[發明專利]一種新型正負離子快速切換的離子探測器

有效

• 申請號: 201711273062.X
• 申請日: 2017-12-06
• 公開（公告）號: CN109884157B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 王衛國;陳創;李海洋;陳紅
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: G01N27/62
• 分類號: G01N27/62
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

本發明公開一種新型正、負離子快速切換的離子探測器。它通過對稱性結構設計，可以抵消電壓快速變化產生的脈沖干擾信號對放大器的影響，在切換電壓時放大器也可以正常工作。其優點在于：結構簡單，功能可靠，可以有效避免電壓變化對放大器的影響。

技術領域

本發明公開一種新型正、負離子快速切換的離子探測器。它通過對稱性結構設計，可以抵消柵網電壓快速變化產生的脈沖干擾信號對放大器的影響，在切換電壓時放大器也可以正常工作。其優點在于：結構簡單，功能可靠，可以有效避免柵網電壓變化對放大器的影響。

背景技術

離子遷移譜技術是一種基于氣相離子在電場中遷移速率的差異來進行物質分離檢測的技術。根據檢測對象的不同，形成的產物離子分為正離子、負離子兩種。因此，對應的檢測模式分為兩類：正離子模式和負離子模式。傳統的爆炸物一般采用負離子模式(新型過氧化物爆炸物采用正離子模式)；而正離子模式下檢測對象為毒品、環境激素等。通常采用雙管雙模，即儀器配備兩根遷移管，采用并行模式：一根在正離子模式下運行，一根在負離子模式下運行。然而，采用雙管雙模導致儀器體積、重量增加。為了克服此缺陷，開始采用單管雙模模式。即單根遷移管通過電場切換實現對正負離子的同時檢測。但是，目前的切換時間過長。一個重要原因是如果要達到快速切換需要克服切換過程中在放大器上產生的脈沖干擾。

因此，本發明提出一種新型正、負離子快速切換的離子探測器，利用反向電壓切換抵消脈沖干擾，實現正負離子模式的快速切換，結構簡單，操作方便，靈敏度高。

發明內容

本發明涉及分析儀器中新型正、負離子快速切換的離子探測器。它通過對稱性結構設計，可以抵消柵網電壓快速變化產生的脈沖干擾信號對放大器的影響，在切換電壓時放大器也可以正常工作。其優點在于：結構簡單，功能可靠，可以有效避免柵網電壓變化對放大器的影響。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種正、負離子快速切換的離子探測器，包括第一、第二金屬柵網和、第一、第二法拉底盤、金屬地電極、金屬屏蔽筒；

所述的金屬屏蔽筒為左端開口的中空筒體，第一金屬柵網、第一法拉底盤、金屬地電極、第二法拉底盤、第二金屬柵網依次順序排列置于中空筒體，彼此之間絕緣；第一金屬柵網和第二金屬柵網分別經導線與直流電源相連；第一、第二法拉底盤和分別與差分放大器的主輸入端和參考端相連；金屬地電極、金屬屏蔽筒均通過導線接地；

所述的金屬柵網和金屬柵網上施加同步變化的切換電壓。

于第一法拉底盤金屬地電極之間、于金屬地電極與第二法拉底盤之間分別設有絕緣墊片；

于靠近第一金屬柵網一側的絕緣墊片表面設有絕緣環，第一法拉底盤置于絕緣環中部；

于靠近第二金屬柵網一側的絕緣墊片表面設有絕緣環，第二法拉底盤置于絕緣環中部。

所述的金屬屏蔽筒為左端開口右端密閉的中空圓筒，于金屬屏蔽筒內部設有與其內壁面貼接的絕緣筒，絕緣筒為左端開口右端密閉的中空圓筒，金屬柵網、法拉底盤、金屬地電極、絕緣環墊片勻置于絕緣筒內，金屬屏蔽筒、圓形第一、第二金屬柵網、圓形第一、第二法拉底盤、圓形金屬地電極、圓形絕緣墊片、圓形絕緣環及絕緣筒為同軸設置。

所述的圓形第一、第二金屬柵網直徑、圓形絕緣環內徑、圓形金屬地電極直徑不小于第一、第二法拉底盤直徑。

所述的第一、第二金屬柵網、絕緣環、金屬地電極在軸線上的厚度在0.0001至10毫米。

所述的電壓幅值在-200V至200V；切換時間在1ps至1分鐘。

本發明的有益效果在于：將該檢測器與離子遷移譜聯用，可以實現很短時間內利用當個離子遷移管，實現對正負離子的快速檢測，提高了檢測范圍、獲得正負離子的信息，提高額識別準確性；同時有利于減小儀器的體積和重量，實現便攜。

附圖說明