[發明專利]電介質阻擋放電離子化檢測器

有效

• 申請號: 201710798500.8
• 申請日: 2017-09-07
• 公開（公告）號: CN107807196B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 品田惠;北野勝久
• 申請（專利權）人: 株式會社島津制作所;國立大學法人大阪大學
• 主分類號: G01N30/64
• 分類號: G01N30/64;G01N27/70
• 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

提供能夠實現高SN比的氬氣?BID。在電介質阻擋放電離子化檢測器中具有：電介質圓筒管(111)；高壓電極(112)，圍繞設置于電介質圓筒管(111)的外壁并連接于交流電源；上游側接地電極(113)以及下游側接地電極(114)，圍繞設置于高壓電極(112)，通過在放電部(110)內的放電而從包含氬氣的氣體生成等離子體，通過等離子體的作用，使被供給至電荷收集部(120)的試料氣體中的成分離子化，檢測該離子化后成分的離子電流，在電介質圓筒管(111)的內周面形成半導體膜(117)，并且使上游側接地電極(113)以及下游側接地電極(114)的長度分別比高壓電極(112)與管路前端部件(116)之間以及高壓電極(112)與電荷收集部(120)之間的沿面放電的開始距離長。

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圍繞由石英玻璃等的電介質構成的管(電介質管)而設置的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。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4示出所述BID中的放電部周邊的構成。放電部410具備如上述那樣的石英等的電介質構成的電介質圓筒管411，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411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412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415，配置于該電極上下的電極413、414都接地。以下，將所述中央的電極稱為高壓電極412，上下的電極分別稱為接地電極413、414，將這些統稱為等離子體生成用電極。因為電介質圓筒管411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412、413、414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411內流動的狀態下，若驅動激發用高壓交流電源415，則低頻的高壓交流電壓被施加至高壓電極412與配置于其上下的接地電極413、414之間。由此，在由所述2個接地電極413、414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411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411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412構成為由2個接地電極413、414夾著，能夠抑制因放電產生的等離子體擴散至電介質圓筒管411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413、414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的溫度變動或加熱導致氣體從石英管內壁的放出等的、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。