CN114383903A - 痕量气体采样设备及探测*** - Google Patents

Abstract

一种痕量气体采样设备及探测***，该痕量气体采样设备包括：移动载体；多个采样装置，设置于所述移动载体上，包括：采样软管，适用于深入到待检测的目标内部，所述采样软管适用于获取所述目标内的目标气体；采样通道，与所述采样软管连接，用于输送所述目标气体；以及富集器，设置于所述采样通道内，所述富集器内部放置有吸附介质，所述目标气体吸附于所述吸附介质上；控制装置，设置于所述移动载体上；以及至少一个气泵，每个气泵与一个或者多个采样装置可控制地连通，所述控制装置控制每个气泵有选择地连通所述一个采样装置或者多个采样装置的一个，使得所述气泵驱动被连通的所述采样装置的采样软管获取所述目标气体。

Description

痕量气体采样设备及探测***

技术领域

本发明的至少一种实施例涉及安检***，特别涉及一种用于安全检查的痕量气体采样设备及包括这种采用设备的探测***。

背景技术

离子迁移谱(IMS)技术作为快速检测***物、毒品的痕量检测技术，目前已经广泛应用于机场、海关、地铁、政府机构等领域安检。离子迁移技术主要包含三个部件：用于离子分析的迁移管，气化样品的进样口(或称热解吸器)，收集痕量样品的拭纸。离子迁移谱(IMS)技术也可作为对工业毒气、化学战剂的痕量检测技术，目前已经运用于军队、警察***中的安全检查。

目前常用的针对货物检测的安检设备主要为痕量探测设备，该痕量探测设备利用了离子迁移谱技术。该设备需要用手持拭纸(戴手套)或取样器直接在相关人员、货物表面擦拭采集样品，之后将采集到样品的拭纸***进样口等待分析结果。但是该设备整个采样过程都需要人工操作，非常繁琐。

由于在货物检测时需要对被测物品的表面各处进行采样，而采样拭纸属于耗材，当查验次数增加时，耗材用量相应提高，应用成本偏高。

常用的痕量探测设备还难以对货物包装内部的物品进行直接搜查。当疑似违禁物品位于包装内部时，与操作员距离过远或有其他物品遮挡时，操作员难以直接对疑似违禁物品进行直接采样，对周围的表面进行采样时，可能会造成漏检。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种痕量气体采样设备及探测***，以期至少部分地解决上述提及、以及其他方面的至少一种技术问题。

根据本发明的实施例，提供了一种痕量气体采样设备，包括：

移动载体；

多个采样装置，设置于移动载体上，包括：

采样软管，适用于深入到待检测的目标内部，采样软管适用于获取目标内的目标气体；

采样通道，与采样软管连接，用于输送目标气体；以及

富集器，设置于采样通道内，富集器内部放置有吸附介质，目标气体吸附于吸附介质上；

控制装置，设置于移动载体上；以及

至少一个气泵，每个气泵与一个或者多个采样装置可控制地连通，控制装置控制每个气泵有选择地连通一个采样装置或者多个采样装置的一个，使得气泵驱动被连通的采样装置的采样软管获取目标气体。

根据本发明的实施例，痕量气体采样设备包括一个气泵，控制装置控制气泵有选择的连通多样采样装置中的一个。

根据本发明的实施例，痕量气体采样设备包括多个气泵，控制装置控制每个气泵和一个相应的采样装置的连通。

根据本发明的实施例，富集器内设有第一加热元件，第一加热元件适用于对吸附介质进行加热，以使吸附于吸附介质上的目标气体脱离吸附介质。

根据本发明的实施例，气泵的流量为大于等于1L/min。

根据本发明的实施例，采样通道包括：

进样口，进样口上设置有快速接口，采样软管与进样口的快速接口连接；以及

排气口，适用于排出富集器中的残留气体。

根据本发明的实施例，上述采样通道还包括：

信息记录装置，适用于对目标的目标信息进行记录。

根据本发明的实施例，信息记录装置包括摄像头、扫描枪、和无线射频识别读写器。

根据本发明的实施例，控制装置还包括：

通讯单元，与摄像头、扫描枪、和无线射频识别读写器分别相连，适用于传输目标信息，通讯单元包括通讯接口，用于接收目标信息。

根据本发明的实施例，移动载体为机器人移动载体。

根据本发明的实施例，还提供了一种探测***，包括：

如上所述的采样设备；

检测设备，适用于采样设备获得的目标气体或者吸附有目标气体的吸附介质进行检测及分析，得到分析结果。

根据本发明的实施例，检测设备包括：

检测设备进样口，适用于获取目标气体；

探测装置，适用于对目标气体进行检测，得到检测信号；

计算装置，与探测装置连接，适用于对检测信号进行计算分析，得到分析结果。

根据本发明的实施例，检测设备进样口上设置有第二加热元件，第二加热元件适用于对放置在检测设备进样口中的吸附介质加热，以获取目标气体。

根据本发明的实施例，检测设备还包括：半透膜，设置于检测设备进样口与探测装置之间，适用于对目标气体进行选择性过滤。

根据本发明的实施例，探测装置包括离子迁移谱仪、小型质谱分析器、气相色谱-离子迁移谱仪、非对称场离子迁移谱仪、电化学传感器阵列、光声光谱传感器、QCL红外光谱***、荧光聚合物传感器、石英晶体微天平检测器中的至少一种。

根据本发明的实施例，本发明提供的痕量气体采样设备采样及探测***，通过利用采样软管来获取目标气体，利用富集器使目标气体吸附于吸附介质上，利用至少一个气泵驱动被连通的采样装置的采样软管获取目标气体，实现对待检测的目标采样，该采样过程无需使用人工，降低人力消耗。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的采样设备的结构示意图；

图2是图1中采样装置的部分结构示意图；

图3是根据本发明的一个实施例的检测设备的结构框图。

附图标记：

1移动载体

2采样装置

21采样软管

22采样通道

221进样口

222排气口

23富集器

24吸附介质

3控制装置

31通讯单元

4信息记录装置

41摄像头

42扫描枪

43无线射频识别读写器

5检测设备进样口

6半透膜

7探测装置

8计算装置

9气泵

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。

但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本申请的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本申请的概念。在附图中示出了根据本申请实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。

根据本发明的一个方面的总体上的发明构思，提供了一种痕量气体采样设备，包括：

移动载体；

多个采样装置，设置于移动载体上，包括：

采样软管，适用于深入到驱动被连通的采样装置的采样软管获取目标气体内部，采样软管适用于获取目标内的目标气体；

采样通道，与采样软管连接，用于输送目标气体；以及

富集器，设置于采样通道内，富集器内部放置有吸附介质，目标气体吸附于吸附介质上；

控制装置，设置于移动载体上；以及

至少一个气泵，每个气泵与一个或者多个采样装置可控制地连通，控制装置控制每个气泵有选择地连通一个采样装置或者多个采样装置的一个，使得气泵驱动被连通的采样装置的采样软管获取目标气体。

根据本发明另一个方面的总体上的构思，提供了一种检测***，包括：

上述痕量气体采样设备；

检测设备，适用于采样设备获得的目标气体或者吸附有目标气体的吸附介质进行检测及分析，得到分析结果。

图1是根据本发明的一个实施例的采样设备的结构示意图。

根据本发明的一种示例性实施例，如图1所示，痕量气体采样设备包括：移动载体1、多个采样装置2、控制装置3、至少一个气泵9。多个采样装置2设置于移动载体1上，并包括采样软管21、采样通道22和富集器23。采样软管21适用于深入到待检测的目标(例如集装箱、货箱、行李箱等)内部，获取目标内的目标气体。采样软管21能够深入到待检测的目标内部，例如能够深入到待测货物包装内部。此外采样软管21的长度可调，因此，可以深入到距离较远的待测目标内部，此外采样软管21还可以绕过物理结构的阻挡深入到待检测的目标内部。采样通道22与采样软管21连接，用于输送目标气体。

图2是图1中采样装置的部分结构示意图。

在一种实施例中，结合图1和图2，富集器23设置于采样通道22内，富集器23内部放置有吸附介质24，目标气体吸附于吸附介质24上。

在一种实施例中，如图1所示，控制装置3设置于移动载体1上。至少一个气泵9中的每个气泵9与一个或者多个采样装置2可控制地连通，控制装置3控制每个气泵9有选择地连通一个采样装置2或者多个采样装置2的一个，使得气泵9驱动被连通的采样装置2的采样软管21获取目标气体。

根据本发明的实施例，本发明提供的采样设备中通过利用采样软管21来获取目标气体，利用富集器23使目标气体吸附于吸附介质24上，利用至少一个气泵9驱动被连通的采样装置的采样软管21获取目标气体，实现对待检测的目标采样，该采样过程无需使用人工。

根据本发明的实施例的采样设备避免了使用试纸进行采样，成本低。

继续参考图2，采样通道22包括：进样口221和排气口222。进样口上设置有快速接口，采样软管21与进样口221的快速接口连接。排气口222适用于排出富集器23中的残留气体。

根据本发明的一个具体的实施例，采样设备包括一个气泵9，控制装置3控制气泵9有选择的连通多样采样装置2中的一个。在本发明中通过利用一个气泵9有选择的连通多样采样装置2中的一个，可以切换采样装置2，轮流使用采样装置2。

根据本发明的一个可替换的实施例，采样设备包括多个气泵9，控制装置3控制每个气泵9和一个相应的采样装置2的连通。本发明的实施例中通过设置多个气泵9，且每个气泵9和一个相应的采样装置2的连通，可以实现多个目标的同时采样。

根据本发明的实施例，富集器23内设有第一加热元件(图中未示出)，第一加热元件适用于对吸附介质24进行加热，以使吸附于吸附介质24上的目标气体脱离吸附介质24。

根据本发明的实施例，气泵9的流量为大于等于1L/min。采用大流量的气泵9，可以实现对饱和蒸气压过低的待检测的目标进行采样，如对常温常压下不易挥发的的***物、毒品等违禁品进行采样。气泵9的流量可根据货物体积设定，在开启气泵的情况下，目标气体在特殊材料的吸附介质上被捕捉、积累，经过预先设定的采样时间后停止吸气。

参考图1，根据本发明的实施例，上述采样设备还包括信息记录装置4，信息记录装置4适用于对目标的目标信息进行记录。信息记录装置包括摄像头41、扫描枪42、和无线射频识别读写器43，用于记录被测货物、物品的信息。

根据本发明的实施例，控制装置3还包括通讯单元(图中未示出)，与摄像头41、扫描枪42、和无线射频识别读写器43分别相连，适用于传输目标信息，通讯单元包括通讯接口(图中未示出)，用于接收目标信息。

根据本发明的实施例，移动载体为机器人移动载体，该移动载体可以由人工控制或机器人自动控制从而到达被测货物附近。

根据本发明的实施例，还提供了一种检测***，包括：如上所述的痕量气体采样设备、和检测设备。检测设备适用于采样设备获得的目标气体或者吸附有目标气体的吸附介质24进行检测及分析，得到分析结果。

图3是根据本发明的一个实施例的检测设备的结构示意图。

如图3所示，检测设备包括：检测设备进样口5、探测装置7、和计算装置8。检测设备进样口5适用于获取目标气体。探测装置7适用于对目标气体进行检测，得到检测信号。计算装置8与探测装置7连接，适用于对检测信号进行计算分析，得到分析结果。

根据本发明的一个具体的实施例，检测设备进样口5上设置有第二加热元件(图中未示出)，第二加热元件适用于对放置在检测设备进样口5中的吸附介质24加热，以获取目标气体。

根据本发明的一个具体的实施例，在对目标气体进行检测的时候还可将采样通道22从采样设备中拆卸下来，将采样通道22的排气口222与探测设备的探测设备的探测设备进样口5连通，富集器23内设置的第一加热元件对吸附介质24进行瞬间加热，吸附于吸附介质24上的目标气体脱离，进入检测设备进样口5，以使检测设备进样口5获取目标气体。

根据本发明的实施例，检测设备还包括半透膜6，半透膜6设置于检测设备进样口5与探测装置8之间，适用于对目标气体进行过滤。

根据本发明的实施例，探测装置包括离子迁移谱仪、小型质谱分析器、气相色谱-离子迁移谱仪、非对称场离子迁移谱仪、电化学传感器阵列、光声光谱传感器、QCL红外光谱***、荧光聚合物传感器、石英晶体微天平检测器中的至少一种。本发明的采集得到的目标气体可用多种检测技术，从不同视角进行交叉验证，更加精准。

根据本发明的实施例的痕量气体采样设备及探测***克服了相关的吸入式气体采样检测***无法对蒸气压高的样品进行检测的缺点，本发明实施例的痕量气体采样设备及探测***能够实现对***物、毒品等常温常压下不易挥发，饱和蒸气压过低的违禁品的采样和检测。针对相关的吸入式气体采样检测***的灵敏度通常在ppb-ppm级，本发明实施例的痕量气体采样设备及探测***具有更高的检测灵敏度可达到ppb至ppt量级。

根据本发明的实施例的痕量气体采样设备及探测***克服了相关的吸入式检测设备在不打开货物包装的前提下，难以对体积较大的航空货箱、货车车厢以及内部存放了较多物品的集装的箱整箱货物进行一次性查验的缺点，本发明实施例的痕量气体采样设备及探测***由于具有多个采样装置，可以实现同时对多个货物的检测。

根据本发明的实施例的痕量气体采样设备及探测***克服了相关的检测设备无法在短时间内对整箱货物进行快速采样的缺点，采用大流量气泵，能够实现对体积较大的货物的快速检测。

根据本发明的实施例的痕量气体采样设备及探测***可应用于民航、海关、物流等应用领域。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种痕量气体采样设备，包括：

移动载体(1)；

多个采样装置(2)，设置于所述移动载体(1)上，包括：

采样软管(21)，适用于深入到待检测的目标内部，所述采样软管适用于获取所述目标内的目标气体；

采样通道(22)，与所述采样软管(21)连接，用于输送所述目标气体；以及

富集器(23)，设置于所述采样通道(22)内，所述富集器(23)内部放置有吸附介质(24)，所述目标气体吸附于所述吸附介质(24)上；

控制装置(3)，设置于所述移动载体(1)上；以及

至少一个气泵(9)，每个所述气泵(9)与一个或者多个所述采样装置(2)可控制地连通，所述控制装置(3)控制每个所述气泵(9)有选择地连通一个所述采样装置(2)或者多个所述采样装置(2)的一个，使得所述气泵(9)驱动被连通的所述采样装置(2)的采样软管(21)获取所述目标气体。

2.如权利要求1所述的痕量气体采样设备，其中，所述痕量气体采样设备包括一个所述气泵(9)，所述控制装置(3)控制所述气泵(9)有选择的连通所述多样采样装置(2)中的一个。

3.如权利要求1所述的痕量气体采样设备，其中，所述痕量气体采样设备包括多个所述气泵(9)，所述控制装置(3)控制每个所述气泵(9)和一个相应的采样装置(2)的连通。

4.如权利要求1所述的痕量气体采样设备，其中，所述富集器(23)内设有第一加热元件，所述第一加热元件适用于对所述吸附介质进行加热，以使吸附于所述吸附介质上的目标气体脱离所述吸附介质。

5.如权利要求1所述的痕量气体采样设备，其中，所述气泵(9)的流量为大于等于1L/min。

6.如权利要求1所述的痕量气体采样设备，其中，所述采样通道(22)包括：

进样口(221)，所述进样口上设置有快速接口，所述采样软管(21)与所述进样口(221)的快速接口连接；以及

排气口(222)，适用于排出所述富集器中的残留气体。

7.如权利要求1所述的痕量气体采样设备，还包括：

信息记录装置(4)，适用于对所述目标的目标信息进行记录。

8.如权利要求7所述的痕量气体采样设备，其中，所述信息记录装置包括摄像头、扫描枪、和无线射频识别读写器。

9.如权利要求8所述的痕量气体采样设备，其中，所述控制装置还包括：

通讯单元(31)，与所述摄像头、扫描枪、和无线射频识别读写器分别相连，适用于传输所述目标信息，所述通讯单元包括通讯接口，用于接收所述目标信息。

10.如权利要求1所述的采样设备，其中，所述移动载体为机器人移动载体。

11.一种探测***，包括：

如权利要求1-10所述的痕量气体采样设备；

检测设备，适用于所述采样设备获得的目标气体或者吸附有目标气体的吸附介质进行检测及分析，得到分析结果。

12.如权利要求11所述的探测***，其中，所述检测设备包括：

检测设备进样口(5)，适用于获取所述目标气体；

探测装置(7)，适用于对所述目标气体进行检测，得到检测信号；

计算装置(8)，与所述探测装置(7)连接，适用于对所述检测信号进行计算分析，得到所述分析结果。

13.如权利要求12所述的探测***，其中，所述检测设备进样口(5)上设置有第二加热元件，所述第二加热元件适用于对放置在所述检测设备进样口(5)中的所述吸附介质(24)加热，以获取所述目标气体。

14.如权利要求11所述的检测***，其中，所述检测设备还包括：半透膜(6)，设置于所述检测设备进样口(5)与所述探测装置(7)之间，适用于对所述目标气体进行选择性过滤。

15.如权利要求11-14中的任一项所述的探测***，其中，所述探测装置(7)包括离子迁移谱仪、小型质谱分析器、气相色谱-离子迁移谱仪、非对称场离子迁移谱仪、电化学传感器阵列、光声光谱传感器、QCL红外光谱***、荧光聚合物传感器、石英晶体微天平检测器中的至少一种。

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