[发明专利]一种质谱仪气体样品的预处理装置及系统

说明书

本发明涉及在质谱仪的气体预处理领域，具体是一种质谱仪气体样品的预处理装置及系统。预处理装置，包括管体，所述管体内设有气体通道，所述管体的中部设有控温段，所述控温段的两端设有连接段；所述连接段与所述控温段之间设有管体外露的通电段，所述通电段用于接入外部电源对管体通电，使管体发热；所述控温段的表面设有制冷结构。大幅度提高了预处理装置的制冷及加热过程中热交换的有效率，使得传热及制冷效率提高、功耗减少。而且使得整体的结构得到简化、维护难度降低，并避免了现有技术中用于绝缘隔绝的玻璃管及陶瓷管在多循环、高温度变化下导致的破碎，减少了维护频率及维护成本，延长了使用寿命。

技术领域

本发明涉及在质谱仪的气体预处理领域，更具体地，涉及一种质谱仪气体样品的预处理装置及系统。

背景技术

用作进行精密检测的质谱仪器对进样气体的预处理的要求很高，气体样品的纯净度尤为重要。现有气体样品的预处理原理是根据气体间溶点和沸点的不同，采用不同阶段的高温及超低温对气体样品进行反复的捕集吸附和吹扫，从而达到去除非检测物，留下足够目标检测气体的作用。而在这一过程中，气体样品的预处理装置对加热和制冷的要求高，冷热变化的幅度范围大，而且要求温度调节的速度足够快，才能实现气体样品中目标检测气体的有效分离。然而现有技术中，预处理装置的结构复杂，而且升温降温速度慢，导致预处理过程的效率低下。

现有的预处理装置结构一般包括从外到内套合为一体的制冷件、导温管、玻璃管、加热丝、陶瓷层和容纳管。制冷件缠绕在导温管表面形成制冷结构，发热丝缠绕在陶瓷管上形成发热结构，玻璃管分隔制冷结构和发热结构。为了方便装配，相邻管体之间还留有一定间隙。然而这一设计导致加热过程中发热丝的热量不但需要透过陶瓷管，还需要透过空气层才能传递至容纳管中，而冷却更是需要透过多个空气层、玻璃管和发热结构才能传递至容纳管内。这导致一个升温降温的周期非常长，单次预处理周期接近1小时。为了满足检测需求，通常全天24小时重复不间断运行预处理，功耗大。而且由于升温速度和降温速度慢，检测物的分离效率低，而且效果不好。

发明内容

本发明旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种质谱仪气体样品的预处理装置及系统，用于解决现有质谱仪预处理装置温度调节速度慢，导致预处理效率低的问题。

本发明采取的技术方案是，一种质谱仪气体样品的预处理装置，包括管体，所述管体内设有气体通道，所述管体的中部设有控温段，所述控温段的两端设有连接段；所述连接段与所述控温段之间设有管体外露的通电段，所述通电段用于接入外部电源对管体通电，使管体发热；所述控温段的表面设有制冷结构。

所述管体为不锈钢材质，所述管体内用于接触气体样品的一面设有钝化层。

至少所述控温段的表面设有附着有陶瓷层。

所述连接段上设有第一连接件，所述第一连接件为聚酰亚胺材质，所述管体通过第一连接件与外部进样通道连通。

所述通电段与所述控温段之间设有装夹段，所述装夹段上设有第二连接件；所述制冷结构层包括套接在所述控温段外的铜管和设置在铜管上的制冷毛细管；所述第二连接件一端连接所述铜管，另一端与所述装夹段相连，以使得所述管体与所述铜管之间设有分离所述管体和所述铜管的环形分隔空间。

所述第二连接件为PEEK材质，所述装夹段上设有耐高温阻热层，所述第二连接件通过所述高温阻热层与所述装夹段相连。

所述环形分隔空间延伸至所述第二连接件内且与所述耐高温阻热层靠近所述控温段的一端相连；所述耐高温阻热层的另一端延伸至所述第二连接件远离所述控温段的一端外。

所述陶瓷层延伸至所述装夹段且凸出于所述耐高温阻热层远离所述控温段的一侧，所述陶瓷层的厚度小于所述耐高温阻热层，所述环形分隔空间的厚度为管体长度的0.5％至1％。