安检设备、安检设备的采样装置、安检方法和采样方法_3

文档序号:9451210阅读:来源:国知局
装置10将样品输送至安检设备的后续的处理装置。所述多个吹扫口 102和所述多个吸入口 101分别以阵列的形式布置在采样面100内,并且所述多个吹扫口 102阵列以嵌入在所述多个吸入口 101阵列的间隙中的形式布置在采样面100内。采样装置10还包括吸气栗105,通过例如连接管道103中的吸入管道与例如预处理装置的后续设备以及吸入口 101连通形成采样通路,用于在吸入口 101处形成负压吸入样品。还包括充气栗106,所述充气栗106配置成通过例如连接管道103中的吹气管道104将气体从吹扫口 102吹出。所述多个吹扫口 102和所述多个吸入口 101配置成能够同时或交替地操作。吹扫口 102吹出的气体可以经过吹气管道104加热形成热气流对被检目标吹扫。热气流是有利的,可以加速挥发性样品或物质从被检目标挥发,也可以加速一些粘附在被检目标表面或暗藏处的样品脱离被检目标,从而脱离被检目标的样品被吸入口 101吸入。
[0059]根据本发明的又一个方面,提供了一种采用上述安检设备的安检方法,包括下述步骤:当人或行李靠近所述的面阵采样装置10时,启动充气栗106,洁净的空气流经吹气管道104加热再经采样面100的吹扫口 102对被检目标表面进行热气流吹扫,同时启动吸气栗105并通过采样面100中的吸入口 101、经采样连接管道103将泄漏到环境气体中的样品抽吸到全时预浓缩采样器的样品吸附腔中;启动热解析温控系统以将热解析腔的温度维持在一个恒定高温;以及移动并将活塞式吸附器定位在样品解析位置中,使得吸附腔定位在热解析腔内并且由吸附腔吸附的样品在高温下在热解析腔内迅速析出。
[0060]根据本发明的又一实施例,提供了一种采样方法,其中使用如前述的采样装置10对被检目标采样。
[0061]根据本发明的还一实施例,提供了一种安检设备,与前述安检设备类似。为了避免赘述,这里仅描述不同的部分。本实施例与上述的安检设备不同的是,本实施例不使用采样吸气栗,而使用龙卷风吸气装置。可以使用一个龙卷风装置,也可以使用多个龙卷风装置,分别连接一个或多个吸入口 101。
[0062]下面介绍龙卷风装置的结构。图6是根据本发明的一个优选的实施例的龙卷风式采样装置的纵剖面示意图。如图6所示,一种对气载物质具有放大的收集功能的龙卷风式实时采样装置,包括:端盖1,具有孔;和,布置在端盖I上的压环2,压环2将粗滤网3和微滤网4安装在端盖I的开孔上面,以阻挡大颗粒物质进入采样装置内部。粗滤网不但可以过滤大的颗粒,而且具有较强的刚性,可以阻止来自外部环境的压力以及大颗粒的撞击。微滤网用于过滤细小的固体微粒或微颗粒。备选地,可以使用一体的端盖1,其中一体的端盖具有开口,或称为采样入口,并且采样入口布置有多孔元件3或4,以便阻挡大颗粒物质通过该端盖I。
[0063]根据本发明的采样装置还包括气帘引导体5,端盖I可以通过O型密封圈8封盖在旋转式的气帘引导体5的上面,以便将气帘引导体5的上环面密封。旋转式气帘引导体5具有圆筒式外侧壁,并且可以具有如图所示的截面呈漏斗形的内侧壁。换句话说,气帘引导体5可以是一个圆筒及其内一个漏斗式内侧壁的组合。备选地,气帘引导体5可以是一体形成的单件。漏斗式内侧壁与圆筒式外侧壁的夹角可以在20° -30°之间,然而其他夹角也是可选的。
[0064]在一个实施例中,气帘引导体5的漏斗式内侧壁的下端面的直径至少是上端面直径的两倍。换句话说,漏斗式内侧壁形成的下开口的直径至少是上开口的直径的两倍。这种漏斗形的设计用于模拟形成龙卷风。气帘引导体5的漏斗式内侧壁的内侧面限定内部空间,即如图6所示的截面图中,两个如图所示的内侧壁之间的内部空间。然而,在本发明的其他实施例中,气帘引导体5的漏斗式内侧壁的下端面的直径是上端面直径的三倍,或气帘引导体5的漏斗式内侧壁的下端面的直径比上端面直径大很多。
[0065]图5示出气帘引导体5的侧壁沿A-A的横截面示意图。如图5所示,气帘引导体5的漏斗式内侧壁的上端均匀布置多个旋流孔6,这些旋流孔6的轴向方向与漏斗的内侧壁接近相切,旋流孔6的轴线与竖直方向的夹角在45°?90°之间。由此,旋流孔沿与气帘引导体5的漏斗式内侧壁相切并且向下(沿图6中示出的箭头方向)朝向,使得气体从旋流孔流出且沿漏斗式内侧壁相切的方向向下流动。
[0066]在气帘引导体5的圆筒式外侧壁上有充气入口 7。旋转气帘引导体5的圆筒式外侧壁、漏斗式内侧壁以及端盖I包围一个环形空间。气体可以从充气入口 7进入环形空间,然后环形空间的空气沿漏斗式内侧壁上的旋流孔6吹进气帘引导体5的漏斗形内部空间内,形成旋流气帘30。
[0067]在本实施例中,示出的是样品从上端吸入,从下端排出,充气气体气流从上向下螺旋流动。然而,这只是一个示例,当采样装置水平放置对着被检测物体时,例如采样入口对着位于采样装置左边的被检测物体时,气帘引导体5的小口一侧对着左侧被检测物体,此时漏斗形内壁9是横置的布置形式,样品从左向右行进。
[0068]根据本发明的实施例,气帘引导体5可以包括充气管道18。图6不出一种布置方式,充气管道18 —端与充气入口 7连通,另一端与充气用的气栗28连通。充气用的气栗28将空气风沿充气管道18经过充气入口 7送进环形空间,环形空间的空气风沿漏斗式内侧壁上的旋流孔6吹进漏斗形内部空间内形成旋流气帘30。环形空间的设置是有利的,进气的不稳定可以通过环形空间消除。
[0069]采样装置还包括导风腔9,导风腔具有圆柱形内壁。导风腔9通过O型密封圈嵌套在气帘引导体5下面。导风腔9与气帘引导体5可以以其他形式接合,只要不影响在导风腔中形成龙卷风式气流即可。龙卷风式气流是本领域技术人员已知的,即在气流的外围气体高速或至少快速地螺旋地旋转,即在横向截面上(在本实施例中导风腔的截面上)是旋转运动,同时在纵向方向上具有向前(在本实施例中从采样入口的一端至样品出口一端)运动的速度;同时气流中心或轴心处气体沿纵向方向向前被抽吸。导风腔9用于维持龙卷风式气旋并引导龙卷风式轴心吸吮的气载物质进入后续检测器件。如图6所示,旋流气帘30向下推进,进入导风腔9形成旋流气流31。龙卷风式旋转气流32沿着导风腔9流动,经导风腔9下端侧壁上的旋风出口 10从排气栗接口 23以及经排风口 27排出。
[0070]采样装置还包括漏斗形底盖13,其通过O型密封圈8将导风腔9下端面口盖封。底盖13和导风腔9下端口之间设有半透膜11,半透膜11可以阻止吸入气载物质中的水分子、氨分子以及其他杂质污染物进入并污染后端的色谱柱或迀移管。此外,半透膜11还有限制团簇的形成,进而提高仪器的分辨率。
[0071]根据本发明的实施例,可以设置两片网状金属12,以便对半透膜11进行夹持保护,使半透膜12免受气流冲破。
[0072]漏斗形底盖13可以作为载气和样品的混合区或混合腔。漏斗形底盖13可以包括载气通道21,用于注入载气,进来的载气在漏斗中与样品充分混合。漏斗形底盖13还可以包括进样口 20,采集的样品与载气例如在混合预热后通过进样口 20排出。在某些情况下,样品和载气可以直接混合不需要加热而排出。
[0073]采样装置还包括设置在导风腔9上的保温套14,设置在导风腔9内的加热棒16以及温度传感器17,由此它们构成温控系统,可以对导风腔9进行控温,例如加热升温。温控系统可将腔体内的温度控制在50°C _250°C,高温有助于高沸点的气载物质快速气化并顺利通过半透膜,并且有利于气化样品和从漏斗式侧壁上的载气通道21进来的载气在漏斗中充分混合,能有效提高仪器对高沸点物质的检测极限。采集的样品与载气混合预热后被载气携带进入进样口 20。旋转气帘引导体5、导风腔9、底盖13可采用热性能好的金属材料,其外保温套13可采用?1mm厚的气凝胶或玻璃或陶瓷棉。可选地,可以采用聚四氟乙烯外罩15套罩在保温层13外。
[0074]图7示出外罩15的底端面,其包括充气栗接口 22、排气栗接口 23、例如GC柱/离子迀移管的后续设备接口 24、加热棒引出线25、温度传感器引出线26、排风口 27以及载气管接口 36。其中,充气栗接口 22和排气栗接口 23可以分别接一个气栗28,用于持续提供气体压力以便在采样装置内部形成龙卷风式气流。排气栗接口 23期望布置成使得气阻尽可能小,因而排气栗接口在导风腔内的开口期望迎着气流的方向,使
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