用于气态流体采样的装置和方法制造方法及图纸

一种探测器入口，该探测器入口用于向用于探测关注的物质的分析装置提供样品，所述探测器入口包括：集气室，所述集气室用于允许气态流体流通过，所述集气室包括采样容积；采样入口，所述采样入口设置在所述集气室中，并且所述采样入口设置为从所述采样容积收集所述气态流体的样品并将所述样品提供到所述分析装置，其中所述流体携带有颗粒物；以及流体引导部，所述流体引导部设置为产生围绕环绕所述采样入口的所述集气室的所述气态流体的循环流，以改变由所述流体携带的颗粒物的空间分布，从而增加携带的所述颗粒物经过所述采样入口而不进入所述采样容积的相对比例。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于气态流体采样的装置和方法本专利技术涉及探测方法和装置，更具体地涉及用于获得用于探测器的样品的方法和装置，更加具体地涉及用于获得其中存在颗粒物的蒸汽样品的方法和装置，这些方法和装置可以在光谱测定法例如离子迁移谱以及质谱分析法中找到具体的应用。一些探测器通过将流体流(例如空气)“吸入”探测器入口中并使用分析装置对该空气采样以探测关注的物质(substanceofinterest)来操作。通过使用采样入口例如针孔、毛细管或薄膜入口，空气的吸入流可以从探测器入口采样。通常，例如军队和安保人员需要手持的或便携的设备。这些人员频繁地在存在大量灰尘、砂砾和其他颗粒物的不利环境下作业。这样的颗粒物会阻塞采样入口，或损坏探测器。在某些情况下，空气流携带的颗粒物可能包括使探测器敏感的物质。如果这些物质积累在探测器中或其入口中，它们将污染探测器，并导致恢复时间问题。本专利技术的各方面和实施方式意在处理相关的技术问题。现在仅通过示例的方式，参考以下附图说明本专利技术，其中：图1a显示了探测器入口的示意图；图1b显示了沿图1a中‘A’线的颗粒物的空间分布；图1c显示了探测器入口的示意图；图2显示了图1a的探测器的截面图；图3a显示了具有圆柱形流动通道的探测器入口的示意图；图3b显示了沿图3a中‘B’线的颗粒物的空间分布；图4显示了图3a的探测器入口在图3b的‘B’线处的截面图；图5显示了具有图1a的探测器入口的探测器的实施例；图6显示了具有图3a的探测器入口的探测器的实施例；图7显示了具有图1a的探测器入口的探测器的另一实施例；图8显示了具有图3a的探测器入口的探测器的另一实施例。在附图中，相似的参考数字用于指示相似的元件。本专利技术的实施方式涉及用于向用于探测关注的样品的分析装置提供样品的探测器入口。这样的探测器可以通过首先吸入气态流体流(例如携带颗粒物的空气、蒸汽和气溶胶)来获得样品。样品可以随后从气态流体流中取走。例如，可以使用针孔入口取走这些样品并将它们提供到探测器中，以使得关注的物质能够被探测。在这样的吸入流中夹带的颗粒物可以沿吸入流空间地均匀地分布。这样的颗粒物的存在可以导致探测器的污染或采样入口的堵塞。本专利技术的实施方式意在能够进行蒸汽的采样而禁止颗粒物进入或阻塞采样入口。这可以通过引入环绕(例如，围绕)可以获取样品(例如通过探测器的采样入口)的区域的循环流(circulatoryflow)实现。相当数量的颗粒物在这个区域消耗，因为本来在空间中的大量均匀分布被这种循环流的离心作用改变了。本专利技术解释了多种可以实现这种效果的方式。图1a显示了设置为以这种方式操作的探测器入口。图1a显示了探测器入口1，该探测器入口1包括流动入口2、流动出口4以及集气室11。集气室11包括具有内表面12的壁8。采样入口14(例如针孔)设置为从所述集气室中的采样容积(samplingvolume)10中获得样品。图2显示了图1a的探测器入口1的截面图。从图2中可以看出，所述采样入口可以设置为从集气室11的中心区域收集气态流体的样品。例如，在图1中所述集气室作为平面图观察，吸入流的路径对齐于该图的平面。在该视图中，集气室11具有圆滑形状(roundedshape)，例如，它是圆形的。采样入口可以设置在圆滑形状的集气室的中部或设置在圆滑形状的集气室的中部附近。流动入口2和出口4都可以包括导管，导管可以为例如切成片状材料并封装的通道，或者例如为管道或管。图1中所示的所述流动入口和所述流动出口排列在不同方向上。流动入口2和流动出口4均连接于集气室11，因此，集气室位于穿过探测器入口1的流体路径的弯曲处。在集气室11处，当气态流体从流动入口2穿过集气室11向流动出口4流动时，气态流体的流动经历方向上的改变。集气室11包括通过壁8的内表面12限定的内部容积。如图所示，壁8的表面12可以是弯曲的，例如，壁8的内表面12的曲率可以设置为在吸入流的路径中提供从流动入口2到流动出口4的弯曲。如图2中所示，所述集气室的流量截面大于流入口2的流量截面。在本文中，流量截面指的是垂直于气态流体流动方向的区域。例如，集气室11可以提供流动入口2会合集气室11处的流动路径的扩宽。这可以减慢气态流体在进入集气室11时的流动。如图2所示，流动出口4显示在平面中为具有大于流动入口4的流量截面。这是为从所述集气室在流动出口4流出的气态流体提供更慢流动速度的一种方法。在所述出口提供更慢流动速度可以改善围绕集气室的循环流的产生。如以上解释，流动入口2设置为引导气态流体进入集气室11。集气室11包括第一流动路径和第二流动路径，所述第一流动路径围绕通过集气室11提供的弯曲处的外侧并经过采样入口的一侧，所述第二流动路径围绕弯曲处的内侧并经过采样入口的另一侧。因此，通过将采样入口定位在集气室11的中部内或定位在集气室11的中部附近，可以引发围绕采样入口14的流体的循环流。这种循环流可以改变通过流体携带的颗粒物的空间分布，以增加携带的颗粒物经过采样入口14而不进入采样容积10的的相对比例，其中采样入口14从采样容积10中获得样品。流动出口4可以设置为使得气态流体的流动以低于通过流动入口2进入的速度离开集气室11。例如，流动出口4可以具有更宽的流动截面以使得流动通过出口4的气态流体的体积流动速率与通过入口2的体积流动速率相同，但具有更低的线速度。这可以在所述弯曲处的内侧上增加气态流体流动返回经过采样入口的趋势。例如，在这样的实施方式中，流体可以流动进入集气室11，流体随后围绕采样入口的一侧弯曲，流体通过在流动出口4处的慢速流动流体被禁止完全地进入流动出口4，并且通过在所述采样入口14的另一侧流动返回经过所述采样入口而至少部分地在集气室中再循环。在图1a的装置的操作中，气态流体流被吸入并从流动入口2穿过集气室11而到达流动出口4。集气室11为这股吸入气态流体提供方向改变，例如，从流动入口2的流动方向的弯曲。该弯曲的外侧通过向内弯曲的所述集气室的壁8提供。这改变了吸入流体的流动方向，并使得该流体在流动通过集气室11时围绕所述采样入口弯曲。在流体到达流动出口4时，一些气态流体通过出口4离开集气室11，然而一些流动经过流动出口4并保持在集气室11中，因此在流动中以涡流的方式被引导回来经过所述采样入口的另一侧，即位于弯曲13的内侧。当已经流动返回经过所述采样入口的流体再次返回到流动入口2时，该回流可以随后加入到后续在流动入口2处到达集气室11中的流体中。这种相同的循环再次开始，并且这种再加入的流体的其中一些再次循环，同时一些通过出口4离开。因此，对于至少部分的气态流体的流，相比于沿恒定截面的直管流动的相同的流，本实施方式可以增加围绕所述采样入口的气态流体的停留时间。至少一部分的流体因此可以在通过流动出口4离开所述集气室之前围绕所述集气室沿围绕所述采样入口的例如至少部分为圆形的弯曲的流动路径流动。在图2中可以看出，这种循环流围绕旋转轴线循环，该旋转轴线横向于(例如垂直于)通过入口2和出口4的气态流体的主体流动方向(bulkflowdirection)。这种循环流可以提供围绕所述采样入口的离心作用，该离心作用倾向于使得由流体携带的颗粒物朝向集气室的壁(例如远离所述采样入口)移动。这提供了朝向所述循环流的旋本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种探测器入口，该探测器入口用于向用于探测关注的物质的分析装置提供样品，所述探测器入口包括：集气室，所述集气室用于允许气态流体流通过，所述集气室包括采样容积；采样入口，所述采样入口设置在所述集气室中，并且所述采样入口设置为从所述采样容积收集所述气态流体的样品并将所述样品提供到所述分析装置，其中所述流体携带有颗粒物；以及流体引导部，所述流体引导部设置为产生围绕环绕所述采样入口的所述集气室的所述气态流体的循环流，以改变由所述流体携带的颗粒物的空间分布，从而增加携带的所述颗粒物的经过所述采样入口而不进入所述采样容积的相对比例。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.30 GB 1517310.71.一种探测器入口，该探测器入口用于向用于探测关注的物质的分析装置提供样品，所述探测器入口包括：集气室，所述集气室用于允许气态流体流通过，所述集气室包括采样容积；采样入口，所述采样入口设置在所述集气室中，并且所述采样入口设置为从所述采样容积收集所述气态流体的样品并将所述样品提供到所述分析装置，其中所述流体携带有颗粒物；以及流体引导部，所述流体引导部设置为产生围绕环绕所述采样入口的所述集气室的所述气态流体的循环流，以改变由所述流体携带的颗粒物的空间分布，从而增加携带的所述颗粒物的经过所述采样入口而不进入所述采样容积的相对比例。2.根据权利要求1所述的探测器入口，其中，所述集气室设置为沿流动方向引导所述流体流，从而所述循环流围绕横向于所述流动方向的旋转轴线循环。3.根据权利要求2所述的探测器入口，其中，所述流体引导部包括到达所述集气室的流动入口和来自所述集气室的流动出口，其中，所述流动出口排列为沿着横向于从所述入口进入所述集气室的流动方向的方向承载流体。4.根据权利要求3所述的探测器入口，其中，所述流动入口具有小于所述流动出口的截面。5.根据以上权利要求中任意一项所述的探测器入口，其中，所述流体引导部包括所述集气室的弯曲壁，所述弯曲壁设置为使得所述循环流跟随所述集气室的所述弯曲壁的内表面。6.根据权利要求5所述的探测器入口，其中，改变由所述流携带的颗粒物的空间分布包括根据与所述集气室的所述弯曲壁的距离降低由所述流携带的颗粒物的相对比例。7.根据以上权利要求中任意一项所述的探测器入口，其中，所述集气室设置为沿流动方向引导所述气态流体流，并且所述集气室设置为使得所述循环流围绕对齐于所述流动方向的旋转轴线循环。8.根据权利要求7所述的探测器入口，其中，所述集气室包括圆筒，并且所述旋转轴线对齐于所述圆筒的纵向轴线。9.根据权利要求7或8所述的探测器入口，其中，所述流体引导部包括到达所述集气室的流动入口和来自所述集气室的流动出口，并且所述流动入口和所述流动出口在所述流动方向上间隔开。10.根据以上权利要求中任意一项所述的探测器入口，其中，所述流体引导部包括与所述集气室中的螺旋路径对齐的结构，例如其中，所述结构包括翅片或位于所述集气室的壁中的槽。11.根据权利要求1-10中任意一项所述的探测器入口，其中，所述流体引导部包括移动器，该移动器设置为使气态流体围绕所述循环流移动，例如其中，所述移动器设置为围绕所述集气室的壁的内表面吹送气态流体的射流。12.根据以上权利要求中任意一项所述的探测器入口，所述探测器入口还包括用于加热所述流动通道中的气态流体的加热器。13.根据以上权利要求中任意一项所述的探测器入口，所述探测器入口还包括设置为向所述流中引导额外的气态流体以产生所述循环流的额外的流体路径。14.一种探测器入口，该探测器入口包括用于探测关注的物质的分析装置以及根据以上权利要求中任意一项所述的探测器入口，该探测器入口设置为向所述分析装置提供气态流体的样品。15.一种探测器入口，该探测器入口用于向用于探测关注的物质的分析装置提供样品，所述探测...

【专利技术属性】
技术研发人员：O·希拉克比，A·克拉克，B·A·C·格兰特，
申请(专利权)人：史密斯探测沃特福特有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB