[發明專利]一種離子遷移譜設備的分子篩再生裝置以及再生方法

有效

• 申請號: 201210048428.4
• 申請日: 2012-02-28
• 公開（公告）號: CN102592939A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 甘嘉懿;汪紅瑾;李維嬌;溫亞珍;金潔
• 申請（專利權）人: 公安部第三研究所
• 主分類號: H01J49/02
• 分類號: H01J49/02;B01J20/30;B01J20/16
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司 31224
• 代理人: 劉粉寶

技術領域

本發明涉及離子遷移譜設備技術，具體涉及用于離子遷移譜設備的分子篩再生技術。

背景技術

離子遷移譜設備通常被設計用于探測爆炸物及毒品，該設備需要一種氣體做載氣。IMS的基礎原理是懸浮離子在電場的作用下遷移。離子在特定長度的電場中遷移的時間是固定的，由此可以確定遷移率。遷移的時間是計算離子從起點到終點的所消耗的時間來確定的。由于載氣的成分將對離子遷移譜的檢測結果產生影響，必須去除載氣中的雜質及水份。水分子對離子遷移峰所在位置將產生較大影響，不同的樣品離子的遷移時間隨濕度的變化不同。當濕度發生變化，各個樣品的遷移時間之間的相對位置也隨之發生變化，最終偏離數據庫內的樣品遷移時間。因此在離子遷移譜設備的日常使用中必須定期更換分子篩，以保證設備處在良好的工作狀態。這給日常使用帶來了較大麻煩，所以研究一種應用于離子遷移譜設備的免更換分子篩的分子篩再生方式十分必要。

分子篩是結晶態的硅酸鹽或硅鋁酸鹽，由硅氧四面體或鋁氧四面體通過氧橋鍵相連而形成分子尺寸大小(通常為0.3～2.0nm)的孔道和空腔體系，從而具有篩分分子的特性。

分子篩吸濕能力極強，用于氣體的純化處理，保存時應避免直接暴露在空氣中。存放時間較長并已經吸濕的分子篩使用前應進行再生。工業生產中干燥處理的氣體有空氣、氫氣、氧氣、氮氣、氬氣等。用兩只吸附干燥器并聯，一只工作，同時另一只可以進行再生處理。相互交替工作和再生，以保證設備連續運行。通過加溫沖氣再生，不同規格的分子篩再生溫度略有不同。

在目前設備中所使用的分子篩為了方便辨別分子篩是否失效，采用了藍色的指示劑，當分子篩失效時指示劑顏色變淺。

分子篩失效后必須再生才能再次使用。正確再生后的分子篩同新鮮的一樣，其吸附性能和機械性能的衰減和老化是非常低的。分子篩的再生有兩種基本方法：

1)改變溫度，即“變溫”。它是通過加熱分子篩來除去被吸附的物質。工業上一般是用經預熱的再生氣加熱，吹掃分子篩至200度左右，并帶走脫附下來的吸附質。

2)改變相對壓力，即“變壓”。一般用于氣相吸附過程。其基本方法是保持吸附劑溫度不變，通過降低壓力和惰性氣體反吹，除去吸附質。

發明內容

本發明針對現有離子遷移譜設備分子篩需要定期更換分子篩，給日常使用帶來不便的問題，而提供一種離子遷移譜設備的分子篩再生裝置，該裝置能夠實現對離子遷移譜設備中分子篩的自動切換，并對需要再生的分子篩進行加熱再生，以便后期切換使用。

為了達到上述目的，本發明采用如下的技術方案：

一種離子遷移譜設備的分子篩再生裝置，所述再生裝置包括

分子篩切換單元，所述分子篩切換單元連接離子遷移譜設備中的分子篩，自動利用再生有效的分子篩切換出失效的分子篩，使得有效的分子篩接入到離子遷移譜設備中的工作氣路中；

加熱單元，所述加熱單元對分子篩切換單元切換出的需要再生的失效分子篩進行加熱；

加熱控制單元，所述加熱控制單元控制加熱單元；

溫度檢測單元，所述溫度檢測單元實時檢測分子篩進行加熱再生的溫度；

控制單元，所述控制單元控制分子篩切換單元切換出需要再生的分子篩，控制單元還控制連接溫度檢測單元和加熱控制單元，通過溫度檢測單元收集相應的溫度信號，并根據溫度信號調制加熱控制單元對加熱單元發出的加熱信號。

在本發明的優選實例中，所述分子篩切換單元由氣道切換電磁閥和排氣口控制閥，所述氣道切換電磁閥用于連通離子遷移譜設備中的分子篩和離子遷移譜設備的工作氣路，并受控于控制單元；所述排氣口控制閥連接控制離子遷移譜設備中分子篩的排氣口，并受控于控制單元。

進一步的，所述加熱控制單元控制加熱的電壓輸出，使得再生裝置的加熱溫度在設定的時間段內維持在200攝氏度。

進一步的，所述溫度檢測單元為100歐姆的鉑電阻。

進一步的，所述控制單元為一嵌入式系統。

基于上述方案，本發明還提供一種離子遷移譜設備的分子篩再生方法，該再生方法包括如下步驟：

(1)在離子遷移譜設備的分子篩失效后，通過分子篩切換單元切換出需要再生的分子篩進行加熱；

(2)控制分子篩再生的溫度，使其穩定在200攝氏度，并持續加熱4小時；

(3)在加熱完成后分子篩再生完成，等到切換上去的分子篩失效，則重復步驟1-3。

在再生方法方案的優選實例中，所述步驟(1)中分子篩切換過程如下：