[發明專利]用于提高FAIMS檢測精度的差分RF裝置

在審

• 申請號: 202010156946.2
• 申請日: 2020-03-09
• 公開（公告）號: CN111403258A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 鐘倫超;龔濤;田川
• 申請（專利權）人: 清華大學深圳國際研究生院
• 主分類號: H01J49/02
• 分類號: H01J49/02;H01J49/00;H01J49/04;G01N27/62
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所 11430
• 代理人: 范盈

1.用于提高FAIMS檢測精度的差分RF裝置，其特征在于，包括：

反應筒，包括設置在內部的兩條相互平行的樣品通道和離子通道，在樣品通道和離子通道的一端分別設置有引入樣品氣體的樣品孔和引入載氣的載氣孔，另一端分別設置有排氣口，樣品通道和離子通道之間設置有連通口；

離子源，設置在樣品通道的樣品孔和連通口之間，用于將輸入的樣品氣體電離；

分離電極，包括上分離電極和下分離電極，分別設置在與連通口相對的樣品通道和離子通道的側壁上，用于將樣品通道內電離后的離子通過連通口引入離子通道；

遷移區，設備在離子通道的連通口下游，包括相對設置的上極板和下極板，上極板和下極板之間的空間形成輸送電子的遷移通道；

電源，包括與分離電極連接以在分離電極之間加載一個垂直于樣品氣體輸入方向電壓的直流高壓電源，和與上極板連接以對其提供高場非對稱波形射頻電壓和直流掃描補償電壓的高場補償電路，以及分別與上極板和下極板連接以產生階梯狀差分RF方波的差分RF分離電路；

檢測單元，設置在離子通道的排氣口一端，用于將離子信號轉換為電流信號并給出檢測結果。

2.根據權利要求1所述的差分RF裝置，其特征在于，

所述上分離電極安裝在所述樣品通道內與所述通道口對應的內側壁處，所述下分離電極安裝在所述離子通道內與所述連通口正對的內側壁位置處。

3.根據權利要求1所述的差分RF裝置，其特征在于，

所述上分離電極安裝在所述樣品通道內與所述通道口對應的內側壁處，所述下分離電極安裝在所述離子通道外與所述連通口相對的側壁處。

4.根據權利要求1所述的差分RF裝置，其特征在于，

在所述樣品通道的排氣口處連接有分子篩凈化器。

5.根據權利要求1所述的差分RF裝置，其特征在于，

所述檢測單元包括用于控制測試過程的處理單元，將離子信號轉換為電流信號的轉換電路，測量轉換電路輸出電流值的靜電計。

6.根據權利要求1所述的差分RF裝置，其特征在于，

所述差分RF分離電路施加在所述上極板和下極板上的電壓頻率相同，但正負極性相反。

7.根據權利要求6所述的差分RF裝置，其特征在于，

在所述差分RF分離電路的內部設置有減小方波輸出時的過沖和尖刺的RCD緩沖電路。

8.根據權利要求7所述的差分RF裝置，其特征在于，

所述高場補償電路通過如下方式實現直流掃描補償電壓過程：

以特定的掃描頻率和掃描步長在一定的補償電壓區間CV1～CV2之間進行掃描，使滿足預定要求補償電壓值的離子通過遷移區，而不符合條件的離子則撞擊到所述上極板或所述下極板上被中和掉。

9.根據權利要求8所述的差分RF裝置，其特征在于，

所述差分RF分離電路與所述高場補償電路關系如下：

設所述差分RF分離電路中兩路RF電壓之間的相位差為Δt/T，限定Δt/T的變化范圍為[0,d_diff]之間，其中d_diff為單路RF電壓的占空比，當Δt/T為0時，最終產生的合成波形為非對稱方波，其頻率、占空比均與差分RF電壓相同。當Δt/T不為0時，最終產生的合成波形為階梯狀差分RF波形。