CN101936820B

CN101936820B - 样品收集方法以及样品收集装置

Info

Publication number: CN101936820B
Application number: CN2009100886257A
Authority: CN
Inventors: 张阳天; 林津; 王耀昕; 李冠兴; 焦鹏
Original assignee: Nuctech Co Ltd
Current assignee: Nuctech Co Ltd
Priority date: 2009-06-30
Filing date: 2009-06-30
Publication date: 2012-03-07
Anticipated expiration: 2029-06-30
Also published as: WO2011000197A1; PL2450689T3; US8646340B2; CN101936820A; ES2539308T3; EP2450689A4; HK1149802A1; EP2450689B1; EP2450689A1; US20110126643A1

Abstract

本发明涉及一种样品收集方法，包括步骤利用吹气口向采集表面中间提供吹出气流；和利用吸气口从采集表面周边吸入吹出气流。本发明还涉及一种样品收集方法，包括步骤：在采集表面提供样品收集装置，样品收集装置包括位于样品收集装置中间的吹气口和位于样品收集装置周边的吸气口；从吹气口向采集表面提供吹出气流；和从吸气口吸入吹向采集表面的吹出气流从而收集样品。本发明还提供了一种样品收集装置，其包括壳体，位于壳体中间、用于提供吹出气流的吹气口，和位于壳体周边、用于吸入气体的吸入口。采用本发明，无需提供太大流量的吹扫气流即可获得较大的吹扫气流速度，而吹出的颗粒随着气流，正好向周边移动，并被周边的吸气装置所吸收，效率较高。

Description

样品收集方法以及样品收集装置

技术领域

本发明涉及针对毒品、爆炸物、化学战剂、工业毒剂等危险物品的检测领域，具体涉及将上述物品以气态或微粒的方式吸入检测装置中，尤其涉及上述物品的样品收集方法和样品收集装置。

背景技术

在安检领域中，针对毒品、爆炸物、化学战剂、工业毒剂等危险物品的检测是极为重要的工作，因此出现了多种针对以上物品的探测仪器，而不论是什么样的仪器，都面临如何让样品离开被测表面进入仪器的问题。目前常用的方法分为两类：吸入式采样和擦拭采样。其中擦拭采样后直接将擦拭纸送入仪器的方法不在本专利的讨论范围中。本专利涉及的是直接对被检对象进行吸入式采样、或者是对采集后样品进行吸入式采样的样品收集方法。这样限定后，目前市场上出现的产品或者已有专利中采用的吸入式采样方式下的样品收集方法主要有两种。

第一种方式是直接吸气法，其方式如图1所示。探测装置直接从周围环境中吸取气体。

由于一些危险品具有一定的粘性，并粘附在被测对象的表面，因此第一种方式只能获取挥发出的气体或者已经成为游离态的细小颗粒，要想将粘附在被测对象表面的危险品收集进入仪器，一般只能采用第二种方式。

第二种方式是主动采用气流进行吹扫，以将样品的颗粒扬起，然后再将这些被扬起的颗粒吸入检测装置，如图2所示。这种方式中，目前已经有采用螺旋风或者加热的气流来进行吹扫的方案，具有一定的效果。

图2所示的方式中采用主动吹扫的方式，能够提高探测的效率，目前的方法都是在装置周边发出吹扫气，从中间进行吸气。这种方式的好处是易于实现，例如多数探测装置的进气口就在中间位置，可以直接和上述收集装置相连接。但是，传统方案由于出风面积大，中间吸气，吹扫力不强，且收集效率不高。

发明内容

旨在克服现有技术中存在的缺陷和不足的至少一个方面，提出本发明。

根据本发明的一个方面，提供了一种样品收集方法，包括步骤：利用吹气口向采集表面中间提供吹出气流；和利用吸气口从采集表面周边吸入所述吹出气流。

根据本发明的另一方面，提供了一种样品收集方法，包括步骤：在采集表面提供样品收集装置，所述样品收集装置的形状适于与采集表面一起形成采集空间，所述样品收集装置包括位于所述样品收集装置中间的吹气口和位于所述样品收集装置周边的吸气口；从吹气口向采集表面提供吹出气流；和从吸气口吸入吹向采集表面的吹出气流从而收集样品。

可选地，提供吹出气流的步骤包括利用体积缓冲装置提高瞬间的吹出气流速度的步骤。

可选地，提供吹出气流的步骤包括对吹出气流进行加热的步骤。

可选地，提供吹出气流的步骤包括调整吹出气流相对于采集表面的吹出方向的步骤。

可选地，通过在吹气口内设置螺旋气流导向装置或风扇实现对所述吹出方向的调整。

可选地，所述吹气口具有尺寸收缩形状以提高吹出气流的速度。

可选地，所述吸气口包括多个吸气口，且所述吹气口置于由多个吸气口围成的多边形的中间部位。

可选地，所述吸气口为围绕所述样品收集装置周边的环形，且所述吹气口置于所述环形的中间。

可选地，所述吹气口的纵向方向垂直于采集表面布置。

根据本发明的再一方面，提供了一种样品收集装置，其包括：吹气口，其向采集表面中间提供吹出气流；和吸气口，其从采集表面周边吸入所述吹出气流。

根据本发明的又一方面，提供了一种样品收集装置，其包括：壳体，所述壳体的形状适于与采集表面一起形成采集空间；吹气口，所述吹气口置于所述壳体的中间部位，用于向采集表面提供吹出气流；吸气口，所述吸气口位于所述壳体的周边，用于吸入吹向采集表面的吹出气流。

可选地，所述样品收集装置还包括体积缓冲装置，所述体积缓冲装置在吹出气流的流动方向上设置在吹气口的上游，用于提高瞬间的吹出气流速度。

可选地，所述样品收集装置还包括对吹出气流进行加热的加热器。

可选地，所述样品收集装置还包括设置在所述吹气口内的螺旋气流导向装置，用于调整吹出气流相对于采集表面的吹出方向。

可选地，所述样品收集装置还包括设置在所述吹气口内的风扇，用于调整吹出气流相对于采集表面的吹出方向。

可选地，所述吹气口可以为多个。

本发明中的方法与传统方法的区别就是吹气装置在中间，而吸气装置在周边。这样做的好处如下：

1、吹扫力更强：

对于同样的其流量来说，吹气口的截面积越小，其风速越大。在周边进行吹风的方案其出风面积大于中心吹气方案的出风面积，因此本发明中的方法将能提供速度更快的吹扫气流。吹气的气流用于将附着在被测物表面的危险品颗粒吹扫出来，根据空气动力学原理，对于同一个颗粒，其受到吹扫力的大小将可以按照如下公式进行计算，对于同样的灰尘，公式中除了v之外的参数均为常数，吹扫力正比于气流速度的平方，因此在气流量相同的情况下，本方案将能提供更大的吹扫力。

F = C_{d} \times \frac{ρ}{2} \times S_{d} \times v^{2}

2、收集效率更高

传统方案由于出风面积大，为了提高吹扫能力，必须要加大吹气气流，而中心部分由于直接通往检测装置，无法提供太大的吸气气流。这样由于吹气气流大于吸气气流，即便是被周边吹气口吹起的危险品颗粒，也无法全部被吸入检测装置。而且周边气流吹起的颗粒，还有可能随气流远离中心区域，而变得无法被收集到。

本发明使用中间吹气的方法，无需提供太大流量的吹扫气流即可获得较大的吹扫气流速度，而吹出的颗粒随着气流，正好向周边移动，并被周边的吸气装置所吸收，效率较高。

附图说明

通过参照附图详细描述本发明的实施例，本发明将变得更加清楚，其中：

图1是在先技术中直接吸气法的示意图；

图2是在先技术中的周边吹气中间吸气的气路方案的示意图；

图3是根据本发明一个实施例的中间吹气周边吸气的气路方案的示意图；和

图4是螺旋气流导向装置的示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。

参照图3，根据本发明的一种样品收集方法包括步骤：利用吹气口1向采集表面5中间提供吹出气流(如箭头A所示)；和利用吸气口2从采集表面5周边吸入所述吹出气流(如箭头B所示)。

同样参照图3，根据本发明的另一种样品收集方法包括步骤：在采集表面5提供样品收集装置100，所述样品收集装置100的形状适于与采集表面5一起形成采集空间S，所述样品收集装置100包括位于所述样品收集装置中间的吹气口1和位于所述样品收集装置周边的吸气口2；从吹气口1向采集表面5提供吹出气流(如箭头A所示)；和从吸气口2吸入吹向采集表面5的吹出气流从而收集样品(如箭头B所示)。

当然，如本领域普通技术人员所知的，吹气口1通过吹气气源接口4与吹气气源(未示出)连通，且吸气口2通过检测装置接口3与检测装置(未示出)连通。

在上述样品采集方法中，提供吹出气流的步骤包括利用体积缓冲装置(未示出)提高瞬间的吹出气流速度的步骤和/或对吹出气流进行加热的步骤。这里的体积缓冲装置设置在吹气口1的上游，例如当体积缓冲装置内的气体压力聚集到预定值时，体积缓冲装置内的气体经过吹气口1向采集表面5高速吹出，之后，体积缓冲装置又开始在其内聚集气体。这样，吹出气流可以是断续的，但是获得了很高的速度。而对于吹扫的气流进行加热，可以提高危险品挥发的速度或降低其在采集表面5上的粘附性，从而有助于提高采集精度。

在上述样品采集方法中，提供吹出气流的步骤包括调整吹出气流相对于采集表面5的吹出方向的步骤。有利地，通过在吹气口1内设置螺旋气流导向装置7(参见图4)实现对所述吹出方向的调整；或者，通过在吹气口内设置风扇(未示出)或其它装置实现对所述吹出方向的调整。例如，通过螺旋气流导向装置7或风扇使得吹出气流在采集表面5上旋转，从而提高气流的吹扫能力。

有利地，吹气口1具有尺寸收缩形状以提高吹出气流的速度。例如，吹气口1制成喷嘴的形式。

下面描述吸气口2的布置。吸气口2可以包括多个吸气口2，且吹气口1置于由多个吸气口2围成的多边形的中间部位。或者，吸气口2为围绕样品收集装置100周边的环形，且吹气口1置于所述环形的中间。

另外，为了提高吹出气体扰动采集表面上的待采集对象的能力，吹气口1的纵向方向垂直于采集表面5。

为了提高吸气的效率，例如防止或减少从样品收集装置之外吸入空气，样品收集装置100周边设置有裙部6以进一步封闭所述采集空间S。

参照附图3，根据本发明的样品收集装置100包括：吹气口1，其向采集表面5中间提供吹出气流(参见箭头A)；和吸气口2，其从采集表面5周边吸入所述吹出气流(参见箭头B)。

同样参照图3，根据本发明的另一种样品收集装置100包括：壳体10，所述壳体10的形状适于与采集表面5一起形成采集空间S；吹气口1，所述吹气口1置于所述壳体10的中间部位，用于向采集表面5提供吹出气流(参见箭头A)；吸气口2，所述吸气口2位于所述壳体10的周边，用于吸入吹向采集表面5的吹出气流(参见箭头B)。

在上述样品收集装置100中，所述样品收集装置100还包括体积缓冲装置(未示出)，所述体积缓冲装置在吹出气流的流动方向上设置在吹气口的上游，用于提高瞬间的吹出气流速度。例如当体积缓冲装置内的气体压力聚集到预定值时，体积缓冲装置内的气体经过吹气口1向采集表面5高速吹出，之后，体积缓冲装置又开始在其内聚集气体。这样，吹出气流可以是断续的，但是获得了很高的速度。

在上述样品收集装置100中，所述样品收集装置100还包括对吹出气流进行加热的加热器(未示出)。例如，该加热器可以为电加热器并直接设置在吹气口1内。对于吹扫的气流进行加热，可以提高危险品挥发的速度或降低其在采集表面5上的粘附性，从而有助于提高采集精度。

在上述样品收集装置100中，所述样品收集装置100还包括设置在吹气口1内的螺旋气流导向装置7(参见图4)，用于调整吹出气流相对于采集表面5的吹出方向。或者，所述样品收集装置100还包括设置在吹气口1内的风扇或其它导向件(未示出)，用于调整吹出气流相对于采集表面5的吹出方向。例如，通过螺旋气流导向装置或风扇使得吹出气流在采集表面5上旋转，从而提高气流的吹扫能力。

在上述样品收集装置100中，有利地，吹气口1具有尺寸收缩形状以提高吹出气流的速度。例如，吹气口1制成喷嘴的形式。尽管没有示出，但是可以包括多个吹气口1。

在上述样品收集装置100中，有利地，为了提高吹出气体扰动采集表面5上的待采集对象的能力，吹气口1的纵向方向垂直于采集表面5。为了提高吸气的效率，例如防止或减少从样品收集装置100之外吸入空气，样品收集装置100周边设置有裙部6以进一步封闭所述采集空间S。

已经参照示范性实施例描述了本发明。不过，显而易见，本领域技术人员在上述描述的教导下可明显得出多种可选择的变型和改变。因而，本发明包含落入所附权利要求的精神和保护范围之内的所有可选择的变型和改变。

Claims

1.一种样品收集方法，包括步骤：

在采集表面提供样品收集装置，所述样品收集装置的形状适于与采集表面一起形成采集空间，所述样品收集装置包括位于所述样品收集装置中间的吹气口和位于所述样品收集装置周边的吸气口；

从吹气口向采集表面提供吹出气流；和

从吸气口吸入吹向采集表面的吹出气流从而收集样品。

2.根据权利要求1所述的样品收集方法，其中：

提供吹出气流的步骤包括利用体积缓冲装置提高瞬间的吹出气流速度的步骤。

3.根据权利要求1所述的样品收集方法，其中：

提供吹出气流的步骤包括对吹出气流进行加热的步骤。

4.根据权利要求1所述的样品收集方法，其中：

提供吹出气流的步骤包括调整吹出气流相对于采集表面的吹出方向的步骤。

5.根据权利要求4所述的样品收集方法，其中：

通过在吹气口内设置螺旋气流导向装置实现对所述吹出方向的调整。

6.根据权利要求4所述的样品收集方法，其中：

通过在吹气口内设置风扇实现对所述吹出方向的调整。

7.根据权利要求1所述的样品收集方法，其中：

所述吹气口具有尺寸收缩形状以提高吹出气流的速度。

8.根据权利要求1所述的样品收集方法，其中：

所述吸气口包括多个吸气口，且所述吹气口置于由多个吸气口围成的多边形的中间部位。

9.根据权利要求1所述的样品收集方法，其中：

所述吸气口为围绕所述样品收集装置周边的环形，且所述吹气口置于所述环形的中间。

10.根据权利要求1所述的样品收集方法，其中：

所述吹气口的纵向方向垂直于采集表面。

11.根据权利要求1所述的样品收集方法，其中：

所述样品收集装置周边设置有裙部以进一步封闭所述采集空间。

12.一种样品收集装置，包括：

壳体，所述壳体的形状适于与采集表面一起形成采集空间；

吹气口，所述吹气口置于所述壳体的中间部位，用于向采集表面提供吹出气流；

吸气口，所述吸气口位于所述壳体的周边，用于吸入吹向采集表面的吹出气流。

13.根据权利要求12所述的样品收集装置，还包括体积缓冲装置，所述体积缓冲装置在吹出气流的流动方向上设置在吹气口的上游，用于提高瞬间的吹出气流速度。

14.根据权利要求12所述的样品收集装置，还包括对吹出气流进行加热的加热器。

15.根据权利要求12所述的样品收集装置，还包括设置在所述吹气口内的螺旋气流导向装置，用于调整吹出气流相对于采集表面的吹出方向。

16.根据权利要求12所述的样品收集装置，还包括设置在所述吹气口内的风扇，用于调整吹出气流相对于采集表面的吹出方向。

17.根据权利要求12所述的样品收集装置，其中：

所述吹气口具有尺寸收缩形状以提高吹出气流的速度。

18.根据权利要求12所述的样品收集装置，其中：

19.根据权利要求12所述的样品收集装置，其中：

20.根据权利要求12所述的样品收集装置，其中：

所述壳体的周边设置有裙部以进一步封闭所述采集空间。

21.根据权利要求12所述的样品收集装置，其中：

所述吹气口为多个。