[發明專利]電暈放電離子源組件及其離子注入方法

有效

• 申請號: 201710219373.1
• 申請日: 2017-04-06
• 公開（公告）號: CN106910669B
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發明（設計）人: 趙東杰;劉軍;丁慶行
• 申請（專利權）人: 北京物資學院
• 主分類號: H01J49/18
• 分類號: H01J49/18;H01J37/317
• 代理公司: 北京東方靈盾知識產權代理有限公司11506
• 代理人: 蘇向銀,王君昌

技術領域

本發明涉及化學分析儀器領域，具體而言，特別涉及一種電暈放電離子源組件及其離子注入方法。

背景技術

高場非對稱波形離子遷移率譜(High Field Asymmetric Ion Mobility Spectrometry,FAIMS)是一種工作在大氣壓環境下，利用氣相離子在高電場中的非線性運動來進行痕量(極小的量)物質探測的技術。其廣泛的應用于爆炸物、毒品、生化物的檢測以及離子預分離領域。

電暈放電是一種相對穩定的放電形式。當在電極兩端加上較高但未達擊穿的電壓時，如果電極表面的電場(局部電場)很強，則電極附近的氣體介質會被局部擊穿而產生電暈放電現象。當電極的曲率半徑較小時，其附近的場強特別高，超過了氣體的電離場強和碰撞游離閾值，就會使氣體發生電離和激勵，電極附近的氣體介質只是發生部分電離，從而形成正負離子及電子。由于FAIMS尺寸小，離子源與FAIMS的結合需要減小體積，而縮減體積會導致放電空間減小，電荷聚集，易出現放電不穩定、放電電流增大以及離子注入效率低等問題，導致檢測結果重復性差；此外現有電暈放電離子源體積較大,無法與小型化和微型化的FAIMS進行集成等問題。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決現有技術中的問題之一。

有鑒于此，本發明一方面提供了一種電暈放電離子源組件，增加了有效離子，提高了離子注入率，使放電更加穩定。進一步的，本發明提供了一種應用電暈放電離子源組件的離子注入方法，增加了有效離子，提高了離子注入率，使放電更加穩定。

根據本發明提供的電暈放電離子源組件，包括：絕緣套筒，所述絕緣套筒內構造有離子發生腔，所述絕緣套筒的底端形成有與所述離子發生腔連通的開口，所述絕緣套筒上設有與所述離子發生腔連通的空氣供給通道；離子反應倉，所述離子反應倉由絕緣件構造成，并在所述離子反應倉內構造出離子反應腔，所述開口與所述離子反應腔連通；電暈放電網，所述電暈放電網設在所述開口處；電暈放電針組件，所述電暈放電針組件由所述絕緣套筒的上端可調節地伸入到所述離子發生腔內，所述電暈放電針組件與所述電暈放電網間隔開；離子注入電極，所述離子注入電極設在所述離子反應倉上并與所述電暈放電網間隔開；電暈放電高壓電源，所述電暈放電高壓電源與所述電暈放電網和所述電暈放電針組件連接；和控制器，所述控制器與所述電暈放電高壓電源及所述離子注入電極連接。

根據本發明的實施例的電暈放電離子源組件，該電暈放電離子源組件體積小，氣密性好，通過控制器優化工作參數，大大增加了有效離子，使放電更加穩定，提高了離子注入率。

根據本發明的一個實施例，進一步包括空氣注入泵，所述空氣注入泵與所述空氣供給通道連通，所述空氣注入泵與所述控制器連接。

根據本發明的一個實施例，進一步包括過濾器，所述過濾器設在所述空氣供給通道內，所述過濾器包括依次排布的活性炭層、硅橡膠顆粒層和分子篩層。

根據本發明的一個實施例，進一步包括耦合底座，所述耦合底座套接在所述絕緣套筒上，所述耦合底座與所述離子反應倉相連接。

根據本發明的一個實施例，所述電暈放電針組件包括與所述絕緣套筒螺紋連接的調整螺柱和與所述調整螺柱的下端固定連接的電暈放電針。

根據本發明的一個實施例，所述控制器包括：微處理模塊以及與所述微處理模塊分別連接的控制功能模塊、終端用戶交互模塊以及波形發生模塊，所述波形發生模塊至少可包括矩形波模塊、三角波模塊和正弦波模塊中的一種。

根據本發明的一個實施例，所述微處理模塊包括微處理器、與所述微處理器連接的控制模塊、與所述微處理器連接的WIFI模塊和與所述微處理器連接的脈沖升壓模塊；所述終端用戶交互模塊與所述微處理器連接且包括：按鍵模塊和顯示模塊；所述控制功能模塊與所述控制模塊連接且包括：電暈放電高壓電源控制模塊和氣流注入控制模塊；所述波形發生模塊與所述脈沖升壓模塊連接。

根據本發明的實施例的一種應用電暈放電離子源組件的離子注入方法，包括以下步驟：

S1：初始化電暈放電離子源組件，設定電暈放電電壓、電流、注入氣流流量工作參數；

S2：根據設定的電暈放電工作參數判斷是否建立穩定的電暈放電，如果建立起穩定的電暈放電，實時檢測電暈放電的工作參數；

S3：檢測的電暈放電工作參數通過模糊矩陣和BP神經網絡進行電暈放電穩定性評估；

S4：根據評估結果判斷是否需要優化電暈放電工作參數，如果不需要優化，輸出當前工作狀態；

S5：根據當前工作狀態判斷檢測是否結束。