[發(fā)明專利]電暈放電裝置以及具有該電暈放電裝置的離子遷移譜儀

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110396845.3
• 申請(qǐng)日: 2011-12-02
• 公開（公告）號(hào): CN103137417A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳志強(qiáng);張清軍;董淑強(qiáng);李元景;趙自然;劉以農(nóng);鄭嚴(yán)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 同方威視技術(shù)股份有限公司;清華大學(xué)
• 主分類號(hào): H01J49/12
• 分類號(hào): H01J49/12;H01J49/40;G01N27/64
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 吳敬蓮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電暈放電裝置以及具有該電暈放電裝置的離子遷移譜儀。

背景技術(shù)

離子遷移譜儀是根據(jù)不同離子在均勻弱電場(chǎng)下漂移速度不同而實(shí)現(xiàn)對(duì)離子的分辨。它具有分辨速度快，靈敏度高，不需要真空環(huán)境，便于小型化的優(yōu)點(diǎn)，因此在毒品和爆炸物的探測(cè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。典型的離子遷移譜儀通常由進(jìn)樣部分、電離區(qū)、離子門、遷移區(qū)、收集區(qū)、讀出電路、數(shù)據(jù)采集和處理、控制部分等構(gòu)成。其中電離部分主要功能是將樣品分子轉(zhuǎn)化成可供遷移分離的離子，因此電離的效果對(duì)譜儀的性能具有非常直接的影響。目前的技術(shù)中，最常見和應(yīng)用最廣的電離組件是采用Ni63放射源，它具有體積小，穩(wěn)定性高、不需要外加電路的優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也帶來了線性范圍窄、轉(zhuǎn)化離子濃度低和輻射污染的問題。尤其是輻射污染問題為設(shè)備的操作、運(yùn)輸和管理上帶來諸多不便。

克服該問題的一個(gè)方案是采用電暈放電技術(shù)代替放射源技術(shù)。電暈放電是在空間不均勻電場(chǎng)中由于局部的強(qiáng)電場(chǎng)引起氣體分子電離的一種現(xiàn)象。電暈放電直接產(chǎn)生的離子一般稱為反應(yīng)物離子，當(dāng)具有更高的質(zhì)子或電子親和勢(shì)的樣品分子通過電離區(qū)時(shí)，俘獲反應(yīng)物離子的電荷而被電離。通常電暈放電結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，因而成本低廉，同時(shí)電暈放電產(chǎn)生的電荷的濃度相比于放射源要高得多，因此有利于提高離子遷移譜儀的靈敏度，并得到較大的動(dòng)態(tài)范圍。

然而應(yīng)用電暈放電電離也有一些缺點(diǎn)，除了需要高壓電源進(jìn)行供電以外，由于電暈放電本身呈脈沖式過程(Trichel脈沖)，如果直接讓離子通過離子門進(jìn)入離子遷移譜儀會(huì)導(dǎo)致譜線紊亂，嚴(yán)重影響測(cè)試結(jié)果；另外，在電暈放電區(qū)域的離子會(huì)被該區(qū)域電場(chǎng)加速而撞向電暈電極損失掉，從而限制了遷移譜儀靈敏度的提高，如何有效地將離子牽引出電離區(qū)是一個(gè)重要的問題；此外，由于電暈放電對(duì)電暈電極會(huì)產(chǎn)生氧化，延長(zhǎng)電極壽命也是一個(gè)重要的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供電暈放電裝置以及具有該電暈放電裝置的離子遷移譜儀，該電暈放電裝置以及具有該電暈放電裝置的離子遷移譜儀能夠在結(jié)構(gòu)上延長(zhǎng)電極壽命。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供離子遷移譜儀，該離子遷移譜儀能夠在結(jié)構(gòu)上利于離子的引出。

本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供離子遷移譜儀，該離子遷移譜儀能夠利用聚焦存儲(chǔ)電極有效地屏蔽電暈放電脈沖的干擾。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，本發(fā)明提供了一種電暈放電裝置，該電暈放電裝置包括：第一電極，所述第一電極包括：大致柱狀的第一內(nèi)腔部分，和與第一內(nèi)腔部分相連通的大致錐形的第二內(nèi)腔部分，所述第二內(nèi)腔部分在遠(yuǎn)離所述第一內(nèi)腔部分的方向上橫截面面積逐漸增大。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述第一電極還包括：大致柱狀的第一部分，所述第一部分限定所述第一內(nèi)腔部分；以及與第一部分相連的大致錐形的第二部分，所述第二部分限定所述第二內(nèi)腔部分。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述第一內(nèi)腔部分具有大致圓柱狀形狀并且所述第二內(nèi)腔部分具有大致圓錐狀形狀，并且所述第一內(nèi)腔部分與所述第二內(nèi)腔部分大致同軸設(shè)置。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述第一電極還具有穿過所述第一電極的壁的開口；并且所述電暈放電裝置還包括：通過所述第一電極的開口從所述第一電極的外部插入所述第一電極的內(nèi)部的第二電極，該第二電極具有針狀形狀。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述第二電極插入所述第一內(nèi)腔部分。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述針狀第二電極是至少一對(duì)相對(duì)設(shè)置并大致在同一直線上延伸的針狀第二電極。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，本發(fā)明提供了一種離子遷移譜儀，該離子遷移譜儀包括：電離區(qū)；以及設(shè)置在該電離區(qū)中的電暈放電裝置，該電暈放電裝置為上述的電暈放電裝置。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述的離子遷移譜儀還包括：聚焦存儲(chǔ)電極，所述聚焦存儲(chǔ)電極具有大致錐形的筒部，該筒部的至少一部分插入所述第一電極的第二內(nèi)腔部分內(nèi)。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述筒部具有大致圓錐形形狀。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述第一內(nèi)腔部分具有大致圓柱狀形狀，并且所述筒部的靠接所述電暈放電裝置的端部的直徑小于所述第一內(nèi)腔部分的直徑。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述的離子遷移譜儀還包括：第一柵極，所述第一柵極與所述聚焦存儲(chǔ)電極的所述筒部的遠(yuǎn)離所述電暈放電裝置的端部電連接。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述的離子遷移譜儀還包括：第二柵極，所述第二柵極與所述第一柵極間隔預(yù)定距離。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述第一電極和聚焦存儲(chǔ)電極大致同軸設(shè)置。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，載氣在所述第一電極中大致沿所述第一電極的軸向方向流動(dòng)。