专利名称：离子迁移谱仪及其检测方法
技术领域：
本发明涉及离子迁移谱(IMQ仪和其中使用的离子迁移谱检测方法，尤其涉及一种用于检测大剂量物质的离子迁移谱仪及其检测方法。
背景技术：
离子迁移谱(IMQ检测技术是一种有效的化学物质分析方法，基于离子迁移谱的检测仪器已经广泛应用于机场、码头和车站等场所进行爆炸物、毒品等的痕量检测，其检测精度一般能达到微克甚至纳克量级以下。典型的离子迁移谱仪100的基本结构如图1所示， 其包括用于准备要进行分析的样品的样品制备系统101 ；用于准备迁移气体的迁移气体制备系统102 ；迁移管103 ；迁移管103的离子门控制器104 ；用于向迁移管提供高压电源的高压电源105 ；用于控制和感测离子迁移谱仪的温度的温度控制器106 ；以及迁移谱检测系统 107。迁移谱检测系统107 —般包括用于对迁移管103所检测到的信号进行放大、模数转换以及其他处理的信号预处理器108 ；以及用于对迁移管103输出的离子迁移谱信号进行处理以便进行物质检测的物质检测器109。在离子迁移谱仪100中，最核心的部件为迁移管103，在迁移管103中，被检测样品中的物质分子电离成离子，并且这些离子进行漂移以产生离子迁移谱。图2示出了一种典型的迁移管103的基本结构。被检测样品210中的物质分子在离化区220被充分电离后， 由离子门控制器104的控制信号开启离子门230，此时离子将进入迁移区MO中并在内电场 250的作用下漂移并到达法拉第盘观0，迁移管103末端的法拉第盘280把收集到的离子转换成电流作为信号输出。因而可通过不断测量输出信号强度，即电流来判定离子迁移时间， 而迁移时间就是从离子门开启到产生瞬时强电流信号的时间间隔。若离子门控制器104每隔一定时间开启和关闭离子门，则在开启和关闭离子门的时间间隔内将得到一条电流强度随时间变化的波形图，这即为离子迁移谱，也就是说，在典型的离子迁移谱中，横坐标是表征时间的变量，而纵坐标为表征电流强度的变量。由于同一种物质分子的离子到达法拉第盘的时间基本相同，因此在离子迁移谱中的某些时间位置存在电流强度的峰值(即峰位)。 不同的物质将对应于不同的峰位(某些复杂物质可能有多个峰位)，因此通过对离子迁移谱进行分析，就可以检测出样品中存在的物质。在现有的离子迁移谱仪中，根据在离子迁移谱中所寻找到的谱峰进行物质匹配。 如果当前离子迁移谱中检测到的谱峰的峰位与待检测物质的峰位匹配，并且谱峰的峰高超过一定阈值，则认为检测到这种物质。申请号为200810106169. X、申请人为“同方威视技术股份有限公司”且发明名称为“离子迁移谱检测方法及使用该方法的离子迁移谱仪”中专利申请中公开了一种离子迁移谱仪的具体结构，其通过对离子迁移谱进行差分处理，消除了由于存在多种干扰源而对迁移谱在谱处理和寻峰时所造成的困难和误差。离子迁移谱仪在实际使用过程中，很可能要对大剂量的物质进行检测。检测到大剂量的物质后，由于被检测物质的剂量很大，即使迁移管中具有良好的排气系统，也需要离子迁移谱仪进行长时间的清洁才会使所检测到的峰高小于阈值。在这种情况下，一般的离子迁移谱仪在很长一段时间内不能继续进行检测，这种情况通常称为“离子迁移谱仪中由于离子迁移谱仪开始广泛应用于各种需要进行大量检测任务、并且被检测物质的剂量差异较大的场所，需要一种能够即使在检测到大剂量物质之后，也可能快速恢复以继续进行检测的离子迁移谱仪。
发明内容
为此，本发明提出了一种可以解决或者至少部分缓解上述问题的离子迁移谱仪及其检测方法，其可以在检测完大剂量物质之后快速恢复以继续进行检测。本发明基于如下考虑，在对大剂量物质进行检测之后清洁迁移管时，残留在迁移管中的被检测物质的含量应当逐步降低，因而如果离子迁移谱所反映的被检测物质含量在逐步降低时，则认为此时不属于检测阶段而是属于清洁阶段，相反，如果离子迁移谱所反映的被检测物质含量在逐步增加，则可以认为此时正对样品进行检测，而且据此可以确定样品中存在被检测物质。基于上述原理，根据本发明的一个方面，提供了一种利用样品的离子迁移谱来检测该样品中是否包含一种或者多种待检测物质的物质检测方法，包括步骤连续获取所述样品的多个离子迁移谱；对于所获取的多个离子迁移谱中的每个离子迁移谱，寻找与所述一种或者多种待检测物质中的每种待检测物质的特征峰位相对应的峰高；对于所述一种或者多种待检测物质中的每种待检测物质，确定是否存在至少两个连续的离子迁移谱，与该种待检测物质的某个峰位相对应的峰高至少增大了某个预先设置的峰增阈值；以及如果不存在所述至少两个连续的离子迁移谱，则认为所述样品中不包括该种待检测物质，相反则认为所述样品中包括该种待检测物质。根据本发明的另一个方面，提供了一种在离子迁移谱仪中使用的物质检测器，用于对离子迁移谱仪所获取的样品的离子迁移谱进行分析，该物质检测器包括寻峰装置，用于对多个连续获取的离子迁移谱中的每个离子迁移谱，针对一种或者多种待检测物质进行寻峰处理，以获取包括与所述一种或者多种待检测物质相对应的特征峰位和峰高的分析结果；峰值比较装置，基于所述寻峰装置所获取的分析结果，对于所述一种或者多种待检测物质中的每种待检测物质，确定在所述多个连续获取的离子迁移谱中，是否存在至少两个连续的离子迁移谱，其中与该种待检测物质的某个特征峰位相对应的峰高至少增大了某个预先设置的峰增阈值；以及物质确定装置，获取所述峰值比较装置的确定结果并基于此确定所述样品中是否存在所述一种或者多种待检测物质，其中，对于所述一种或者多种待检测物质中的每种待检测物质，如果所述峰值比较装置的确定结果指示不存在所述至少两个连续的迁移谱，则所述物质确定装置认为所述样品中不存在该种待检测物质，反之则认为存在该种待检测物质。根据本发明的还有一个方面，提供一种离子迁移谱仪，其包括迁移管，其中被检测样品中的物质分子电离成离子并该离子进行漂移以产生离子迁移信号；离子门控制器， 控制所述迁移管的离子门进行定时的开启和关闭；信号预处理器，对所述迁移管所产生的离子迁移信号进行处理以获取离子迁移谱；以及根据本发明的物质检测器，对所述信号预处理器获取的离子迁移谱进行分析以判断所述被检测样品中是否存在一种或者多种待检测物质。利用根据本发明的离子迁移谱仪及其中的物质检测器以及检测方法，可以基于在向迁移管中送入被检测样品和检测完毕后清洁迁移管时所获得的离子迁移谱的特征，排除了在对大剂量物质进行检测之后清洁迁移管时获得的不正确的检测结果，从而可以准确地获得检测结果。此外，根据本发明的离子迁移谱仪及其检测方法，基于连续两次获得的样品的离子迁移谱中对应于被检测物质的峰高是否逐步增加来确定是否存在被检测物质，这样，即使被检测物质在样品中的剂量很高，该离子迁移谱仪也可以快速地用于对下一个样品的检测。
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。其中在附图中，参考数字之后的字母标记指示多个相同的部件，当泛指这些部件时，将省略其最后的字母标记。在附图中图1是示出现有技术中的离子迁移谱仪基本结构的示意图；图2是示出现有技术中的迁移管的基本结构的示意图；图3是根据本发明的离子迁移谱仪中的迁移谱检测系统的基本结构的示意图；图4是根据本发明的利用离子迁移谱的物质检测方法的示意流程图；图5-9是根据本发明的离子迁移谱仪获得的离子迁移谱数据的示例；以及图10-14是根据本发明的离子迁移谱仪获得的离子迁移谱数据的另一个示例。
具体实施例方式下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步的描述。图3是根据本发明的离子迁移谱仪中的迁移谱检测系统的基本结构的示意图。由于根据本发明的离子迁移谱仪的其他部件和现有离子迁移谱仪的对应部件相同，因此为了避免不必要地模糊本发明的主题，这里省去了对其他部件的描述。如图3所示，根据本发明的迁移谱检测系统300包括信号预处理器310和物质检测器320。信号预处理器310类似于现有技术中的信号预处理器，其对迁移管103所检测到的信号进行放大、模数转换以及其他处理以获得数字方式的离子迁移谱数据。如上所述，通过离子门控制器104开启和关闭离子门一次，可以获得在该次开启和关闭离子门的时间段中的样品的离子迁移谱。本发明旨在对所获得的样品的离子迁移谱进行分析，因此，所有可以获得离子迁移谱的信号预处理器都在本发明的保护范围之内。本发明的物质检测器320可以通过对信号预处理器所获得的离子迁移谱进行分析来检测出样品中所包含的特定物质。具体而言，物质检测器320包括寻峰装置330、峰值信息存储器340、物质特征存储器350、峰值比较装置360、物质确定装置370和结果输出装置 380。寻峰装置330首先对由信号预处理器所获得的离子迁移谱进行平滑、寻峰和修正处理等常规处理，这些处理类似于申请号为200810106169. X、申请人为“同方威视技术股份
6有限公司”且发明名称为“离子迁移谱检测方法及使用该方法的离子迁移谱仪”的专利申请中所公开的内容(该申请的内容通过引用在此并入)。随后，寻峰装置参考物质特征存储器350中存储的待检测物质的峰值特征(包括峰位和峰高阈值等)，确定与待检测物质相对应的峰位和峰高。具体而言，假设寻峰装置330检测到一个谱峰，其峰位为P，峰高为H。而一种待检测物质A的峰位为PA。如果满足PA_r < P < PA+r,即，如果所检测到的峰位和该待检测物质A的峰位Pa位置差别在预定峰位阈值r之内，则认为这个谱峰就是物质A的峰位，并将该峰位Pa和峰高H作为与物质A相对应的峰值特征存储在峰值信息存储器340中。 其中峰位阈值r为预先设置的阈值，一般可以根据离子迁移谱仪的精度进行选择。在本发明的一个实施例中，离子迁移谱的时间轴的长度为20毫秒左右，此时将r值选择为0. 1毫秒。如果没有寻找到与物质A的峰位Pa的位置差别在预定阈值r之内的谱峰，则将峰位Pa 和峰高0作为与物质A相对应的峰值特征存储在峰值信息存储器340中。应当注意的是，对于某些复杂的待检测物质A，可能存在多个特征峰(PA1，PA2...， PJ，此时寻峰装置330为待检测物质A的每个特征峰进行上述寻峰处理，并分别存储峰位 (Pai，ΡΑ2· · ·，ΡΑΠ )和峰高(Hai ，Ha2，· · ·，ΗΑη) ο还应当注意的是，离子迁移谱仪还可能需要同时检测样品中是否包含多种待检测物质，因此寻峰装置330还需要分别对每种待检测物质进行如上所述的寻峰操作，以在峰值信息存储器340中分别存储多个待检测物质的峰位(ΡΑ，ΡΒ, ... , Pz)和峰高(Ha，Hb,..., Hz)。上面描述了寻峰装置330对一个离子迁移谱进行寻峰处理并存储与待检测物质相对应的峰位和峰高的处理。根据本发明的离子迁移谱仪连续地获取多个离子迁移谱并且由寻峰装置330对每个离子迁移谱进行上述处理。连续获取离子迁移谱的时间间隔At 可以通过控制离子门控制器104开启和关闭离子门的时间来进行，根据本发明的一个实施例，该时间间隔At可以设置为0.2秒，而且连续获取离子迁移谱的次数N为5次。当然这些时间间隔和连续获取次数可以根据具体应用，特别是根据离子迁移谱仪的处理能力以及所需要的精度要求而相应进行修改。峰值信息存储器340中因此存储了连续的N个离子迁移谱的分析结果，每个分析结果包括一个或者多个待检测物质的一个或者多个特征峰位和相应的峰高。峰值比较装置360读取在峰值信息存储器340中存储的连续N个离子迁移谱的分析结果，并且对于每种待检测物质，判断对于该待检测物质的某个峰位，在N次分析结果中是否存在连续两个分析结果满足Ηη < Ηη+1-ΔΗ，其中Ηη表示第η次分析结果中与待检测物质的该峰位相对应的峰高，η为大于0且小于N的自然数。也就是说，判断在N次分析结果中是否存在连续两个分析结果满足与待检测物质的某个峰位相对应的峰高至少增大了某个预先设置的峰增阈值ΔΗ。该峰增阈值ΔΗ可以根据实际应用情况进行设置。根据本发明的一个实施例，在迁移谱纵坐标所指示的电流强度范围标识值在0-65535之间的情况下，将该峰增阈值Δ H设置为500。峰值比较装置360针对每种待检测物质进行上述判断， 并且将判断结果发送给物质确定装置370。物质确定装置370获取来自峰值比较装置360的、针对每种待检测物质的判断结果。并且为每种待检测物质进行下述处理如果判断结果指示不存在满足上述条件的分析结果，则认为样品中不存在该待检测物质。相反，如果判断结果指示存在满足上述条件的分析结果，则物质确定装置370可以确定样品中存在该待检测物质。可选地，为了更准确地确定样品中是否含有该待检测物质， 物质确定装置370可以进一步读取峰值信息存储器340中存储的N次分析结果中针对该待检测物质的峰位和峰高，并判断在该N次分析结果中，是否有连续M个分析结果，其中该待检测物质的所有峰高均大于待检测物质设定的峰高阈值。即满足 ^ H，Hi+1 ^ H，… Hi^1 ^ H，其中Hi是第i次分析结果中检测到的峰高，H是对应的待检测物质的峰高阈值， M为预先设置的值，其范围在1和N之间，而峰高阈值H可以根据实际应用情况进行设置。 根据本发明的一个实施例，在迁移谱纵坐标所指示的电流强度范围标识值在0-65535之间的情况下，通常将峰高阈值设置为10000。如果物质确定装置370确定存在连续M个分析结果，其中该待检测物质的所有峰高大于峰高阈值，则物质确定装置370确定在样品中存在该待检测物质，反之，物质确定装置370确定不存在该待检测物质。也就是说，只有在峰值比较装置360的判断结果和物质确定装置370进一步确定的结果都认为样品中存在该待检测物质时，物质确定装置370才确定样品中存在该待检测物质。物质确定装置370为每种待检测物质进行上述确定，并且将该确定结果发送到结果输出装置380以便以各种本领域已知的方式、例如通过显示屏幕等显示给用户。可选地，针对每种待检测物质、甚至每种待检测物质的每个特征峰位的峰高阈值都可能不同，因此，这些峰高阈值H可以和峰位一起作为待检测物质的峰值特征而存储在物质特征存储器350中。此外，峰位阈值r和峰增阈值△ H也可以作为待检测物质的峰值特征的一部分和峰高阈值H以及峰位一起存储在物质特征存储器350中。峰值比较装置360 和物质确定装置370可以参考物质特征存储器350来获取相应待检测物质的峰增阈值ΔΗ 和峰高阈值H。根据本发明的迁移谱检测系统除了进行类似于现有系统中针对峰高的检测之外， 还基于在连续的两个离子迁移谱中某个待检测物质的峰高是否持续上升来确定是否存在该待检测物质。由于迁移管在检测了包含大剂量的某种待检测物质的样品之后对迁移管进行清洁时，可能由于清洁速度较慢而导致仍然会输出包含该待检测物质的离子迁移谱。在清洁过程中，该待检测物质的含量将逐步降低，通过进一步确定峰高是否持续上升可以明确排除对迁移管进行清洁的情况，从而使得该迁移谱检测系统适于对包含大剂量待检测物质的样品进行检测。并且在检测了包含大剂量待检测物质的样品之后，可以快速地用于下一次检测。图4是根据本发明的利用离子迁移谱的物质检测方法400的示意流程图。图4所示方法可以在上述根据本发明的离子迁移谱仪中应用，尤其是在上述离子迁移谱仪的迁移谱仪检测系统中应用，以便可以快速地检测包含大剂量待检测物质的样品。如图4所示，物质检测方法400始于步骤S410，其中获取样品的离子迁移谱并进行平滑、寻峰和修正处理等常规处理，这些处理类似于申请号为200810106169. X、申请人为“同方威视技术股份有限公司”且发明名称为“离子迁移谱检测方法及使用该方法的离子迁移谱仪”的专利申请中所公开的内容(该申请的内容通过引用在此并入)以确定与待检测物质相对应的峰位和峰高。具体而言，假设从所获取的离子迁移谱中寻找到谱峰，其峰位为P，峰高为H。而待检测物质A的峰位为PA。如果满足PA_r < P < PA+r,即，如果所检测到的峰位和该待检测物质 A的峰位Pa位置差别在预定峰位阈值r之内，则认为这个谱峰就是物质A的峰位，并该峰位Pa和峰高H作为与物质A相对应的峰值特征以进行存储。峰位阈值r可以如上参考寻峰装置330所述进行预先设置。如果没有寻找到与物质A的峰位Pa的位置差别在预定阈值r之内的谱峰，则将峰位Pa和峰高0作为与物质A相对应的峰值特征进行存储。应当注意的是，对于某些复杂的待检测物质A，可能存在多个特征峰(PA1，PA2...， PJ，此时步骤S410为待检测物质A的每个特征峰进行上述寻峰处理，并将多个峰位(PA1， PA2. . .，PAn)和对应峰高(HA1，Ha2，...，HiJ作为峰值特征进行存储。还应当注意的是，步骤S410还可能需要同时检测样品中是否包含多种待检测物质，即离子迁移谱中是否包括多种待检测物质的特征峰，因此步骤S40还需要分别针对每种待检测物质进行如上所述的寻峰操作，以分别存储多个待检测物质的峰位(PA，IV ...， Pz)和峰高(Ha, Hb, ... , Hz)。因此，步骤S410通过对离子迁移谱的分析获取了一种或者多种待检测物质的一个或者多个特征峰位和相应的峰高作为分析结果。随后在步骤S420，判断是否已经连续获取了预定数目(N)的离子迁移谱并进行了分析，如果没有达到预定数目，则在延迟一个预先设置的时间间隔Δ t之后，返回步骤S410 以获取下一个离子迁移谱进行分析。反之，则方法400进入S430，以针对某种待检测物质， 判断对于该待检测物质的某个峰位，在N次分析结果中是否存在连续两个分析结果满足Hn < Ηη+1-ΔΗ，其中Ηη表示第η次分析结果中与该峰位相对应的峰高，η为大于0且小于N的自然数。也就是说，判断在N次分析结果中是否存在连续两个分析结果满足与待检测物质的某个峰位相对应的峰高至少增大了某个预先设置的峰增阈值ΔΗ。其中的峰增阈值ΔΗ 可以如上参考峰值比较装置进行确定。如果在步骤S430确定不存在连续两个分析结果满足上述要求，则确定样品中不存在该待检测物质，于是在步骤S470输出或者存储不存在该待检测物质的结果，并继续到步骤S450以确定是否有其他种类的待检测物质需要进行检测。相反，如果在步骤S430确定存在连续两个分析结果满足上述要求，则认为样品中存在该待检测物质，于是进入步骤 S480输出或者存储存在该待检测物质的结果。可选地，为了更可靠地判断样品中是否包括待检测物质，方法400继续进行步骤S440，以判断是否存在满足峰高要求的分析结果，具体而言，判断在该N次分析结果中，是否有连续M个分析结果，其中该待检测物质的所有峰高均大于待检测物质设定的峰高阈值。即满足=Hi彡H，Hi+1彡H，…Hi^彡H，其中Hi是第 i次分析结果中检测到的峰高，H是对应的待检测物质的峰高阈值，M为预先设置的值，其范围在1和N之间，而峰高阈值H如上参考物质确定装置的描述那样确定。如果在步骤S440 判断不存在满足峰高要求的分析结果，则认为样品中不存在该待检测物质，于是步骤S470 输出或者存储不存在该待检测物质的结果，并继续到步骤S450以确定是否有其他种类的待检测物质需要进行检测。相反，如果在步骤S440判断存在满足峰高要求的分析结果，则认为样品中存在该待检测物质，于是步骤S480输出或者存储存在该待检测物质的结果，并继续到步骤S450以确定是否有其他种类的待检测物质需要进行检测。步骤S450判断是否有其他种类的待检测物质需要进行检测，如果没有其他种类的待检测物质，则在步骤S460输出针对所有待检测物质的检测结果，并结束该方法。否则， 在步骤S490将选择下一种类的待检测物质，并且返回到步骤S430进行进一步处理。根据上述方法400，通过确定在两个连续的离子迁移谱中，与某个待检测物质相对应的峰位的峰高是否持续上升来确定迁移管中是否正在进行的是对样品的检测而非清洁迁移管阶段，从而使得该方法适于对包含大剂量待检测物质的样品进行检测。并且在检测了包含大剂量待检测物质的样品之后，可以快速地用于下一次检测。图5-9是根据本发明的离子迁移谱仪获得的离子迁移谱数据的示例，这些离子迁移谱是在向根据本发明的离子迁移谱仪提供包含大剂量的物质B的样品之后连续获取离子迁移谱而获取的5条谱数据。其中待检测物质B的峰位为5. 675，峰位阈值r选择为0. 1， 峰高阈值选为10000，且阈值Δ H选为500，M选为3。在图5的离子迁移谱中找到三个峰位4. 075，5. 125，5. 675。其中4. 075是本底峰，5. 675与物质B接近，存储峰位5. 675及其峰高26055。在图6的离子迁移谱中找到两个峰位4. 025，5. 675。存储与物质B接近的峰位 5. 675及其峰高:59198ο在图7的离子迁移谱中找到两个峰位4. 05，5. 675。存储与物质B接近的峰位 5. 675和其峰高:43860ο在图8的离子迁移谱中找到两个峰位4. 075,5. 675。存储与物质B接近的峰位 5. 675和其峰高36541。在图9的离子迁移谱中找到两个峰位4. 075，5. 675。存储与物质B接近的峰位 5. 675和其峰高:32456ο根据图5-9所获取的数据，图5和图6的数据满足26055 < 59198-ΔH，并且图 5-9连续5组数据的峰高均超过阈值10000，因此在样品中检测到物质B。在完成上述对包含大剂量物质B的样品的检测之后，离子迁移谱仪尤其其中的迁移管需要进行清洁。在清洁的过程中，离子迁移谱仪继续连续进行检测，直到检测不到任何物质为止，此时可以认为清洁完成，离子迁移谱仪就可以进行下一次检测。由于样品中包含的待检测物质B的剂量较大，因此在连续获取的离子迁移谱中，位于物质B的特征峰位即 5. 675处的峰高缓慢减小。虽然峰高超过了物质B的峰高阈值，但是不满足Ηη < Ηη+1-ΔΗ。 因此，根据本发明的离子迁移谱仪或者检测方法认为在样品中没有检测到物质B，此时离子迁移谱仪的清洁认为完成了，并且可以进行下一次检测。在离子迁移谱仪的清洁完成之后，再次在离子迁移谱仪中进样包含IOOng物质B 的样品以连续采样离子迁移谱。图10-图14是这次检测过程中连续采集的5条离子迁移谱的数据。在图10的离子迁移谱中找到三个峰位4. 075,5. 125，5. 675。其中峰位5. 675与物质B的特征峰位接近，存储峰位5. 675及其峰高29585。在图11的离子迁移谱中找到两个峰位4. 05，5. 675。存储与物质B接近的峰位 5. 675及其峰高:47700ο在图12的离子迁移谱中找到两个峰位4. 075,5. 675。存储与物质B接近的峰位 5. 675及其峰高:40145ο在图13的离子迁移谱中找到两个峰位4. 075,5. 675。存储与物质B接近的峰位 5. 675和其峰高:34633ο在图14的离子迁移谱中找到两个峰位4. 075,5. 675。存储与物质B接近的峰位 5. 675和其峰高:30413ο
10
根据图10-14中的离子迁移谱数据，图10和图11的数据满足29585 < 47700-ΔH。并且图10-14连续5组数据的峰高均超过峰高阈值10000。因此在样品中检测到物质B。在上述实施例中，根据各个部件所执行的功能对各个部件进行了划分，但是在实践中，可以根据情况对各个部件进行重新划分，例如，其中的几个部件可以并为一个部件， 或者可以对一个部件进行进一步划分。应该注意的是，上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
权利要求
1.一种在离子迁移谱仪中使用的物质检测器(320)，用于对离子迁移谱仪所获取的样品的离子迁移谱进行分析，该物质检测器包括寻峰装置(330)，用于对多个连续获取的离子迁移谱中的每个离子迁移谱，针对一种或者多种待检测物质进行寻峰处理，以获取包括与所述一种或者多种待检测物质相对应的特征峰位和峰高的分析结果；峰值比较装置(360)，基于所述寻峰装置(330)所获取的分析结果，对于所述一种或者多种待检测物质中的每种待检测物质，确定在所述多个连续获取的离子迁移谱中，是否存在至少两个连续的离子迁移谱，其中与该种待检测物质的某个特征峰位相对应的峰高至少增大了某个预先设置的峰增阈值；以及物质确定装置(370)，获取所述峰值比较装置(360)的确定结果并基于此确定所述样品中是否存在所述一种或者多种待检测物质，其中，对于所述一种或者多种待检测物质中的每种待检测物质，如果所述峰值比较装置(360)的确定结果指示不存在所述至少两个连续的迁移谱，则所述物质确定装置(370) 认为所述样品中不存在该种待检测物质，反之则认为存在该种待检测物质。
2.如权利要求1所述的物质检测器(320)，其中对于所述一种或者多种待检测物质中的每种待检测物质，如果所述峰值比较装置(360)的确定结果指示存在所述至少两个连续的迁移谱，则所述物质确定装置(370)进一步基于所述寻峰装置(330)所获取的分析结果， 确定是否存在至少连续M个离子迁移谱，其中与该种待检测物质相对应的特征峰高均大于预定峰高阈值，如果存在该至少连续M个离子迁移谱，则认为所述样品中存在该种待检测物质，反之则认为不存在该种待检测物质，其中M为大于1小于连续获取的离子迁移谱总数的预设值。
3.如权利要求1或者2所述的物质检测器(320)，其中所述待检测物质具有多个特征峰位，所述寻峰装置(330)分别获取与所述待检测物质的多个特征峰位以及与多个特征峰位中的每个相对应的峰高。
4.如权利要求1-3中的任一个所述的物质检测器(320)，还包括物质特征存储器 (350)，存储所述一种或者多种待检测物质的峰值特征信息，所述峰值特征信息包括特征峰位、峰高、峰位阈值、峰高阈值和峰增阈值中的一个或者多个。
5.如权利要求1-4中的任一个所述的物质检测器(320)，还包括峰值信息存储器 (350)，用于存储所述寻峰装置获取的分析结果。
6.如权利要求1-5中的任一个所述的物质检测器(320)，其中峰增阈值设置为500，且峰高阈值设置为10000。
7.一种离子迁移谱仪，包括迁移管，其中被检测样品中的物质分子电离成离子并该离子进行漂移以产生离子迁移信号；离子门控制器，控制所述迁移管的离子门进行定时的开启和关闭；信号预处理器，对所述迁移管所产生的离子迁移信号进行处理以获取离子迁移谱；以及如权利要求1-6中的任一个所述的物质检测器，对所述信号预处理器获取的离子迁移谱进行分析以判断所述被检测样品中是否存在一种或者多种待检测物质。
8.一种利用样品的离子迁移谱来检测该样品中是否包含一种或者多种待检测物质的物质检测方法，包括步骤连续获取所述样品的多个离子迁移谱；对于所获取的多个离子迁移谱中的每个离子迁移谱，寻找与所述一种或者多种待检测物质中的每种待检测物质的特征峰位相对应的峰高；对于所述一种或者多种待检测物质中的每种待检测物质，确定是否存在至少两个连续的离子迁移谱，与该种待检测物质的某个峰位相对应的峰高至少增大了某个预先设置的峰增阈值；以及如果不存在所述至少两个连续的离子迁移谱，则认为所述样品中不包括该种待检测物质，相反则认为所述样品中包括该种待检测物质。
9.如权利要求8所述的物质检测方法，还包括步骤如果确定存在所述至少两个连续的离子迁移谱，则确定在所述多个离子迁移谱中是否存在至少连续M个离子迁移谱，其中与该种待检测物质相对应的特征峰高均大于预定峰高阈值，则认为所述样品中存在该种待检测物质，反之则认为不存在该种待检测物质，其中M 为大于1小于连续获取的离子迁移谱总数的预设值。
10.如权利要求8或者9所述的物质检测方法，其中所述待检测物质具有多个特征峰位，而且所述与所述一种或者多种待检测物质中的每种待检测物质的特征峰位相对应的峰高还包括分别获取与所述待检测物质的多个特征峰位以及与多个特征峰位中的每个相对应的峰高。
11.如权利要求8-10中的任一个所述的物质检测方法，其中所述峰增阈值设置为500， 且所述峰高阈值设置为10000。
全文摘要
本发明公开了一种利用样品的离子迁移谱来检测该样品中是否包含一种或者多种待检测物质的物质检测方法，其中对于一种或者多种待检测物质中的每种待检测物质，确定是否存在至少两个连续的离子迁移谱，与该种待检测物质的某个峰位相对应的峰高至少增大了某个预先设置的峰增阈值；如果不存在所述至少两个连续的离子迁移谱，则认为所述样品中不包括该种待检测物质，相反则认为所述样品中包括该种待检测物质。本发明还公开利用该物质检测方法的离子迁移谱仪以及其中的物质检测器。本发明适于对包含大剂量待检测物质的样品进行检测并可以在检测之后快速用于下一次检测，而防止离子迁移谱仪中毒。
文档编号G01N27/70GK102313775SQ20101022602
公开日2012年1月11日 申请日期2010年7月6日 优先权日2010年7月6日
发明者王强, 赵崑, 阮明, 马建湖 申请人:同方威视技术股份有限公司