[发明专利]一种离子迁移谱设备的分子筛再生装置以及再生方法

说明书

技术领域

本发明涉及离子迁移谱设备技术，具体涉及用于离子迁移谱设备的分子筛再生技术。

背景技术

离子迁移谱设备通常被设计用于探测爆炸物及毒品，该设备需要一种气体做载气。IMS的基础原理是悬浮离子在电场的作用下迁移。离子在特定长度的电场中迁移的时间是固定的，由此可以确定迁移率。迁移的时间是计算离子从起点到终点的所消耗的时间来确定的。由于载气的成分将对离子迁移谱的检测结果产生影响，必须去除载气中的杂质及水份。水分子对离子迁移峰所在位置将产生较大影响，不同的样品离子的迁移时间随湿度的变化不同。当湿度发生变化，各个样品的迁移时间之间的相对位置也随之发生变化，最终偏离数据库内的样品迁移时间。因此在离子迁移谱设备的日常使用中必须定期更换分子筛，以保证设备处在良好的工作状态。这给日常使用带来了较大麻烦，所以研究一种应用于离子迁移谱设备的免更换分子筛的分子筛再生方式十分必要。

分子筛是结晶态的硅酸盐或硅铝酸盐，由硅氧四面体或铝氧四面体通过氧桥键相连而形成分子尺寸大小(通常为0.3～2.0nm)的孔道和空腔体系，从而具有筛分分子的特性。

分子筛吸湿能力极强，用于气体的纯化处理，保存时应避免直接暴露在空气中。存放时间较长并已经吸湿的分子筛使用前应进行再生。工业生产中干燥处理的气体有空气、氢气、氧气、氮气、氩气等。用两只吸附干燥器并联，一只工作，同时另一只可以进行再生处理。相互交替工作和再生，以保证设备连续运行。通过加温冲气再生，不同规格的分子筛再生温度略有不同。

在目前设备中所使用的分子筛为了方便辨别分子筛是否失效，采用了蓝色的指示剂，当分子筛失效时指示剂颜色变浅。

分子筛失效后必须再生才能再次使用。正确再生后的分子筛同新鲜的一样，其吸附性能和机械性能的衰减和老化是非常低的。分子筛的再生有两种基本方法：

1)改变温度，即“变温”。它是通过加热分子筛来除去被吸附的物质。工业上一般是用经预热的再生气加热，吹扫分子筛至200度左右，并带走脱附下来的吸附质。

2)改变相对压力，即“变压”。一般用于气相吸附过程。其基本方法是保持吸附剂温度不变，通过降低压力和惰性气体反吹，除去吸附质。

发明内容

本发明针对现有离子迁移谱设备分子筛需要定期更换分子筛，给日常使用带来不便的问题，而提供一种离子迁移谱设备的分子筛再生装置，该装置能够实现对离子迁移谱设备中分子筛的自动切换，并对需要再生的分子筛进行加热再生，以便后期切换使用。

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种离子迁移谱设备的分子筛再生装置，所述再生装置包括

分子筛切换单元，所述分子筛切换单元连接离子迁移谱设备中的分子筛，自动利用再生有效的分子筛切换出失效的分子筛，使得有效的分子筛接入到离子迁移谱设备中的工作气路中；

加热单元，所述加热单元对分子筛切换单元切换出的需要再生的失效分子筛进行加热；

加热控制单元，所述加热控制单元控制加热单元；

温度检测单元，所述温度检测单元实时检测分子筛进行加热再生的温度；

控制单元，所述控制单元控制分子筛切换单元切换出需要再生的分子筛，控制单元还控制连接温度检测单元和加热控制单元，通过温度检测单元收集相应的温度信号，并根据温度信号调制加热控制单元对加热单元发出的加热信号。

在本发明的优选实例中，所述分子筛切换单元由气道切换电磁阀和排气口控制阀，所述气道切换电磁阀用于连通离子迁移谱设备中的分子筛和离子迁移谱设备的工作气路，并受控于控制单元；所述排气口控制阀连接控制离子迁移谱设备中分子筛的排气口，并受控于控制单元。

进一步的，所述加热控制单元控制加热的电压输出，使得再生装置的加热温度在设定的时间段内维持在200摄氏度。

进一步的，所述温度检测单元为100欧姆的铂电阻。

进一步的，所述控制单元为一嵌入式系统。

基于上述方案，本发明还提供一种离子迁移谱设备的分子筛再生方法，该再生方法包括如下步骤：

(1)在离子迁移谱设备的分子筛失效后，通过分子筛切换单元切换出需要再生的分子筛进行加热；

(2)控制分子筛再生的温度，使其稳定在200摄氏度，并持续加热4小时；

(3)在加热完成后分子筛再生完成，等到切换上去的分子筛失效，则重复步骤1-3。

在再生方法方案的优选实例中，所述步骤(1)中分子筛切换过程如下：