阅读说明：本技术 模块化离子迁移谱仪 (Modular ion mobility spectrometer ) 是由 赵继南 曹振 张立钦 于 2018-10-19 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种模块化离子迁移谱仪,该离子迁移谱仪包括：一个或多个核心机,其具备离子迁移谱仪的核心功能；和一个或多个任务扩展坞,其具备离子迁移谱仪的非核心功能。核心机和任务扩展坞是相互独立的分体式模块,并且适于相互结合以形成不同形态的离子迁移谱仪。当任务扩展坞是便携式扩展坞时,核心机与任务扩展坞相互结合而形成便携式离子迁移谱仪。当任务扩展坞是台式扩展坞时,核心机与任务扩展坞相互结合而形成台式离子迁移谱仪。每一个任务扩展坞可以与一个或多个核心机相结合。本发明通过采用上述技术方案,消除了离子迁移谱仪的形态对离子迁移管的尺寸和布局的限制,提升了核心机的检测性能,降低了离子迁移谱仪的使用和维护的成本。(The invention relates to a modular ion mobility spectrometer, comprising: one or more core machines having the core function of an ion mobility spectrometer; and one or more task docking stations that provide the non-core functionality of the ion mobility spectrometer. The core engine and the task docking station are separate modules independent of each other and are adapted to be combined with each other to form ion mobility spectrometers of different morphologies. When the task dock is a portable dock, the core and task dock combine to form a portable ion mobility spectrometer. When the task dock is a desktop dock, the core and task dock combine to form a desktop ion mobility spectrometer. Each task dock may be associated with one or more cores. By adopting the technical scheme, the invention eliminates the limitation of the form of the ion mobility spectrometer on the size and the layout of the ion mobility tube, improves the detection performance of the core machine, and reduces the use and maintenance cost of the ion mobility spectrometer.)

模块化离子迁移谱仪

技术领域

本发明涉及模块化离子迁移谱仪。

背景技术

现有的离子迁移谱仪(或称检测仪)的主要形态包括手提式(或称便携式)、台式和可以手提的台式三种类型。例如，图1A示出了同方威视公司生产的TR1000DB-A型手提式离子迁移谱仪，图1B示出了同方威视公司生产的TR2000型台式离子迁移谱仪，图1C示出了Smiths detection公司生产的IONSCAN600型可以手提的台式离子迁移谱仪。

在现有的方案中，离子迁移谱仪的核心器件(即，离子迁移管)由于受到手提式或台式机形态的限制而不能发挥最优的性能。此外，还存在维护/维修与功能扩展不方便、任务形式单一、高检测频率的承载能力差等缺点。

导致上述缺点的主要原因在于，传统的手提式、台式或可以手提的台式离子迁移谱仪都将离子迁移管布置在离子迁移谱仪的内部。结果，由于离子迁移谱仪的外形和尺寸的原因，离子迁移管的尺寸和自身的构造的设计受到限制。另外，离子迁移管的高电压和高温也会对其周边的部件(例如显示器、电池等)造成不利影响，而这些部件也会反过来影响离子迁移管在离子迁移谱仪内部的布局等。

此外，这种传统形态的离子迁移谱仪在应对高频率的进样检测时存在清洁速度慢的问题，尽管可以通过增加离子迁移管的数量来交替工作的方式来解决这个问题，但在增加离子迁移管数量的同时会相应地增加显示器、打印机、电源等非核心器件的数量，从而造成用户成本增加。

传统形态的手提式离子迁移谱仪的功能扩展功能有限，不能从容应对灵活的任务，例如需要使用的时候重量轻，这与需要多装载电池及干燥剂等以增强耐久性的目标相互冲突。另外，传统形态的离子迁移谱仪不能兼具手提式和台式(包括可手提台式)各自的优点。

发明内容

【技术目的】

为了解决上述技术问题以及后文中提及的其它技术问题而做出了本发明。

【技术方案】

根据本发明的一个方面，提供一种模块化离子迁移谱仪，包括：一个或多个核心机，其具备所述离子迁移谱仪的核心功能；和一个或多个任务扩展坞，其具备所述离子迁移谱仪的非核心功能，其中，所述核心机和所述任务扩展坞是相互独立的分体式模块，并且适于相互结合以形成不同形态的离子迁移谱仪。

可选地，所述任务扩展坞是便携式扩展坞，所述核心机与所述任务扩展坞相互结合而形成便携式离子迁移谱仪。所述任务扩展坞是台式扩展坞，所述核心机与所述任务扩展坞相互结合而形成台式离子迁移谱仪。每一个任务扩展坞与一个或多个核心机相结合，并且对每一个核心机进行区分。

可选地，所述的模块化离子迁移谱仪包括交替工作的两个核心机。所述核心机包括所述离子迁移谱仪的核心器件，所述核心器件包括离子迁移管。所述核心机包括显示器、电池和/或干燥剂。

所述便携式扩展坞包括电池、腕上显示器、检测性能恢复底座、和气体采样装置。所述腕上显示器用于向用户显示视觉信息并且允许用户输入信息。所述检测性能恢复底座用于向所述核心机供应洁净空气。

所述台式扩展坞包括电池、台式显示器和迁移气循环处理系统。所述台式显示器用于向用户显示视觉信息并且允许用户输入信息。所述迁移气循环处理系统内部设有干燥剂循环再生系统。在所述核心机与所述任务扩展坞之间传递电信号、电力和/或气流。

【技术效果】

本发明通过采用上述技术方案，消除了离子迁移谱仪的形态对离子迁移管的尺寸和布局的限制，提升了核心机的检测性能。

在不增加主体重量的前提下，提升了便携式离子迁移谱仪检测性能，增强了耐久性，并且干燥剂的更换周期更长。

在不增加非核心器件(例如显示器、电池、打印机等)的成本的前提下，增强了离子迁移谱仪的高检测频率承载能力。

通过与离子迁移管分离布局的方式，降低了非核心器件的工作温度，从而降低了故障率。同时，便于快速地维修或更换核心器件，增强了维护/维修的便利性。

对于离子迁移谱仪的制造商而言，成本高、设计制造过程复杂的器件是离子迁移管。在本发明中，将离子迁移管制做成相对于非核心器件分离的子模块，由此可以衍生出多种不同配置的终端产品。这样，从设计制造到实际使用，再到售后维护，相关的操作变得简单。

对于用户而言，可以用最低的成本实现灵活性的提升(例如一机多用)，或者以比传统形态更低的成本应对高检测频率的需求。

附图说明

为了便于理解本发明，在下文中基于示例性实施例并结合附图来更详细地描述本发明。在附图中使用相同或相似的附图标记来表示相同或相似的构件。应该理解的是，附图仅是示意性的，附图中的构件的尺寸和比例不一定精确。

图1A至图1C分别示出了现有技术中的离子迁移谱仪的形态。

图2示出了根据本发明的示例性实施例的离子迁移谱仪的原理的框图。

具体实施方式

图2示出了根据本发明的示例性实施例的离子迁移谱仪的原理的框图。

在本发明中，核心机是离子迁移谱仪的核心器件，并且是与离子迁移谱仪的其它非核心器件(例如显示器、电池、打印机等)分离的独立模块。

如图2所示，核心机可以与多种不同的任务扩展坞相结合。这些任务扩展坞包括例如便携式扩展坞和台式扩展坞，也可以根据用户的需求进行定制。例如，当核心机与便携式扩展坞相结合时，可以组合形成便携式离子迁移谱仪。当核心机与台式扩展坞相结合时，可以组合形成台式离子迁移谱仪。

具体地说，核心机主要包括离子迁移管，还可以包括迁移气处理系统和进样器，还可以包括电池、显示器、操作按钮和外壳等。核心机中的电池的容量、显示器的尺寸、干燥剂的量等可以比传统的离子迁移谱仪中的相应特征小/少，甚至可以取消显示器。也就是说，旨在以重量尽可能轻、尺寸尽可能小的方式形成的一个具备检测功能的、可以单独地使用的离子迁移谱仪，而该离子迁移谱仪的核心性能(即，检测性能)却比传统的手提式离子迁移谱仪更强。

相应地，便携式扩展坞可以包括分体式的电池包、无线或有线连接的腕上显示器、检测性能恢复底座、无线打印机、气体采样装置等，其中，检测性能恢复底座以提供大流量洁净空气的方式使得与其连接的核心机以比传统形态的便携式离子迁移谱仪更快的速度恢复到最佳检测性能。

台式扩展坞可以包括内置的较大容量电池、较大尺寸的显示器、迁移气循环处理系统、有线或无线打印机等。迁移气循环处理系统与前文提及的检测性能恢复底座相似，迁移气循环处理系统内部设有干燥剂循环再生系统，由此可以显著延长干燥剂的更换周期。

另外，一个扩展坞可以与一个或多个核心机相结合。在扩展坞与核心机之间可以进行电信号传递、电力传递、气流传递等。例如，用户只需购买一个核心机、一个便携式扩展坞和一个台式扩展坞就可以同时实现手提式离子迁移谱仪和台式离子迁移谱仪的功能。而在传统的离子迁移谱仪的形态中，手提式离子迁移谱仪和台式离子迁移谱仪分别包括自身的核心机和周边器件，因而成本较高，灵活性较低。相反地，根据本发明的模块化离子迁移谱仪可以提高离子迁移谱仪的检测性能、耐久性和灵活性，同时可以降低成本。

例如，当一个或多个核心机与台式扩展坞配合使用时，核心机将本体的状态信息、检测过程和结果信息传递给台式扩展坞。台式扩展坞根据这些信息将用户所需的视觉信息显示在较大的显示器上。可以理解的是，可以区分多个核心机中的每一个核心机。

另外，用户可以在腕显或台显界面上输入控制信息或更改信息，通过台式扩展坞来控制核心机，例如，修改核心机工作参数以适应不同任务，在数据库中增加违禁物，使两个核心机交替工作，以及通过扩展坞中的***零部件迅速恢复核心机的性能状态(主要是利用台式扩展坞的更高的供电功率来实现温度控制，利用更大的干燥剂储备量来供应更多的洁净气流)，使得离子迁移谱仪从高负荷状态恢复的更快，以满足高检测频率的需求。

以上参考具体的实施例对本发明的技术目的、技术方案和技术效果进行了详细的说明。应该理解的是，上述实施例仅是示例性的，而不是限制性的。在本发明的精神和原则之内，本领域的技术人员做出的任何修改、等同替换、改进等均被包含在本发明的保护范围之内。