气体分析器设备及分析气体的方法技术

本发明专利技术涉及气体分析器设备及分析气体的方法，尤其涉及气体分析器设备，其包括装置或平台，用于支持能够与预定气体反应以产生试剂性质上的可检测的变化的预定量试剂；适用于保持试剂的储器；分配器，用于分配来自储器的受控量试剂至用于支持所述预定量试剂的装置的预定位置；以及检测器，其在所述预定气体与受控量试剂反应以产生试剂性质上的可被检测器检测的变化时检测预定气体的存在，所述检测器适用于通过预定量试剂检测其性质上的变化来检测受控量试剂的变化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及环境检测，特别是检测气体是否存在的设备和方法。
技术介绍
在当今时代，十分强调国家安全以及检测对人群的威胁。特别是，优 先考虑检测或感测环境中的气体特别是有毒气体的存在，并且相应研发了多 种检测系统和装置。气体的检测在特定的工业环境中，特别是在洁净室环境 中是十分严格的，例如在半导体和微处理器生产中。工业有毒气体监测器，例如用在半导体处理中，需要对气体灵敏度达 到十亿分之一 (ppb)的水平并对一些气体具有特异性。传统的分析器为了可 靠地达到ppb水平的灵敏度而笨拙的具有非常长的分析路径长度。因此，一 族基于纸颜色变化反应的分析器被开发并得到了市场的认可。但是，这些分 析器需要承载试剂的试纸，这需要更换纸张承载物(paper bearing)或者其上 放置试剂以供每一后续测试的物体。此外，纸张，甚至非织造纸张，由于其 表面具有在显微镜下不均匀的质地，所以并不是放置试剂的理想表面。 因此，需要提供在环境中检测气体特别是有毒气体存在的分析器，其 不需要使用纸张或其他消耗材料作为试剂支持表面。此外，需要提供分析器， 其中至少检测设备的一部分可以被放置在试剂支持表面下面并与其分离，因 此检测，特别是光学检测，可以透过试剂来实施。通过与附图和本专利技术的背 景相结合，本专利技术其它合意的特征与特性将通过后面的专利技术详细描述以及附 加的权利要求中变得显而易见。
技术实现思路
根据本专利技术，气体分析器设备包括用于支持能够与预定气体反应以产 生试剂性质的可测量变化的预定量试剂的装置；适用于保持试剂的储器；分 配器，其用于分配来自储器的可控量试剂至用于支持预定量试剂的装置上的 预定位置；以及检测器，其在预定气体与可控量试剂反应以产生试剂性质上的可被检测器检测的变化时来检测预定气体的存在，所述检测器适用于通过 预定量试剂性质上的变化来检观何控量试剂的变化。根据本专利技术优选支持可控量试剂的装置是可重复使用的，去除了频繁 更换装置的麻烦与费用，并且优选该可控量试剂被支持在允许检测器的元件 置于试剂之上和之下的位置，以便使与预定气体反应时试剂特征的变化，例 如颜色变化，能够容易地且准确地测得。用于此处的"支持装置"理解为具 有相对均匀厚度的结构，其具有至少一个基本平坦的试剂可以沉积在其上或 其中的表面。在本专利技术的一个实施方案中，所述支持装置采用旋转盘的形式，其形 状可以类似于光盘compact disk);如录音4亍业中中公知的CD。盘的材料优选 玻璃或透明的、相对不透性(relatively impervious)的聚合物，比如聚氯乙烯、 聚乙烯或聚四氟乙烯，后者以Teflon⑧被普遍了解和销售。 在本专利技术另一实施方案中，支持装置为细长型或盘状结构形式，具有 至少一个孔，受控量试剂被分配器分配到该孔中并通过毛细作用力保持在该 孔内。该实施方案中的孔的尺寸使得能够使毛细作用力保持住所述量的试剂 而不会发生试剂从孔中落下，直到提供力使试剂从孔中通过的力为止。更优 选的是，本实施方案中的支持装置具有多个彼此隔开的孔，受控量的试剂能 够分配到所述孔中并通过毛细作用力保持于其中。在另一实施方案中，盘或细长型结构可以采用不与试剂反应的材料， 例如金合金或铂。其结构可以是实心的，在此情况下，可以通过观察试剂与 预定气体反应时试剂性质变化的反射来完成检测，或者其结构可以包括孔， 孔的尺寸使通过毛细作用力保持受控量的试剂，试剂与气体反应时试剂特征 的变化通过一定量的试剂来观察或者测量。已知的与特定气体反应的现有试剂可用于本专利技术的设备和方法中。例 如，用于CHEMCASSETTE⑧纸张或盒中的试剂，(Zellweger Luwa AG Corporation的商标)可以用作本专利技术的试剂。CHEMCASSETTE⑧产品由 Honeywell Analytics, Inc., 405 Barclay Boulevard^ Lincolnshire, Illinois 60069,USA销售。试剂储器优选是通常用于打印机墨水或调色剂的盒，该盒在储器注满后设置有密封。如附图中所示，分配器包括用于支持储器和用于刺破密封并引导试剂至分配受控量试剂的分配器部分的设备。本专利技术的分配器优选为线一活塞(wire-piston)装置，其通过导管流 体连接至储器，使得当线一活塞升起时，受控量试剂就能够进入位于升起的 线一活塞之下的导管区域，并且，当线一活塞降低时，受控量试剂则被线一 活塞经过导管的开口从导管喷射到支持装置的预定位置上。分配器优选具有 密封以容纳试剂。在一个实施方案中，分配器为喷墨打印头，并适用于喷射 一滴试剂至支持装置的预定位置上。在本专利技术的优选实施方案中，气体分析器包括从可重复使用的在检测 器之后的支持装置上移除试剂的设备，并且本专利技术的方法包括在检测步骤之 后从支持装置移除试剂的步骤。移除设备可以为布料(cloth)，并且移除方法 包括用布料擦拭表面，其中试剂已经被分配至支持装置的表面上；和/或如果 试剂是水溶性的，利用水冲洗该表面，或者如果不是，则利用溶剂冲洗。在 试剂己经被分配至支持装置的孔中的情况下，移除设备可以为第二线一活塞 装置，其能够在检测操作后从每个孔中喷射试剂。如果需要的话，支持装置 能够周期性的执fi^B上面描述的冲洗。在试齐U与待观忾体的反应提供可观测的颜色变化的情况下，检测器包 括相干光源以及能检测并优选记录通过受控量试剂或被受控量试剂反射的光 束波长变化的光检测器或显微分光计。附图说明本专利技术将结合下列附图标记在下文中详细描述，其中相同的附图标记表 示相同要素，并且图1为根据本专利技术示例性实船案的气体分析器驢的示意图； 图2为根据本专利技术另一示例性实施方案的气体分析器装置的示意图； 图3为图2中用椭圆形虚线示出并在图中指定Fig.3的气体分析器设备 的一部分的示意图；和图4为如图3的指定部分当设备处于另一位置的示意图。具体实施方式以下关于本专利技术的详细描述在本质上仅仅是示意性的，并不意味对本专利技术或其应用以及用途的限定。此外，并没有意图由出现在前述的
技术介绍
或发 明内容或下歹啲专利技术详细描述中的任何理论来限帝lj。现谈及附图，图1是根据本专利技术示例性实施方案的气体分析器设备10的 示意图。设备10包括装置或平台12，其用于支銜页定量的试剂，所述试剂可与 预设气体反应从而弓胞该试剂的特征变化，在该实施方案中为试剂颜色的变化。 如图1所示，该实施方案中，平台12为透明玻璃圆盘，通过由轴16连接至平 台12的马达14使其可逐步旋转。储器，在本实施方案中是盒18，對以于喷墨打印机的墨水盒，含有一定 量的试剂，将其安^M设备10之前使其密封。分配器20包括储 受支持部 分(reservoir receiving support portion) 22，该支持部分具有密封刺穿构件24，和 密封如O型环26，用于将储器18与支持部分22密封以防止周围空气进入储器 和分配器20。分配器20包括和支持部分22 —体式并皿向液滴分配器30的导 管28，所述液滴分配器也和导管28成一体式。本实M^案中的液滴分配器30 包括线分配器(wire dispenser) 32。线分配器32具有电磁线圈(solenoid) 34， 絲歡活时弓胞分配器的线或挺杆本文档来自技高网...

【技术保护点】
气体分析器设备，包括：ａ．可重复使用的、基本不透性（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ　ｎｏｎ－ｐｅｒｖｉｏｕｓ）的平台；ｂ．试剂的储器，所述试剂能够与预定的气体反应以引起试剂性质的可测得的变化；ｃ．分配器，用于分配来自于储器的受控量的试剂至平台的预定位置上；以及　ｄ．化学信号检测器，用于在所述预定气体与平台上的所述受控量试剂反应引起试剂性质发生可由所述检测器测得的变化时检测所述预定气体的存在。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：U博纳，PG霍根，RA戈尔尼，LT艾维，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]