[發(fā)明專利]電介質(zhì)阻擋放電離子化檢測器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710798472.X
• 申請日: 2017-09-07
• 公開（公告）號(hào): CN107807193B
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 品田惠;北野勝久
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社島津制作所;國立大學(xué)法人大阪大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N30/64
• 分類號(hào): G01N30/64
• 代理公司: 31291 上海立群專利代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 毛立群;楊楷

在電介質(zhì)阻擋放電離子化檢測器中提高檢測輸出的穩(wěn)定性。在BID中具有：電介質(zhì)管(111)，等離子體生成氣體在其內(nèi)部流動(dòng)；高壓電極(112)，圍繞設(shè)置于電介質(zhì)管(111)的外壁；2個(gè)接地電極(113、114)，圍繞設(shè)置于夾著高壓電極(112)的位置；電壓施加裝置(115)，連接于高壓電極(112)，在高壓電極(112)與2個(gè)接地電極(113、114)之間施加交流電壓，使得在電介質(zhì)管(111)內(nèi)產(chǎn)生放電并從等離子體生成氣體生成等離子體；電荷收集部(120)，檢測試料成分的離子電流，2個(gè)接地電極(113、114)之中的一個(gè)接地電極與高壓電極(112)的距離比兩者間的放電開始距離長，另一個(gè)接地電極與高壓電極(112)的距離比兩者間的放電開始距離短。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電介質(zhì)阻擋放電離子化檢測器，主要優(yōu)選作為氣相色譜儀(GC)用的檢測器。

背景技術(shù)

近年來，將利用由電介質(zhì)阻擋放電等離子體實(shí)現(xiàn)的離子化的電介質(zhì)阻擋放電離子化檢測器(Dielectric Barrier Discharge Ionization Detector，以下簡稱為“BID”)實(shí)際用作GC用的新的檢測器(參照專利文獻(xiàn)1、2以及非專利文獻(xiàn)1等)。

上述文獻(xiàn)所述的BID大致由放電部與設(shè)置在其下方的電荷收集部構(gòu)成。在放電部中，通過將低頻的交流高電壓施加至圍繞由石英玻璃等的電介質(zhì)構(gòu)成的管(電介質(zhì)管)地設(shè)置的等離子體生成用電極，使被供給至該電介質(zhì)管的管路內(nèi)的惰性氣體電離而形成大氣壓非平衡等離子體。而且，通過從該等離子體發(fā)出的光(真空紫外光)或激發(fā)物等的作用，使被導(dǎo)入至電荷收集部內(nèi)的試料氣體中的試料成分離子化，并通過收集電極收集生成的該離子，生成與離子的量即試料成分的量相對應(yīng)的檢測信號(hào)。

圖7示出所述BID中的放電部周邊的構(gòu)成。放電部610具備如上述那樣的石英等的電介質(zhì)構(gòu)成的電介質(zhì)圓筒管611，其內(nèi)部成為氦(He)氣或者Ar(氬)氣等的惰性氣體的流路。在電介質(zhì)圓筒管611的外壁面圍繞設(shè)置有3個(gè)環(huán)狀的電極，所述環(huán)狀電極由金屬(例如SUS、銅等)構(gòu)成且分別隔開規(guī)定的距離。這些3個(gè)電極之中，在中央的電極612中連接有產(chǎn)生低頻的高壓交流電壓的激發(fā)用高壓交流電源615，配置于該電極上下的電極613、614都接地。以下，將所述中央的電極稱為高壓電極612，上下的電極分別稱為接地電極613、614，將這些統(tǒng)稱為等離子體生成用電極。因?yàn)殡娊橘|(zhì)圓筒管611的壁面存在于等離子體生成用電極612、613、614與所述惰性氣體的流路之間，所以電介質(zhì)即該壁面本身作為包覆電極612、613、614的表面的電介質(zhì)包覆層起作用，能夠進(jìn)行電介質(zhì)阻擋放電。在惰性氣體在電介質(zhì)圓筒管611內(nèi)流動(dòng)的狀態(tài)下，若驅(qū)動(dòng)激發(fā)用高壓交流電源615，則低頻的高壓交流電壓被施加至高壓電極612與配置于其上下的接地電極613、614之間。由此，在由所述2個(gè)接地電極613、614夾著的區(qū)域產(chǎn)生放電。因?yàn)樵摲烹娡ㄟ^電介質(zhì)包覆層(電介質(zhì)圓筒管611的壁面)而進(jìn)行的，所以是電介質(zhì)阻擋放電，由此在電介質(zhì)圓筒管611中流動(dòng)的惰性氣體(等離子體生成氣體)被大范圍地電離而產(chǎn)生等離子體(大氣壓非平衡等離子體)。

在上述構(gòu)成的BID中，因?yàn)榈入x子體生成用電極的表面如上所述地被電介質(zhì)覆蓋，所以能夠抑制來自金屬電極表面的熱電子或二次電子的放出。此外，通過電介質(zhì)阻擋放電產(chǎn)生的是包含低溫的中性氣體的非平衡等離子體，所以能夠抑制放電部的溫度變動(dòng)或因加熱導(dǎo)致氣體從石英管內(nèi)壁的放出等的、等離子體的變動(dòng)因素。其結(jié)果是因?yàn)槟軌蛟贐ID中穩(wěn)定地維持等離子體，所以能夠?qū)崿F(xiàn)比作為GC用檢測器而最常使用的火焰離子化型檢測器(Flame Ionization Detector,FID)高的SN比。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2010-60354號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：國際公開第2012/169419號(hào)公報(bào)

非專利文獻(xiàn)