁移谱仪检测分析输出信号。

本发明提供的采样装置、进样装置以及其他构件，结构合理、有效，适用性广，可分析采集和检测各种气溶胶类样品。

本发明的优点如下：