[發(fā)明專利]一種階梯場離子遷移管

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611040326.2
• 申請日: 2016-11-21
• 公開（公告）號: CN108091537B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳創(chuàng);陳紅;黃衛(wèi);王衛(wèi)國;李海洋
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: H01J49/02
• 分類號: H01J49/02;H01J49/40
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

1.一種階梯場離子遷移管，其特征在于：

離子遷移區(qū)內(nèi)部的電場由方向相同、依次按相同差值減弱的直流電場構(gòu)成，于離子遷移管內(nèi)部形成電場為階梯電場的筒狀離子遷移區(qū)；

于離子遷移管內(nèi)設(shè)有由M個以上的環(huán)狀導電極片和M-1個以上的環(huán)狀絕緣極處依次交替同軸疊合構(gòu)成中空筒體結(jié)構(gòu)，筒體內(nèi)的中空處即為柱狀的離子遷移區(qū)，離子遷移區(qū)處于離子源和離子接受極之間；M為大于等于4的正整數(shù)；

離子遷移區(qū)內(nèi)部的電場由方向相同、呈相同差值依次減弱的直流電場構(gòu)成是指：沿電離源至離子接受極的方向，所述第一導電極片與第二導電極片之間施加第一直流電場，于所述第二導電極片與第三導電極片之間施加第二直流電場，于所述第三導電極片與第四導電極片之間施加第三直流電場，……于所述第M-1導電極片與第M導電極片之間施加第M-1直流電場；

第一直流電場與第二直流電場的差值等于第二直流電場與第三直流電場的差值、……等于第M-2直流電場與第M-1直流電場的差值；

第一直流電場、第二直流電場、第三直流電場……第M-1直流電場的方向相同。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子遷移管，其特征在于：所述的直流電場滿足E/N大于0至小于等于4Td之間，其中E表示電場強度，N表示氣體分子數(shù)密度，所述差值為0.01-1Td之間。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子遷移管，其特征在于：沿離子遷移區(qū)的軸向方向，在離子遷移區(qū)的一側(cè)放置有離子門，另一側(cè)放置有離子接受極和進氣口；在離子門遠離離子遷移區(qū)的一側(cè)放置有帶有進氣口和出氣口的離子源。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的離子遷移管，其特征在于：所述的離子門為Bradbury-Neilson型和Tyndall-Powell型離子門中的任意一種；

所述的離子源為在大氣壓條件下能夠離子化樣品分子的任意離子源。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的離子遷移管，其特征在于：載帶有待測樣品的氣體通過離子源上設(shè)置的進氣口進入到離子源中，樣品分子在離子源中被離子化成樣品離子；

樣品離子通過周期開啟的離子門進入到離子遷移區(qū)，在其中非均勻直流電場的驅(qū)動下先后到達離子檢測極，并被轉(zhuǎn)換成電流強度對時間的譜圖信息輸出；

在上述過程進行的同時，另一路氣體從離子遷移區(qū)上設(shè)置的進氣口進入離子遷移區(qū)內(nèi)部并沿著與離子飛行方向相反的方向流出離子遷移區(qū)，最終與載帶有待測樣品的氣體一起從離子源上設(shè)置的出氣口流出離子遷移管。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的離子遷移管，其特征在于：所述的氣體為包括O₂、N₂、CO₂、H₂、Ar等氣體在內(nèi)的任一氣體或者二種以上氣體混合物。