高場不對稱離子遷移管的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種高場不對稱離子遷移管，包括：高場不對稱電極板、電離源、標準物參照筒、檢測電極和偏轉(zhuǎn)電極。本發(fā)明通過采用筒式電極板結(jié)構(gòu)，具有很好的屏蔽效果和對離子的聚焦作用，具有小型化、靈敏度高的優(yōu)點，同時采用了雙氣路模式，加入了內(nèi)標物通道，從而使測試結(jié)果更為準確。
【專利說明】高場不對稱離子遷移管
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及安全檢測【技術(shù)領域】，具體涉及高場不對稱離子遷移管。
【背景技術(shù)】
[0002]離子遷移譜技術(shù)(MS)是一種應用比較廣泛的微量爆炸物探測技術(shù)。離子遷移譜儀基于不同離子在均勻弱電場下的漂移速度不同而實現(xiàn)對離子的分辨，但是其靈敏度依賴于遷移管的長度，對小型化造成一定的困難。而且很多物質(zhì)在低場下的離子遷移率非常接近，檢測更為困難。高場不對稱離子遷移譜技術(shù)(FAIMS)利用離子在高電場中的離子遷移率系數(shù)的非線性變化實現(xiàn)離子的縱向分離，從而實現(xiàn)對物質(zhì)的鑒別。它是離子遷移譜技術(shù)的最新發(fā)展，有些離子的遷移率非常接近，在普通的IMS遷移管中無法得到很好的分離，但是在FAIMS遷移管中，通過施加強電場，遷移率有可能發(fā)生非線性變化，相差較大，然后通過不同的補償電壓可以得到較好的分離。FAIMS不需要離子門，遷移區(qū)的長度可以做到很小，而且靈敏度更高，選擇性更好。
[0003]高場不對稱波形離子遷移管是FAIMS的核心部件，遷移管的效果直接影響離子遷移譜儀的性能，遷移管的結(jié)構(gòu)和制作工藝的復雜程度將直接影響到儀器的加工成本。
[0004]現(xiàn)有的技術(shù)一般采用平板式遷移管結(jié)構(gòu)，受外界的電場干擾較大，一般需要專門為接高場不對稱電壓信號的極板增加屏蔽罩，制備工藝相對復雜，成本較高，且這種結(jié)構(gòu)離子損耗較高，靈敏度低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005](一)解決的技術(shù)問題
[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種高場不對稱離子遷移管，具有小型化、靈敏度高的優(yōu)點，同時結(jié)構(gòu)相對簡單、成本較低。
[0007](二)技術(shù)方案
[0008]為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn):
[0009]一種高場不對稱離子遷移管，包括:高場不對稱電極板、電離源、標準物參照筒和檢測電極；
[0010]所述高場不對稱電極板包括外管和內(nèi)管，外管接地，內(nèi)管接高場不對稱信號，外管和和內(nèi)管之間形成氣流通道，所述氣流通道被前后延伸的隔離物分隔為樣品通道和內(nèi)標物通道，內(nèi)管開設有連通內(nèi)標物通道的通孔；
[0011]所述電離源包括外電離源和內(nèi)電離源，外電離源設于外管的前端，內(nèi)電離源置于內(nèi)管之中；
[0012]所述標準物參照筒置于內(nèi)管之中并在所述內(nèi)電離源之前；
[0013]所述樣品通道和內(nèi)標物通道的后端都設置有檢測電極。
[0014]其中，所述隔離物為聚四氟乙烯塑料。
[0015]其中，所述電離源為放射性電離源和紫外光電離源。[0016]其中，所述放射性電離源為Ni63放射源。
[0017]其中，所述標準參照筒包括由表面涂有微量TNT炸藥的金屬網(wǎng)卷成的多層網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)以及金屬外筒。
[0018]其中，所述檢測電極為兩個圓弧形金屬片，分別放置在內(nèi)標物通道和樣品通道中。
[0019]較佳地，在內(nèi)管的后端還包括偏轉(zhuǎn)電極，與所述檢測電極的位置相對。
[0020]其中，所述偏轉(zhuǎn)電極為圓柱式金屬環(huán)。
[0021 ] 較佳地，在外管的末端還包括氣泵接口，用于連接抽氣泵。。
[0022](三)有益效果
[0023]本發(fā)明至少有以下有益效果:
[0024]本發(fā)明中，高場不對稱電極板為筒式結(jié)構(gòu)，包括內(nèi)管和外管并經(jīng)外管接地，會有很好的屏蔽效應，能夠盡可能減少高場信號對其他電子器件的影響，與平板式不同，不需要專門為接高場不對稱信號的極板增加屏蔽罩，從而使本發(fā)明的離子遷移管具有小型化、靈敏度高的優(yōu)點。本發(fā)明通過將設置在內(nèi)管和外管之間的氣流通道分隔成樣品通道和內(nèi)標物通道并添加標準物參照筒，使得測試樣品時能夠以內(nèi)標物為參照，從而使測試結(jié)果更為準確。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些圖獲得其他的附圖。
[0026]圖1為本發(fā)明實施例提供的一種高場不對稱離子遷移管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為本發(fā)明實施例提供的一種高場不對稱離子遷移管檢測極板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖3為本發(fā)明實施例提供的高場不對稱離子遷移管的氣流通道的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0029]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0030]參見圖1，本發(fā)明實施例提供了 一種高場不對稱離子遷移管結(jié)構(gòu)，該離子遷移管包括:高場不對稱電極板、電離源、標準參照筒、檢測電極和偏轉(zhuǎn)電極。
[0031]高場不對稱電極板包括外管3和內(nèi)管4,用于施加高場不對稱電壓信號，外管3接地，內(nèi)管4接高場不對稱信號。外管3和內(nèi)管4之間形成氣流通道，所述氣流通道被隔離物6分隔為樣品通道和內(nèi)標物通道，內(nèi)管4開設有連通內(nèi)標物通道的通孔5。
[0032]電離源包括外電離源1和內(nèi)電離源2，用于離化被檢測物，產(chǎn)生離子，外電離源1套設于外管3的前端，內(nèi)電離源2置于內(nèi)管4之中；在本發(fā)明的實施例中，電離源為Ni63放射源。
[0033]標準物參照筒7用于對儀器信號進行校準，置于內(nèi)管4之中并在所述內(nèi)電離源2之前，由表面涂有微量TNT炸藥的金屬網(wǎng)卷成的多層網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和金屬外筒構(gòu)成。[0034]檢測電極8用于檢測通過離子遷移區(qū)的離子，所述樣品通道和內(nèi)標物通道的后端都設置有檢測電極8 ;偏轉(zhuǎn)電極9用于通過加在上面的電勢，使得離子偏轉(zhuǎn)打到電極上，置于與所述檢測電極8相對的位置。
[0035]氣泵接口 10用于連接抽氣泵，為整個遷移管提供氣路接口。
[0036]本發(fā)明實施例中，高場不對稱電極板為筒式結(jié)構(gòu)，包括內(nèi)管和外管并經(jīng)外管接地，會有很好的屏蔽效應，能夠盡可能減少高場信號對其他電子器件的影響，與平板式不同，不需要專門為接高場不對稱信號的極板增加屏蔽罩，從而使本發(fā)明的離子遷移管具有小型化、靈敏度高的優(yōu)點。本發(fā)明通過將設置在內(nèi)管和外管之間的氣流通道分隔成樣品通道和內(nèi)標物通道并添加標準物參照筒，使得測試樣品時能夠以內(nèi)標物為參照，從而使測試結(jié)果更為準確。
[0037]參見圖2，為了更清楚地說明高場不對稱離子遷移管的結(jié)構(gòu)，根據(jù)本發(fā)明的實施例，示出了 一種高場不對稱離子遷移管檢測電極處橫截面圖。
[0038]檢測電極8為兩個圓弧形金屬片，共兩片。偏轉(zhuǎn)電極9為圓柱式金屬環(huán)。隔離件6為聚四氟乙烯塑料件，將外管3和內(nèi)管4間的氣流通道隔離成兩條，分別為樣品通道和內(nèi)標物通道。工作時，偏轉(zhuǎn)電極9接負電位使得其電位低于檢測電極8，電場方向為由檢測電極8指向偏轉(zhuǎn)電極9。爆炸物產(chǎn)物負離子在被氣流帶入這一區(qū)域時，受到電場力的作用，會迅速偏轉(zhuǎn)并撞擊在檢測電極8上，所攜帶的電荷會傳遞到檢測電極8形成電流，被后端檢測放大。
[0039]為了更清楚說明高場不對稱離子遷移管的工作原理，本發(fā)明實施例提供了一種高場不對稱離子遷移管的氣流通道，如圖3所示。
[0040]待檢測物從進氣口 13進入離子遷移管，先被前端的外電離源I電離呈離子，然后分別進入內(nèi)標物通道11和樣品通道12。進入內(nèi)標物通道11的氣流首先經(jīng)過前端的標準參照筒7，被帶走部分標準物分子，然后被內(nèi)電離源2離化后從內(nèi)管上的通孔進入內(nèi)外管之間的遷移區(qū)進行漂移篩選，被檢測電極8接收而產(chǎn)生電流信號；通過樣品通道12的氣流，在外管3和內(nèi)管4間的遷移區(qū)內(nèi)被漂移篩選，最終被檢測電極8接受，產(chǎn)生電信號被系統(tǒng)識另O。內(nèi)標物通道11 一方面用于驗證儀器的工作狀態(tài)，另一方面在一定程度上可以消除環(huán)境因素對檢測信號照成的影響。內(nèi)標物通道11和樣品通道12通過隔離物6聚四氟乙烯塑料件進行隔離。
[0041]以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術(shù)人員應當理解；其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種高場不對稱離子遷移管，其特征在于，包括:高場不對稱電極板、電離源、標準物參照筒和檢測電極；所述高場不對稱電極板包括外管和內(nèi)管，外管接地，內(nèi)管接高場不對稱信號，外管和和內(nèi)管之間形成氣流通道，所述氣流通道被前后延伸的隔離物分隔為樣品通道和內(nèi)標物通道，內(nèi)管開設有連通內(nèi)標物通道的通孔；所述電離源包括外電離源和內(nèi)電離源，外電離源設于外管的前端，內(nèi)電離源置于內(nèi)管之中；所述標準物參照筒置于內(nèi)管之中并在所述內(nèi)電離源之前；所述樣品通道和內(nèi)標物通道的后端都設置有檢測電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高場不對稱離子遷移管，其特征在于，所述隔離物為聚四氟乙烯塑料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高場不對稱離子遷移管，其特征在于，所述電離源為放射性電離源和紫外光電離源。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高場不對稱離子遷移管，其特征在于，所述放射性電離源為Ni63放射源。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高場不對稱離子遷移管，其特征在于，所述標準參照筒包括由表面涂有微量TNT炸藥的金屬網(wǎng)卷成的多層網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)以及金屬外筒。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高場不對稱離子遷移管，其特征在于，所述檢測電極為兩個圓弧形金屬片，分別放置在內(nèi)標物通道和樣品通道中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高場不對稱離子遷移管，其特征在于，在內(nèi)管的后端還包括偏轉(zhuǎn)電極，與所述檢測電極的位置相對。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高場不對稱離子遷移管，其特征在于，所述偏轉(zhuǎn)電極為圓柱式金屬環(huán)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高場不對稱離子遷移管，其特征在于，在外管的末端還包括氣泵接口，用于連接抽氣泵。
【文檔編號】H01J49/02GK103646844SQ201310683904
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月12日
【發(fā)明者】譚政, 聶蓉 申請人:北京聲迅電子股份有限公司