本發(fā)明涉及化學品探測技術領域，尤其涉及一種生物化學有害因子的擾動取樣裝置及擾動取樣方法。

背景技術：

現(xiàn)有的生化檢測設備都需要提取極微量(ppm級)生物氣溶膠或化學有害物粒子(氣體、固體或液態(tài))來分析有害因子的成分。在自動化環(huán)境下有效地從受檢物上收集有害因子粒子，并送入鑒別設備的方案決定了整體設備的自動化程度和檢測的效率及靈敏度。

現(xiàn)有生物化學有害因子檢測設備均為開放環(huán)境空氣取樣，沒有針對特定檢測物體的主動吹掃取樣裝置。現(xiàn)有技術中物品輸送裝置中無法保證使生化檢測設備提取到足夠的有害因子粒子，例如在郵包流水線上開放式取樣無法對經(jīng)過的郵包進行定向取樣檢測。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術中提出的上述缺點，本發(fā)明提供了一種生物化學有害因子的擾動取樣裝置及擾動取樣方法。

本發(fā)明提供了一種生物化學有害因子的擾動取樣裝置，包括：擾動裝置和取樣裝置；所述擾動裝置包括電動噴射閥、噴射器和壓縮空氣容器；所述取樣裝置包括氣泵和分析裝置，或者，所述取樣裝置包括氣泵、富集腔和分析裝置。

上述擾動取樣裝置還具有以下特點：

所述擾動取樣裝置還包括通道，所述擾動裝置固定于所述通道的入口處，所述取樣裝置固定于所述通道的出口處。

上述擾動取樣裝置還具有以下特點：

所述擾動取樣裝置還包括與擾動裝置和取樣裝置均連接的控制器，所述控制器，用于進行以下控制中的至少一種：控制所述電動噴射閥的噴射頻率、控制所述噴射器的噴射壓力、控制所述氣泵的工作功率、控制噴射器開啟或關閉、控制氣泵開啟或關閉。

上述擾動取樣裝置還具有以下特點：

所述擾動取樣裝置還包括速度檢測裝置；

所述控制器，用于根據(jù)從所述速度檢測裝置獲取的目標物體移動速度控制所述電動噴射閥的噴射頻率、控制所述噴射器的噴射壓力、控制所述氣泵的工作功率、控制噴射器開啟或關閉、控制氣泵開啟或關閉。

上述擾動取樣裝置還具有以下特點：

所述擾動裝置還包括與所述電動噴射閥連接的噴射管道。

上述擾動取樣裝置還具有以下特點：

所述擾動裝置還包括與所述電動噴射閥連接的噴嘴，所述噴嘴包括入氣通道和出氣通道；所述出氣通道與入氣通道的夾角為40～50度之間的值。

上述擾動取樣裝置還具有以下特點：

所述擾動取樣裝置還包括控制器，所述控制器用于根據(jù)以下公式確定所述噴射器的噴射壓力：

式中，p為噴射壓力，d為噴嘴的入氣通道的直徑，q為噴射流量，n為噴嘴個數(shù)，η為噴嘴效率系數(shù)，η為1.05～1.10之間的值。

上述擾動取樣裝置還具有以下特點：

所述取樣裝置包括與氣泵相連的管道，或者，所述取樣裝置包括取樣腔體，所述取樣腔體為門狀結構，所述取樣腔體的外部的兩側對稱的設置有多個吸氣孔，所述氣泵與所述多個吸氣孔連通，所述吸氣孔的直徑相同或者沿所述取樣腔體從下到上的方向依次降低。

本發(fā)明還提供了一種使用上述擾動取樣裝置的擾動取樣方法，包括：

控制器進行以下控制中的至少一種：控制所述電動噴射閥的噴射頻率、控制所述噴射器的噴射壓力、控制所述氣泵的工作功率、控制噴射器開啟或關閉、控制氣泵開啟或關閉；

根據(jù)控制器設置的噴射壓力和噴射頻率通過噴射器和電動噴射閥進行間斷式氣體噴射，根據(jù)控制器設置的工作功率通過氣泵進行抽氣，將從吸入的氣體輸送至分析裝置。

本發(fā)明還提供了一種使用上述擾動取樣裝置的擾動取樣方法，包括：

通過速度檢測裝置檢測目標物體移動速度；通過控制器根據(jù)目標物體移動速度控制電動噴射閥的噴射頻率、控制噴射器的噴射壓力、控制氣泵的工作功率、控制噴射器開啟或關閉、控制氣泵開啟或關閉；

根據(jù)控制器設置的噴射壓力和噴射頻率通過噴射器和電動噴射閥進行間斷式氣體噴射，根據(jù)控制器設置的工作功率通過氣泵進行抽氣，將從吸入的氣體輸送至分析裝置。

本發(fā)明無需人員操作檢測設備，在貨物通過檢測裝置的同時主動對經(jīng)過的郵包進行噴射式吹掃，并由取樣裝置收集空氣樣本送交檢測設備取樣分析，完成生化危險物監(jiān)測，從而減少了危險物品對值守工作人員的傷害。本發(fā)明可與市場上成熟的生物化學檢測設備高度集成，24小時檢測經(jīng)過的物品。本發(fā)明完美解決了現(xiàn)有技術中耗費人力的問題及無法與已有檢測設備無縫整合的問題。

附圖說明

構成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中：

圖1是實施例中擾動取樣裝置的結構圖；

圖2是實施例中噴嘴的結構圖；

圖3是實施例中取樣腔體的結構圖。

圖4是實施例中使用上述擾動取樣裝置的擾動取樣方法的流程圖。

圖5是實施例中使用上述擾動取樣裝置的擾動取樣方法的另一流程圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互任意組合。

本發(fā)明中的生物化學有害因子的擾動取樣裝置包括：擾動裝置和取樣裝置。擾動裝置包括電動噴射閥、噴射器和壓縮空氣容器；取樣裝置包括氣泵和分析裝置，或者，取樣裝置包括氣泵、富集腔和分析裝置。其中的氣泵典型的是隔膜式真空氣泵。

在另一實施例中，擾動取樣裝置還包括與擾動裝置和取樣裝置連接的控制器?？刂破饔糜谶M行以下控制中的至少一種：控制電動噴射閥的噴射頻率、控制噴射器的噴射壓力、控制隔膜式真空氣泵的工作功率、控制噴射器開啟或關閉、控制氣泵開啟或關閉。

在另一實施例中，擾動取樣裝置還包括用于檢測目標物體移動速度的速度檢測裝置。擾動取樣裝置還包括與電動噴射閥、噴射器、隔膜式真空氣泵和速度檢測裝置均連接的控制器?？刂破饔糜趶乃俣葯z測裝置獲取的目標物體移動速度進行以下控制中的至少一種：控制電動噴射閥的噴射頻率、控制噴射器的噴射壓力、控制隔膜式真空氣泵的工作功率、控制噴射器開啟或關閉、控制氣泵開啟或關閉。

在另一實施例中擾動取樣裝置還包括通道，擾動裝置固定于通道的入口處，取樣裝置固定于通道的出口處。如圖1所示，通道1的入口處設置有擾動裝置，通道2的出口處設置有取樣裝置。使用此擾動取樣裝置時，在通道1入口處使用擾動裝置將空氣進行擾動，使物品表面的細微顆粒漂浮在空氣中，在通道2的出口處使用取樣裝置提取空氣樣本，經(jīng)過擾動裝置的擾動后，使取樣裝置能采集到更多的物品表面的細微顆粒。

為使擾動裝置的噴射更有效或方向更準確，擾動裝置還包括與電動噴射閥連接的噴射管道。或者，擾動裝置還包括與電動噴射閥連接的噴嘴。

為使取樣更方便，取樣裝置還包括與氣泵相連的管道，此結構的取樣裝置在工作時，可以使管道在目標物體表面直接吸取空氣樣本?；蛘撸友b置還包括取樣腔體，此結構的取樣裝置在工作時位置固定不變，通過氣泵的吸力吸取空氣樣本。

圖1是擾動取樣裝置的一種示例性的結構圖，此擾動取樣裝置包括：設置于通道1的入口處的至少一個噴嘴2、與噴嘴連接的電動噴射閥3、與噴射閥連接的噴射器4、以及噴射器4連接的壓縮空氣容器。此擾動取樣裝置還包括設置于通道1的出口處的取樣腔體5，與取樣腔體的吸氣孔相連接的隔膜式真空氣泵6、與隔膜式真空氣泵6相連接的富集腔7、與富集腔7密閉連接的分析裝置。

此擾動取樣裝置中噴射器4、壓縮空氣容器、控制器8可以設置于通道1的內部的側壁。

圖2是實施例中噴嘴的結構圖；如圖2所示，噴嘴包括入氣通道和出氣通道；出氣通道與入氣通道的夾角為40～50度之間的值，典型的為45度。

控制器用于根據(jù)以下公式確定噴射器的噴射壓力：

式中，p為噴射壓力，d為噴嘴的入氣通道的直徑，q為噴射流量，n為噴嘴個數(shù)，η為噴嘴效率系數(shù)，η為1.05～1.10之間的值。

使用本發(fā)明中的噴嘴經(jīng)內部氣路調整氣流方向和壓力，從而實現(xiàn)對預設距離(例如1米)內的物體的斜向噴射式吹掃，有效地將表面附著的微量粒子擾動到空氣中，為取樣裝置收集樣本提供幫助。

圖3是實施例中取樣腔體的結構圖；如圖3所示，取樣腔體為門狀結構，取樣腔體的外部的兩側對稱的設置有多個吸氣孔，吸氣孔的直徑相同，或者典型的沿取樣腔體從下到上的方向依次降低。取樣裝置為一體化設計，力求減少吸氣通路中的流量損失。取樣腔體采用對樣本低吸附度的材料，保證樣品充分隨氣流充分輸送。取樣腔體圓形吸氣取樣孔，孔的開口直徑保證進氣流量在離氣泵較近處和較遠處均等因此采用孔徑在遠端逐漸增大的設計。

圖4是實施例中使用上述擾動取樣裝置的擾動取樣方法的流程圖，如圖4所示，包括：

步驟401，控制器進行以下控制中的至少一種：控制電動噴射閥的噴射頻率、控制噴射器的噴射壓力、控制氣泵的工作功率；

步驟402，根據(jù)控制器設置的噴射壓力和噴射頻率通過噴射器和電動噴射閥進行間斷式氣體噴射，根據(jù)控制器設置的工作功率通過氣泵進行抽氣，將從吸入的氣體輸送至分析裝置。

其中，控制器用于根據(jù)以下公式確定噴射器的噴射壓力：

式中，p為噴射壓力，d為噴嘴的入氣通道的直徑，q為噴射流量，n為噴嘴個數(shù)，η為噴嘴效率系數(shù)，η為1.05～1.10之間的值。

圖5是實施例中使用上述擾動取樣裝置的擾動取樣方法的流程圖，如圖5所示擾動取樣裝置中包括速度檢測裝置器時，擾動取樣方法包括：

步驟501，通過速度檢測裝置檢測目標物體移動速度；

步驟502，通過控制器根據(jù)目標物體移動速度控制電動噴射閥的噴射頻率、控制噴射器的噴射壓力、控制氣泵的工作功率；

步驟503，根據(jù)控制器設置的噴射壓力和噴射頻率通過噴射器和電動噴射閥進行間斷式氣體噴射，根據(jù)控制器設置的工作功率通過氣泵進行抽氣，將從吸入的氣體輸送至分析裝置。

本發(fā)明無需人員操作檢測設備，在貨物通過檢測裝置的同時主動對經(jīng)過的郵包進行噴射式吹掃，并由取樣裝置收集空氣樣本送交檢測設備取樣分析，完成生化危險物監(jiān)測，從而減少了危險物品對值守工作人員的傷害。本發(fā)明可與市場上成熟的生物化學檢測設備高度集成，24小時檢測經(jīng)過的物品。本發(fā)明完美解決了現(xiàn)有技術中耗費人力的問題及無法與已有檢測設備無縫整合的問題。

此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實施例，其零部件的形狀、所取名稱等可以不同，本說明書中所描述的以上內容僅僅是對本發(fā)明結構所作的舉例說明。

上面描述的內容可以單獨地或者以各種方式組合起來實施，而這些變型方式都在本發(fā)明的保護范圍之內。

在本文中，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者設備中還存在另外的相同要素。

以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，僅僅參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明。本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的精神和范圍，均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。