本发明公开了一种随需应变式蒸气发生器，包括配置为产生蒸气的蒸气腔和配置为从所述蒸气腔接收蒸气流的蒸气吸收组件。蒸气吸收组件包括具有通道出口的第一蒸气渗透通道和封闭的至少一个第二蒸气渗透通道。当蒸气吸收组件从蒸气腔接收蒸气流时，所述蒸气流穿过第一蒸气渗透通道到达通道出口，并且至少基本上不存在对蒸气流中的蒸气的吸收。但是，当未从蒸气腔接收蒸气流时，从蒸气腔进入蒸气吸收组件的蒸气进入到第一蒸气渗透通道和至少一个第二蒸气渗透通道中，并至少基本上被吸收。
蒸气源，该蒸气源连接有流道，以通过阻截器将蒸气提供至出口，该出口用于将蒸气分配至所述检测装置，其中，所述阻截器包括：第一蒸气渗透通道，该第一蒸气渗透通道设置为阻止蒸气从所述蒸气源扩散至所述出口，并使蒸气能够从所述蒸气源被驱动至所述出口，以及槽，该槽通过所述第一蒸气渗透通道与所述出口分开，其中，所述槽包括适于收容蒸气的材料，并设置为使蒸气的扩散转移以远离所述出口。
2.如权利要求1所述的蒸气发生器，其中，所述第一蒸气渗透通道和所述槽被设置为：响应于所述出口和所述蒸气源之间的压差，使得通过所述第一蒸气渗透通道将蒸气流驱动至所述出口的阻力小于将蒸气流驱动至所述槽中的阻力。
3.如权利要求1所述的蒸气发生器，其中，所述流道包括将所述蒸气源连接至所述第一蒸气渗透通道的分支和包括所述槽的封闭分支。
4.如权利要求1所述的蒸气发生器，其中，所述第一蒸气渗透通道包括适于收容蒸气的材料。
5.如权利要求4所述的蒸气发生器，其中，对蒸气的所述收容包括吸收。
6.如权利要求5所述的蒸气发生器，其中，所述吸收包括将蒸气吸附到表面上。
7.如权利要求5所述的蒸气发生器，其中，所述吸收包括化学吸收。
8.如权利要求5所述的蒸气发生器，其中，所述吸收包括通过化学或分子作用收容蒸气。
9.如权利要求5所述的蒸气发生器，其中，所述吸收包括在多孔材料中至少暂时捕获蒸气。
10.如前述任意一项权利要求所述的蒸气发生器，其中，所述槽包括至少一个第二蒸气渗透通道，所述蒸气源包括蒸气腔，并且，所述阻截器包括吸收组件。
11.如权利要求10所述的蒸气发生器，其中，所述第一蒸气渗透通道或所述至少一个第二蒸气渗透通道中的至少一者包括蒸气渗透管道。
12.如权利要求11所述的蒸气发生器，其中，所述蒸气渗透管道包括弹性体。
13.如权利要求11所述的蒸气发生器，该蒸气发生器还包括蒸气吸收性材料，所述第一蒸气渗透通道或所述至少一个第二蒸气渗透通道中的至少一者至少部分地延伸穿过所述蒸气吸收性材料，以使所述蒸气被所述蒸气吸收性材料吸收。
14.如权利要求13所述的蒸气发生器，其中，所述蒸气吸收性材料包括碳。
15.如权利要求10所述的蒸气发生器，其中，所述吸收组件包括配置为从所述蒸气腔接收蒸气流的通道入口，所述第一蒸气渗透通道具有与所述通道入口流体连通的第一端和与所述通道出口流体连通的第二端。
16.如权利要求15所述的蒸气发生器，其中，所述至少一个第二蒸气渗透通道包括与所述通道入口流体连通的第一端以及封闭的第二端。
17.如权利要求10所述的蒸气发生器，其中，所述蒸气腔还包括蒸气腔入口，该蒸气腔入口配置为将气体流接收至所述蒸气腔中以产生蒸气流。
蒸气吸收组件，该蒸气吸收组件包括具有通道出口的第一蒸气渗透通道以及封闭的至少一个第二蒸气渗透通道，所述蒸气吸收组件配置为接收来自于所述蒸气腔的蒸气流，其中，当接收蒸气流时，该蒸气流穿过所述第一蒸气渗透通道到达所述通道出口，并且不存在对所述蒸气流中的蒸气的吸收；当不从所述蒸气腔接收蒸气流时，从所述蒸气腔进入所述蒸气吸收组件的蒸气进入到所述第一蒸气渗透通道和所述至少一个第二蒸气渗透通道中，并被吸收。
19.如权利要求18所述的蒸气发生器，其中，所述第一蒸气渗透通道或所述至少一个第二蒸气渗透通道中的至少一者包括蒸气渗透管道。
20.如权利要求19所述的蒸气发生器，其中，所述蒸气渗透管道包括弹性体。
21.如权利要求18、19或20所述的蒸气发生器，该蒸气发生器还包括蒸气吸收性材料，所述第一蒸气渗透通道或所述至少一个第二蒸气渗透通道中的至少一者至少部分地延伸穿过所述蒸气吸收性材料，以使所述蒸气被所述蒸气吸收性材料吸收。
22.如权利要求21所述的蒸气发生器，其中，所述蒸气吸收性材料包括碳。
23.如权利要求18、19或20所述的蒸气发生器，其中，所述吸收组件包括配置为从所述蒸气腔接收蒸气流的通道入口，所述第一蒸气渗透通道具有与所述通道入口流体连通的第一端和与所述通道出口流体连通的第二端。
24.如权利要求23所述的蒸气发生器，其中，所述至少一个第二蒸气渗透通道包括与所述通道入口流体连通的第一端以及封闭的第二端。
25.如权利要求18、19或20所述的蒸气发生器，其中，所述蒸气腔还包括蒸气腔入口，该蒸气腔入口配置为将气体流接收至所述蒸气腔中以产生蒸气流。
26.一种用于蒸气发生器的蒸气吸收组件，所述蒸气吸收组件包括：
蒸气吸收性材料，该蒸气吸收性材料配置为对蒸气进行吸收；
第一蒸气渗透通道，该第一蒸气渗透通道延伸穿过所述蒸气吸收性材料，所述第一蒸气渗透通道具有通道出口；以及至少一个第二蒸气渗透通道，所述至少一个第二蒸气渗透通道至少部分地延伸穿过所述蒸气吸收性材料，以使所述至少一个第二蒸气渗透通道封闭，其中，当接收蒸气流时，该蒸气流穿过所述第一蒸气渗透通道到达所述通道出口，并且不存在所述蒸气吸收性材料对所述蒸气流中的蒸气的吸收；当不接收蒸气流时，进入所述蒸气吸收组件的蒸气通入至所述第一蒸气渗透通道和所述第二蒸气渗透通道中，并被吸收。
27.如权利要求26所述的蒸气吸收组件，其中，所述第一蒸气渗透通道或所述至少一个第二蒸气渗透通道中的至少一者包括蒸气渗透管道。
28.如权利要求27所述的蒸气吸收组件，其中，所述蒸气渗透管道包括弹性体。
29.如权利要求26所述的蒸气吸收组件，其中，所述蒸气吸收性材料包括碳。
30.如权利要求26至29中任意一项所述的蒸气吸收组件，所述蒸气吸收组件还包括配置为从所述蒸气腔接收蒸气流的通道入口，所述第一蒸气渗透通道具有与所述通道入口流体连通的第一端和与所述通道出口流体连通的第二端。
31.如权利要求30所述的蒸气吸收组件，其中，所述至少一个第二蒸气渗透通道包括与所述通道入口流体连通的第一端以及封闭的第二端。
蒸气腔，该蒸气腔配置为产生蒸气，该蒸气腔包括蒸气腔入口和蒸气腔出口，所述蒸气腔入口配置为将气体流接收到所述蒸气腔中以产生蒸气流，所述蒸气腔出口配置为允许所述蒸气流离开所述蒸气腔；以及蒸气吸收组件，该蒸气吸收组件配置为从所述蒸气腔出口接收蒸气流，该蒸气吸收组件包括：蒸气吸收性材料，该蒸气吸收性材料配置为对所述蒸气腔产生的蒸气进行吸收；
第一蒸气渗透通道，该第一蒸气渗透通道延伸穿过所述蒸气吸收性材料，所述第一蒸气渗透通道具有通道出口，该通道出口配置为将所述蒸气流传送至所述检测装置；以及至少一个第二蒸气渗透通道，所述至少一个第二蒸气渗透通道至少部分地延伸穿过所述蒸气吸收性材料，以使所述至少一个第二蒸气渗透通道封闭，其中，当从所述蒸气腔出口接收蒸气流时，该蒸气流穿过所述第一蒸气渗透通道到达所述通道出口，并且不存在所述蒸气吸收性材料对所述蒸气流中的蒸气的吸收；当不从所述蒸气腔接收蒸气流时，从所述蒸气腔进入所述蒸气吸收性通道组件的蒸气通入至所述第一蒸气渗透通道和所述至少一个第二蒸气渗透通道中，并被所述蒸气吸收性材料吸收。
33.如权利要求32所述的检测系统，其中，所述第一蒸气渗透通道或所述至少一个第二蒸气渗透通道中的至少一者包括蒸气渗透管道。
34.如权利要求33所述的检测系统，其中，所述蒸气渗透管道包括弹性体。
35.如权利要求32所述的检测系统，其中，所述蒸气吸收性材料包括碳。
36.如权利要求32至35中任意一项所述的检测系统，所述检测系统还包括配置为从所述蒸气腔出口接收蒸气流的通道入口，所述第一蒸气渗透通道具有与所述通道入口流体连通的第一端和与所述通道出口流体连通的第二端，并且所述至少一个第二蒸气渗透通道包括与所述通道入口流体连通的第一端以及封闭的第二端。
37.如权利要求32至35中任意一项所述的检测系统，其中，所述检测装置包括离子迁移谱(IMS)检测器。
随需应变式蒸气发生器
背景技术
[0001] 离子迁移谱(IMS)指的是一种能够用于分离并识别电离材料的分析技术，所述电离材料如分子和原子。在载体缓冲气体中，基于迁移率能够识别气相状态下的电离材料。因此，离子迁移率谱仪(IMS)能够通过使材料电离，并测量电离产生的离子到达检测器所花费的时间，以从感兴趣的样品中识别出所述材料。离子的飞行时间与其离子迁移率有关，离子迁移率与被电离的材料的质量和几何结构相关。IMS检测器的输出能够直观地表示为峰高与迁移时间的关系谱图。
[0002] IMS检测器和其他检测器通常包括蒸气发生器，该蒸气发生器用于将掺杂化学品提供给检测器。蒸气发生器还能被用于供应测试化学品，该测试化学品用于测试或校验检测器、过滤器或其他设备。在某些应用中，重要地，蒸气发生器可以快速开启和关闭，并且能在检测器关闭时防止泄漏。举例来说，在IMS检测系统中，蒸气发生器的快速开启和关闭使得能够在不同掺杂条件(例如，掺杂的不同水平或不同的掺杂物质)之间实现快速切换。通过确保当装置关闭时不泄漏至装置的未掺杂区域，所述快速切换还能够使得IMS检测器的不同区域实现差异化掺杂。
发明内容
[0003] 本发明公开了一种随需应变式蒸气发生器(OVG)。该蒸气发生器可以配置为与检测装置一起使用，这种蒸气发生器可以包括蒸气源，该蒸气源连接有流道，以通过阻截器(impeder)将蒸气提供至出口，该出口用于将蒸气分配至所述检测装置。所述阻截器包括：第一蒸气渗透通道，该第一蒸气渗透通道设置为阻止蒸气从蒸气源扩散至所述出口。所述蒸气渗透通道配置为使蒸气能够被压差(例如，泵送或强制流动，而非简单的浓度差异)驱动而通过扩散屏障，以从蒸气源到达所述出口。该蒸气发生器还可以包括用作槽(sink)的至少一个另外的蒸气渗透通道，该至少一个另外的蒸气渗透通道通过第一蒸气渗透通道连接至所述出口。所述槽可以包括适于收容(take up)蒸气的材料，以使蒸气的扩散从所述出口转移。在具体实施中，第一蒸气渗透通道和槽被设置为：响应于所述出口和蒸气源之间的压差，对通过第一蒸气渗透通道将蒸气流驱动至所述出口的阻力小于对将蒸气流驱动至槽中的阻力。在一种或多种实施方式中，蒸气发生器包括蒸气腔和蒸气吸收组件，所述蒸气腔配置为产生蒸气，所述蒸气吸收组件配置为(例如，通过扩散屏障)从所述蒸气腔接收蒸气流。蒸气吸收组件包括具有通道出口的第一蒸气渗透通道。蒸气吸收组件还可以包括一个或多个封闭的第二蒸气渗透通道。当蒸气吸收组件从蒸气源接收蒸气流(例如，压力驱动流)时，蒸气流穿过第一蒸气渗透通道到达通道出口，并且至少基本上不存在对蒸气流中的蒸气的吸收。但是，当未从蒸气腔接收蒸气流时，从蒸气腔进入蒸气吸收组件的蒸气进入到第一蒸气渗透通道和至少一个第二蒸气渗透通道中，并至少基本上被吸收。
[0004] 该发明内容部分以简化的形式介绍了一些概念，在下面的具体实施方式部分中对将这些概念进行进一步说明。该发明内容部分并不用于对所要求保护的主题的关键特征或必要特征进行确认，也不用于对所要求保护的主题的范围进行确定。
附图说明
[0005] 以下将参考附图进行详细描述。在附图中，附图标记中最左边的数字表示该附图标记首次出现的附图序号。在说明书和附图中，不同情况下使用的相同的附图标记可以表示相似或相同的实体。
[0006] 图1所示为根据本发明具体实施方式的一种示例性的随需应变式蒸气发生器的原理图，其中，该随需应变式蒸气发生器采用单个蒸气渗透通道。
[0007] 图2所示为根据本发明具体实施方式的另一种示例性的随需应变式蒸气发生器的原理图，其中，该随需应变式蒸气发生器采用单个蒸气渗透通道。
[0008] 图3所示为根据本发明具体实施方式的一种示例性的随需应变式蒸气发生器的原理图，其中，该随需应变式蒸气发生器采用具有通道出口的蒸气渗透通道以及一个或多个封闭的蒸气渗透通道。
[0009] 图4所示为根据本发明具体实施方式的另一种示例性的随需应变式蒸气发生器的原理图，其中，该随需应变式蒸气发生器采用具有通道出口的蒸气渗透通道以及一个或多个封闭的蒸气渗透通道。
具体实施方式
[0010] 一种用于在蒸气发生器关闭时减少蒸气从蒸气发生器泄漏的技术中采用了吸收性材料的容器，该吸收性材料的容器通过T形接头(T-junction)连接蒸气发生器的出口。当发生器开启时，通过蒸气发生器的气体流增加至足以确保大部分蒸气通过T形接头的另一个臂被运送到出口处的水平。当蒸气发生器关闭，并且具有标称(例如，零(0))蒸气流时，生成的一部分残余蒸气通过T形接头的一个臂传递至吸收性材料。然而，一部分蒸气可能绕过吸收性材料，导致相对较低的吸收效率以及相对较高水平的逃逸蒸气。
[0011] 本发明公开了一种随需应变式蒸气发生器，适于在检测系统中使用，所述检测系统如IMS检测系统、气象色谱仪系统、质谱仪系统等，用于将蒸气流提供给系统中的检测装置(例如，IMS检测器、气象色谱仪、质谱仪等)。在一个或多个实施方式中，蒸气发生器包括配置为产生蒸气的蒸气腔。该蒸气腔包括蒸气腔入口和蒸气腔出口，所述蒸气腔入口配置为将气体流接收到蒸气腔中以产生蒸气流；所述蒸气腔出口配置为允许蒸气流离开蒸气腔。蒸气吸收组件从蒸气腔接收蒸气流，并将其传送至检测装置(例如，传递至IMS检测器)。该蒸气吸收组件包括蒸气吸收性材料，该蒸气吸收性材料配置为吸收由蒸气腔产生的蒸气。具有通道出口的蒸气渗透通道延伸穿过蒸气吸收性材料，并连接至检测器组件。所述蒸气吸收组件还可以包括至少一个另外的蒸气渗透通道，该通道是封闭的(例如，该通道被阻塞以形成“死端”蒸气渗透通道)。当未从蒸气腔驱动(例如，泵送或抽吸)蒸气流(例如，随需应变式蒸气发生器被关闭而使蒸气流可被忽略或者没有蒸气流)时，从蒸气腔进入蒸气吸收组件的任何蒸气进入到具有通道出口的蒸气渗透通道和/或一个或多个另外的死端蒸气渗透通道中，并且至少基本上被蒸气吸收性材料吸收。当蒸气吸收组件从蒸气腔接收蒸气流时(例如，当蒸气流被泵送或抽吸时)，蒸气流穿过第一蒸气渗透通道到达通道出口。与蒸气流未被驱动时相比，当蒸气流被驱动穿过通道时，较多的蒸气通过出口而不被吸收。
[0012] 图1至图4所示为根据本发明的示例性实施方式的随需应变式蒸气发生器100。如图所示，蒸气发生器100包括入口102和蒸气出口103，该蒸气出口103连接至检测装置104的入口。蒸气发生器100配置为向检测装置104提供容易控制的掺杂蒸气供给。在具体实施中，蒸气发生器100可以向各种检测装置供给蒸气流。举例来说，在一种实施方式中，检测装置104可以包括IMS检测器。但是，蒸气发生器100可以与其他检测器(例如气象色谱仪等)一起使用。蒸气发生器100还可以用于仪器内进行校准的目的。在具体实施中，蒸气发生器100和检测装置104可以为检测系统(例如，IMS检测系统)10的一部分。在这种检测系统10中，蒸气发生器100和检测组件可以设置在共同的壳体中。
[0013] 蒸气发生器100包括气体(例如，空气)流发生器106，例如风扇、鼓风机、压缩气体源等。气体流发生器106配置为被开启或关闭，以按照需要向其出口107提供气体(空气)流。气体流发生器106可以包括各种过滤器或其他设备，以在将气体供给至出口107之前将污染物和水汽从气体(例如，从大气)中去除。
[0014] 气体流发生器106的出口107流体连通至(例如，连接至)位于蒸气腔109一端的入口108。蒸气腔109可以具有各种结构，并且可以包括任意种类的蒸气源，例如渗透源，例如扩散源。举例来说，在所示的实施方式中，蒸气腔109包括壳体110，该壳体110中含有芯吸式吸收性材料111，该芯吸式吸收性材料111被液相化合物浸透，从而，在环境温度下且在液体的饱和蒸气压力下，使得壳体110中吸收性材料111上方的内部空间112中至少基本上充满液体的蒸气。在与入口108相反的一端，蒸气腔109具有出口113，包括蒸气和气体的蒸气流能够通过该出口113而从蒸气腔109流出。在具体实施中，产生蒸气的液体包括丙酮。但是，也可以使用丙酮之外的蒸气产生物质。
[0015] 蒸气腔出口113(例如，通过扩散屏障(diffusion barrier))流体连通至(例如，连接至)蒸气吸收组件115的入口114。蒸气吸收组件115包括蒸气吸收剂116，该蒸气吸收剂116配置为吸收由蒸气腔109产生的蒸气。具有出口(蒸气出口103)的蒸气渗透通道(主流道)117延伸穿过蒸气吸收剂116，并连接至检测装置104。在所示的实施方式中，蒸气吸收组件115包括单个蒸气渗透通道117。然而，可以预期的是，也可以并行于所示通道117提供另外的蒸气渗透通道117。此外，可以在蒸气腔109的入口108和气体流发生器106之间设置第二蒸气吸收组件，从而在气体流被中断时(例如，当气体流发生器106关闭时)，防止来自蒸气腔109的蒸气大量地传递至气体流发生器106。在该第二蒸气吸收组件和蒸气腔之间可以连接气动阀。该气动阀可以保持关闭，直到需要气体(空气)流。
[0016] 随需应变式蒸气发生器100还可以包括一个或多个扩散屏障105。在具体实施中，扩散屏障可以包括具有小横截面积的流道，以在发生器100处于关闭状态时(例如，当蒸气发生器100不提供蒸气流时)，限制来自蒸气发生器100的蒸气的扩散速度(以及散失)。
[0017] 当蒸气发生器100关闭时(例如，处于“关闭”状态，也就是，当不提供蒸气流时)，气体流发生器106保持关闭，从而，没有气体(空气)流通过蒸气腔109和蒸气渗透通道117。蒸气渗透通道117通向蒸气腔109的内部112，从而，一部分蒸气可以漂移到通道117中。当发生这种漂移时，蒸气扩散到蒸气吸收性材料中，并在该蒸气吸收性材料中被吸收。在使用了蒸气发生器100的应用的情况下，蒸气吸收剂116的孔径、长度、孔隙率和性质可以选择为：在零流动条件下(例如，在没有或几乎没有流动条件下)，从通道117的出口103端逃逸的蒸气的量微不足道。例如，在IMS检测器中，当蒸气发生器100用作掺杂物源时，在关闭状态下，蒸气掺杂物流设置为不足以使IMS检测器产生任何显著的掺杂物离子峰值。
[0018] 通过开启气体流发生器106，向蒸气腔109的入口108中产生气体(开启)流，蒸气发生器100被开启以在其出口103处产生蒸气流。该气体(开启)流收集蒸气腔109中产生的蒸气，并推动其穿过出口113，并进入到蒸气吸收组件115的通道117中。通道117中的流速被选择为使得收集的蒸气在通道中的停留时间足够低，以使的几乎没有蒸气被吸收到蒸气吸收剂116中。因此，与蒸气发生器被关闭相比，蒸气中的绝大部分穿过蒸气渗透通道117到达该通道117的出口103端，从而被输送至检测装置104。蒸气流可以是连续式的或者脉冲式的。
[0019] 蒸气发生器100配置为能够在不需要时非常快速地关闭蒸气流，从而使蒸气不会以显著的速率泄漏。在IMS检测系统中，这能够在系统关闭和未开动时有效地防止了掺杂蒸气进入到IMS检测器中。这还可以实现对IMS检测器的选定区域进行掺杂，同时在装置关闭时降低掺杂物泄漏到未掺杂区域中的风险。在传统系统中，当装置开动时，通过IMS的气体流能够使未掺杂区域不接触掺杂物；但是，当装置未开动时，气体流停止，掺杂物的任何轻微的泄漏都会污染装置的所有区域。这使得之前很难对IMS检测器的不同区域进行差异化掺杂，除非装置连续地开动。
[0020] 在图1至图4中，气体流发生器106被显示为流体连通至(例如，连接至)蒸气腔109的入口102，以将空气推进到蒸气腔109中。然而，在其他实施方式中，气体流发生器106可以连接蒸气腔109的下游，并设置为将空气抽入到蒸气腔109中。例如，气体流发生器106可以连接在蒸气腔109的出口113和蒸气吸收组件115的入口114(蒸气渗透通道117的入口114端)之间，或者，该气体流发生器106可以(在通道117的出口103端)连接蒸气吸收组件115的下游。
[0021] 在图3和图4所示的实施方式中，所示蒸气吸收组件115还包括一个或多个另外的蒸气渗透通道(区域)，该通道(区域)封闭(例如，被阻塞)以形成“死端”蒸气渗透通道(图中显示了四(4)个死端蒸气渗透通道317A-D，统称为317)。如图所示，死端蒸气渗透通道317可以仅仅部分地延伸穿过蒸气吸收剂116，并不具有出口。
[0022] 当蒸气吸收组件115从蒸气腔109接收蒸气流时(例如，气体流发生器106开启)，蒸气流穿过用作主流道的主蒸气渗透通道117，到达通道出口103，其中，至少基本上不存在蒸气吸收剂116对蒸气流中的蒸气的吸收。然而，当未从蒸气腔接收蒸气流时(例如，气体流发生器106关闭，从而只有微不足道的蒸气流或者不存在蒸气流时)，从蒸气腔109进入蒸气吸收组件115的蒸气进入到蒸气渗透通道117和/或死端蒸气渗透通道317中，并且基本上被蒸气吸收剂116吸收。
[0023] 当蒸气发生器100处于关闭状态时(例如，当不提供蒸气流时)，扩散到蒸气腔109外的蒸气如之前一样进入蒸气吸收组件115，但是现在这些蒸气通过蒸气渗透通道117以及死端蒸气渗透通道317传播。因此，极大地增加了用于蒸气的吸收面积(并且由此极大地增加了吸收程度)。然而，当蒸气发生器100处于开启状态时(例如，当提供蒸气流时)，死端蒸气渗透通道317作为基本上不存在气体交换的死体积，并且不吸收蒸气流中的蒸气。因此，与仅包括蒸气渗透通道117而不具有死端蒸气渗透通道317的实施方式相比，从具有死端蒸气渗透通道317的蒸气发生器100离开的蒸气的浓度不会发生显著变化。
[0024] 在具体实施中，通过增加死端蒸气渗透通道317，可以使得随需应变式蒸气发生器100运行温度范围的宽度增加。随着温度增加，渗透源和扩散源的活性提高，扩散速度提高，吸收性材料(例如，活性炭)捕获化学物质的能力通常会降低。从而，更高浓度的蒸气以更高的速度被传递至蒸气发生器100的蒸气吸收组件115。这种增加会由于吸收能力/速度的降低而加剧(compound)，导致蒸气吸收组件115收容蒸气的能力变差。因此，关闭状态下的泄漏可能会增加。因此，当图1和图2所示的(不具有死端蒸气渗透通道317的)蒸气吸收组件
115的蒸气渗透117设计为具有合适的长度，以允许足够浓度的蒸气以极低的温度离开处于开启状态的蒸气发生器100时，通道117的长度可能会不足以在蒸气发生器处于关闭状态时吸收所有的极高温度的蒸气。如图3和图4所示，通过在蒸气吸收组件115中增加死端蒸气渗透通道317，可以使得关闭状态时的吸收性能增加而不降低开启状态时离开蒸气发生器100的蒸气的浓度。因此，通过在蒸气吸收组件115中增加死端蒸气渗透通道317，可以使得在更大温度范围内减少蒸气的泄漏而不限制蒸气发生器100提供足够的极低温度蒸气的能力。
此外，通过增加死端蒸气渗透通道317，还能够进一步增加离开蒸气发生器100的蒸气的浓度，而不损害蒸气发生器100在关闭状态时限制蒸气泄漏的能力。
[0025] 在具体实施中，如图3和图4所示，通过为蒸气吸收组件115增加死端蒸气渗透通道317，可以有助于缩短主流道(例如，缩短蒸气渗透通道117)，以允许蒸气发生器100在处于开启状态时产生更高浓度的蒸气，而不限制蒸气发生器100在关闭状态时限制蒸气泄漏的能力。此外，在检测系统10会在一系列温度下运行的情况下，在蒸气吸收组件115中增加死端蒸气渗透通道317，通过使得具有较短的主流道，可以提高蒸气发生器100提供足够浓度的以低温离开处于开启状态的蒸气发生器100的蒸气的能力(当源的活性比在高温下低时)，同时在较高温度下将蒸气发生器100处于关闭状态时的泄漏限制为可接受的水平(当源的活性和扩散速度比在低温下高时)。
[0026] 图1至图4所示的随需应变式蒸气发生器100的蒸气吸收组件115包括蒸气渗透通道117(主流道)和/或死端蒸气渗透通道317，该蒸气吸收组件115的尺寸、布局和结构可以根据多个因素而不同，这些因素包括但不局限于：蒸气源(蒸气腔109)的活性、所要求提供的浓度、蒸气发生器100处于开启状态时使用的气流、处于关闭状态时可接受的释放水平，以及蒸气发生器100的运行条件(如温度)。因此，此处所呈现的所有尺寸、布局和结构只是为了说明，并不意味着对本发明的限制。
[0027] 在图1和图3所示的实施方式中，蒸气吸收组件115的蒸气渗透通道117和/或死端蒸气渗透通道317包括形成在吸收性材料块118中的机加工孔(machined bores)，所述吸收性材料如碳(如活性炭)或者烧结材料，例如分子筛材料，该分子筛材料可以是沸石。在其他实施方式中，可以通过被连续移除的芯结构而对块118进行模塑，以形成蒸气渗透通道117和死端蒸气渗透通道317。吸收性材料配置为吸收蒸气(如丙酮蒸气等)。举例来说，材料自身可以由吸收性材料形成，如碳(例如，活性炭)；或者，材料自身可以是非吸收性材料，并通过合适的物质浸渍而使该非吸收性材料变得具有吸收性。通过这种方式，蒸气(如丙酮蒸气等)可以被大体上沿着蒸气渗透通道117的长度且处于死端蒸气渗透通道内的蒸气吸收剂116吸收。
[0028] 在图2和图4所示的实施方式中，蒸气渗透通道117和/或死端蒸气渗透通道317包括管道219的长度，该管道219具有蒸气渗透外壁或膜220，该蒸气渗透外壁或膜220至少基本上封闭在由非蒸气渗透材料形成的外壳221中。例如，如图所示，形成蒸气渗透通道117的管道219可以沿着外壳221的中心轴向地延伸，而形成死端蒸气渗透通道317的管道219围绕中心管排列。如图所示，形成蒸气渗透通道117的管道219包括连接至入口114的第一端和连接至蒸气出口103的第二端。类似地，形成死端蒸气渗透通道317的管道219包括连接至入口114的第一端。但是，这些管道的第二端被阻塞，且不从外壳221延伸。在使用了蒸气发生器
100的应用的背景下，管道219的口径、长度、壁厚和材料可以进行选择为：在零流动条件下，从管道219的出口103端逃逸的蒸气的量微不足道。在一种示例中，形成图2所示的蒸气渗透通道117的管道219长度大约为100毫米(100mm)，外径大约为1毫米(1mm)，内径大约为0.5毫米(0.5mm)。然而，也可以使用其他尺寸的管道219。管道219的外表面和外壳221的内表面之间的容积至少基本上填充有能够容易吸收由蒸气腔109产生的蒸气的材料221。在具体实施中，材料221可以包括能够有效吸收蒸气(例如丙酮蒸气等)的活性炭颗粒。因此，管道219可以在所有侧面被吸收性的炭粒包围。在具体实施中，管道219可以由弹性体塑料(例如硅橡胶等)形成。
[0029] 在具体实施中，随需应变式蒸气发生器100还可以包括气动阀，该气动阀连接为阻断蒸气从蒸气腔109流向吸收性通道，直到蒸气流被使用。气动阀具有防止蒸气被不断地吸附到蒸气吸收剂116中，从而延长蒸气腔109以及蒸气吸收剂116的材料的寿命长度。从而，蒸气渗透通道117和/或死端蒸气渗透通道317可以诱捕通过阀密封渗透的蒸气，所述阀密封可以提供较低的扩散速度。因此，蒸气吸收组件115的尺寸(例如，蒸气渗透通道117和/或死端蒸气渗透通道317的长度、表面积等)可以减小。
[0030] 在图1至图4中，所示蒸气吸收剂116围绕蒸气渗透通道117和/或死端蒸气渗透通道317延伸。但是，在具体实施中，整个蒸气发生器100可以至少基本上封闭在蒸气吸收剂中，从而蒸气基本上不会从处于关闭状态的蒸气发生器逃逸。
[0031] 本发明的随需应变式蒸气发生器100用于实现对蒸气的高效诱捕。蒸气发生器100不只限于在对检测器进行掺杂时使用，而是还可以在其他应用中使用。例如，该蒸气发生器100可以用于在检测系统10中提供周期性内部校准材料。检测系统10可以是IMS检测系统、气象色谱仪系统、质谱仪或其他系统。该蒸气发生器100可以用于对其他检测器、过滤器等进行校准或测试。
[0032] 在本发明的背景下，可以理解的是，蒸气发生器不一定生成新的蒸气，它可以生成从蒸气源(例如蒸气容器)获得的预先存在的蒸气。在本发明的背景下，可以理解的是，术语“吸收”不一定意味着化学或分子作用，而是可以包括以下至少一种：将蒸气吸附到表面上、化学吸收、通过化学或分子作用收容蒸气，以及在多孔材料中至少暂时捕获蒸气。还可以理解的是，沿着流道的体积流量可以取决于流道的长度和横截面，以及沿着通道施加的用于驱动流动的压力差。因此，蒸气渗透通道提供了流动阻截器(flow impeder)的一个例子，其中，沿着通道的体积流量被通道的限定的横截面和限定的宽度所阻碍。流动还可以被其他样式的流动阻截器阻碍，例如任意抑制流动的手段，举例来说，通过吸附、吸收或者通过在流中插入屏障而使得流动减缓。
[0033] 尽管以特定于结构特征和/或方法动作的语言对本发明的主题进行了描述，但是应该理解的是，所附权利要求书中限定的本发明的主题不必局限于前面所描述的特定特征或动作。尽管以上讨论了各种结构，但是，在不背离本发明的情况下，可以以多种方式来构建装置、系统、子系统、组件等。确切地说，所述特定的特征和动作仅作为实施权利要求的示例形式。
