一種平板式差分式離子遷移譜制造技術

本發明專利技術公開了一種差分式離子遷移譜，包括一圓柱型內電極和一圓筒型外電極以及一對平行設置的上極板和下極板。圓柱型電極和圓筒型外電極構成分離區，可以對離子進行分離和聚焦。于圓柱電極上施加以一個射頻電壓和一個直流掃描電壓；圓筒電極接地；偏移板與偏置電源相連，于偏移板上施加一個可調的恒定直流電壓；下極板接地，并于遠離樣品氣進口端的下極板上設有離子接收口；離子接收口下方設置有離子檢測器。本發明專利技術是一種有效的進行檢測和帶電納米氣溶膠粒子的檢測儀器。既可以有選擇性的檢測，又可以進行連續掃描檢測。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種樣品分析裝置，具體地說是一種平板式差分式離子遷移譜，可以為多種氣體樣品以及帶電納米氣溶膠粒子提供一種高效快速的檢測方法。
技術介紹
大氣化學分析方法一直是被人類所廣泛關注的研究課題。人類將大量的人力物力投入到研究具有靈敏度高、設備簡單的分析儀器，來檢測毒品、興奮劑、麻醉劑以及爆炸物。 目前在軍事，公共安全等各個領域有大量的對于好的檢測儀器的需求。本專利技術就是在此需求基礎上提出的。差分式離子分析儀的工作原理是樣品由載氣載帶進入，然后被電離的樣品離子進入差分區。差分區一般為兩塊平行的平板或是同軸的圓筒結構。在其中的一塊平板上加上非對稱波形的射頻電場，另一塊接地。在差分區內離子除了在氣流方向運動外，還在高頻電場的作用下會在與載氣方向垂直的方向上做上下震蕩的運動。由于在高低場離子的遷移率不同，在高頻電場的每個周期，離子都會在垂直方向上產生一個位移Sy。經過多個周期后離子就會打到極板上而湮滅掉。如果在高頻電場上施加一匹配的補償電壓，使離子在y 方向的總位移S小于其初始位置到極板的距離，從而使離子能夠通過差分區，到達偏移區。 通過在一定范圍內對補償電壓進行掃描，就可以使得不同的樣品離子在特定補償電壓下通過差分區區，而后進入偏移去。這樣得到的遷移譜圖用標準物質表征后就可以用作樣品的鑒定。在偏移區一極板上加一直流電場，離子在電場和流場的共同左右下會發生偏移。偏移電場進行掃描，不同遷移率的離子可以通過通道進入檢測區被檢測到。現有的離子分析儀靈敏度不夠，很大一方面原因是進氣流量不夠。而流量加大又面臨著分辨率很難提高的問題。本專利技術可以解決這一難題。在大進樣量的同時保持相對高的分辨率。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種串聯的差分式離子分析儀；其可以實現對氣體樣品以及帶電的納米氣溶膠粒子進行分析，能夠高效快速的進行現場檢測分析；為實現上述目的，本專利技術采用的技術方案為—種差分式離子遷移譜，包括一圓柱型內電極和一圓筒型外電極以及一對平行設置的上極板和下極板，圓柱型內電極沿圓筒型外電極的軸向設置于圓筒型外電極的中部，圓柱型內電極和圓筒型外電極構成分離區，可以對離子進行分離和聚焦；于圓柱型內電極上施加以一個射頻電壓和一個直流掃描電壓；圓筒電極接地；于圓筒型外電極的一開口端作為樣品氣進口端，于圓筒型外電極的另一開口端外側設有與圓筒型外電極軸線平行的偏移板與下極板；偏移板與下極板構成偏移區；偏移板與偏置電源相連，為偏移板上施加一個可調的恒定直流電壓；下極板接地，并于遠離樣品氣進口端的下極板上設有離子接收口 ；離子接收口下方設置有離子檢測器。射頻電場波形為非對稱結構，在周期內積分和為零；補償電場為直流線性變化的直流電場；離子檢測器采用的為法拉第杯結構；離子檢測器與信號處理系統相連。進行樣品分析時，配氣系統載氣載帶樣品經過電離源電離后進入分離區。分離區由圓柱型內電極和圓筒型外電極組成。其中內電極上加一射頻場電壓和一補償電壓。射頻場電源波形需滿足非對稱且積分面積為零。由于離子在高場條件下遷移率變大，因此在一個時間周期內離子運動會偏向某一電極。在合適的補償電壓的作用下，這個偏離可以被抵消掉，從而使需要檢測的離子穿過差分區進入偏移區。又因為在圓柱型電場分布的不均勻性，在離子在經過分離區時會聚集在某一半徑位置上，從而使進入漂移區的離子更集中。在偏移區一極板上加一直流電場，離子在電場和流場的共同左右下會發生偏移。偏移電場進行掃描，不同遷移率的離子可以通過通道進入檢測區被檢測到。本專利技術是一種有效的進行離子和帶電納米氣溶膠粒子的檢測儀器。既可以有選擇性的檢測，又可以進行連續掃描檢測。本專利技術的結構簡單，易于拆卸。對離子和帶點氣溶膠粒子的采集效率高，因此具有很高的靈敏度。能夠高效快速的進行現場檢測分析。可以為多種氣體樣品以及帶電納米氣溶膠粒子提供一種高效快速的檢測方法。附圖說明圖1為本專利技術的結構示意圖；圖中1為內電極，2為外電極，3為偏移板，4為接地極，5為射頻電源，6為補償電源，7為偏置電源，8為分離區，9為偏移區，10為離子檢測器， 11為信號處理系統。具體實施例方式請參閱圖1所示。結構為包括一圓柱型內電極和一圓筒型外電極以及一對平行設置的上極板和下極板。圓柱型內電極沿圓筒型外電極的軸向設置于圓筒型外電極的中部，圓柱型電極1和圓筒型外電極2構成分離區8，可以對離子進行分離和聚焦。于圓柱電極上施加以一個射頻電壓5和一個直流掃描電壓6 ；圓筒電極2接地；于圓筒型外電極的一開口端作為樣品氣進口端，于圓筒型外電極的另一開口端外側設有與圓筒型外電極軸線平行的偏移板與下極板；偏移板3與下極板4構成偏移區。偏移板與偏置電源7相連，于偏移板上施加一個可調的恒定直流電壓；下極板4接地，并于遠離樣品氣進口端的下極板上設有離子接收口 ；離子接收口下方設置有離子檢測器10。射頻電場波形為非對稱結構，在周期內積分和為零；補償電場為直流線性變化的直流電場。離子檢測器10采用的為法拉第杯結構。離子檢測器與信號處理系統相連。進行樣品分析時，配氣系統載氣載帶樣品經過電離源電離后進入分離區。分離區由圓柱型內電極和圓筒型外電極組成。其中內電極上加一射頻場電壓和一補償電壓。射頻場電源波形需滿足非對稱且積分面積為零。由于離子在高場條件下遷移率變大，因此在一個時間周期內離子運動會偏向某一電極。在合適的補償電壓的作用下，這個偏離可以被抵消掉，從而使需要檢測的離子穿過差分區進入偏移區。又因為在圓柱型電場分布的不均勻性，在離子在經過分離區時會聚集在某一半徑位置上，從而使進入漂移區的離子更集中。在偏移區一極板上加一直流電場，離子在電場和流場的共同左右下會發生偏移。偏移電場進行掃描，不同遷移率的離子可以通過通道進入檢測區被檢測到。本專利技術是一種有效的進行離子和帶電納米氣溶膠粒子的檢測儀器。既可以有選擇性的檢測，又可以進行連續掃描檢測。 本專利技術的結構簡單，易于拆卸。對離子和帶點氣溶膠粒子的采集效率高，因此具有很高的靈敏度。能夠高效快速的進行現場檢測分析。可以為多種氣體樣品以及帶電納米氣溶膠粒子提供一種高效快速的檢測方法。權利要求1.一種差分式離子遷移譜，包括一圓柱型內電極和一圓筒型外電極以及一對平行設置的上極板和下極板，其特征在于圓柱型內電極(1)沿圓筒型外電極的軸向設置于圓筒型外電極O)的中部，圓柱型內電極⑴和圓筒型外電極⑵構成分離區(8)，可以對離子進行分離和聚焦；于圓柱型內電極上施加以一個射頻電壓(5)和一個直流掃描電壓(6)；圓筒電極(2)接地；于圓筒型外電極O)的一開口端作為樣品氣進口端，于圓筒型外電極O)的另一開口端外側設有與圓筒型外電極( 軸線平行的偏移板(3)與下極板；偏移板C3)與下極板(4)構成偏移區；偏移板與偏置電源(7)相連，為偏移板上施加一個可調的恒定直流電壓；下極板(4)接地，并于遠離樣品氣進口端的下極板上設有離子接收口 ； 離子接收口下方設置有離子檢測器(10)。2.如權利要求1所述離子遷移譜，其特征在于射頻電場波形為非對稱結構，在周期內積分和為零；補償電場為直流線性變化的直流電場。3.如權利要求1所述離子遷移譜，其特征在于 離子檢測器(10)采用的為法拉第杯結構。4.如權利要求1所述離子遷移譜，其特征在于 離子檢測器(10)與信號處理系統(11)相連。全本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李海洋，韓豐磊，杜永齋，王衛國，程沙沙，李林，
申請(專利權)人：中國科學院大連化學物理研究所，
類型：發明
國別省市：