[發明專利]電介質阻擋放電離子化檢測器

有效

• 申請號: 201710798487.6
• 申請日: 2017-09-07
• 公開（公告）號: CN107807167B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 品田惠
• 申請（專利權）人: 株式會社島津制作所
• 主分類號: G01N27/68
• 分類號: G01N27/68
• 代理公司: 上海立群專利代理事務所(普通合伙) 31291
• 代理人: 毛立群;楊楷

提供氬氣?BID，能夠防止由等離子體生成區域的擴大而產生單側阻擋放電，實現高SN比。電介質阻擋放電離子化檢測器具有：電介質管(111)；高壓電極(112)，圍繞設置于電介質管(111)的外壁并連接于交流電源；上游側接地電極(113)及下游側接地電極(114)，圍繞設置于高壓電極(112)的上下，通過在放電部(110)的放電生成等離子體，使供給至電荷收集部(120)的試料氣體中的成分離子化并檢測離子電流，使上游側接地電極(113)的長度比電介質管(111)上端的管路前端部件(116)與高壓電極(112)之間的沿面放電的開始距離長，或者使下游側接地電極(114)的長度比高壓電極(112)與電荷收集部(120)之間的沿面放電的開始距離長，或者同時滿足上述兩種情況。

技術領域

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

背景技術

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

上述文獻所述的BID大致由放電部與設置在其下方的電荷收集部構成。在放電部中，通過將低頻的交流高電壓施加至等離子體生成用電極，使被供給至該電介質管的管路內的惰性氣體電離而形成大氣壓非平衡等離子體，所述等離子體生成用電極被圍繞設置于由石英玻璃等的電介質構成的管(電介質管)。而且，通過從該等離子體發出的光(真空紫外光)或激發物等的作用，使被導入至電荷收集部內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的檢測信號。

圖8示出所述BID中的放電部周邊的構成。放電部710具備如上述那樣的石英等的電介質構成的電介質圓筒管711，其內部成為作為等離子體生成氣體的惰性氣體的流路。在電介質圓筒管711的外壁面圍繞設置有3個環狀的電極，所述環狀電極由金屬(例如SUS、銅等)構成且分別隔開規定的距離。這些3個電極之中，在中央的電極712中連接有產生低頻的高壓交流電壓的激發用高壓交流電源715，配置于該電極上下的電極713、714都接地。以下，將所述中央的電極稱為高壓電極712，上下的電極分別稱為接地電極713、714，將這些統稱為等離子體生成用電極。因為電介質圓筒管711的壁面存在于等離子體生成用電極與所述惰性氣體的流路之間，所以電介質即該壁面本身作為包覆電極712、713、714的表面的電介質包覆層起作用，能夠進行電介質阻擋放電。在惰性氣體在電介質圓筒管711內流動的狀態下，若驅動激發用高壓交流電源715，則低頻的高壓交流電壓被施加至高壓電極712與配置于其上下的接地電極713、714之間。由此，在由所述2個接地電極713、714夾著的區域產生放電。因為該放電通過電介質包覆層(電介質圓筒管711的壁面)而進行的，所以是電介質阻擋放電，由此在電介質圓筒管711中流動的等離子體生成氣體被大范圍電離而產生等離子體(大氣壓非平衡等離子體)。

另外，通過像上述那樣地，使高壓電極712構成為夾著2個接地電極713、714，能夠抑制因放電產生的等離子體擴散至電介質圓筒管711的上游側以及下游側，能夠將實質的等離子體生成區域限制在2個接地電極713、714之間。

在BID中，因為等離子體生成用電極的表面如上所述地被電介質覆蓋，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，通過電介質阻擋放電產生的是包含低溫的中性氣體的非平衡等離子體，所以能夠抑制因放電部710的溫度變動或加熱導致氣體從石英管內壁的放出之類的等離子體的變動因素。其結果是因為能夠在BID中穩定地維持等離子體，所以能夠實現比作為GC用檢測器而最常使用的火焰離子化型檢測器(FlameIonization Detector,FID)高的SN比。