[發(fā)明專利]一種離子遷移譜設(shè)備中紫外燈的裝配方法以及離子遷移譜設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210049161.0
• 申請日: 2012-02-28
• 公開（公告）號: CN102592916A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 甘嘉懿;陳嘉敏;陳勇;金潔;歐陽光;溫亞珍
• 申請（專利權(quán)）人: 公安部第三研究所
• 主分類號: H01J9/00
• 分類號: H01J9/00;H01J49/42;H01J49/12
• 代理公司: 上海天翔知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31224
• 代理人: 劉粉寶

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種離子遷移譜技術(shù)，具體涉及一種用于無源離子管的水平頂裝紫外燈裝配方法以及采用這種裝配方法的離子遷移譜設(shè)備。

背景技術(shù)

離子遷移譜(IMS)是基于氣相中不同的氣相離子在電場中遷移速度的差異來對化學離子物質(zhì)進行表征的一項分析技術(shù)。其原理簡單，可以為用戶提供快捷便利的分析手段，其儀器可制成便攜式并具有可靠性高、成本低廉的優(yōu)勢。用傳統(tǒng)的IMS技術(shù)進行分析測量時，是將一束離子引入一個電壓梯度場即電場中，離子群在環(huán)境氣壓下通過電場中的氣體時獲得一個恒定的速度，稱之為遷移速率。不同的樣品分子具有不同的遷移速率，通過計算離子群從離子柵門遷移到收集級這段距離所需要的遷移時間，就可以區(qū)分不同的離子。

可使用光能量在10.6eV的紫外線光致電離燈，對采樣物進行電離的方法，替代現(xiàn)有產(chǎn)品中使用的具有放射性的同位素Ni63，以用于離子遷移爆炸物譜痕量檢測。

光致電離燈(PID?lamp)，是一種常見的單光子發(fā)射源。其前端為氟化鎂材料，燈內(nèi)抽成真空，然后充以不同的惰性氣體，通過射頻或直流高壓激發(fā)，可以得到發(fā)光能量在8eV-12eV(約150nm-110nm)的紫外光線(大部分有機物的電離能在12eV以內(nèi))。電離能低于該能量的原子即可以被該紫外光線電離。換言之，當光子的能量hv等于或大于原子電離能Ee時，就產(chǎn)生光致電離。滿足條件hv＝Ee的頻率稱為閾頻率ve，由電離條件可以算出各種原子和分子的閾頻率和相應(yīng)的閾波長λe。比如銫原子的電離能最低(約3.9eV)，其閾波長為318.4nm。

光致電離燈與激光電離是一種常用在空氣環(huán)境中的電離的方式。激光還能作為一種在電離前蒸發(fā)固體樣品的方式。光致電離燈通過激發(fā)填充氣體釋放光子，目前市售的光致電離燈的能量有8.4、9.5、10.6、11.8。正離子的產(chǎn)生見公式1，其中hυ為光子的能量，M為某中性分子。

hυ+M→M++e^-????(1)

通常有機物的電離能量在7-10eV之間，M+離子通常為芳香烴類物質(zhì)。空氣中離子的準確形成方式極為復雜，比如說酮類物質(zhì)在真空紫外電離時產(chǎn)生的是MH+離子，而非M+離子。這是由于空氣中的某種介質(zhì)參與了反應(yīng)。在光電離反應(yīng)中并不能直接產(chǎn)生負離子，而是通過與公式中的多余電子產(chǎn)生反應(yīng)而形成的。

使用光致電離燈最大的好處在于通過選擇不同能量的燈達到選擇性電離的效果。

由于紫外光致電離燈的使用壽命約為3000小時，在日常使用中不能采取常亮的工作模式，同時因為直流高壓驅(qū)動的紫外光致電離燈點亮時間較長，約需時2秒，點亮時間過長將影響單次分析時間并在很大程度上降低系統(tǒng)靈敏度。因此在選型時特別選取了射頻驅(qū)動的紫外光致電離燈。該種燈的點亮時間僅需100ms，這樣不影響整體檢測效果。

如圖1所示，現(xiàn)有的采用紫外燈作為電離源的離子遷移譜設(shè)備，均采用垂直安裝的方式將紫外燈10與離子管成90度角，垂直安置于離子管電離區(qū)。由于紫外燈10采用垂直頂裝，進樣裝置20安裝于水平前端。

采用該方法的最大缺陷在于，在電離區(qū)必須留出紫外燈的出光端面的安置位置，而電離區(qū)是一個封閉的電場，該封閉電場一旦被破壞將極大的影響離子進入遷移區(qū)的效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對離子遷移譜設(shè)備中紫外燈采用垂直安裝方式所存在的問題，而提供一種離子遷移譜設(shè)備中紫外燈的裝配方法，其采用水平頂裝紫外燈的安裝方法，可以有效解決垂直安裝方式所存在的問題。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種離子遷移譜設(shè)備中紫外燈的裝配方法，所述紫外燈水平安置于離子管的電離區(qū)域中前端，且在紫外窗口前留一條電離通道。

在本發(fā)明的優(yōu)選實例中，所述電離通道的寬度為4mm。

在本發(fā)明的另一優(yōu)選實例中，將離子遷移譜設(shè)備中的進樣裝置安置于電離區(qū)域下端。

在上述方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還提供一種采用水平頂裝紫外燈的離子遷移譜設(shè)備，該設(shè)備包括紫外光電離燈、固定支架、離子管、預置放大器、進樣裝置、所述離子管中設(shè)有離子管門柵，在其末端設(shè)有法拉第盤，所述法拉第盤與預置放大器通信相接，所述紫外光電離燈水平置于離子管的前端，并位于離子管的門柵前，同時在紫外窗口與門柵之間預留電離通道形成相應(yīng)的電離區(qū)；所述紫外光電離燈通過固定支架與離子管相接。

進一步的，所述電離通道的寬度為4mm。

進一步的，所述進樣裝置位于離子管的電離區(qū)下方并通過導管與電離區(qū)導通。