[發(fā)明專利]雙模式離子遷移譜儀

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580060875.3
• 申請日: 2015-09-29
• 公開（公告）號: CN107076704A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: W·A·芒羅
• 申請（專利權(quán)）人: 史密斯探測-沃特福特有限公司
• 主分類號: G01N27/62
• 分類號: G01N27/62
• 代理公司: 北京潤平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11283
• 代理人: 金旭鵬,肖冰濱

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及離子遷移譜分析方法和裝置，以及尤其涉及用于飛行時(shí)間離子遷移譜分析的方法和裝置，并且還尤其針對在雙模式離子遷移譜單體(cell)中使用的方法和裝置。

背景技術(shù)

離子遷移譜儀(IMS)可以通過使材料離子化并測量所得到的離子在已知電場下行進(jìn)已知距離所花費(fèi)的時(shí)間來從感興趣樣本中識別材料。每個離子的飛行時(shí)間可以通過檢測器來測量，并且飛行時(shí)間與離子通過氣體的遷移率相關(guān)聯(lián)。離子的遷移率與其質(zhì)量和碰撞截面有關(guān)。因此，通過測量檢測器中離子的飛行時(shí)間，推斷離子的身份是可行的。這些飛行時(shí)間可以圖形地或數(shù)字地被顯示為等離子圖。

不同材料產(chǎn)生不同的帶電離子。離子遷移譜儀可以被用于篩選違禁品諸如爆炸物和麻醉品的痕跡。麻醉品通常可以在以正模式操作的IMS中可檢測，而麻醉品可以在負(fù)模式中可檢測。一些化學(xué)武器制劑可以在正模式中被檢測，以及其它違禁品可以在負(fù)模式中被檢測。因此一些IMS設(shè)備包括正模式單體和負(fù)模式單體二者。

在空間資源和電力資源不受限制的情況下，提供正模式IMS單體和負(fù)模式IMS單體二者是沒有問題的。在手持式設(shè)備中，對設(shè)備的大小和重量都存在約束。在IMS電源單元中使用的材料的介電擊穿問題也對IMS裝置施加電壓相關(guān)的大小約束。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的方面和示例在隨附權(quán)利要求中陳述。

附圖說明

現(xiàn)在將通過結(jié)合附圖僅以示例的方式來描述一些實(shí)施方式，其中：

圖1示出IMS單體的示意性剖視圖；

圖2是在諸如圖1所示的IMS單體中使用的結(jié)合的離子門和檢測器的圖示；以及

圖3是在諸如圖1所示的IMS單體中使用的結(jié)合的排斥極電極和檢測器的圖示。

具體實(shí)施方式

本公開的實(shí)施方式提供雙模式IMS裝置，其中電場被提供以使正離子沿著漂移室向著正離子的檢測器移動。相同的電場還使負(fù)離子在其他方向沿著漂移室向著負(fù)離子的檢測器移動。位于一側(cè)的負(fù)離子的檢測器和正離子源通過漂移室與另一側(cè)的正離子的檢測器和負(fù)離子源分離。因此本公開的實(shí)施方式提供單個雙模式IMS單體，其可以使用單個電壓分布來使不同極性的離子以不同方向移動。因此本公開的實(shí)施方式可以使用單個公共電源來使正離子和負(fù)離子二者移動。這種IMS裝置的一種示例在圖1中被示出。

本公開的實(shí)施方式還提供適用于用作檢測器的離子門。這種離子門可以在參考圖1所描述的裝置中使用。本公開的另一實(shí)施方式提供適用于作為檢測器操作的排斥極電極。這種排斥極電極還可以在諸如參考圖1所描述的裝置中被使用。

圖1示出離子遷移譜儀100，該離子遷移譜儀100包括漂移室104，第一離子源102-1、108-1、第二離子源102-2、108-2，第一離子檢測器106-1、110-1和第二離子檢測器106-2、110-2。所述第一離子源102-1、108-1和所述第二檢測器106-2、110-2被布置在所述漂移室104的一端且所述第二離子源102-2、108-2和所述第一檢測器106-1、110-1被布置在漂移室104的另一端。

所述第一檢測器106-1、110-1可以包括用于收集正離子的第一收集電極106-1和耦合到所述第一收集電極106-1的第一信號確定器110-1。類似地所述第二檢測器106-2、110-2可以包括用于收集負(fù)離子的第二收集電極106-2和耦合到所述第二收集電極106-2的第二信號確定器110-2。

所述第一信號確定器110-1和所述第二信號確定器110-2可以被耦合至控制器112。所述控制器112還可以被耦合至所述第一離子源102-1、108-1和所述第二離子源102-2、108-2并且被耦合至電場施加器，該電場施加器被布置成提供電場以使正離子從所述第一離子源102-1、108-1向著所述第一離子檢測器移動，并使負(fù)離子從所述第二離子源102-2、108-2移動至所述第二檢測器。