[发明专利]一种膜进样离子迁移谱气路

说明书

技术领域

本发明涉及一种膜进样离子迁移谱气路，该气路能实现正常在线连续测量，大浓度样品自动反吹，动态调压，调流量和能实时检测气路是否密封五个功能功能。

背景技术

早在上世纪70年代离子迁移谱就是分析大气或其他样品气中的污染物的工具。目前它已经被广泛应用在分析自然界中可能存在的危险化学品，比如，有毒有害气体泄露点、易制毒品、毒品和爆炸物等。离子迁移谱工作在大气压下，它的优点是：相对紧凑，操作简单，便宜，特别适合作为便携式的气体监测仪或报警装置。

离子迁移谱的核心是离子迁移管，离子迁移管有反应区和漂移区组成，样品在反应区中被电离源电离成离子。在离子门脉冲的作用下进入漂移区，在电场作用下，到达接收极形成信号。离子迁移谱广泛使用离子迁移时间谱图，利用离子迁移率来识别物质，不同物质具有其独有离子迁移率。如果漂气的温度、湿度、压力和其组分发生改变，物质离子迁移率的也将受到影响。

大部分离子迁移谱中采用的是内循环气体流路（简称“内循环气路”），气路必须包括气体驱动设备和过滤装置。气体驱动设备使气体流动起来，如：泵或风扇等。过滤装置用来除去内循环气体中的水分和杂质。在内循环气路中，气体的温度、湿度、压力和组成应该是恒定的，否则它们会严重影响仪器的选择性。

外部的样品可以通过膜渗透进载气路中而被检测。膜进样器一般被膜分成两个部分：一为膜内腔，作为内循环气路的一部分；一为膜外腔作为外部气路的一部分。采样泵将样品从采样点输送到膜外腔，渗透过膜体，进入膜内腔在内循环气路中载气的带动下进入检测器进行检测。膜一般为半透憎水膜，如PDMS。这种膜一般渗透有机物比水汽更加容易，这样就减少了水汽进入循环气路。膜进样器一般是加热的，这样可以加缩短品渗透时间，同时可以消除膜上的样品残留。

现在很多商业的离子迁移谱都有样品过量保护系统，当测量的样品信号超过特定的限制时，膜外腔的气路是停止采样，转而用干净的气体吹扫膜表面。由于膜进样的进样延时，当样品浓度很高时，在触发保护命令前，膜和进样口已经过度的暴露在高浓度的样品中，这样已经有大量的样品渗透过膜，而进入迁移管中，造成大量的样品残留，离子迁移谱有很长的恢复时间，这段时间成为“死时间”。在死时间内，离子迁移谱不能再检测其他样品和预警保护功能。死时间由于过量的样品残留在迁移管和气路中造成的，因此可以大流量吹扫迁移管，停止进样和加热膜，进样口和迁移管等方式来消除。清除过程可以进行多次，直到样品浓度降到足够低为止。

采用内循环气路的离子迁移谱的迁移管内部一般都是低于大气压状态，简称“负压”，迁移管内部气压直接影响到离子迁移率，它同样也能影响膜进样的进样效率。因此在离子迁移谱的气路中最好要能调节迁移管内的气体压力，同时实时监测其内部压力。

内循环气路中气体的流量直接影响到迁移管内部的压力，因此需要实时的检测迁移管的漂气和载气的流量。

根据以上的情况，本发明提供一种简单实用膜进样的离子迁移谱气路具有正常测量，反吹，调节迁移管内部气压，调节流量和能检测气路是否密封五个功能。

发明内容

本发明的目的是设计一种简单实用的膜进样离子迁移谱气路，该气路能实现连续正常检测，反吹，调节迁移管内部气压，动态调节流量和能实时检测气路是否密封五个功能。

为实现本发明目的，提供一种膜进样离子迁移谱气路，用于离子迁移管，包括离子迁移管和膜进样器，离子迁移管上依次设有进样口、出气口、漂气口。

待分析样品由膜进样器提供，膜进样器被膜分成膜内腔和膜外腔两个部分，膜为被加热的半透膜；膜外腔上设有采样口和膜外腔出气口，膜外腔出气口与采样泵的进气口相连，采样泵将样品从外部通过采样口采入膜外腔，样气流经加热的膜后从膜外腔出气口流出；样品通过渗透膜渗透膜内腔，膜内腔上设有气体出口、气体入口；膜内腔的气体出口与进样口相连。

出气口经第二二位三通阀与气体驱动设备相连，第二二位三通阀的第一、第二接口分别与出气口和气体驱动设备的入口相连，气体驱动设备的出口与过滤装置的入口相连，过滤装置的出口分别通过管路与漂气口和第一二位三通阀的第一接口相连，第一二位三通阀的第二接口与膜内腔的气体入口相连，第一二位三通阀的第三接口与出气口和气体驱动设备入口间管路上第二二位三通阀的第三接口相连。

过滤装置与第一二位三通阀第一接口间的连接管路上设有载气气阻、气体流量计、载气气阻和气体流量计、或气体流量控制器；

过滤装置与漂气口间的连接管路上设有漂气气阻、气体流量计、漂气气阻和气体流量计、或气体流量控制器。