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原文传递采样泵和用于装载捕集器的采样泵的闭环控制

专利名称：	采样泵和用于装载捕集器的采样泵的闭环控制
摘要：	描述了装置和系统的某些配置，所述装置和系统被配置来将选定体积的空气样本抽取到捕集器中。在一些实例中，所述装置和系统包括泵和质量流量传感器，以便即使在发生可变限制的情况下也将选定体积的所述空气样本抽取穿过捕集器。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	美国;US
申请人：	珀金埃尔默健康科学股份有限公司
发明人：	内森·L·波特;安东尼·D·兰德;兰德尔·W·韦特;肯尼斯·D·尼米亚;乍得·A·格兰特
专利状态：	有效
申请日期：	2017-10-09T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-03T00:00:00+0800
申请号：	CN201780074477.6
公开号：	CN110199185A
代理机构：	北京商专永信知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	方挺;侯晓艳
分类号：	G01N1/24(2006.01);G;G01;G01N;G01N1
申请人地址：	美国马萨诸塞州
主权项：	1.一种被配置来将空气抽取穿过捕集器以将空气样本中的分析物装载到所述捕集器上的系统，所述系统包括：泵，所述泵被配置来通过流体流动管线流体地耦接到所述捕集器，并且被配置来将所述空气样本抽取穿过所述捕集器；质量流量传感器，所述质量流量传感器流体地耦接到所述流体流动管线，并且被配置来测量被抽取穿过所述捕集器的所述空气样本中的质量流量；以及控制器，所述控制器电耦接到所述泵和所述质量流量传感器，所述控制器被配置来从所述质量流量传感器的质量流量测量结果提供所述泵的闭环控制，以将选定体积的所述空气样本抽取穿过所述捕集器。 2.如权利要求1所述的系统，其中所述控制器被配置来在所述泵的操作期间对大气压力和温度进行校正。 3.如权利要求2所述的系统，其中所述控制器被配置来使用来自所述质量流量装置的所述质量测量结果和经校正的大气压力和温度来调整所述泵的泵送速率。 4.如权利要求2所述的系统，其中所述控制器被配置来使用所述质量测量结果和所述经校正的大气压力和温度来自动调整所述泵的泵送速率，以提供待抽取穿过所述捕集器的选定体积的所述空气样本。 5.如权利要求4所述的系统，其中被抽取到所述捕集器上的所述空气样本的固定体积是在不测量所述系统中的压力变化的情况下确定的。 6.如权利要求5所述的系统，其中所述控制器被配置来将所述质量测量结果与校准表进行比较，以确定被抽取到所述捕集器上的物质的体积。 7.如权利要求1所述的系统，其还包括电耦接到所述控制器的气压传感器。 8.如权利要求7所述的系统，其中所述控制器被配置来使用所述气压传感器来确定大气压力和温度，并且使用所述确定的大气压力和温度以及所述质量测量结果来改变所述泵的泵送速率。 9.如权利要求8所述的系统，其中所述控制器被配置来在确定体积的所述空气样本已被抽取穿过所述捕集器之后使所述泵与所述捕集器流体地分离。 10.如权利要求8所述的系统，其中所述控制器被配置来在确定体积的所述空气样本已被抽取到所述捕集器上之后使所述泵停止泵送。 11.如权利要求1所述的系统，其中所述控制器被配置来基于所述质量流量测量结果而不考虑所述泵的流速来将选定量的分析物装载到所述捕集器上。 12.如权利要求1所述的系统，其中所述控制器被配置来基于所述质量流量测量结果而不考虑所述泵的泵送时间来将选定量的分析物装载在所述捕集器上。 13.如权利要求1所述的系统，其还包括电耦接到所述控制器的无线装置。 14.如权利要求13所述的系统，其中所述无线装置包括蓝牙装置或天线。 15.如权利要求13所述的系统，其还包括电源。 16.如权利要求15所述的系统，其中所述电源选自由以下组成的组：交流电源、直流电源、蓄电池、可再充电蓄电池、电化学电池、燃料电池、太阳能电池和手摇曲柄发电机。 17.如权利要求15所述的系统，其还包括电耦接到所述控制器的存储器单元。 18.如权利要求17所述的系统，其还包括电耦接到所述控制器的显示屏。 19.如权利要求18所述的系统，其中所述控制器被配置来在所述显示器上提供包括以下中的至少一者的操作概要：总时间、泵送时间、总体积、平均体积、重复次数和泵状态。 20.如权利要求1所述的系统，其中所述控制器被配置来基于通过所述质量流量传感器的时间、流量和体积中的至少一者来允许操作所述泵达选定时段，以将选定体积的所述空气样本抽取到所述捕集器上。 21.一种被配置来将空气样本中的分析物装载到捕集器上的系统，所述系统包括：泵，所述泵包括流体入口，所述流体入口被配置来流体地耦接到所述捕集器以将所述空气样本中的分析物抽取到所述捕集器上；质量流量传感器，所述质量流量传感器位于所述捕集器与所述泵的所述流体入口之间的流体流动管线中，所述质量流量传感器被配置来测量被抽取穿过所述捕集器的所述空气样本中的质量流量；气压传感器，所述气压传感器流体地耦接到外部大气，并且被配置来确定所述外部大气的压力和温度；以及控制器，所述控制器电耦接到所述泵、所述质量流量传感器和所述气压传感器，所述控制器被配置来在泵操作期间使用所述确定的大气压力和温度以及所述测量的质量流量，并且在将分析物装载到所述捕集器上期间调整泵流速以将选定体积的所述空气样本抽取穿过所述捕集器并将所述空气样本中的所述分析物装载到所述捕集器上。 22.如权利要求21所述的系统，其中所述控制器被配置来将所述测量的质量流量与校准表进行比较，以确定被抽取穿过所述捕集器的所述空气样本的体积。 23.如权利要求22所述的系统，其中所述控制器被配置来在选定体积的所述空气样本已被抽取穿过所述捕集器之后使所述泵与所述捕集器流体地分离。 24.如权利要求22所述的系统，其中所述控制器被配置来在选定体积的所述空气样本已被抽取穿过所述捕集器之后使所述泵停止泵送。 25.如权利要求24所述的系统，其还包括电耦接到所述控制器的无线装置。 26.如权利要求25所述的系统，其中所述无线装置包括蓝牙装置或天线。 27.如权利要求25所述的系统，其还包括电源。 28.如权利要求27所述的系统，其中所述电源选自由以下组成的组：交流电源、直流电源、蓄电池、可再充电蓄电池、电化学电池、燃料电池、太阳能电池和手摇曲柄发电机。 29.如权利要求27所述的系统，其还包括各自电耦接到所述控制器的存储器单元和显示屏。 30.如权利要求27所述的系统，其中所述控制器被配置来基于通过所述质量流量传感器的时间、流量和体积中的至少一者来允许操作所述泵达选定时段。 31.一种被配置来将空气样本中的气态分析物装载到外部捕集器上的便携式系统，所述便携式系统包括：外壳，所述外壳包括流体入口，所述流体入口被配置来流体地耦接到所述外部捕集器，所述外部捕集器包括位于所述外部捕集器内的吸附剂材料；泵，所述泵位于所述外壳中，其中所述泵被配置来通过所述泵与所述外壳的所述流体入口之间的流体流动管线流体地耦接到所述外部捕集器，所述泵被配置来将所述空气样本抽取穿过所述外部捕集器以将气态分析物装载到所述外部捕集器的所述吸附剂材料上；质量流量传感器，所述质量流量传感器位于所述外壳中并且流体地耦接到所述流体流动管线，所述质量流量传感器被配置来测量被抽取穿过所述外部捕集器的流体流中的质量流量；以及控制器，所述控制器位于所述外壳中并且电耦接到所述泵和所述质量流量传感器，所述控制器被配置来从所述质量流量传感器的质量流量测量结果提供所述泵的闭环控制，以将选定体积的所述空气样本抽取穿过所述外部捕集器。 32.如权利要求31所述的系统，其中所述控制器被配置来将所述测量的质量流量与校准表进行比较，以确定被抽取穿过所述外部捕集器的所述空气样本的体积。 33.如权利要求32所述的系统，其还包括气压传感器，其中所述控制器被配置来使用来自所述气压传感器的压力和温度测量结果来校正通过所述系统的流体流。 34.如权利要求32所述的系统，其中所述控制器被配置来在选定体积的所述空气样本已被抽取穿过所述外部捕集器之后使所述泵停止泵送。 35.如权利要求34所述的系统，其还包括无线装置，所述无线装置位于所述外壳中并且电耦接到所述控制器。 36.如权利要求35所述的系统，其中所述无线装置包括蓝牙装置或天线。 37.如权利要求35所述的系统，其还包括位于所述外壳中的电源，或者其中所述外壳包括被配置来耦接到电源的外部耦接器。 38.如权利要求37所述的系统，其中所述电源选自由以下组成的组：交流电源、直流电源、蓄电池、可再充电蓄电池、电化学电池、燃料电池、太阳能电池和手摇曲柄发电机。 39.如权利要求37所述的系统，其还包括位于所述外壳中的存储器单元和位于所述外壳上的显示屏，其中所述存储器单元和所述显示屏中的每一者电耦接到所述控制器。 40.如权利要求39所述的系统，其中所述控制器被配置来基于通过所述质量流量传感器的时间、流量和体积中的至少一者来允许操作所述泵达选定时段。 41.一种被配置来将空气样本中的气态分析物装载到外部捕集器上的便携式系统，所述便携式系统包括：外壳，所述外壳包括流体入口，所述流体入口被配置来流体地耦接到所述外部捕集器，所述外部捕集器包括位于所述外部捕集器内的吸附剂材料；泵，所述泵位于所述外壳中，其中所述泵被配置来通过所述泵与所述外壳的所述流体入口之间的流体流动管线流体地耦接到所述外部捕集器，所述泵被配置来将所述空气样本抽取穿过所述外部捕集器以将所述空气样本中的分析物装载到所述外部捕集器上；质量流量传感器，所述质量流量传感器位于所述外壳中并且流体地耦接到所述流体流动管线，所述质量流量传感器被配置来测量被抽取穿过所述外部捕集器的所述空气样本中的质量流量；气压传感器，所述气压传感器位于所述外壳中并且流体地耦接到外部大气，并且被配置来确定所述外部大气的压力和温度；以及控制器，所述控制器位于所述外壳中并且电耦接到所述泵、所述质量流量传感器和所述气压传感器，所述控制器被配置来在泵操作期间使用所述确定的大气压力和温度以及所述测量的质量流量，并且在将分析物装载到所述外部捕集器的所述吸附剂材料上期间调整泵流速以将选定体积的所述空气样本抽取穿过所述外部捕集器，以将所述分析物装载到所述外部捕集器上。 42.如权利要求41所述的系统，其中所述控制器被配置来将所述测量的质量流量与校准表进行比较，以确定被抽取穿过所述外部捕集器的所述空气样本的体积。 43.如权利要求42所述的系统，其中所述控制器被配置来在选定体积的所述空气样本已被抽取穿过所述外部捕集器之后使所述泵与所述外部捕集器流体地分离。 44.如权利要求42所述的系统，其中所述控制器被配置来在选定体积的所述空气样本已被抽取穿过所述外部捕集器之后使所述泵停止泵送。 45.如权利要求44所述的系统，其还包括无线装置，所述无线装置位于所述外壳中并且电耦接到所述控制器。 46.如权利要求45所述的系统，其中所述无线装置包括蓝牙装置或天线。 47.如权利要求45所述的系统，其还包括位于所述外壳中的电源，或者其中所述外壳包括被配置来耦接到电源的外部耦接器。 48.如权利要求47所述的系统，其中所述电源选自由以下组成的组：交流电源、直流电源、蓄电池、可再充电蓄电池、电化学电池、燃料电池、太阳能电池和手摇曲柄发电机。 49.如权利要求47所述的系统，其还包括位于所述外壳中的存储器单元和位于所述外壳上的显示屏，其中所述存储器单元和所述显示屏中的每一者电耦接到所述控制器。 50.如权利要求49所述的系统，其中所述控制器被配置来基于通过所述质量流量装置的时间、流量和体积中的至少一者来允许操作所述泵达选定时段。 51.一种将空气样本中的分析物装载到包括吸附剂材料的捕集器上的方法，所述方法包括：使用来自流体地耦接到所述捕集器的泵的负压来测量被抽取穿过所述捕集器的所述空气样本中的质量流量；使用所述测量的质量流量来确定被抽取穿过所述捕集器的所述空气样本的体积；以及一旦被抽取穿过所述捕集器的所述空气样本的所述确定体积达到选定体积，就停止将所述空气样本抽取穿过所述捕集器。 52.如权利要求51所述的方法，其还包括：在使用来自所述泵的所述负压期间确定大气压力和温度，以确定穿过所述捕集器的经校正的质量流量。 53.如权利要求52所述的方法，其还包括：使用穿过所述捕集器的所述经校正的质量流量来调整所述泵的泵送速率，以将所述确定体积的所述空气样本抽取穿过所述捕集器。 54.如权利要求52所述的方法，其还包括：在不测量压降的情况下将所述空气样本抽取穿过所述捕集器。 55.如权利要求52所述的方法，其还包括：使用控制器来将被抽取穿过所述捕集器的所述空气样本的所述确定体积和穿过所述捕集器的所述经校正的质量流量与校准表进行比较，以确定何时达到被抽取穿过所述捕集器的所述空气样本的所述选定体积。 56.如权利要求52所述的方法，其还包括：使用所述确定的大气压力和温度以及所述质量测量结果来改变所述泵的泵送速率。 57.如权利要求52所述的方法，其还包括：使用所述大气压力和温度来计算被抽取穿过所述捕集器的所述空气样本的体积。 58.如权利要求57所述的方法，其还包括：在显示屏上显示包括以下中的至少一者的操作概要：总时间、泵送时间、总体积、平均体积、重复次数和泵状态。 59.如权利要求58所述的方法，其还包括：将所述概要无线地传输到与所述捕集器分开的外部装置。 60.如权利要求51所述的方法，其还包括：将被抽取穿过所述捕集器的所述空气样本的体积与校准表进行比较，并且如果被抽取穿过所述捕集器的所述空气样本的所述比较体积低于阈值，则将所述泵的泵送速率调整为更高的泵送速率。 61.一种仪器，其包括：泵，所述泵被配置来通过流体流动管线流体地耦接到外部捕集器，并且被配置来将空气样本抽取穿过所述捕集器；质量流量传感器，所述质量流量传感器流体地耦接到所述流体流动管线，并且被配置来测量被抽取穿过所述捕集器的所述空气样本中的质量流量；控制器，所述控制器电耦接到所述泵和所述质量流量传感器，所述控制器被配置来从所述质量流量传感器的质量流量测量结果提供所述泵的闭环控制，以将选定体积的所述空气样本抽取穿过所述捕集器；以及热脱附系统，所述热脱附系统包括入口，所述入口被配置来流体地耦接到所述捕集器，以接收捕集在所述捕集器上的分析物，所述分析物通过所述热脱附系统从所述捕集器脱附。 62.如权利要求61所述的仪器，其中所述控制器被配置来将所述测量的质量流量与校准表进行比较，以确定被抽取穿过所述外部捕集器的所述空气样本的体积。 63.如权利要求62所述的仪器，其中所述控制器被配置来在选定体积的所述空气样本已被抽取穿过所述外部捕集器之后使所述泵与所述外部捕集器流体地分离。 64.如权利要求62所述的仪器，其中所述控制器被配置来在选定体积的所述空气样本已被抽取穿过所述外部捕集器之后使所述泵停止泵送。 65.如权利要求64所述的仪器，其还包括电耦接到所述控制器的无线装置。 66.如权利要求65所述的仪器，其中所述无线装置包括蓝牙装置或天线。 67.如权利要求65所述的仪器，其还包括便携式电源。 68.如权利要求67所述的仪器，其中所述电源选自由以下组成的组：交流电源、直流电源、蓄电池、可再充电蓄电池、电化学电池、燃料电池、太阳能电池和手摇曲柄发电机。 69.如权利要求69所述的仪器，其中所述控制器被配置来基于通过所述质量流量传感器的时间、流量和体积中的至少一者来允许操作所述泵达选定时段。 70.如权利要求61所述的仪器，其中所述热脱附系统包括烘箱和检测器。 71.一种仪器，其包括：泵，所述泵被配置来通过流体流动管线流体地耦接到捕集器，并且被配置来将空气样本抽取穿过所述捕集器；质量流量传感器，所述质量流量传感器流体地耦接到所述流体流动管线，并且被配置来测量被抽取穿过所述捕集器的所述空气样本中的质量流量；控制器，所述控制器电耦接到所述泵和所述质量流量传感器，所述控制器被配置来从所述质量流量传感器的质量流量测量结果提供所述泵的闭环控制，以将选定体积的所述空气样本抽取穿过所述捕集器；以及检测器，所述检测器包括入口，所述入口被配置来流体地耦接到所述捕集器，以接收捕集在所述捕集器上的分析物，且所述分析物从所述捕集器脱附并提供给所述检测器。 72.如权利要求71所述的仪器，其中所述控制器被配置来将所述测量的质量流量与校准表进行比较，以确定被抽取穿过所述外部捕集器的所述空气样本的体积。 73.如权利要求72所述的仪器，其中所述控制器被配置来在选定体积的所述空气样本已被抽取穿过所述外部捕集器之后使所述泵与所述外部捕集器流体地分离。 74.如权利要求72所述的仪器，其中所述控制器被配置来在选定体积的所述空气样本已被抽取穿过所述外部捕集器之后使所述泵停止泵送。 75.如权利要求74所述的仪器，其还包括电耦接到所述控制器的无线装置。 76.如权利要求75所述的仪器，其中所述无线装置包括蓝牙装置或天线。 77.如权利要求75所述的仪器，其还包括电源。 78.如权利要求71所述的仪器，其中所述控制器被配置来基于通过所述质量流量传感器的时间、流量和体积中的至少一者来允许操作所述泵达选定时段。 79.如权利要求71所述的仪器，其中所述检测器是质谱仪。 80.如权利要求80所述的仪器，其中所述仪器还包括气相色谱系统，所述气相色谱系统流体地耦接到所述质谱仪，其中所述气相色谱系统被配置来接收来自所述捕集器的脱附的分析物流、使所述脱附的分析物流中的分析物物质分离并将所述分离的分析物物质提供给所述质谱仪。 81.一种将空气样本中的分析物捕集到外部捕集器的吸附剂材料上的方法，所述方法包括：使用闭环控制和来自质量流量传感器的测量结果来控制流体地耦接到所述外部捕集器的泵的泵送速率，以将选定体积的所述空气样本抽取穿过所述外部捕集器并将分析物捕集到所述吸附剂材料上。
所属类别：	发明专利