[實用新型]一種雙極性可控脈沖電暈放電電離源及其離子遷移譜儀

有效

• 申請號: 201721643799.1
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN207474410U
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發明（設計）人: 王慧敏;沈國乃;陳長貴;郝中原;張勇
• 申請（專利權）人: 北京市北分儀器技術有限責任公司
• 主分類號: H01J49/02
• 分類號: H01J49/02;G01N27/68;H01J49/26
• 代理公司: 北京東方芊悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11591
• 代理人: 彭秀麗

本實用新型公開了一種雙極性可控脈沖電暈放電電離源及其離子遷移譜儀，包括脈沖高壓模塊、電極基座和安裝在所述電極基座上的電極，所述電極與所述脈沖高壓模塊電性連接，所述電極包括第一電極和第二電極，所述第一電極包括平行設置的第一電極I和第一電極II，所述的第一電極I和第一電極II垂直設置于所述電極基座上，且所述的第一電極I和第一電極II之間通過一絕緣隔板隔開，分別用于產生正離子和負離子；所述第二電極為一帶有網孔的金屬網片，其覆蓋于所述第一電極上方的所述電極基座的開口端。本實用新型中的雙極性可控可控高壓脈沖電暈放電電離源結構簡單，可以在大氣壓條件下同時產生正/負離子，信號強度大，放電性能穩定，具有優良的電離效率及整體使用壽命。

技術領域

本實用新型涉及氣相檢測技術領域，具體涉及一種雙極性可控脈沖電暈放電電離源及其離子遷移譜儀。

背景技術

離子遷移譜(Ion Mobility Spectrometry，IMS)是過去幾十年來發展起來的一項新型氣相分析檢測技術，主要是通過氣態離子的遷移率來表征各種不同的化學物質，以達到對各種物質分析檢測的目的。離子遷移譜儀能在大氣壓和室溫條件下工作，結構簡單，分析速度快，靈敏度高，特別適合于一些揮發性有機化合物的痕量探測。離子遷移譜儀在國家安全、環境監測、生物醫學、食品衛生等眾多領域都展示出了其無限的潛力。

待測樣品在載氣的帶動下通過進氣口進入反應區，在電離源的作用下通過質子奪取反應、電子附著反應、電子交換反應等過程生成相對穩定的產物離子。產物離子通過離子柵門的控制，在同一時間進入漂移區。漂移區為處于大氣環境中的一段均勻電場，電場強度約為200～400V/cm，產物離子因受電場的加速和逆向中性大氣分子的碰撞減速，在宏觀上就表現為獲得了一個恒定的平均速度。由于不同的產物離子其荷質比、空間幾何構型和碰撞截面等不同，因而獲得的平均速度也不同，所以不同的產物離子在電場中被成功分離，先后到達法拉第接收極，從而獲得離子遷移譜信號，經數據處理及數據庫檢索，即可以得到待測樣品的種類和濃度。

電離源主要是將樣品分子在大氣壓條件下電離成離子，以便在漂移區中進行分離檢測。一般要求電離源可以將樣品充分電離，同時還要少受空氣組份的影響。常用的電離方法有如下幾種：放射性電離，電暈放電電離，紫外燈電離，激光電離，電噴霧電離，火焰電離，表面電離等多種方式。目前，最常用的電離源是采用放射性材料制成的金屬箔，它無需外接電源，應用簡單，但同時它又具有輻射性，可能會對人體造成傷害，在使用、運輸、加工以及處理等方面都有嚴格的操作規程，再加上放射性電離源的線性范圍窄、選擇性欠好和放射性污染等問題，對IMS檢測技術的發展存在很大限制。電暈放電是常壓下產生等離子體的主要放電方式之一，相比較放射性電離源，電暈放電產生的電子密度大，因此可以提高整體儀器的探測靈敏度，并得到較大的動態范圍。電暈放電離子遷移譜儀可以檢測一些放射性電離源離子遷移譜儀不能檢測或靈敏度很低的非揮發性鏈烷烴和芳香族化合物，還可以對液體樣品直接進行分析。

電暈放電主要有直流電暈放電和脈沖電暈放電兩種方式。早期的研究工作大部以直流電暈放電為主，但脈沖電暈放電的優點顯而易見，可以減輕放電針電極的損耗，提高電極壽命；電暈放電時產生的氮氧化物NOX和O₃會干擾氣相分子-離子反應，會大大降低負離子物質的檢測靈敏度，脈沖電暈放電則可以減少NO_X和O₃的生成，利于消除其對正常產物離子的不利影響。