[實(shí)用新型]動(dòng)態(tài)離子遷移譜的均勻電場(chǎng)發(fā)生裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200920088955.1
• 申請(qǐng)日: 2009-03-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201378160Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-01-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪獻(xiàn)忠;李建國(guó)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 河南省日立信電子有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01N27/64
• 分類(lèi)號(hào): G01N27/64;H01J49/26
• 代理公司: 鄭州科維專(zhuān)利代理有限公司
• 代理人: 張欣棠;郭乃鳳

一.技術(shù)領(lǐng)域：

本實(shí)用新型涉及一種電場(chǎng)發(fā)生裝置，特別是涉及一種動(dòng)態(tài) 離子遷移譜的均勻電場(chǎng)發(fā)生裝置。

二.背景技術(shù)：

離子遷移譜儀是一種利用IMS(離子遷移譜)技術(shù)的專(zhuān)用探 測(cè)儀，該技術(shù)特別適合于一些氣體的微量和痕量探測(cè)，如化學(xué)戰(zhàn)劑、毒品、爆 炸物和大氣污染物等。現(xiàn)在，該技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于公安偵察、公共場(chǎng)所(如 機(jī)場(chǎng)、火車(chē)站、海關(guān))安檢、反恐、緝毒、國(guó)防、環(huán)境檢測(cè)、工業(yè)生產(chǎn)中有害 氣體監(jiān)測(cè)等。該技術(shù)可以用來(lái)探測(cè)高壓開(kāi)關(guān)、全封閉組合電器等高壓電氣設(shè)備 的六氟化硫氣體中微量雜質(zhì)組分及含量的分析，因?yàn)榱驓怏w中微量雜質(zhì) 組分表征了不同的故障原因和部位，某些輕微的氣體分解組份表征了設(shè)備內(nèi)可 能存在的潛伏故障。所以通過(guò)分析運(yùn)行設(shè)備中的不同的六氟化硫氣體中雜質(zhì)含 量可以判斷設(shè)備內(nèi)存在的故障和部位，分析設(shè)備內(nèi)雜質(zhì)成份含量的大小，可以 判斷設(shè)備內(nèi)存在的故障隱患。這樣，可以及時(shí)采取措施防范故障擴(kuò)大，有計(jì)劃 處理和檢修故障設(shè)備。

離子遷移管是離子遷移譜儀的核心部分，它用來(lái)產(chǎn)生均勻的電場(chǎng)，以使不同 遷移率的離子進(jìn)行分離。離子在遷移管中在電場(chǎng)力的作用下產(chǎn)生漂移，不同的 離子由于其遷移率的不同因而具有不同的速度，從而到達(dá)法拉第接收盤(pán)的時(shí)間 不同，便形成了離子遷移譜圖。評(píng)價(jià)離子遷移譜的一個(gè)重要指標(biāo)是譜圖的分辨 率，離子遷移管內(nèi)電場(chǎng)的均勻性對(duì)譜圖的分辨率有很大的影響。

目前，國(guó)內(nèi)外商品化IMS的遷移管的內(nèi)電場(chǎng)(遷移電場(chǎng))都是兩張金屬網(wǎng)1、 2上加高壓電源4組成的(3為電阻)，結(jié)構(gòu)圖如圖1，這種結(jié)構(gòu)的電場(chǎng)內(nèi)的等勢(shì) 線圖如圖2，其中，11表示均勻電場(chǎng)的等勢(shì)線，12表示靠近管壁運(yùn)動(dòng)的離子的 運(yùn)動(dòng)軌跡，13表示管軸中心離子的運(yùn)動(dòng)軌跡。從圖中可以看出，遷移管內(nèi)的電 場(chǎng)分布并不均勻，越是靠近管壁運(yùn)動(dòng)的離子，其運(yùn)動(dòng)軌跡振蕩得越厲害，這樣， 沿管壁周?chē)\(yùn)動(dòng)的離子到達(dá)探測(cè)器5(法拉弟盤(pán))所經(jīng)過(guò)的路程就會(huì)大于沿管軸 中心運(yùn)動(dòng)的離子，其遷移時(shí)間也會(huì)相應(yīng)變長(zhǎng)，最終導(dǎo)致譜線的加寬，影響譜圖 的分辨率。

三.實(shí)用新型的內(nèi)容：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種設(shè)計(jì) 合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、電場(chǎng)相對(duì)均勻、能顯著提高遷移圖譜分辨率的動(dòng)態(tài)離子遷移 譜的均勻電場(chǎng)發(fā)生裝置。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案：一種動(dòng)態(tài)離子遷移譜的均勻電場(chǎng)發(fā)生裝置，含有 高壓源和兩個(gè)金屬網(wǎng)片，所述高壓源的兩端分別與所述兩個(gè)金屬網(wǎng)片連接，所 述兩個(gè)金屬網(wǎng)片之間交替設(shè)置有絕緣環(huán)和金屬環(huán)，并且，相鄰金屬環(huán)之間均串 接有電阻。

所述金屬環(huán)為金屬網(wǎng)環(huán)。

本實(shí)用新型的有益效果：

1、本實(shí)用新型的高壓源通過(guò)串聯(lián)的電阻使得各金屬環(huán)具有一定的電壓，絕 緣環(huán)主要用來(lái)使各金屬環(huán)絕緣，這樣在離子遷移譜的內(nèi)部腔體中便形成一定程 度上相當(dāng)均勻的軸向電場(chǎng)，離子遷移管內(nèi)腔的電場(chǎng)均勻性大大提高，離子在遷 移管內(nèi)電場(chǎng)的作用下遷移時(shí)，沿管壁周?chē)\(yùn)動(dòng)的離子和沿管軸中心運(yùn)動(dòng)的離子 的遷移時(shí)間相差不會(huì)很多，能顯著提高遷移圖譜的分辨率。

2、本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易制作、成本較低，其適用范圍廣， 推廣后具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。

四.附圖說(shuō)明：

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中離子遷移譜儀的遷移管內(nèi)電場(chǎng)結(jié)構(gòu)圖；

圖2為圖1所示離子遷移譜儀的遷移管內(nèi)電場(chǎng)的等勢(shì)線圖；

圖3是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)圖；

圖4本實(shí)用新型的電場(chǎng)等勢(shì)線圖。

五.具體實(shí)施方式：

實(shí)施例：參見(jiàn)圖3和圖4，圖中，動(dòng)態(tài)離子遷移譜的均勻電場(chǎng)發(fā)生裝置含有 高壓源4和兩個(gè)金屬網(wǎng)片1、2，高壓源4的兩端分別與兩個(gè)金屬網(wǎng)片1、2連接， 兩個(gè)金屬網(wǎng)片1、2之間交替設(shè)置有絕緣環(huán)6和金屬環(huán)7，并且，相鄰金屬環(huán)7 之間均串接有電阻3。金屬環(huán)7為金屬網(wǎng)環(huán)。

使用時(shí)，高壓源4通過(guò)串聯(lián)的電阻3使得各金屬環(huán)7具有一定的電壓，絕 緣環(huán)6主要用來(lái)使各金屬環(huán)7絕緣開(kāi)，這樣，由圖4可以看出，在離子遷移譜 的內(nèi)部腔體中便形成一定程度上相當(dāng)均勻的軸向電場(chǎng)。

在圖4中，11表示均勻電場(chǎng)的等勢(shì)線，12表示靠近管壁運(yùn)動(dòng)的離子的運(yùn)動(dòng) 軌跡，13表示管軸中心離子的運(yùn)動(dòng)軌跡。由圖中可以看出，靠近管壁運(yùn)動(dòng)的離 子，其運(yùn)動(dòng)軌跡12的振蕩幅度也顯著減小。這樣，沿管壁周?chē)\(yùn)動(dòng)的離子和沿 管軸中心運(yùn)動(dòng)的離子到達(dá)離子探測(cè)器5的遷移時(shí)間相差也會(huì)相應(yīng)減小，能顯著 提高遷移圖譜的分辨率。

改變絕緣環(huán)和金屬環(huán)的數(shù)量、改變金屬環(huán)的具體結(jié)構(gòu)形式能夠組成多個(gè)實(shí) 施例，均為本實(shí)用新型的常見(jiàn)變化范圍，在此不一一詳述。