[发明专利]用于流体取样的装置

说明书

相关申请案

本专利申请案根据35U.S.C.§119主张2010年2月16日申请的第61/305,001号美国临时专利申请案的优先权，所述美国临时专利申请案的全文以引用的方式并入。

技术领域

本发明的实施例涉及流体的取样，且更具体来说涉及通过称作取样袋的具有柔性壁的容器的空气取样。此外，取样袋的实施例可包括附接到取样袋外部的面板。所述面板可进一步包括经配置以允许取样袋通过手进行充气和放气的手柄。

背景技术

常规流体容器可具有刚性壁或柔性壁。具有刚性壁的容器具有用于容纳流体的所界定永久容积，且具有柔性壁的容器具有可变或可改变容积。常规容器包含但不限于瓶、罐或袋。此些容器可用于多种目的，包含获得和保持流体样品以及容纳可用于分析仪器的校准的标准气体混合物。如本文所使用，术语“流体”包含气体和/或液体。存在已经被开发且专门用于特定用途的此些容器的许多配置。

处于压力下的气体混合物有效用于制备工业量的标准流体混合物，且优选具有一种(或一种以上)组分在载体流体中的相当高的浓度。处于高压下的气体混合物通常存储在具有刚性壁的容器中。对于实验室使用，可用额外载体流体将此些气体混合物稀释到特定组分的所要浓度，以便制备标准混合物。用于运输、保存和使用此些标准混合物的常规容器可以是具有包括惰性、低渗透性材料的柔性壁的容器。针对所容纳组分在壁上具有低吸附作用的材料优选增加了混合物的完整性。具有柔性壁的容器(也称作取样袋)被广泛用于流体取样、空气取样和液体取样。例如凯纳(Kynar)和泰德拉(Tedlar)的材料被广泛用于制造此些容器。

为了获得代表性样品或制备准确标准，必须在填充之前适当地制备容器。通常，所述袋用中性气体冲洗并通过强的真空泵经受高真空以从容器去除所有流体。所述袋应被清洗和冲洗以引起任何残留物的解吸附作用，且其容积应减少到实质上零。任何所吸附残留物或残留气体可能污染放在不良制备的袋中的任何所制备流体混合物或流体样品。

具有刚性壁的容器和具有柔性壁的容器均具有其自身的优点和缺点。具有刚性壁的容器的缺点包含其极其高度价格和昂贵的维护费用；其为大体积的，且因此其存储、运输和邮寄成本是昂贵的；当需要递送气体蒸汽或混合物时其必需处于过压下，且在用于流体取样之前完全抽真空。

通过具有刚性壁的容器取样的另一缺陷在于：在从容器去除样品的一部分后，罐中的压力可降低到大气压以下，且可添加额外载体气体(例如稀有气体)以将压力增加回大气压。这个过程稀释了样品或标准，且分析要求补偿额外的载气。

填充具有刚性壁的容器的一种方法是在所述容器内产生真空。通过这个真空来提供使流体到达容器中的驱动力。小的取样真空泵不能在容器内产生充分的真空；因此，需要强的专门真空泵。

具有刚性壁的容器的替代方案是具有柔性壁或袋的容器。对于具有柔性壁的容器，两种填充方法是已知且广泛使用的：(OSHA技术手册-指令号(Directive Number)：08-05(TED 01)，2008年6月34日生效)

第一方法包括将流体或流体样品(例如，工业周围空气)递送到具有外部泵的袋中。图8中描绘这个方法的示意图。取样方法包含袋40、通过电池52供电的泵50、以及将泵50连接到袋40的管道44。典型的个人取样泵适合于这个取样方法。

袋可用于制备标准流体混合物或用于取样。当制备标准流体混合物时，首先用适当测量容积的载体流体来填充所述袋。干净的载体气体通过通常由如图8中展示的泵或注射器添加的一些流体来配料。当用于取样时，环境的样品经由泵和管道递送到袋中。接着将所述袋密封并送到实验室用于分析。

存在通过取样袋使用这个方法的优点和缺点。缺点包含成本、不准确性和使用外部泵来递送和抽取流体混合物的潜在污染。污染或不准确性可能由于气体混合物或样品的一些化学物或组分在管壁、泵的内部部分、过滤器、管道和连接器上的吸附作用和解吸附作用而发生。化学组分在取样袋的壁上的吸附作用引起相同问题。即使在干净的壁的情况下，当样品气体随后被去除并被分析时，所述壁上的有效吸附点可降低某些化学物的浓度。这个吸附可将某些化学化合物的回收率降低多达15％。这个方法的回收率可通过使用昂贵的固定泵和连接管来改进，所述固定泵和连接管特别用于取样痕量组分。