一种质谱分析安检系统的制作方法

本发明涉及质谱分析领域，具体的说，涉及一种质谱分析安检系统。

背景技术：

质谱技术作为一种常用的物质分析手段，具有灵敏度高、特异性强及分析速度快等优势。依赖质谱技术的分析方法是将化合物分子按照质荷比(m/z)的不同进行分离检测，实现分子的质量分析和结构鉴定。

近年来，随着反恐局势的发展以及食品、环境安全等社会事件的不断出现，对现场化学物质分析的需求不断增多。

而目前公共场所的危险品检查不能很好的应对高危化学品、有毒挥发物质的检测排查，难以实现对危险物品的快速定位。

技术实现要素：

为了克服上述技术问题，本发明提供了一种质谱分析安检系统，能够实现危险物品的快速准确检测。

为了实现上述目的，本发明提供了一种质谱分析安检系统，包括：

质谱仪、待测气体收集装置和送风装置；

所述待测气体收集装置与所述送风装置相隔预设距离，且所述送风装置的送风口对准所述待测气体收集装置的入口，所述质谱仪的入口连接所述待测气体收集装置的出口。

在一种可选的实施方式中，所述待测气体收集装置的入口为漏斗状。

在一种可选的实施方式中，所述质谱仪中包括真空腔体、离子源、质量分析器和检测器。

在一种可选的实施方式中，所述离子源位于所述真空腔体内，通过毛细管连接所述待测气体收集装置的出口。

在一种可选的实施方式中，所述待测气体收集装置的出口的内径大于所述 毛细管的内径。

在一种可选的实施方式中，待测气体收集装置与所述送风装置相隔的预设距离为30厘米至200厘米。

在一种可选的实施方式中，送风装置包括加热模块和气体定向吹扫模块。

在一种可选的实施方式中，系统还包括传送装置，所述传送装置设置在所述待测气体收集装置与所述送风装置之间，并且传送方向垂直于所述待测气体收集装置与所述送风装置的连线。

在一种可选的实施方式中，所述系统还包括物品感应装置，所述物品感应装置与所述送风装置电连接。

采用本发明所述质谱分析安检系统对各种气体样品进行检测，方法如下：

1)先将样品置于传送装置上，当样品移动通过送风装置和待测气体收集装置之间的区域时，送风装置对样品进行吹扫；

2)所述样品被送入待测气体收集装置，再经过质谱仪进行检测分析。

其中，所述传送装置设置在待测气体收集装置与送风装置之间，并且传送方向垂直于待测气体收集装置与送风装置的连线。

待测气体收集装置与送风装置相隔的预设距离为30厘米至200厘米。

待测气体收集装置的入口呈漏斗状，待测气体收集装置的出口与质谱仪的入口处的进样毛细管同轴相连，且待测气体收集装置的出口的内径大于毛细管的内径，使未进入质谱仪的多余气体能够从待测气体收集装置的出口排出。

本发明实施例所述的质谱分析安检系统，包括质谱仪、待测气体收集装置和送风装置，其中待测气体收集装置与送风装置相隔预设距离，且送风装置的送风口对准待测气体收集装置的入口，质谱仪的入口连接待测气体收集装置的出口。该方案能够快速的对高危化学品等有毒挥发物质进行检测排查，提升了安检的可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种质谱分析安检系统的结构图；

图2为本发明实施例提供的另一种质谱分析安检系统的结构图；

图3为本发明实施例提供的另一种质谱分析安检系统的结构图；

图4为本发明实施例提供的质谱信号强度变化图。

具体实施方式

下面参考附图来说明本发明的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其他附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件或处理的表示和描述。

下面结合附图对本发明做进一步描述。

本发明实施例提供了一种质谱分析安检系统，如图1所示，该质谱分析安检系统包括质谱仪1、待测气体收集装置2和送风装置3。

待测气体收集装置2与送风装置3之间相隔预设距离，且送风装置3的送风口对准待测气体收集装置2的入口。质谱仪1的入口连接待测气体收集装置2的出口。

本发明实施例还提供了一种质谱分析安检系统，如图2所示，该质谱分析安检系统包括质谱仪1、待测气体收集装置2和送风装置3。质谱仪1内部设有两级真空腔体，一级真空腔体11通过进样金属毛细管13与大气压直接相连，一级真空腔体11内配置离子源14，该离子源14可以为等离子体的离子源。二级真空腔体12内设置质量分析器15和检测器16。一级真空腔体11和二级真空腔体12通过锥孔17连接。

图2中的质谱仪1具体可以是微型质谱仪，微型质谱仪具有体积小、功耗低、操作简单等优势，使其在公共场所等现场检测中的应用成为可能。微型质谱仪可采用连续大气压接口离子阱微型质谱仪。

与非连续大气压接口类型的微型质谱仪相比，本发明实施例中的微型质谱仪可以实现样品的连续引入，显著提高了系统的分析速度和稳定性。

待测气体收集装置2的入口呈漏斗状，待测气体收集装置2的出口与质谱仪1的入口处的进样毛细管13同轴相连，且待测气体收集装置2的出口的内径大于毛细管13的内径，使未进入质谱仪1的多余气体能够从待测气体收集装置2的出口排出。

待测气体收集装置2与送风装置3相隔的预设距离为30厘米至200厘米。 优选的，该距离为110厘米。

相对于待测气体收集装置2设置的送风装置3具体可以是热风枪，其内部包括加热模块和气体定向吹扫模块。热风枪的加热模块可在100摄氏度范围内调节热风温度，气体定向吹扫模块则能够实现风速可调，风速可以依据需要设置高中低档位，出口风速可以在3-20m/s范围内调整。

热风枪吹出的热风能够提高样品表面温度进而提高样品分子挥发量，使尽可能多的样品分子从固态或液态中解析成为气相分子，然后再通过热风枪的定向热风吹扫，使得解析出的气相样品分子被吹送至待测气体收集装置2，通过漏斗状的入口尽可能多的将气体样品收集进入质谱仪1中进行分析。

气体样品进入微型质谱仪后，首先被离子源离子化，然后离子化的气体样品进入质量分析器进行分析，然后由检测器进行检测得到气体样品的分子质量和结构信息。

本发明实施例还提供了一种质谱分析安检系统，如图3所示。

该质谱分析安检系统包括质谱仪1、待测气体收集装置2和送风装置3。此外，该系统还包括传送装置4。传送装置4设置在待测气体收集装置2与送风装置3之间，并且传送方向垂直于待测气体收集装置2与送风装置3的连线。该传送装置具体可以为传送带。

将如图3所示的系统应用于公共场所的安检，当行李物品放置在传送装置4上移动通过送风装置3和待测气体收集装置2之间的区域时，送风装置进行气体定向吹扫，将气体样品送入待测气体收集装置2，再经过质谱仪1的检测分析可以实现对各种行李物品的无停留快速扫描分析。一旦有挥发性危险品携带，即可在极短的时间内完成危险品的检测、类别鉴定与提示预警，可大大提高人员密集场所的安检效率和挥发性危险物品的检出率，为公共安全提供更加强有力的技术保障手段。

进一步的，该质谱分析安检系统还包括物品感应装置，该物品感应装置与送风装置电连接。将行李物品放置在传送装置上并跟随传送装置移动，或者放置在送风装置和待测气体收集装置之间连线上，物品感应装置检测到行李物品的存在时向送风装置发送开机信号，使送风装置进行送风。

物品感应装置还可进一步与质谱仪电连接，物品感应装置检测到行李物品的存在时，向质谱仪发送开机信号，使质谱仪开始运行。

该物品感应装置可以为红外线感应或声波感应。

采用本发明所述质谱分析安检系统对各种气体样品进行检测，方法如下：

1)先将样品置于传送装置上，当样品移动通过送风装置和待测气体收集装置之间的区域时，送风装置对样品进行吹扫；

2)所述样品被送入待测气体收集装置，再经过质谱仪进行检测分析。

其中，所述传送装置设置在待测气体收集装置与送风装置之间，并且传送方向垂直于待测气体收集装置与送风装置的连线。

待测气体收集装置与送风装置相隔的预设距离为30厘米至200厘米。

待测气体收集装置的入口呈漏斗状，待测气体收集装置的出口与质谱仪的入口处的进样毛细管同轴相连，且待测气体收集装置的出口的内径大于毛细管的内径，使未进入质谱仪的多余气体能够从待测气体收集装置的出口排出。

应用例

下面采用本发明所述质谱分析安检系统对样品进行检测说明。质谱仪具体为微型质谱仪，送风装置为具体为一个热吹风机，待测气体收集装置的入口为漏斗状。

将一颗樟脑丸(有效成分：萘，质量数128)包于一小布袋中作为样品源，并将其放于传送带上。传送带以及其上的样品源以恒定的速度运动。当样品源运动至质谱入口与热吹风机的中轴线时，包在其中的樟脑丸分子被加热解析并被气流吹送至待测气体收集装置，经过待测气体收集装置进入微型质谱仪进行分析检测。

经过分析检测，可以得到有其特征质谱峰(m/z 128)的质谱图，更改样品源与微型质谱仪的入口之间的距离d，可以得到不同d的情况下样品分子萘的质谱信号强度变化，如图4所示。

在图4中，当样品源位于离微型质谱仪的入口1m远的距离条件下，仍能被质谱仪高灵敏探测并分析，可见本发明实施例所提供的系统用于公共场所挥发性危险物快速检测的可行性与高效性。

本发明实施例提供的质谱分析安检系统，检测灵敏度高、分析速度快，对于空气中的有毒有害气体的检测限低至ppb(十亿分之一)甚至ppt(万亿分之一)量级，远远超过目前所广泛使用的光谱法的检测灵敏度。样品检测分析速度快，可在不到1秒时间内完成未知物品的检测和鉴定，满足地铁、机场等人员流动较大的场所快速安检的要求。

并且，相比传统质谱检测中的样品距离谱仪进样口几毫米到几厘米的近距离进样，本发明实施例能够实现远距离探测，样品与质谱仪进样口的距离可达2米甚至更远，拓宽了在公共场所使用质谱仪安检的探测范围。

此外，本发明实施例提供的质谱分析安检系统整体操作简单，显著降低仪器操作的人力成本，且系统稳定性强，可以实现公共场所的长时间实时监测分析并快速做出警报提醒。

虽然已经详细说明了本发明及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本申请的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本发明的公开内容将容易理解，根据本发明可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。