[實用新型]一種用于揮發性有機物實時在線監測的離子遷移譜儀

有效

• 申請號: 201922303412.3
• 申請日: 2019-12-19
• 公開（公告）號: CN211785307U
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 黃超群;夏磊;李愛悅;沈成銀;儲焰南
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: G01N27/62
• 分類號: G01N27/62
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 鄧治平

1.一種用于揮發性有機物實時在線監測的離子遷移譜儀，其特征在于：它由進樣系統(1)、離子遷移管(2)、正負離子檢測快速切換模塊(3)、離子信號分析與處理模塊(4)、揮發性有機物快速識別模塊(5)和揮發性有機物濃度計算模塊(6)組成；離子遷移管(2)包括電離源(7)、反應區(8)、離子門(9)、離子遷移區(10)和離子信號探測單元(11)；正負離子檢測快速切換模塊(3)選擇正離子或負離子檢測模式，揮發性有機物分子經進樣系統(1)進入離子遷移管(2)的反應區(8)后，和電離源(7)產生的反應離子在反應區(8)發生離子-分子反應，得到帶正電荷或負電荷的產物離子，并匯聚在離子門(9)前；當離子門開啟時，產物離子以脈沖形式進入離子遷移區(10)，并在電場作用下到達離子遷移管(2)的離子信號探測單元(11)，產生脈沖電信號，離子信號分析與處理模塊(4)對這些電信號處理后，揮發性有機物快速識別模塊(5)再對上述信號進行快速識別，并將識別數據傳輸到揮發性有機物濃度計算模塊(6)，揮發性有機物濃度計算模塊(6)用于計算檢測到的揮發性有機物的濃度，并跟蹤揮發性有機物的濃度隨時間的變化情況，正負離子檢測快速切換模塊(3)切換到相反極性檢測模式，其對應離子也被檢測、識別和計算濃度，從而完成揮發性有機物的實時在線監測。

2.根據權利要求1所述的用于揮發性有機物實時在線監測的離子遷移譜儀，其特征在于：所述離子遷移管(2)的電離源(7)可以為光電離電離源、放射性電離源、電暈放電電離源、等離子體電離源、電噴霧電離源或薄膜型電離源。

3.根據權利要求1所述的用于揮發性有機物實時在線監測的離子遷移譜儀，其特征在于：所述的離子遷移管(2)的離子門(9)可以為Bradbury-Nielson型，也可以是Tyndall-Powell型離子門。

4.根據權利要求1所述的用于揮發性有機物實時在線監測的離子遷移譜儀，其特征在于：所述的正離子或負離子快速切換檢測模式，是在同一個遷移管內利用正負離子檢測快速切換模塊(3)和同一套數據分析采集系統來完成的，即：離子遷移管(2)在大于一個離子遷移譜的采樣周期內先完成正離子或負離子檢測，然后正負離子檢測快速切換模塊(3)在250毫秒內，也就是在約等于10個離子遷移譜的采樣周期的時長內把檢測模式切換到相反極性，完成相反極性離子的檢測，極性轉換時，采用內嵌保護電路，有效避免了數千伏高壓在極短時間內的極性轉換給離子遷移譜數據采集系統帶來的安全隱患，同時，250毫秒內的電源極性切換，也最大限度地降低了信號損失，確保離子遷移譜儀器的檢測靈敏度。

5.根據權利要求1所述的用于揮發性有機物實時在線監測的離子遷移譜儀，其特征在于：所述的揮發性有機物快速識別模塊(5)接受到離子信號分析與處理模塊(4)傳輸來的離子信號后，結合離子的遷移時間等特征，對其進行快速識別，并將識別結果送入揮發性有機物濃度計算模塊(6)做進一步處理。

6.根據權利要求1所述的用于揮發性有機物實時在線監測的離子遷移譜儀，其特征在于：所述的揮發性有機物濃度計算模塊(6)對揮發性有機物快速識別模塊(5)送入的識別信號進行濃度計算，獲得不同揮發性有機物的濃度數據，并跟蹤濃度隨時間的變化情況，實現揮發性有機物的實時在線監測。