[實用新型]用于遷移率譜儀中遷移管的電極結構

無效

• 申請號: 200820108522.3
• 申請日: 2008-06-12
• 公開（公告）號: CN201215553Y
• 公開（公告）日: 2009-04-01
• 發明（設計）人: 陳志強;李元景;彭華;張清軍;林津;毛紹基;代主得;曹士娉;張仲夏;張陽天;林德旭;王清華;王少鋒;李徽
• 申請（專利權）人: 同方威視技術股份有限公司;清華大學
• 主分類號: G01N27/62
• 分類號: G01N27/62;H01J49/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 王波波

技術領域

本實用新型涉及一種遷移率譜儀(IMS)的檢測系統，屬于爆炸物、毒品檢測技術領域，具體涉及用于遷移率譜儀中遷移管的電極結構。

背景技術

傳統的離子遷移率譜儀(IMS)中的遷移管由一系列的電極片及絕緣體構成。當離子在遷移管內運動時，一部分在電極邊緣附近運動的離子會打到絕緣體上形成空間電荷，累計的電荷會對遷移管內的均勻電場產生影響，導致IMS不能正常工作。當遷移管內的電場強度較弱或聚集了大量離子(例如，遷移管中毒)時，這種情況尤其顯著。

在IMS的制作過程中，為避免這種現象，往往使電極的內徑小于絕緣體的內徑。而這使得遷移管的有效使用內徑較小，而外形尺寸較大，限制了IMS產品向小體積，輕便方向的發展。

在過去幾十年當中，傳統的IMS遷移管的發展方向主要集中于如何形成均勻電場(US6229143，5280175)，聚焦(US7164122)，低成本(US6051832)，并沒有針對電荷積累效應而對遷移管進行改善。僅有專利US4390784采用的技術消除了遷移管中的電荷積累現象。

US4390784披露的技術通過在玻璃管中蒸鍍電阻膜，消弱了空間電荷在管內的積累，同時在同等遷移管內徑的基礎上，大大減小了遷移管的外形尺寸，為IMS向小體積產品方向的發展提供了依據。

但是，在使用電阻膜的遷移管內，由于電荷打到電阻膜上造成遷移管內局部電位改變，使得測量到的譜被展寬，降低了IMS的分辨率；同時與使用電極片的傳統遷移管相比，該方法喪失了傳統遷移管對離子的聚焦作用，且生產成本極高。

圖1示出了使用傳統電極的遷移管結構示意圖。如圖1所示，對于傳統的遷移管，為保證離子不會撞到絕緣體上造成電荷積累，極片的內徑小于絕緣體的內徑，在兩個極片之間形成了一個通道，絕大部分離子無法順利通過這個通道到達絕緣體，而是撞到極片上。因此遷移管的外徑一般很大。

實用新型內容

為解決傳統IMS的弊端，本實用新型提出了一種新的用于遷移譜儀中遷移管的電極結構，此電極結構能夠消除、減少空間電荷在遷移管中的積累，同時減少空間死區，在保持遷移管內徑不變的條件下，有效地縮減遷移管的外形尺寸，從而減小IMS產品的體積。

在本實用新型的一個方面，提出了一種用于遷移譜儀中遷移管的電極結構，包括：圓環狀電極，其中所述圓環狀電極的兩個圓環面在靠近內緣的至少一部分被形成為錐面，并且所述錐面與圓環狀電極的中心軸所形成的角度不同。

優選地，在離子運動方向的上游側的那個錐面與圓環狀電極的中心軸所形成的第一角度大于在離子運動方向的下游側的那個錐面與圓環狀電極的中心軸所形成的第二角度。

優選地，所述圓環狀電極在外緣側的厚度小于內緣側的厚度。

根據本實用新型實施例的電極結構能夠有效地消除或減小空間電荷在遷移管中的積累。此結構尤其適用于遷移管內電場強度較低或通過大量離子時。同時，在保持遷移管內徑不變的條件下，這種結構允許大幅度地縮減電極的外徑，從而能夠有效地縮小遷移管的外形尺寸，達到減小IMS的目的。

附圖說明

從下面結合附圖的詳細描述中，本實用新型的上述特征和優點將更明顯，其中：

圖1示出了使用傳統電極的遷移管結構示意圖；

圖2示出了根據本實用新型實施例的電極結構的部分剖面結構示意圖；

圖3示出了根據本實用新型實施例的遷移管的應用示意圖。

具體實施方式

下面，參考附圖詳細說明本實用新型的優選實施方式。在附圖中，雖然示于不同的附圖中，但相同的附圖標記用于表示相同的或相似的組件。

為實現在同等有效結構下，有效地減小IMS外形尺寸的目的，本實用新型實施例提出了一種新型的電極片結構。如圖2所示為根據本實用新型實施例的電極結構的一個剖面示意圖。根據本實用新型實施例的電極結構由具有一定厚度的圓環狀電極構成，電極的兩個圓環面在靠近內緣側的部分被加工成錐形，即圓環的兩個環面在靠近內緣側被部分切割成兩個圓錐面，并且兩個錐面與管軸的夾角不相等。

通常，圖2中沿著管軸從右向左的方向為離子運動方向。如圖2所示，這兩個圓錐面與遷移管軸間的夾角分別表示為a、b，要求b<a。也就是，在離子運動方向的上游側的那個錐面與圓環狀電極的中心軸所形成的角度a大于在離子運動方向的下游側的那個錐面與圓環狀電極的中心軸所形成的角度b。