[發明專利]離子接收極

有效

• 申請號: 201710516165.8
• 申請日: 2017-06-29
• 公開（公告）號: CN107275180B
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 趙占鋒;姜佩賀;周志權
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學(威海)
• 主分類號: H01J49/02
• 分類號: H01J49/02
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 劉士寶

離子接收極，屬于離子漂移譜鑒定領域，本發明為解決離子接收極采用實心金屬圓盤存在氣流不穩定，進而導致IMS儀器性能降低的問題。本發明包括左電極片、右電極片和導電圓環；左電極片和右電極片分別固接在導電圓環左右兩側；三者外徑相等，且與漂移管的內徑相等；左電極片和右電極片平行相對設置，左電極片上密集均布多個第一離子孔，右電極片上密集均布多個第二離子孔，且左電極片上的多個第一離子孔與右電極片上的多個第二離子孔相互交錯。本發明雙層帶孔結構有效避免大進氣流量下出現不穩定氣流。

技術領域

本發明屬于離子漂移譜鑒定領域，涉及離子漂移譜鑒定過程中的離子接收極結構。

背景技術

離子遷移譜(Ion Mobility Spectrometry,IMS)是一種根據離子的遷移率對物質進行鑒定的技術。遷移率是離子的一種屬性，在相同的漂移環境下，不同的離子具有不同的遷移率，經過固定長度和場強的漂移區后，不同的離子將先后到達離子接收極，進而得到分離。

在IMS儀器中，離子在漂移區電場和相向而來漂移氣的共同作用下運動，因此漂移區穩定的氣流，是實現物質鑒定的基礎與前提。漂移氣從漂移管的末端在流量計的精確控制下進入漂移管，如圖1所示。離子接收極位于漂移管后端是一種將離子入射轉化為電信號的裝置，傳統上，離子接收極是一塊被稱作法拉第盤的實心金屬圓盤。漂移氣從進氣口進入漂移管后，由于離子接收極的阻擋，漂移氣從離子接收極與漂移管壁之間的空隙進入漂移區，離子接收極變成了漂移氣氣路中的一塊屏障，離子接收極右側形成了一塊低壓區，這造成了離子接收極附近氣流的不穩定。

Vautz W等在文獻Vautz W,Sielemann S,Baumbach J I.3D gas flowsimulation as a tool for the characterisation and optimisation of ionmobility spectrometers[J].Int J Ion Mobil Spectrom,2004,7:19-24.中指出，當漂移氣的流量較小時，漂移區的氣體近乎穩定，當漂移氣流量增大時，在接收極附近出現了明顯的湍流，流量越大，湍流越明顯，湍流的出現影響了儀器的靈敏度和分辨率；H LI等在文獻Han F,Zhang H,Peng L,et al.A simulation model study of the coupled field inthe IMS drift tube[J].International Journal for Ion Mobility Spectrometry,2016,19(4):219-226；Han F,Du Y,Cheng S,et al.Computational fluid dynamics-Monte Carlo method for calculation of the ion trajectories and applicationsin ion mobility spectrometry[J].International Journal of Mass Spectrometry,2012,309:13-21.中指出，當流量大于600ml/min時，接收極附近出現明顯的湍流，并影響分辨率；楊杰、曹樹亞、郭成海等在文獻離子遷移(IMS)漂移管的多物理場模擬方法研究[J].現代科學儀器,2011(6):41-46.中通過仿真也同樣發現了不穩定氣流的存在。多位研究者指出了接收極會影響漂移區氣流的穩定，進而導致IMS儀器性能的降低，但目前尚未發現針對該不平穩氣流的解決方案。

發明內容

本發明目的是為了解決離子接收極采用實心金屬圓盤存在氣流不穩定，進而導致IMS儀器性能降低的問題，提供了一種離子接收極。

本發明所述離子接收極，包括左電極片1、右電極片2和導電圓環3；左電極片1和右電極片2分別固接在導電圓環3左右兩側；三者外徑相等，且與漂移管的內徑相等；