CN102109432B - 用于离子迁移检测设备的预浓缩装置和预浓缩方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于离子迁移检测的应用技术领域，其涉及一种用于离子迁移检测设备的预浓缩装置和预浓缩方法。根据本发明的一个方面，其公开了一种用于离子迁移检测设备的预浓缩装置，包括：收集通道，用于收集包括被检测物的气体混合物；滤网，其以展开状态设置在收集通道中，用于将被检测物从气体混合物中分离出来并吸附到滤网上；至少一个解吸附单元，其用于将吸附到滤网上的被检测物进行解吸附，其中滤网以卷绕状态容纳在解吸附单元中；以及驱动装置，其用于驱动滤网在吸附位置和解吸附位置之间移动，其中在吸附位置，被检测物在收集通道中被吸附到滤网上，在解吸附位置，被检测物在至少一个解吸附单元中从滤网上解吸附。
Description
技术领域
本发明属于离子迁移检测的应用技术领域。具体地说，本发明涉及一种检查毒品、爆炸物以及其它物质的预浓缩技术，该技术可以对空气中飘浮的毒品、爆炸物以及其它物质颗粒进行预浓缩。更具体地说，本发明涉及一种用于离子迁移检测设备的预浓缩装置和预浓缩方法。
背景技术
在现有技术中，用于检测毒品、爆炸物以及其它物质的IMS仪中的气体进样方法包括下述两种：一种是没有气体预浓缩处理环节的连续进样、连续采样的分析方法；一种是具有独立的气体预浓缩处理、气体采样的分析方法。
但是，在独立的气体预浓缩处理、气体采样的分析方法，一方面，需要在收集空气中的毒品、爆炸物等物质时提供更大的接触面积，以增加对被检测物质的吸附程度；另一方面，又需要在检测时得到更高的物质挥发浓度，以提高IMS仪的检测精度。但是，在吸附阶段提供更大的接触面积往往使得在解吸附时物质的挥发浓度不够高，从而使IMS的检测灵敏度不高。
另外，由于采用独立的气体预浓缩处理、气体采样步骤，通常需要在一个预浓缩处理完成之后再执行一个气体采样步骤，如此不断重复进行，从而影响了设备的检测效率。
发明内容
鉴于此，本发明的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。
相应地，本发明的目的之一在于提供一种用于离子迁移检测设备的预浓缩装置和预浓缩方法，其能够有效地提高离子迁移设备的检测灵敏度。
本发明的另一目的在于提供一种用于离子迁移检测设备的预浓缩装置和预浓缩方法，其能够有效地提高离子迁移设备的检测效率。
根据本发明的一个方面，其提供一种用于离子迁移检测设备的预浓缩装置，包括：收集通道，用于收集包括被检测物的气体混合物；滤网，其以展开状态设置在所述收集通道中，用于将被检测物从所述气体混合物中分离出来并吸附到所述滤网上；至少一个解吸附单元，其用于将吸附到滤网上的被检测物进行解吸附，其中所述滤网以卷绕状态容纳在所述解吸附单元中；以及驱动装置，其用于驱动所述滤网在吸附位置和解吸附位置之间移动，其中在吸附位置，所述被检测物在所述收集通道中被吸附到所述滤网上，在所述解吸附位置，所述被检测物在所述至少一个解吸附单元中从滤网上解吸附。
具体地，每个解吸附单元包括：滤网卷筒，所述滤网能够被卷绕在所述滤网卷筒上以及从所述滤网卷筒上展开；以及加热筒，其包括加热单元以对容纳在其中的卷绕在所述滤网卷筒上的滤网进行加热。
在一种具体实施方式中，所述加热筒包括：两端开口的筒体以及连接到所述筒体一端的加热筒盖；所述加热单元包括：连接到所述加热筒盖上的内加热体和外加热体，其中所述内加热体设置在所述滤网卷筒的内侧，而所述外加热体设置在所述滤网卷筒的外侧。
进一步地，所述预浓缩装置还包括：设置在所述加热筒盖上与所述加热筒的内腔相连通的抽气口，其用于将从滤网上分离出来的被检测物导出所述加热筒并导入到IMS检测仪的进样口中。
具体地，所述滤网卷筒呈空心笼状，其通过所述加热筒的筒体另一端插入到所述加热筒中，并能够在所述驱动装置的驱动下正向和反向转动。
优选地，所述至少一个解吸附单元包括第一和第二解吸附单元；所述滤网沿其纵长方向具有相互间隔开的第一、第二吸附区，其中第一吸附区被输送到第一解吸附单元中进行解吸附操作，而第二吸附区被输送到第二解吸附单元中进行解吸附操作。
进一步地，所述驱动装置包括：驱动电机；多个同步轮，其分别通过同步轮连接轴与所述滤网卷筒相连，以驱动所述滤网卷筒转动；以及同步带，其连接所述多个同步轮并在所述驱动电机驱动下正、反向转动。
更具体地，当所述第一、第二吸附区中的一个位于吸附位置时，所述第一、第二吸附区中的另一个位于解吸附位置。
在一种实施方式中，所述预浓缩装置还包括：第一、第二离心风或风扇，其设置在所述收集通道中以将包括被检测物的气体混合物导向所述第一、第二吸附区。
根据本发明的一个方面，其提供一种对离子迁移检测设备的气体混合物进行预浓缩的方法，包括步骤：
(A)提供如上所述的预浓缩装置；
(B)将包括被检测物的气体混合物导入到处于展开状态的所述滤网上以在吸附位置上进行吸附操作；
(C)启动所述驱动装置，以使滤网以卷绕形式导入到所述解吸附单元中，以在解吸附位置上进行解吸附操作；
(D)在所述解吸附操作完成之后，启动所述驱动装置，以使滤网回复到所述吸附位置上。
优选地，该预浓缩方法还包括步骤(E)：重复执行步骤(B)-(D)。
在一种具体实施方式中，所述解吸附操作包括对以卷绕形式容纳于所述解吸附单元中的滤网进行加热步骤。
根据本发明的另一方面，其提供一种对离子迁移检测设备的气体混合物进行预浓缩的方法，包括步骤：
(a)提供如上所述的预浓缩装置；
(b)将包括被检测物的气体混合物导入到所述滤网的第一吸附区上，以在第一吸附位置上进行吸附操作；
(c)启动所述驱动装置，以将滤网的第一吸附区导入到所述第一解吸附单元中，以在第一解吸附位置上进行解吸附操作；
(d)在执行步骤(c)的同时，将包括被检测物的气体混合物导入到所述滤网的第二吸附区上，以在第二吸附位置上进行吸附操作；
(e)在第一吸附区的解吸附操作完成之后，启动所述驱动装置，以将滤网的第二吸附区导入到所述第二解吸附单元中，以在第二解吸附位置上进行解吸附操作；
(f)在执行步骤(e)的同时，使所述滤网的第一吸附区返回到所述第一吸附位置上。
优选地，该预浓缩方法还包括步骤(g)：重复执行步骤(b)-(f)，以使整个工作过程不断循环往复。
本发明的上述不特定的实施方式至少具有下述一个或者多个方面的优点和效果：
1.在预浓缩时，滤网处于展开状态，其以较大的面积吸附空气中悬浮的毒品或爆炸物等物质；在检测时，滤网处于卷绕状态，同时将滤网上吸附的物质通过加热方式使其挥发在较小的空间里，这样可以提高挥发出的物质在预浓缩装置中的浓度，这样更有利于离子迁移设备的检测，对获得更高的检测灵敏度起着关键的作用。
2.滤网在驱动装置的驱动下，自动收回到加热筒中，并且以卷绕形式缠绕在滤网卷筒上或者从加热筒中抽出，以形成展开形式。上述在吸附和解吸附操作的转换在驱动装置的驱动下自动完成，由此提高了检测效率。
3.在优选实施方式中，该装置可以安装两套加热筒和毒品、爆炸物检测仪(IMS)、滤网上设置两个吸附区、两个解吸附单元。当安装两套加热筒和毒品、爆炸物检测仪(IMS)时，其中一套处于检测状态，而另一套处于待机状态，当所述第一、第二吸附区中的一个位于吸附位置时，所述第一、第二吸附区中的另一个位于解吸附位置，在驱动机构的驱动下如此不断往复循环，从而进一步提高了检测效率。
附图说明
下面参照附图对根据本发明实施方式的用于离子迁移检测设备的预浓缩装置和预浓缩方法进行说明，其中：
图1是显示根据本发明的一种实施方式的用于离子迁移检测设备的预浓缩装置的主视图；
图2是显示上述用于离子迁移检测设备的预浓缩装置的俯视图；
图3是显示上述用于离子迁移检测设备的预浓缩装置的仰视图；
图4是显示上述用于离子迁移检测设备的预浓缩装置的左视图；
图5是显示上述用于离子迁移检测设备的预浓缩装置的加热筒的截面图；
图6是显示上述用于离子迁移检测设备的预浓缩装置中的滤网卷筒的立体图；以及
图7是显示根据本发明的一种实施方式的用于离子迁移检测设备的预浓缩方法的流程图。
在附图中，附图标号指示的部件如下：1-收集通道，2-离心风机或风扇，3，3’-毒品、爆炸物检测仪(IMS)，4，4’-加热筒，5-底座，6-滤网，7-同步轮，8-驱动电机，9-同步带，10-抽气口，11-加热筒顶盖，12-内部加热体，13-外部加热体，14-滤网卷筒，15-同步轮连接轴，16-外部加热块，40-解吸附单元，60-驱动单元，61，62-第一、第二吸附区，101-内腔，102-连接通道
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。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。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。
参见图1-6，其示出了根据本发明的一种优选实施方式的用于离子迁移检测设备的预浓缩装置，包括：收集通道1，用于收集包括被检测物的气体混合物；滤网6，其以展开状态设置在所述收集通道1中，用于将被检测物从所述气体混合物中分离出来并吸附到所述滤网6上；至少一个解吸附单元40，其用于将吸附到滤网6上的被检测物进行解吸附，其中所述滤网6以卷绕状态容纳在所述解吸附单元40中；以及驱动装置60，其用于驱动所述滤网6在吸附位置和解吸附位置之间移动，其中在吸附位置，所述被检测物在所述收集通道1中被吸附到所述滤网6上，在所述解吸附位置，所述被检测物在所述至少一个解吸附单元40中从滤网6上解吸附。
参见图2，在上述实施方式中，收集通道1可以与IMS仪门式人体安全检查系统的收集通道(图中未示出)相连通，以将包括从人体分离出来的被检测物，例如毒品、爆炸物及其它可疑颗粒的气体混合物导入到此预浓缩装置中。参见图5和6，解吸附单元40包括：滤网卷筒14，所述滤网6能够被卷绕在所述滤网卷筒14上以及从所述滤网卷筒14上展开；以及加热筒4，其包括加热单元12、13以对容纳在其中的卷绕在所述滤网卷筒14上的滤网6进行加热。
进一步如图5所示，加热筒4包括：两端开口的筒体41以及连接到所述筒体41一端(图5中的上端)的加热筒盖11。如图6所示，所述滤网卷筒14呈空心笼状，其通过所述加热筒4的筒体41的另一端(图5中的下端)插入到所述加热筒4中，并能够在所述驱动装置60的驱动下正向和反向转动。参见图5，加热单元包括：连接到所述加热筒盖11上的内加热体12和外加热体13，其中所述内加热体12设置在所述滤网卷筒14的内侧，而所述外加热体13设置在所述滤网卷筒14的外侧。通过上述设置，在解吸附操作中，卷绕在滤网卷筒14的滤网夹在外加热体13和内加热体12之间的狭小空间内，从而确保解吸附单元40能够提供更大的挥发浓度。
外加热体13和内加热体12可以采用各种适宜的形式，例如在图5所示的一种形式中，外部加热体13包括嵌入到其主体中的外部加热块16，例如电阻加热块、电磁感应加热块等。在一种变更实施例中，外部加热体13也可以采用嵌入到加热筒4的筒体41中的外部加热块16的形式。外加热体13和内加热体12可以通过各种适合的方式，例如焊接、铆固等方式连接到加热筒4，例如加热筒4的加热筒盖11上。
进一步参见图6，由于所述滤网卷筒14呈空心笼状，在解吸附操作中，其上吸附的被检测物，例如毒品、爆炸物及其它可疑颗粒的气体混合物挥发出来，可以穿透过滤网卷筒14而发散到外加热体13和内加热体12限定于其之间的狭小空间S中。如图6所示，在上述空间S的上端和下端分别设置有与加热筒4的内腔101连通的连接通道102，以确保挥发出来的被检测物能够进入到此内腔101中，以进一步进行检测。在图5中，预浓缩装置还包括：设置在所述加热筒盖11上与所述加热筒4的内腔101相连通的抽气口10，其用于将从滤网6上分离出来的被检测物导出所述加热筒4并导入到IMS检测仪3的进样口(图中未示出)中。
在图1-4所示的优选实施例中，该预浓缩装置包括第一和第二解吸附单元40，40’；所述滤网6沿其纵长方向具有相互间隔开的第一、第二吸附区61，62，其中第一吸附区61被输送到第一解吸附单元40中进行解吸附操作，而第二吸附区62被输送到第二解吸附单元40’中进行解吸附操作。进一步地，参见图2，3和5，驱动装置60包括：驱动电机8；多个同步轮7，所述多个同步轮中的一个通过同步轮连接轴15与所述滤网卷筒14相连，以驱动所述滤网卷筒14转动；以及同步带9，其连接所述多个同步轮7并且所述驱动电机8驱动下正、反向转动，由此通过同步轮连接轴15带动滤网卷筒14正、反向转动。进而，滤网卷筒14带动滤网6在吸附位置和解吸附位置之间往复移动，从而提高了检测效率。具体地说，当所述第一、第二吸附区61，62中的一个位于吸附位置时，所述第一、第二吸附区61，62中的另一个位于解吸附位置。
参见图1，上述预浓缩还可以进一步包括第一、第二离心风机或风扇2，2’，其设置在所述收集通道1中以将包括被检测物的气体混合物导向所述第一、第二吸附区61，62。与上述采用两个解吸附单元40，40’；第一、第二吸附区61，62、以及第一、第二离心风机2，2’的实施例相对应，该装置可以安装两套加热筒和毒品、爆炸物检测仪3，3’。当安装两套加热筒和毒品、爆炸物检测仪3，3’(IMS)时，其中一套检测仪3处于检测状态，而另一套检测仪3’处于待机状态。
再次参见图1-6，上述加热筒4，4’；收集通道1以及离心风机或风扇2均可安装到底座5上。如2和3所示，作为驱动装置60的驱动电机8；同步轮7，以及同步带9则可以安装在底座5的下部空间中。虽然上述对各个部件排布方位和位置进行了列举，但是这种列举不是限制性的，而是举例性的。
下面结合附图1-7对根据本发明的实施方式中的对离子迁移检测设备的气体混合物进行预浓缩方法进行说明。如图7所示，提供如图1-6所述的预浓缩装置(步骤a)；将包括被检测物的气体混合物导入到所述滤网6的第一吸附区61上，以在第一吸附位置上进行吸附操作(步骤b)；启动所述驱动装置60，以将滤网6的第一吸附区61导入到所述第一解吸附单元40中，以在第一解吸附位置上进行解吸附操作(步骤c)；在执行步骤(c)的同时，将包括被检测物的气体混合物导入到所述滤网6的第二吸附区62上，以在第二吸附位置上进行吸附操作(步骤d)；在第一吸附区61的解吸附操作完成之后，启动所述驱动装置60，以将滤网的第二吸附区62导入到所述第二解吸附单元40’中，以在第二解吸附位置上进行解吸附操作(步骤e)；在执行步骤(e)的同时，使所述滤网6的第一吸附区61返回到所述第一吸附位置上(步骤f)。
进一步地，重复执行步骤(b)-(f)，则可以使整个预浓缩过程不断循环往复。
具体而言，系统准备就绪后，离心风机或风扇2启动，空气从收集通道1中流过，同时滤网6上的第一吸附区61对流过收集通道1中的空气中的物质进行过滤和吸附。由于此时滤网以展开形式设置在收集通道1中，从而确保其与包含被检测物的空气混合物充分大的接触面积，从而为提高检测的灵敏度提供了前提条件。
工作一段时间后，离心风机或风扇2停止，驱动电机8工作，带动同步轮7和同步带9旋转，连接在同步轮连接轴15上的滤网卷筒14开始收放滤网6的第一吸附区61。在滤网6的第一吸附区61卷入左侧加热筒4的同时，滤网6的另一部分即滤网6的第二吸附区62，从右侧加热筒4中抽出。滤网6的第一吸附区61被卷入到左侧加热筒4后，左侧加热筒4的内部加热体12和外部加热体13开始对滤网6进行加热，这时滤网6上吸附的物质开始挥发到左侧加热筒4的内腔中。由于在检测时，滤网6处于卷绕状态，同时将滤网6上吸附的物质通过加热方式使其挥发在较小的空间S里，这样可以提高挥发出的物质在预浓缩装置中的浓度，这样更有利于毒品、爆炸物检测仪(IMS)3的检测，对获得更高的检测灵敏度起着关键的作用。
当上述解吸附操作完成之后，左侧毒品、爆炸物检测仪(IMS)3通过左侧加热筒4上的抽气口10抽取左侧加热筒4中的气体进行检测。在左侧加热筒4进行解吸附和/或毒品、爆炸物检测仪(IMS)3进行检测时，离心风机或风扇2同时启动，滤网6的第二吸附区62再对流过收集通道1中空气中的物质进行过滤和吸附。待左侧加热筒4和/或毒品、爆炸物检测仪(IMS)3检测完成以及离心风机或风扇2停止工作后，驱动电机8再次启动，带动同步轮7和同步带9旋转，连接在同步轮连接轴15上的滤网卷筒14开始收放滤网6。在滤网6的第二吸附区62卷入右侧加热筒4的同时，滤网6的另一部分即第一吸附区61从左侧加热筒4中抽出。滤网6被卷入到右侧加热筒4后，右侧加热筒4的内部加热体12和外部加热体13开始对滤网6的第二吸附区进行加热，这时滤网6的第二吸附区62上吸附的物质开始挥发到右侧加热筒4的内腔中，右侧毒品、爆炸物检测仪(IMS)3通过右侧加热筒4上的抽气口10抽取右测加热筒4中的气体进行检测。
通过重复上述步骤，可以使上述工作过程不断往复操作，从而进一步提高了检测效率。
虽然在上述优选实施例中，其结合采用两套解吸附单元40，40’和毒品、爆炸物检测仪(IMS)3，3’的结构对本发明的预浓缩方法进行了说明，但是本发明并不仅限于此，当采用一套解吸附单元40，40’和毒品、爆炸物检测仪(IMS)3，3’时，其同样可以实现预浓缩的效果。
具体地，当仅采用一个解吸附单元4；一个吸附区61、以及一离心风机2以及一套加热筒和毒品、爆炸物检测仪(IMS)3时(步骤A)，其操作步骤如下：将包括被检测物的气体混合物导入到处于展开状态的所述滤网6上以在吸附位置上进行吸附操作(步骤B)；启动所述驱动装置60，以使滤网6以卷绕形式导入到所述解吸附单元40中，以在解吸附位置上进行解吸附操作(步骤C)；在所述解吸附操作完成之后，启动所述驱动装置60，以使滤网6回复到所述吸附位置上(步骤D)。重复执行步骤(B)-(D)可以使上述工作过程不断往复操作。
虽然本发明总体构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。
Claims (15)
1.一种用于离子迁移检测设备的预浓缩装置，包括：
收集通道，用于收集包括被检测物的气体混合物；
滤网，其以展开状态设置在所述收集通道中，用于将被检测物从所述气体混合物中分离出来并吸附到所述滤网上；
至少一个解吸附单元，其用于将吸附到滤网上的被检测物进行解吸附，其中所述滤网以卷绕状态容纳在所述解吸附单元中；以及
驱动装置，其用于驱动所述滤网在吸附位置和解吸附位置之间移动，其中在吸附位置，所述被检测物在所述收集通道中被吸附到所述滤网上，在所述解吸附位置，所述被检测物在所述至少一个解吸附单元中从滤网上解吸附。
2.根据权利要求1所述的预浓缩装置，其特征在于每个解吸附单元包括：
滤网卷筒，所述滤网能够被卷绕在所述滤网卷筒上以及从所述滤网卷筒上展开；以及
加热筒，其包括加热单元以对容纳在其中的卷绕在所述滤网卷筒上的滤网进行加热。
3.根据权利要求2所述的预浓缩装置，其特征在于：
所述加热筒包括：两端开口的筒体以及连接到所述筒体一端的加热筒盖；
所述加热单元包括：连接到所述加热筒盖上的内加热体和外加热体，其中所述内加热体设置在所述滤网卷筒的内侧，而所述外加热体设置在所述滤网卷筒的外侧。
4.根据权利要求3所述的预浓缩装置，其特征在于还包括：
设置在所述加热筒盖上与所述加热筒的内腔相连通的抽气口，其用于将从滤网上分离出来的被检测物导出所述加热筒并导入到IMS检测仪的进样口中。
5.根据权利要求3所述的预浓缩装置，其特征在于：
所述滤网卷筒呈空心笼状，其通过所述加热筒的筒体另一端插入到所述加热筒中，并能够在所述驱动装置的驱动下正向和反向转动。
6.根据权利要求1-5中任何一项所述的预浓缩装置，其特征在于：
所述至少一个解吸附单元包括第一和第二解吸附单元；
所述滤网沿其纵长方向具有相互间隔开的第一、第二吸附区，
其中第一吸附区被输送到第一解吸附单元中进行解吸附操作，而第二吸附区被输送到第二解吸附单元中进行解吸附操作。
7.根据权利要求6所述的预浓缩装置，其特征在于所述驱动装置包括：
驱动电机；
多个同步轮，所述多个同步轮中的一个通过同步轮连接轴与所述滤网卷筒相连，以驱动所述滤网卷筒转动；以及
同步带，其连接所述多个同步轮并在所述驱动电机驱动下正、反向转动。
8.根据权利要求7所述的预浓缩装置，其特征在于：
当所述第一、第二吸附区中的一个位于吸附位置时，所述第一、第二吸附区中的另一个位于解吸附位置。
9.根据权利要求8所述的预浓缩装置，其特征在于还包括：
第一、第二离心风机，其设置在所述收集通道中以将包括被检测物的气体混合物导向所述第一、第二吸附区。
10.一种对离子迁移检测设备的气体混合物进行预浓缩的方法，包括步骤：
(A)提供如权利要求1所述的预浓缩装置；
(1B)将包括被检测物的气体混合物导入到处于展开状态的所述滤网上以在吸附位置上进行吸附操作；
(C)启动所述驱动装置，以使滤网以卷绕形式导入到所述解吸附单元中，以在解吸附位置上进行解吸附操作；
(D)在所述解吸附操作完成之后，启动所述驱动装置，以使滤网回复到所述吸附位置上。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于还包括步骤(E)：
重复执行步骤(B)-(D)。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：
所述解吸附操作包括对以卷绕形式容纳于所述解吸附单元中的滤网进行加热步骤。
13.一种对离子迁移检测设备的气体混合物进行预浓缩的方法，包括步骤：
(a)提供如权利要求6或7所述的预浓缩装置；
(b)将包括被检测物的气体混合物导入到所述滤网的第一吸附区上，以在第一吸附位置上进行吸附操作；
(c)启动所述驱动装置，以将滤网的第一吸附区导入到所述第一解吸附单元中，以在第一解吸附位置上进行解吸附操作；
(d)在执行步骤(c)的同时，将包括被检测物的气体混合物导入到所述滤网的第二吸附区上，以在第二吸附位置上进行吸附操作；
(e)在第一吸附区的解吸附操作完成之后，启动所述驱动装置，以将滤网的第二吸附区导入到所述第二解吸附单元中，以在第二解吸附位置上进行解吸附操作；
(f)在执行步骤(e)的同时，使所述滤网的第一吸附区返回到所述第一吸附位置上。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于：
(g)重复执行步骤(b)-(f)。
15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于：
所述解吸附操作包括对以卷绕形式容纳于所述解吸附单元中的滤网进行加热步骤。
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