用于浮质检测的方法和便携式离子迁移谱仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及谱测定方法和设备，且更特别地涉及离子迀移谱测定以及用于对浮质应用谱测定的方法和设备。
【背景技术】
[0002]—些类型的离子迀移谱仪通过“吸入”气流并对空气进行采样以检测感兴趣的物质来工作。在许多情况中，离子迀移谱仪通过电离气体或蒸汽的样本并分析获得的离子来工作。为了能够将离子迀移谱仪用于军方和安全部门，已经使用的手持或便携式装置。一般地这些装置是电池供电的且期望延长其电池寿命
[0003]—些分析设备且特别是一些离子迀移谱仪适用于蒸汽和气体的分析。
[0004]—些感兴趣的物质可以包括浮质。与蒸汽或气体相比，浮质包括悬浮在气体中的固体或液体的细微颗粒。如果物质具有低蒸汽压力，则离子迀移谱仪可能不能检测浮质中该物质的颗粒。
【附图说明】
[0005]通过仅示例的方式参考附图描述本公开的实施方式，在附图中:
[0006]图1示出了便携式谱测定设备的示意性截面图，该便携式谱测定设备具有用于加热谱仪入口中的空气的加热器；
[0007]图2示出了便携式谱测定设备的示意性截面图，该便携式谱测定设备具有在其中能够获取并加热空气的室；
[0008]图3示出了另一设备的示意性截面图，其中空气样本能够在离子迀移谱仪的反应区中被加热；以及
[0009]图4示出了操作谱测定设备的方法。
【具体实施方式】
[0010]本公开提供一种谱仪，被配置成对吸入到该谱仪的空气样本进行加热以在该样本被电离以用于分析之前气化(vapour i se)空气样本携带的浮质。该吸入的空气样本可以在该谱仪的入口中被加热，在反应区中被加热(在该反应区中该样本被电离)，或在该样本被传递到反应区之前在谱仪的室中被加热。本公开的实施方式针对关于谱仪的操作控制加热的定时以有助于敏感度。
[00??]图1示出了设备I，包括谱仪(spectrometer)3、便携式电源5，用于给设备供电，入口7和空气增流器6，用于吸取(draw)空气流通过入口 7。在图1的示例中，设备I包括加热器4，被配置成对要被测试的空气加热，以及控制器2，被配置成控制该空气增流器6、谱仪3和加热器4。
[0012]入口7包括通道，要被谱仪采样的空气流能够流过该通道。在图1示出的示例中，加热器4包括设置在入口 7中的导线加热器由此流向谱仪的空气通过该加热器。如图所示，加热器4被耦合到控制器2并被耦合用于从电源5接收电供应由此控制器2能够控制加热器4的操作。
[0013]在图1中，谱仪3包括离子迀移谱仪，其通过采样端口9被耦合到入口 7，并包括反应区11，在该反应区11中样本能够被电离。采样端口 9能够被操作用于从到谱仪的入口获得样本。一些采样端口的示例包括“针孔”端口和膜。
[0014]门电极13可以将反应区11与漂移室(driftchamber) 15隔开。漂移室15包括从门电极13朝向漂移室15的相反端的检测器17。漂移室15还包括漂移气体入口 19和漂移气体出口 21，用于沿着漂移室15从检测器17向门电极13提供漂移气体流。
[0015]采样端口9能够被操作用于对从入口 7进入到谱仪3的反应区11的空气采样。反应区11包括用于电离样本的电离器(1niser)23。在图1示出的示例中，电离器23包括电晕放电(corona discharge)电离器，其包括电极。
[0016]漂移室15还包括漂移电极25、27，用于沿着漂移室15施加电场以加速相对漂移气体流朝向检测器17的离子。
[0017]在操作中，响应于谱仪3被操作者激活，控制器2操作空气增流器6由此使得空气流被吸取通过入口 7。
[0018]为了释放可能已经在入口7或加热器4积累的残余物，控制器2升高从加热器4的热输出同时空气增流器6吸取空气通过入口 7以释放加热器4的物质并将其从入口 7移除。为了释放这样的残余物，加热器4可以被加热到至少150°C的温度。通过入口 7的空气流将释放的物质冲出入口 7以为测试空气样本做好准备。
[0019]在释放残余物的该过程中，控制器2被配置成在使用谱仪3采样空气流之前在选择的时间段升高来自加热器4的热输出。该时间段可以基于在释放期间加热器4的温度、要被检测的浮质的类型、和/或基于入口中预期残余物的类型来选择。升高来自加热器的热输出可以包括增加提供给加热器的功率，并可以包括将加热器打开。
[0020]在所选的时间段过去后，同时空气增流器6继续吸取通过加热器4的空气，控制器2控制谱仪采样端口 9以从在入口 7中加热的空气流获得样本。控制器2然后控制谱仪3在反应区11中对加热的样本进行离子迀移谱测定。
[0021]在一些实施方式中，控制器2被配置成在所选的时间段之后且在使用谱仪采样空气流之前降低加热器的温度。在一些实施方式中，控制器2可以在获得样本之前降低提供给加热器4的功率由此要被采样的空气由来自从入口释放残余物的残余热量来加热。在一些实例中，降低功率可以包括降低来自加热器4的热输出，并可以包括将加热器4关掉。
[0022]在实施方式中，控制器2控制加热器4以在获得到样本之前在所选择的时间段提供第一热输出(用于释放残余物)。控制器2然后可以控制加热器4提供第二热输出以气化空气流携带的浮质，并控制采样端口9从加热的空气流中获得气化的浮质的样本。控制器2可以被配置由此样本被获得同时加热器4被控制以提供第二热输出或同时加热器4正冷却。
[0023]在实施方式中，控制器2被配置成控制采样端口9以在所选时间段期间从入口获得至少一种初始样本，并分析该初始样本以测试是否存在残余物。基于该测试，控制器2可以延长或缩短所选时间段。例如，如果控制器根据该测试确定残余物已经被释放并从入口被移除，则控制器可以控制加热器4提供第二热输出以气化浮质，并控制采样端口9获得气化的浮质的样本。在该实施方式中，入口可以是可控制的以将空气流从入口流通到过滤器，例如木炭包，且然后将其回流通过入口同时施加第一更高的热输出。控制器2可以被配置成测试反复流通的空气流直到确定残余物已经从入口被释放。
[0024]第一热输出可以被选择以提供至少150°C的温度。在实施方式中，第二热输出低于第一热输出。控制加热器提供第二热输出可以包括降低提供给加热器4的功率，例如通过将其关闭。
[0025]加热器4可以被设置在入口附近或入口中。加热器可以包括导体，例如电线，其可以用于通过电阻性发热来加热。电线可以包括金属。加热器4可以被设置为网格或网以在入口中提供阻挡物由此通过入口的空气流流过加热器或在加热器附近流过。在一个示例中，加热器包括编织结构，例如电线的填充物或缠绕。这样结构的一个示例包括电线的编织网，例如织网(RTM)。
[0026]网格或网结构可以被设置由此电线占据其体积的80%以下，在一些示例中低于60%，在一些示例中低于40%，在一些示例中低于20%的体积被电线占据，且其余的体积可以被空气空间占据，要被加热的空气能够流过该空气空间。在实施方式中，该结构是体积上空气至少占60%，且在一些实施方式中该结构在体积上空气大约70%。已经发现使用较低密度改善设备的效率，且改善在谱仪中通过加热气流实现的敏感度。
[0027]如果编织或缠绕的电线结构例如织网(RTM)被使用，则加热器4可以被缠绕在该结构的外部。在一些实施方式中，编织或缠绕的电线结构可以通过给该结构通电流来被加热。
[0028]加热器4可以在入口7中提供一收缩部分(constrict1n)，或其可以被设置在到反应区的空气流的路径中的收缩部分，例如在谱仪3的采样端口 9处。在实施方式中端口 9可以被加热，或加热器(诸如这种可以在白炽灯中找到的电阻丝加热器)可以被设置在端口 9的空气流上游。
[0029]在一些实例中，加热器4可以包括红外源，例如红外灯或LED，或红外激光器。在一些实例中加热器4可以包括热空气喷射器或多个喷射器，热空气在空气流到达谱仪3的采样端口 9之前被注入到入口 7中的空气流。
[0030]图2示出了第二设备100。图2中示出的设备提供执行离子迀移普测定仪分析低蒸汽压力的浮质的可替换方式。不是在空气流通过入口时对其加热，图2示出的设备10