具体实施方式

尽管本公开容许各种修改和可替换的形式，但是它的具体的实施例通过例子的方式在附图中示出，并且将详细地在本文中描述。然而，应该理解，随附的附图和详细的描述不是为了将本公开限制到公开的具体形式，而是相反，是为了覆盖落入由随附的权利要求限定的本公开的精神和范围中的所有的修改、等同形式和替换形式。附图是为了示意，因而不是按比例地绘制的。

本公开的实施例提供一种气相检测装置，如图所示，可以大致将图1的上部分看作用于采样的气路部分，下部的离子迁移管109、气相色谱柱104看作用于检测的部分，还有用于连通用于采样的气路部分和用于检测的部分的气路。然而，气相检测装置可以以其他方式划分，此处仅为了说明采用的一种划分方式。

在一个实施例中，气相检测装置包括：采样气路，包括采集样品气体的采样头20和分别与采样头连接的用于储存通过采样头采集的样品气体的第一样品管102和第二样品管103；离子迁移管109，用于检测样品气体；进样气路，流体连通采样气路和离子迁移管，以便将储存在第一样品管102和/或第二样品管103的样品气体分别导入下游的离子迁移管中；和阀组件，所述阀组件构造成在采样状态下允许导入样品气体至第一样品管102和/或第二样品管103，在进样状态下允许样品气体从第一样品管102和/或第二样品管103导入至所述离子迁移管。

图1的上部的用于采样的气路部分可以包括用于采集样品气体的采样头20和分别与采样头连接的用于储存采集的样品气体的第一样品管102和/或第二样品管103。在图1示出的实施例中，采样气路包括第一样品管102和第二样品管103，它们分别可以用于储存定量的样品气体。本公开使用两个用于储存定量的样品气体的样品管是有利的，其可以使用两个样品管同时收集样品气体，从而可以实现两个样品管收集的样品气体的成分差异最小，甚至基本上没有差异，并且允许同时或分时提供相同成分的样品气体作出不同的检测，或者仅提供一个样品管的样品气体，大大方便了检测操作，提高测量的适应性、效率和可靠性。

采样气路还包括阀组件。例如如图1所示，阀组件包括第一二位三通阀101-1和第二二位三通阀101-2，第一样品管102布置在第一二位三通阀101-1和第二二位三通阀101-2两者之间。在第一二位三通阀101-1处于1位时第一样品管102通过第一二位三通阀101-1的第一端口与采样头20流体连通，在第二二位三通阀101-2处于1位时第一样品管102通过第二二位三通阀101-2的第一端口排出气体；在第二二位三通阀101-2处于0位时第一样品管102通过第二二位三通阀101-2的第二端口与进样气路流体连通以将样品气体送入进样气路；在第一二位三通阀101-1处于0位时第一样品管102通过第一二位三通阀101-1的第二端口与进样气路流体连通以便接收来自进样气路的气体。在操作时，第一二位三通阀101-1处于1位，样品气体进入第一样品管102，则样品气体可以暂时被保存在第一样品管102中，当然实际操作中，这种保存的过程及其短暂，样品气体被迅速通过第二二位三通阀101-2的第二端口进入进样气路；气相检测装置还可以操作为，第一二位三通阀101-1和第二二位三通阀101-2切换至0位，采样气路与进样气路形成回路，样品气体被送入下游的离子迁移管实施检测。

阀组件包括第三二位三通阀101-3和第四二位三通阀101-4，第二样品管103布置在第三二位三通阀101-3和第四二位三通阀101-4两者之间。在第三二位三通阀101-3处于1位时第二样品管103通过第三二位三通阀101-3的第一端口与采样头20流体连通，在第四二位三通阀101-4处于1位时第二样品管103通过第四二位三通阀101-4的第一端口排出气体；在第三二位三通阀101-3处于0位时第二样品管103通过第三二位三通阀101-3的第二端口与进样气路流体连通以便接收进样气路的气体，在第四二位三通阀101-4处于0位时第二样品管103通过第四二位三通阀101-4的第二端口与进样气路流体连通以将样品气体送入进样气路。在操作时，第三二位三通阀101-3处于1位，样品气体进入第二样品管103，则样品气体可以暂时被保存在第二样品管103中，然而应该知道这个保存是极其短暂的；气相检测装置还可以操作为，第三二位三通阀101-3和第四二位三通阀101-4切换至0位，样品气体被送入下游实施检测或排出。上面的实施例可以实现第一样品管102和第二样品管103分别取样。例如，在一种情况下，样品头20靠近被检物品，第一二位三通阀101-1处于1位，第三二位三通阀101-3处于0位，样品气体仅进入第一样品管1002中。在另一种情况下，样品头20靠近被检物品，第一二位三通阀101-1处于0位，第三二位三通阀101-3处于1位，样品气体仅进入第二样品管103中。在还一种情况下，第一二位三通阀101-1和第三二位三通阀101-3都处于1位，样品气体同时进入第一样品管102和第二样品管103中，并且可以保存在第一样品管102和第二样品管103中备用，当然实际操作中，这种保存的过程及其短暂，样品气体被迅速通过第二二位三通阀101-2和第四二位三通阀101-4的第二端口进入进样气路。

本公开的实施例使用多个二位三通阀结合两个样品管的配置方式，实现通过阀组件的切换(例如阀的快速切换实现脉冲采样)采集例如定量的样品气体的功能，样品气体的量可以通过样品管的容积确定，从而使得采样动作快速且准确。通常样品管的容积为毫升量级，例如一毫升、0.5毫升或其他容积，每次采样自动采集例如确定的一毫升、0.5毫升或其他体积的样品气体。

采样气路还包括采样泵110C和第七二位三通阀101-7，采样泵110C与第七二位三通阀101-7连接，第七二位三通阀101-7通过第一三通140-1分别与第一、第二二位三通阀101-1、101-2连接，以便第七二位三通阀101-7处于0位时，允许第一样品管102和/或第二样品管103流体连通采样泵110C，采样泵110C能够驱动采样头20从被检对象抽取样品至第一样品管102和/或第二样品管103中。

在一种采样状态下，当第一、第二二位三通阀101-1、101-2连接在1位时，第七二位三通阀101-7在0位时，采样泵110C驱动采样头20抽吸样品气体，样品气体进入第一样品管102中；随后第一、第二二位三通阀101-1、101-2连接切换至0位，抽吸样品结束，样品气体被储存在第一样品管102中，从而实现第一样品管102的单独取样。

在另一种采样状态下，当第三、第四二位三通阀101-3、101-4连接在1位时，第七二位三通阀101-7在0位时，采样泵110C驱动采样头20抽吸样品气体，样品气体进入第二样品管103中；随后第三、第四二位三通阀101-3、101-4连接切换至0位，抽吸样品结束，样品气体被储存在第二样品管103中，从而实现第二样品管103的单独取样。

在还一种采样状态下，第一、第二二位三通阀101-1、101-2连接在1位，第三、第四二位三通阀101-3、101-4连接在1位，第七二位三通阀101-7在0位，采样泵110C驱动采样头20抽吸样品气体，样品气体进入第一样品管102和第二样品管103中；随后第一、第二二位三通阀101-1、101-2连接切换至0位，同时第三、第四二位三通阀101-3、101-4连接切换至0位，抽吸样品结束，样品气体被储存在第一样品管102和第二样品管103中，从而实现两个样品管的同时取样。

由以上可以看到，本公开的气相检测装置可以实现第一样品管102和第二样品管103的单独的取样和储存，也可以实现同时取样和储存，从而使得气相检测装置的功能更加丰富。

气相检测装置包括第一过滤器107-1，配置为过滤流过第一过滤器107-1的气体，如图所示，第一过滤器107-1接外部环境，这允许采样泵110C抽吸样品。

在一个实施例中，采样气路允许使用气体清洗第一样品管102、第二样品管103和采样头20。如图1所示，采样泵110C通过第一过滤器107-1抽取气体，并驱动过滤后的气体进入采样气路，过滤的气体经由采样泵110C流向第七二位三通阀101-7，此时第七二位三通阀101-7在0位，过滤的气体随后进入第一样品管102和/或第二样品管103，最后从采样头20排出。过滤的气体通过采样气路可以实现采样气路的清洗。本公开的采样气路是有利的，其能够采集样品气体并储存在两个样品管的任一个或两个中，还允许通过一个采样泵110C实现采样气路(包括第一样品管102、第二样品管103和采样头20)清洗，实现气路紧凑。

如图1所示，离子迁移管109为一体化双模式全陶瓷迁移管，具有第一离子迁移管109A和第二离子迁移管109B。然而，离子迁移管109也可以是单模式。

离子迁移管109可以包括供样品气体和载气流入的进样入口109A-1、109B-1、供气体流出的气体出口109A-2、109B-2和供迁移气体流入的迁移气入口109A-3、109B-3。

如图1所示，离子迁移管109的进样入口包括第一进样入口109A-1，所述进样气路将来自第二二位三通阀101-2的样品气体送入离子迁移管109的第一进样入口109A-1，从而进入离子迁移管109通过离子迁移管109实施检测，例如确定样品气体的成分。离子迁移管109的进样入口还包括第二进样入口109B-1，所述进样气路将来自第四二位三通阀101-4的样品气体先送入所述气相色谱柱104，随后样品气体由气相色谱柱104排出，通过进样气路导入第二进样入口109B-1而进入离子迁移管109实施检测。样品气体先经过气相色谱柱104，可以实现样品气体的分离，不同成分的气体物质在气相色谱柱104中通过时间不同，每种成分的气体通过气相色谱柱104的时间可以称为该成分气体在气相色谱柱104中的保留时间，每种成分的气体随后进入离子迁移管，检测得到对应的谱峰，峰的值随着该成分的气体的浓度而变化，通过积分可以确定该成分的气体的浓度，结合固定体积的样品管可以得出该成分的气体的含量。

第一样品管102和第二样品管103中的样品气体分别通过各自的气路(可以称为进样气路支路)导入离子迁移管109中，实现分别检测，而避免了样品气体的相互干扰。

在本公开的实施例中，气相检测装置还包括气相色谱柱104，所述气相色谱柱104用于分离复杂成分的混合气体，测量不同成分的气体在气相色谱柱104中的保留时间；所述气相色谱柱104串联在所述采样气路和离子迁移管109之间，以便第二样品管103中的样品气体先进入所述气相色谱柱104实施检测，后进入离子迁移管109实施检测，因而所述气相色谱柱104可以结合离子迁移管109测量不同成分的气体相对于固定的样品管体积的含量。

本公开的气相检测装置能够基于离子迁移管109对来自第一样品管102中的样品气体的定性检测，确定是否进一步对第二样品管103中的样品气体实施气相色谱柱104-离子迁移管109的定量检测，综合判定检测结果。

本公开的实施例可以满足使用第一样品管102和第二样品管103同时采样，随后通过离子迁移管109对第一样品管102的样品气体定性检测，如果样品气体中含有嫌疑物质，则将第二样品管103的样品气体送入气相色谱柱104-离子迁移管109实施定量检测，得出各种成分的样品的含量。如果样品气体中不含嫌疑物质，则将第二样品管103的样品气体排出。这是有利的，一方面，由于配置了双样品管采样，可以同时分别采集成分基本上一致的样品气体；另一方面，可以先实施简单迅速的定性检查，在确定不含嫌疑物质的情况下，可以直接排出第二样品管中的气体，如果确定样品气体包含嫌疑物质，则根据情况实施定量检查，而在采集样品气体之后，被检物品可以离开采集区，使得采集效率高，即使定性检查确定样品气体包含嫌疑物质，也不需要被检物品再次回到采集区，只需要定量测量第二样品管中的样品气体。

本公开的气相检测装置包括进样气路，其流体连通采样气路、离子迁移管109和气相色谱柱104，以便将储存在第一样品管102和/或第二样品管103的定量的样品气体导入离子迁移管109和/或气相色谱柱104中。

在图1示出的实施例中，气相检测装置还包括内循环气路，使得离子迁移管109的气体出口排出的气体的至少一部分被所述内循环气路送回离子迁移管109的迁移气入口；离子迁移管109的气体出口排出的气体的至少一部分被所述进样气路送回第一二位三通阀101-1的第二端口和/或第三二位三通阀101-3的第二端口。内循环气路包括循环驱动泵，例如可以是隔膜泵，可以驱动气体在内循环气路中循环。为了避免振动，内循环气路包括第一缓冲腔102A和第二缓冲腔102B，循环驱动泵布置在第一缓冲腔102A、第二缓冲腔102B之间。第一缓冲腔102A接收由离子迁移管109排出的气体并吸收气体的振动，第一缓冲腔102A排出的气体在循环驱动泵的作用下流向第二缓冲腔102B，第二缓冲腔102B吸收气体的振动，第二缓冲腔102B排出的气体一部分在内循环气路循环作为离子迁移管109的迁移气，另一部分进入进样气路。第一、第二缓冲腔102A、102B可以降低第一泵103A的脉冲气流对离子迁移谱仪内气流的影响，同时降低脉冲气流对气相色谱柱104的影响。

内循环气路还包括流量控制阀，布置在离子迁移管109和第一缓冲腔102A之间，以便用户依据对检测样品的亲电性质或亲核性质平衡或切断非相应的检测模式而选择仅在负模式或仅在正模式抑或在负、正模式进行同时检测，从而提高仪器对样品的选择性检测。在图1示出的实施例中，双模式离子迁移管109的第一离子迁移管109和第二离子迁移管109分别连接一个流量控制阀。

内循环气路还包括布置在第一缓冲腔102A和第二缓冲腔102B之间的第二过滤器107-2，第二过滤器107-2可以过滤从第一缓冲腔102A排出的气体，经过滤的气体进入第二缓冲腔102B，从而避免在循环气路上再次设置净化过滤器，从而节省了制造成本。需要说明的是，本领域的技术人员应当理解，在本公开的其它一些实施例中，第二过滤器107-2也可以设置在进样气路的其它位置处，例如第一缓冲腔102A和离子迁移管109的气体出口之间。

内循环气路还包括用于向离子迁移管109内补气或对离子迁移管109泄气的补气/泄气气路，补气/泄气气路的第一端口与离子迁移管109的气体出口连通，补气/泄气气路的第二端口与外界环境连通。通过设置补气/泄气气路可以使得离子迁移管109可依据环境、微量采样以及离子迁移管109自身温度等的变化进行自动的补气及泄气，从而实现快速采样。

在一个实施例中，在补气/泄气气路上设置有第三过滤器107-3，用于对流经补气/泄气气路上的气体进行净化，以降低外界对离子迁移谱仪的影响，且能提高气体净化剂(分子筛、活性碳等)的使用寿命。

内循环气路还包括三通阀105，设置在循环驱动泵和过滤器之间，补气/泄气气路的第一端口通过三通阀105与内循环气路连通。三通阀105构造成在进样状态下仅允许气体从循环驱动泵流向第二过滤器107-2，而不会从三通阀105流到外部；在泄气状态下仅允许气体从循环驱动泵流向外界环境，而不会流向第二过滤器107-2；在补气状态下允许外部气体流向第二过滤器107-2。通过上述三通阀105，可以选择性连通进样气路、补气气路和泄气气路。

在补气/泄气气路上还设置有水阱过滤器108，水阱过滤器108位于第三净化过滤器107-3和外界环境之间，以进一步降低外界对离子迁移谱仪的影响。

内循环气路的气体从第二缓冲腔102B排出，一部分气体在内循环气路中循环，流回离子迁移管109，该部分气体可以从两个流路分别流向第一离子迁移管109和第二离子迁移管109。进一步地，可以设置流量调节器，以调节流向第一离子迁移管109和第二离子迁移管109的气体流速。流量调节器可以设置在第二缓冲腔102B和离子迁移管109之间。

气相检测装置包括内循环气路是有利的，其允许循环驱动泵保持工作，气体在内循环气路中循环，因而可以实时将第一样品管102和/或第二样品管103中的样品气体送入离子迁移管109、气相色谱柱104中；并且由于设置过滤器，因而可以保持进样气路中的气体是洁净的；由于设置补气/泄气气路，因而可以保持进样气路中气体压力为设定值。

在一个实施例中，气相检测装置还包括第五二位三通阀101-5，其在1位时第一端口与第三二位三通阀101-3的第二端口连通，在0位时断开进样气路与第三二位三通阀101-3的流体连通。

在一个实施例中，气相检测装置还包括色谱增压泵110B，布置在第五二位三通阀101-5的上游，在第五二位三通阀101-5在0位时，驱动气体在沿进样气路进入气相色谱柱104并增压。

在一个实施例中，气相检测装置还包括第六二位三通阀101-6，设置在所述进样气路中，第六二位三通阀101-6在1位时通过其第一端口将自第四二位三通阀101-4接收的气体送入气相色谱柱104，在0位时第六二位三通阀101-6断开与气相色谱柱104的流体连通，其第二端口通过第四过滤器107-4连接至外部，允许将第二样品管103中的气体排至外部。第六二位三通阀101-6的设置是有利的，当第一样品管102中的样品气体经过离子迁移管109的检测确定不包含嫌疑物质时，第二样品管103中的样品气体可以通过第六二位三通阀101-6的第二端口排出，因而允许在采样时第一样品管102和第二样品管103同时采集样品气体，还允许在不需要进一步定量检测的时候，放弃第二样品管103中的样品气体，能够实现快速判断被检物品是否包含嫌疑物质和定量确定嫌疑物质。

第四过滤器107-4可以防止外部气体进入进样气路中造成的污染。

在一个实施例中，气相检测装置还包括第二三通140-2，布置在第六二位三通阀101-6与气相色谱柱104之间，第二三通140-2连接第六二位三通阀101-6、气相色谱柱104以及第五二位三通阀101-5的第二端口。在一个实施例中，当第五二位三通阀101-5在0位时，第二三通140-2与第五二位三通阀101-5的流体连通被断开，第六二位三通阀101-6可以与气相色谱柱104通过第二三通140-2流体连通；当第六二位三通阀101-6在0位时，第二三通140与第六二位三通阀101-6的流体连通被断开，第五二位三通阀101-5可以与气相色谱柱104通过第二三通140-2流体连通，气体的一部分可以在气相色谱柱104、离子迁移管109、色谱增压泵以及第五二位三通阀101-5循环。

内循环气路的一部分气体从第二缓冲腔102B排出后，一部分进入第一进样气路支路1，例如如图1所示的左侧部分，通过进样气路支路1返回至第一二位三通阀101-1；此时，如果第一二位三通阀101-1在0位、第二二位三通阀101-2处于0位，则气体在进样气路中循环。内循环气路的一部分气体从第二缓冲腔102B排出后，还一部分进入第二进样气路支路2，例如如图1所示的右侧部分，通过进样气路支路2返回至第五二位三通阀101-5；此时，如果第五二位三通阀101-5在0位、第六二位三通阀101-6处于0位，则气体在进样气路中循环。

在本公开的一个实施例中，气相检测装置还包括在线内部校准气路，包括提供校准剂的校准剂容器113和将校准剂容器连接至进样气路的校准电磁阀112，所述校准电磁阀配置成在气相检测装置检测过程中通过通-断操作将痕量校准剂提供至进样气路中。本实施例是有利的，在线内部校准气路允许在线实时校准气相检测装置，因而可以保证气相检测装置的精确度。

在本公开的气相检测装置可以以多种模式操作。在一个实施例中，气相检测装置可以操作为第一检测模式，采样头20靠近被检目标，第一二位三通阀101-1和第二二位三通阀101-2处于1位，样品气体通过采样头20采集，进入第一样品管102；随后第一二位三通阀101-1和第二二位三通阀101-2切换至0位，进样气路中的气体驱使第一样品管102中的样品气体进入离子迁移管109实施检测。

在一个实施例中，气相检测装置可以操作为第二检测模式，采样头20靠近被检目标，第三二位三通阀101-3和第四二位三通阀101-4处于1位，样品气体通过采样头20采集，进入第二样品管103；随后第三二位三通阀101-3和第四二位三通阀101-4切换至0位，进样气路中的气体驱使第二样品管103中的样品气体进入气相色谱柱104，随后进入离子迁移管109实施检测。

在一个实施例中，气相检测装置可以操作为第三检测模式，采样头20靠近被检目标，第一二位三通阀101-1、第二二位三通阀101-2、第三二位三通阀101-3和第四二位三通阀101-4处于1位，样品气体通过采样头20采集，分别进入第一样品管102和第二样品管103；随后第一二位三通阀101-1、第二二位三通阀101-2、第三二位三通阀101-3和第四二位三通阀101-4切换至0位，进样气路中的气体分别驱使第一样品管102进入离子迁移管109实施检测，驱使第二样品管103中的样品气体进入气相色谱柱104，随后进入离子迁移管109实施检测。

在一个实施例中，气相检测装置配置为将第一样品管中的样品气体的检测结果与第二样品管中的样品气体的检测结果对比。这是有利的，可以提高检测结果的可靠性。

本公开还提供的气相检测装置可以允许单独对被检目标实施离子迁移谱仪的检测，例如使用第一样品管102采集样品，快速作出定性的检测，判断被检目标是否含有违禁物品；还可以对被检目标实施气相色谱仪-离子迁移谱仪检测，从而对更加复杂的混合成分实施检测，判断被检目标的确切性质和浓度，实现较高准确度检测；还可以先使用离子迁移管109作定性检测，依据定性结果自动判断是否进行气相色谱仪-离子迁移谱仪检测进行确认，节省非嫌疑被检对象的检测时间；还可以实现定量检测，通过三通阀的切换实现不同检测状态的快速切换，获得快速检测的效果。

本公开还提供一种嗅探装置，包括上述的气相检测装置。嗅探装置还可以包括外壳等外围部件和电气部件。

本领域的技术人员可以理解，上面所描述的实施例都是示例性的，并且本领域的技术人员可以对其进行改进，各种实施例中所描述的结构在不发生结构或者原理方面的冲突的情况下可以进行自由组合。

虽然结合附图对本发明进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本发明实施方式进行示例性说明，而不能理解为对本发明的一种限制。

应注意，措词“包括”不排除其它元件或步骤，措词“一”或“一个”不排除多个；“上”、“下”仅为了表示图示的结构中的部件的方位，而不是限定其绝对方位；“第一”、“第二”用于区分不同部件的名称而不是为了排序或表示重要性或主次分别。另外，权利要求的任何元件标号不应理解为限制本公开的范围。

虽然本总体发明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。