专利名称：在管子中固定固体物的装置及使用该装置的测试工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于检测流体中含有的特定物质的设备，特别涉及含有对某些物质敏感的反应物的容器，例如酒精测定计。
流体中存在的物质的检测方法是将可能含有所述物质的流体与一种可以与被检测物质发生反应的反应物相接触；流体中被检测物质的含量通过与该物质发生反应的反应物的量来确定。因此，设备检测出的量与反应物在容器中的位置密切相关。例如，如果需要的话，本发明的设备可以用于检测一个人呼出的气体中乙醇含量的酒精测定计中。首先，酒精测定计有一个用于填充空气的气囊，其次，还有一个含有对乙醇敏感的反应物质的管子。酒精测定计的使用方法为需要检测酒精水平的被检测人通过气囊口向气囊中吹气至气囊充满。然后将含有对乙醇敏感的反应物的管子插入气囊口中，慢慢挤压气囊使其中的气体通过含有反应物的管子完全排出，如果排出的空气中含有其含量高于某一值的乙醇，那么反应物会做出相应的指示，例如颜色发生变化。另外，通过管子上刻有的对应于一定量的反应物水平的校线，也可以确定乙醇含量是否超标。因此，一方面反应物要适当压实，以使空气能够通过反应物，另一方面，反应物相应于校线的位置不能改变，以便于将乙醇含量与标准含量作对比。
人们已经提出了各种各样的用来定位和固定反应物的方法。文献FR-A-2497 954披露了一种通过使流体流过塑料管中的粒状反应物来检测流体中是否存在某种物质的装置。塑料管一端的横截面部分与塑料管模制在一起，在将粒状的反应物放入到管子中后，管子的另一端用一个带有孔眼的塑料塞塞住，并与一个横向圆盘模制在一起，在圆盘与环之间插入一个易变形的环。环的形变产生的力使圆盘的截面紧密压在粒状反应物上。然而，有些塑料管并不具有足够的气密性，有些反应物与空气接触后发生氧化，因此，该套装置必须放入带有盖子的玻璃容器中保存以防止粒状反应物发生氧化。
为了检测流体中是否存在某种物质及其存在的量，现在市场上出售的装置(Red Line，Drager，Mesir，等)使流体流过一个玻璃管中装有的粒状反应物，该粒状反应物被装在管中的两个金属格栅固定住。由于使用的玻璃管的内径的误差为十分之三到十分之四毫米，因此，玻璃管内金属格栅的夹持力会有很大的变化。如果玻璃管内径的误差为上限，那么玻璃管内金属格栅的夹持力就最小，这样会带来下述两个问题-在组装该装置时，如果为了使格栅定位而向其施加一个不变的力，那么此时反应物受到的压力最大，导致反应物被压实并且粒状反应物位置下降，因此使用过程中，反应结果发生各种变化(色度，变化范围和比率)；-当装置受到震动或摇动时，格栅在玻璃管内会发生移动，因而不能够再起到夹持和固定反应物的作用。
如果玻璃管内径的误差为下限，那么玻璃管内金属格栅的夹持力为最大，这样会带来下述两个问题-当将金属格栅装入玻璃管中时，其由于弯曲产生的力很易使玻璃管破损；-当组装该设备时，如果为了使格栅定位而向其施加一个不变的力，反应物没有受到充分的压力作用，因此使用过程中，反应结果发生各种变化(色度，变化范围和比率)。
另外，格栅不能够确保流体从其与反应物接触的整个面上均匀流过，也不能确保从一个格栅到另一个格栅流体的流动保持一致性。这会导致位置和范围的不确定性，从而降低测量的准确性。
因此，需要有一个装置可以在一个管子中定位和夹持一个固体反应物，以便用于检测和测量流体中的物质及含量。为此，本发明涉及在管子中夹持固体物的装置，该装置包括-一个过滤器，该过滤器横向于圆盘连有一个弹性可形变部件；和-一个弹簧，该弹簧可将所述弹性可形变部件压向管壁。
在一个实施方式中，圆盘具有横向的孔。
在另一个实施方式中，弹性可形变部件为管形，沿其长度方向部分有一个狭缝。
在另一个实施方式中，弹性的可形变部件包括两个调整片。
本发明还涉及一种测试工具，该测试工具包括-一个管子；-两个夹持装置；和-位于夹持装置端点之间的反应物。
测试工具的管子可以由，例如玻璃制造。在一个实施方式中，反应物为粒状。圆盘的面上具有孔径小于颗粒的粒径横向的孔。
在一个实施方式中，测试工具包括用于封闭管子两段的盖子。
在另一个实施方式中，夹持装置端点的直径最多等于管的内径。
本发明还涉及组装一种测试工具的方法，改方法包括下述步骤-将夹持装置放入管中；-将反应物放入管中；和-将第二个夹持装置放入管中。
在一个实施方式中，该方法进一步包括用盖子将管子两端封闭的步骤。
通过以下对本发明实施方式的详细描述，可以明确了解本发明的更进一步的特征和优点，这些描述仅仅是通过举例和参考附图的方式进行说明，其中
图1是过滤器的横切面图；图2是图1中的过滤器的仰视图；图3是根据本发明的一个实施方式的穿过夹持装置的横切面图；和图4为用于测量流体中物质的测试工具的横切面图。
在以下的描述中，术语“夹持装置”是指防止固体物从预定的位置沿管滑动的元件。通过夹持装置而保持不动的固体物可以是压实的固体，或者是粉状或颗粒状的固体。术语“管子”是指限定所述固体的工具，为了检测流体中的物质，被检测的流体流过其中。
本发明涉及一种置于管子中的夹持装置。它包括一个过滤器和一个弹簧。过滤器中有一个圆盘，例如一个格栅，和一个弹性易形变部件，该部件沿着圆盘一个表面沿一个方向横向延伸。过滤器的圆盘部分的直径最多等于管子的内径，弹簧置于弹性易形变部件的内侧，以便将弹性易形变部件压向管壁，并防止过滤器沿管壁滑落。然后就可以将固体物放入管子中，该固体物的两面被夹持装置夹持住，但夹持装置允许流体流过过滤器。
图1所示的横切面图中，过滤器10有一个管状的弹性的易形变部件13。过滤器的一端23被圆盘11封堵，另一端24敞开。圆盘11，例如，可以是一个格栅。过滤器10通过喷射模塑法或压模法由能够保持结构强度的材料制备，优选为塑料(如聚苯乙烯或PVC)。弹性易形变部件13，当其两壁靠近或分开时可以产生弹性形变。图1中所处的位置为静止状态。
图1所示的实施例中，弹性易形变部件13是一个在长度方向部分开槽的管子。弹性易形变部件13与圆盘11近似垂直正交。
图2是图1中过滤器10的仰视图。弹性易形变部件13的一端23被带有孔12的圆盘11封堵。在图2的实施例中，圆盘11中的孔分布在圆盘11的表面上形成格栅，这样流体可以通过圆盘11的整个表面均匀流过过滤器。沿弹性易形变部件13的壁的轴向方向，从其一个端部24开始在其壁的部分开出两个相对的槽14。也可以多开一些槽，以使弹性易形变部件13的刚性减弱。
图3是一个夹持装置8的横切面图，该装置包括了一个过滤器10，其中的弹性易形变部件13的一端23被圆盘11封堵。弹簧15置于过滤器内，可以使弹性易形变部件13的壁张开。弹簧优选由金属制造，这样可以对弹性易形变部件13施加一个恒定的形变力。在图3的实施例中，弹簧15呈U形置于过滤器10中。弹簧15的基座18与圆盘11的表面16相对，弹性易形变部件13也是从这里开始伸出。弹簧15的分支19的端部20置于弹性易形变部件13内表面的凸出处21上。凸出处21与圆盘11保持一定的距离，以免弹簧15沿轴向发生平移，并且使其端部20压在过滤器10的未固定端部24上。凸出处21可以是环形的，这样，弹簧15很容易相对于过滤器10的轴心31环形定位。
当弹簧15插入过滤器10中时，过滤器的壁就经受径向形变。离端部23的距离越远，径向形变的幅度越大。弹性易形变部件13的端部24的内径比其被格栅11封堵的端部23的内径要大。弹簧15使过滤器10产生形变的目的是使过滤器10在一个容器中定位，例如在一个管子中定位。在图1中，过滤器10的外壳上有两个稍微向端部23和24外倾的锥面27和28，锥面27和28终止于两个环形区域22和26。过滤器10的环形区域22和26的外径大于位于环形区域22和26之间的部件25的外径。过滤器的外径也可以在整个长度上相同。
如图4所示，根据本发明的夹持装置8和9置于管子17中，以防止预先放置好的物体30的滑动。夹持装置8和9的外径小于管子7的内径，这样夹持装置8和9可以在管子17中自由滑动。当弹簧15，15`分别置于过滤器10，10`中时，过滤器10，10`中的壁张开并压向管子17的管壁。这样就可以防止夹持装置8，9沿管子17的管壁滑动。该设备可以这样制造，即只有环形区域22，22`与管子17相接触，以使得过滤器10，10`壁在形变最大的区域受压，这样只需要很小的力就可以使过滤器10，10`的弹性易形变部件13，13`产生需要的形变。弹簧15，15`的设计要使其产生的力在管子误差范围内保持不变。使管子17中的夹持装置8，9保持不动的力可以在350+-50g范围内调节，这个范围的力可以使物体30反复并可控的夹持和压实。这个数值的力就是在管子中移动一个夹持装置所需要的力。
将夹持装置8按照下述方式放入到管子17中。将弹簧15插入到过滤器10中使过滤器10的壁张开。将形变后的过滤器10从端部23放入到管子17中。夹持装置8的这一端的外径小于管子17的内径。当将夹持装置8进一步向里推进时，由于弹簧15的形变作用，它的外径逐渐变大，直到大于管子17的内径。通过在端部24施加一个较大的压力，锥形斜面28与管子17的侧壁搭合。一个与工具15的形变力相反的力使夹持装置8的壁滑向其余位置，这样夹持装置就可以完全进入到管子17中。可以在端部24上继续施加一个力使得夹持装置8沿着管子17进入到最终的位置。由于弹簧15在区域22处对管子17的壁产生的形变力，夹持装置8不会沿着管子17的轴向移动。
夹持装置8可以用于夹持管子17中的物体30。按照上述方式，首先将第一个夹持装置8放入到管子17中。然后将直径大小可以进入管子中的物体30放入与圆盘11相对的管子中，弹性的易形变部件13在这一端并没有张开。然后，按照上述方法将第二个夹持装置9放入到管子17中，所不同的是，从与第一个夹持装置8装入管子17中的相反的方向装入。两个夹持装置8，9的端部23，23`彼此面对，物体30位于两个圆盘11，11`之间。由弹簧15和15`施加在夹持装置8和9的弹性易形变部件13和13`上而产生的形变力，使物体30保持不动。
由弹簧15和15`施加的防止夹持装置8和9沿着管子17滑动的形变力要足够大，以防止位于适当位置的过滤器和物体30发生移动。当物体30为粉状或颗粒状时，圆盘11和11`中的孔12和12`的大小要不能使物体30的颗粒通过圆盘，但是还要保证流体能够通过该组件。在环形区域26，26`中的夹持装置8，9的直径最多等于管子17的内径。夹持装置8，9的直径可以小于管子17的内径，但是，当物体30为粉状或颗粒状时，要确保物体30不能从管子17的壁和夹持装置8，9的环形区域26，26`之间的缝隙中通过。
过滤器10可以，例如，用于酒精测定仪的管子中，用于检测一个人呼出气中是否含有乙醇，并在需要时测定其乙醇的含量。如果呼出气中的乙醇含量超出一定的标准，反应物会作出相应的指示，例如颜色发生变化。通过管子上对应于一定反应物水平的规线，可以知道是否超出了阀值。根据本发明的夹持装置，一方面可以使反应物适当压实，以便使气流流过反应物，另一方面，确保了反应物的位置相对于规线不发生改变。
使用的反应物是，例如，用璜基变色素溶液浸渍的颗粒状的硅胶，该硅胶对接触空气敏感。根据本发明，该反应物置于管子17中夹持工具10，10`之间。圆盘11和11`的直径大小要保证颗粒不会从圆盘和管壁之间的缝隙通过；也不会使易碎和有毒的颗粒堵塞在圆盘11，11`和管壁17之间，以避免反应物的可能的降解，一方面引起反应发生改变，另一方面降解后的颗粒从圆盘11，11`中穿过。
在酒精测定仪的管子中使用夹持装置，可以使含有反应物30的管子17更易于包装，管子17的两端可以用盖子29，31封住。该盖子为，例如，是一个与管子两端连接的圆盘。为了在酒精测定仪的测试中使用该管子，将其两端的盖子29，31穿孔或撕开。
上述实施方式只是用于说明本发明，而不是限制本发明的范围。
例如，根据本发明的另一个实施方式，过滤器10的弹性易形变部件13与圆盘11呈横向相对位置，而并不与其垂直。当从圆盘11处开始进入时，弹性易形变部件13突然张开，这是由于过滤器的端部23的外径大于管子17的内径的缘故。当过滤器10进入管子17中时，由于收缩产生形变，其壁被压向管壁17，这样就防止了过滤器10沿管壁17发生移动。弹簧15将弹性易形变部件13压向管子17的壁以防止所述的弹性易形变部件滑动，并防止过滤器10沿管壁17移动。
在另一个实施方式中，弹性易形变部件13由两个或更多的凸出部件组成，这些部件被弹簧15压向管17的壁。
在另一个实施方式中，孔12可以是圆柱形并交错排列。
权利要求
1.用于在管子(17)中夹持固体物的装置，该装置包括-带有与圆盘(11)横向排列的弹性易形变部件(13)的过滤器(10)；和-将弹性易形变部件(13)压向管(17)的壁的弹簧(15)。
2.根据权利要求1的夹持装置，其特征在于圆盘(11)有横向的孔。
3.根据权利要求1或2的夹持装置，其特征在于部件(13)呈管状，并在其长度方向部分开有槽(14)。
4.根据权利要求1或2中夹持装置，其特征在于部件(13)包含有两个凸出部件。
5.一种测试工具，该工具包括-管子(17)；-根据权利要求1至4的两个夹持装置(8，9)；和-位于根据前述权利要求之一的夹持装置(8，9)的端部(23，23`)之间的反应物(30)。
6.根据权利要求5的测试工具，其特征在于管子(17)由玻璃制成。
7.根据权利要求5或6的测试工具，其特征在于反应物(30)为颗粒状。
8.根据权利要求7的测试工具，其特征在于圆盘(11，11`)具有比颗粒的尺寸小的横向的孔(12)。
9.根据权利要求5至8中的一种测试工具，其特征在于用盖子(29，31)封住管子(17)的两端。
10.根据权利要求5至9中的一种测试工具，其特征在于端部(23，23`)的直径最多等于管子(17)的内径。
11.根据权利要求5至10中的一种测试工具的组装方法，该方法包括下列步骤-将根据权利要求1至4之一的夹持装置(8)放入管子(17)中；-将反应物(30)放入管子(17)中；和-将根据权利要求1至4之一的第二个夹持装置(9)放入管子(17)中。
12.根据权利要求11的方法，其特征在于该方法进一步包括用盖子(29，31)封堵管子(17)的两端的步骤。
全文摘要
本发明提供了一种测试工具,该测试工具包括管子(17)和固定在两个夹持装置(8,9)之间的反应物(30)。每一个夹持装置都有过滤器(10),该过滤器带有一个与圆盘(11)呈横向位置的弹性的易形变部件(13),和一个将弹性易形变部件(13)压向管(17)的壁的弹簧(15)。本发明可以用于检测流体中存在的物质,例如测定一个人呼出气中的乙醇含量。该工具安装简便,重复性好,并能确保反应物被可控地固定。
文档编号G01N1/22GK1366181SQ0210204
公开日2002年8月28日 申请日期2002年1月18日 优先权日2001年1月19日
发明者菲利普·蒙布兰科, 布鲁诺·拉坎 申请人:康特拉公司