一種表面放電電離源-無(wú)離子門(mén)離子遷移管的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明為一種表面放電電離源-無(wú)離子門(mén)離子遷移管，其特征在于利用表面放電電離產(chǎn)生薄離子片來(lái)替代傳統(tǒng)離子門(mén)，利用脈沖電場(chǎng)將離子引入漂移區(qū)，儀器裝配簡(jiǎn)單，易于批量化和微型化。由沿軸線分布的脈沖推斥電極、表面放電離子源、漂移區(qū)、柵網(wǎng)、離子接收極等構(gòu)成；待測(cè)物被離子源電離產(chǎn)生的產(chǎn)物離子分別被脈沖推斥電極引入漂移區(qū)，在高壓電源提供的電場(chǎng)中飛行，最終被離子接收極接收檢測(cè)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種表面放電電離源-無(wú)離子門(mén)離子遷移管
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明為一種表面放電電離源-無(wú)離子門(mén)離子遷移管，其特征在于利用表面放電電離產(chǎn)生薄離子片來(lái)替代傳統(tǒng)離子門(mén)，使得儀器裝配更簡(jiǎn)單，易于批量化和微型化，由沿軸線分布的脈沖推斥電極、表面放電離子源、漂移區(qū)、柵網(wǎng)、離子接收極等構(gòu)成。待測(cè)物被離子源電離產(chǎn)生的產(chǎn)物離子分別被脈沖推斥電極引入漂移區(qū)，在高壓電源提供的電場(chǎng)中飛行，最終被離子接收極接收檢測(cè)。該發(fā)明屬于儀器分析技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]大氣化學(xué)分析方法一直是被人類(lèi)所廣泛關(guān)注的研究課題。人類(lèi)將大量的人力物力投入到研究具有靈敏度高、設(shè)備簡(jiǎn)單的分析儀器，來(lái)檢測(cè)毒品、興奮劑、麻醉劑以及爆炸物。目前在軍事，公共安全等各個(gè)領(lǐng)域有大量的對(duì)于好的檢測(cè)儀器的需求。本發(fā)明就是在此需求基礎(chǔ)上提出的。
[0003]離子遷移譜利用不同離子在大氣壓下均勻場(chǎng)中的飛行時(shí)間不同，實(shí)現(xiàn)不同物質(zhì)的分離與分析。在離子遷移譜的關(guān)鍵部件中離子門(mén)是最關(guān)鍵的部件之一，其作用是脈沖式注入遷移區(qū)一離子片。目前常見(jiàn)的離子門(mén)主要有兩大類(lèi)。一類(lèi)使用兩組互相絕緣且交替排列的平行金屬絲，并使其處于同一個(gè)平面。此類(lèi)離子門(mén)被稱為Bradbury-Nielsen門(mén)，其發(fā)明則應(yīng)歸功于Cravath和Van de Cnaaff，他們二人于1929年各自獨(dú)立在文獻(xiàn)報(bào)道中提出。另一類(lèi)可被稱為T(mén)yndall門(mén)，功能與BN門(mén)類(lèi)似，但其結(jié)構(gòu)上則存在兩種說(shuō)法。但離子門(mén)制作方法復(fù)雜，且離子門(mén)的存在會(huì)導(dǎo)致離子碰撞到離子門(mén)上，造成離子的損失，降低靈敏度。
[0004]如果能夠找到替代傳統(tǒng)離子門(mén)作用的部件，則可以進(jìn)一步提高離子遷移譜的靈敏度。本發(fā)明通過(guò)利用表面放電在垂直與軸線方向的電極表面產(chǎn)生離子片，然后利用脈沖電場(chǎng)將離子引入離子遷移管的遷移區(qū)實(shí)現(xiàn)分離分析。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種表面放電電離源-無(wú)離子門(mén)離子遷移管，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于裝配和批量化生產(chǎn)等特點(diǎn)。
[0006]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0007]表面放電電離源由埋在絕緣四氟材料中的高壓電極和地電極構(gòu)成。遷移管采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并將離子門(mén)和電離源段改為表面放電電離源組件。該表面放電電離源組件可以實(shí)現(xiàn)離子門(mén)的注入功能。
[0008]具體為:
[0009]一種表面放電電離源-無(wú)離子門(mén)離子遷移管，包括沿軸線分布的漂移區(qū)、柵網(wǎng)、離子接收極，于遠(yuǎn)離離子接收極的漂移區(qū)的一側(cè)設(shè)有表面放電離子源；表面放電離子源包括脈沖推斥電極、表面放電高壓電極和地電極、絕緣基底，脈沖推斥電極垂直于離子遷移管的軸線放置，于脈沖推斥電極靠近漂移區(qū)一側(cè)的表面上設(shè)置有板狀的絕緣基底，表面放電高壓電極和地電極鑲嵌于絕緣基底內(nèi)，表面放電高壓電極和地電極的放電端面向遠(yuǎn)離脈沖推斥電極一側(cè)，且它們的放電端于脈沖推斥電極)上的投影相互間隔；于絕緣基底遠(yuǎn)離脈沖推斥電極一側(cè)表面形成表面放電區(qū)。
[0010]表面放電高壓電極和地電極嵌入在絕緣基底內(nèi)部，且二者的間距大于放電高壓電極和地電極到靠近漂移區(qū)一側(cè)絕緣基底表面的距離。
[0011]表面放電高壓電極上施加一交流電壓，電壓在200V到30kV，頻率在30Hz到80kHz。
[0012]漂移區(qū)是由同軸的電極環(huán)組構(gòu)成，電極環(huán)組控制電極電連接，電極環(huán)組內(nèi)的空間構(gòu)成漂移區(qū)；于電極環(huán)組左端靠近表面放電離子源側(cè)設(shè)有排斥電極環(huán)，排斥電極環(huán)與電極環(huán)組同軸。
[0013]樣品檢測(cè)時(shí)脈沖推斥電極上所施加的排斥電壓要高于排斥電極環(huán)的電勢(shì)、排斥電極環(huán)的電勢(shì)高于電極環(huán)組的電勢(shì)，脈寬在Ius到50ms之間，周期大于IOms ;不測(cè)樣品時(shí)，脈沖推斥電極上無(wú)電壓，同時(shí)排斥電極環(huán)的電壓低于電極環(huán)組的電壓，防止離子進(jìn)入漂移區(qū)產(chǎn)生離子背景干擾信號(hào)。
[0014]本發(fā)明為一種表面放電電離源-無(wú)離子門(mén)離子遷移管，利用表面放電電離產(chǎn)生薄離子片來(lái)替代傳統(tǒng)離子門(mén)，利用脈沖電場(chǎng)將離子引入漂移區(qū)，儀器裝配簡(jiǎn)單，易于批量化和微型化。由沿軸線分布的脈沖推斥電極、表面放電離子源、漂移區(qū)、柵網(wǎng)、離子接收極等構(gòu)成；待測(cè)物被離子源電離產(chǎn)生的產(chǎn)物離子分別被脈沖推斥電極引入漂移區(qū)，在高壓電源提供的電場(chǎng)中飛行，最終被離子接收極接收檢測(cè)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為一種表面放電電離源-無(wú)離子門(mén)離子遷移管。
【具體實(shí)施方式】
[0016]實(shí)施例:
[0017]一種表面放電電離源-無(wú)離子門(mén)離子遷移管，包括沿軸線分布的漂移區(qū)、柵網(wǎng)、離子接收極，于遠(yuǎn)離離子接收極的漂移區(qū)的一側(cè)設(shè)有表面放電離子源；表面放電離子源包括脈沖推斥電極、表面放電高壓電極和地電極、絕緣基底，脈沖推斥電極垂直于離子遷移管的軸線放置，于脈沖推斥電極靠近漂移區(qū)一側(cè)的表面上設(shè)置有板狀的絕緣基底，表面放電高壓電極和地電極鑲嵌于絕緣基底內(nèi)，表面放電高壓電極和地電極的放電端面向遠(yuǎn)離脈沖推斥電極一側(cè)，且它們的放電端于脈沖推斥電極)上的投影相互間隔；于絕緣基底遠(yuǎn)離脈沖推斥電極一側(cè)表面形成表面放電區(qū)。
[0018]表面放電高壓電極和地電極嵌入在絕緣基底內(nèi)部，且二者的間距大于放電高壓電極和地電極到靠近漂移區(qū)一側(cè)絕緣基底表面的距離。
[0019]表面放電高壓電極上施加一交流電壓，電壓在200V到30kV，頻率在30Hz到80kHz。
[0020]漂移區(qū)是由同軸的電極環(huán)組構(gòu)成，電極環(huán)組控制電極電連接，電極環(huán)組內(nèi)的空間構(gòu)成漂移區(qū)；于電極環(huán)組左端靠近表面放電離子源側(cè)設(shè)有排斥電極環(huán)，排斥電極環(huán)與電極環(huán)組同軸。
[0021]樣品檢測(cè)時(shí)脈沖推斥電極上所施加的排斥電壓要高于排斥電極環(huán)的電勢(shì)、排斥電極環(huán)的電勢(shì)高于電極環(huán)組的電勢(shì)，脈寬在Ius到50ms之間，周期大于IOms ;不測(cè)樣品時(shí)，脈沖推斥電極上無(wú)電壓，同時(shí)排斥電極環(huán)的電壓低于電極環(huán)組的電壓，防止離子進(jìn)入漂移區(qū)產(chǎn)生離子背景干擾信號(hào)。如圖1所示，一種表面放電電離源組件，包括埋在絕緣四氟材料的表面放電高壓電極I和地電極2。在表面放電高壓電極I上施加一交流高壓，在表面放電區(qū)3內(nèi)產(chǎn)生離子片。周期性在脈沖推斥電極4上施加脈沖，便可以將離子引入漂移區(qū)12進(jìn)行分離，最后由法拉地盤(pán)9檢測(cè)。
【權(quán)利要求】
1.一種表面放電電離源-無(wú)離子門(mén)離子遷移管，包括沿軸線分布的漂移區(qū)(12)、柵網(wǎng)(8)、離子接收極(9)，其特征在于:于遠(yuǎn)離離子接收極(9)的漂移區(qū)(12)的一側(cè)設(shè)有表面放電離子源；表面放電電離源包括脈沖推斥電極(4)、表面放電高壓電極(I)和地電極(2)、絕緣基底(11)，脈沖推斥電極(4)垂直于離子遷移管的軸線放置，于脈沖推斥電極(4)靠近漂移區(qū)(12)—側(cè)的表面上設(shè)置有板狀的絕緣基底(11)，表面放電高壓電極(I)和地電極(2)鑲嵌于絕緣基底(11)內(nèi)，表面放電高壓電極(I)和地電極(2)的放電端面向遠(yuǎn)離脈沖推斥電極(4)一側(cè)，且它們的放電端于脈沖推斥電極(4)上的投影相互間隔；于絕緣基底(11)遠(yuǎn)離脈沖推斥電極(4) 一側(cè)表面形成表面放電區(qū)(3)。
2.如權(quán)利要求1所述的表面放電電離源，其特征在于:所述表面放電高壓電極(I)和地電極(2)嵌入在絕緣基底(11)內(nèi)部，且二者的間距大于放電高壓電極(I)和地電極(2)到靠近漂移區(qū)(12) 一側(cè)絕緣基底(11)表面的距離。
3.如權(quán)利要求1所述的表面放電電離源，其特征在于:所述表面放電高壓電極(I)上施加一交流電壓，電壓在200V到30kV，頻率在30Hz到80kHz。
4.如權(quán)利要求1所述的離子遷移管，其特征在于:漂移區(qū)(12)是由同軸的電極環(huán)組(7)構(gòu)成，電極環(huán)組(7)與控制電極電連接，電極環(huán)組(7)內(nèi)的空間構(gòu)成漂移區(qū)(12);于電極環(huán)組(7)左端靠近表面放電離子源側(cè)設(shè)有排斥電極環(huán)(6)，排斥電極環(huán)(6)與電極環(huán)組(7)同軸。
5.如權(quán)利要求1所述的離子遷移管，其特征在于:樣品檢測(cè)時(shí)脈沖推斥電極(4)上所施加的排斥電壓要高于排斥電極環(huán)(6 )的電勢(shì)、排斥電極環(huán)(6 )的電勢(shì)高于電極環(huán)組(7 )的電勢(shì)，脈寬在Ius到50ms之間，周期大于IOms ;不測(cè)樣品時(shí),脈沖推斥電極(4)上無(wú)電壓，同時(shí)排斥電極環(huán)(6)的電壓低于電極環(huán)組(7)的電壓，避免產(chǎn)生離子干擾信號(hào)。
【文檔編號(hào)】H01J49/16GK103779169SQ201210395973
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2012年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月17日
【發(fā)明者】王衛(wèi)國(guó), 李海洋 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所