用于光谱测定的介电势垒放电电离源制造技术

电离设备包括第一电极，该第一电极包括涂覆有介电层的导电组件。所述电离设备还包括脊柱，该脊柱邻近所述第一电极延伸并且至少部分地沿着所述第一电极延伸。所述电离设备还包括第二电极，该第二电极包括邻近所述第一电极布置的导电段。每一个所述导电段在各自的接触位置处接触所述脊柱。所述第一电极的所述介电层将所述第一电极的导电组件与所述脊柱和所述第二电极分离。所述电离设备被配置成产生与所述第一电极和所述第二电极的交叉处相对应的等离子体生成位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本申请要求2013年11月26日提交的美国临时申请No.61/908,887的权益，该申请的全部内容通过引用合并到本申请中。
技术介绍
离子迁移谱(IMS)被用于通过对样本气体的构成离子进行飞行时间分析来确定样本气体的组分。为了实现该目的，样本气体的中性原子遭受电离处理，该电离处理包括：由高能电子进行直接轰击以促使从中性原子或分子中释放次级电子并产生主正(+)离子；使低能电子依附于中性原子或分子上以产生负(-)离子；在离子与中性原子或分子之间进行化学反应和电荷交换；将离子依附于中性原子或分子上；以及在带电粒子之间执行重组过程。在离子的组分已经稳定之后，通过使用均匀电场来控制这些离子定期进入漂移管的漂移区内。一旦进入到漂移区内，它们的不同迁移率和因而产生的化学特性就基于它们的离子电荷、离子质量和离子形状而被确定。
技术实现思路
电离设备包括第一电极，该第一电极包括涂覆有介电层的导电组件。所述电离设备还包括脊柱，该脊柱邻近所述第一电极延伸并且至少部分地沿着所述第一电极延伸。所述电离设备还包括第二电极，该第二电极包括邻近所述第一电极布置的导电段(conductivesegment)。每一个所述导电段在各自的接触位置处接触所述脊柱。所述第一电极的所述介电层将所述第一电极的导电组件与所述脊柱和所述第二电极分离。所述电离设备被配置成产生与所述第一电极和所述第二电极的各个交叉处相对应的等离子体生成位置。提供本
技术实现思路
部分，以通过简化形式介绍以下将在具体实施方式部分进一步描述的概念的选择。本
技术实现思路
部分并非意欲认定所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也非意欲用于帮助确定所要求保护的主题的范围。附图说明将参照附图进行详细描述。在说明书和附图中，不同实例中相同参考标号的使用可以指示类似或相同的项。图1是根据本公开示例实施方式的包括电离设备的IMS设备的剖面侧视图；图2A是根据本公开示例实施方式的用于IMS设备(例如图1所示的IMS设备)的电离设备的局部剖面侧视图；图2B是图2A所示的电离设备的局部剖面端视图；图2C是根据本公开示例实施方式的用于IMS设备(例如图1所示的IMS设备)的电离设备的局部剖面端视图，其中该电离设备包括导电支撑部，该导电支撑部包括具有被施加于其上的导电材料的非导电支撑材料；图2D是根据本公开示例实施方式的用于IMS设备(例如图1所示的IMS设备)的电离设备的局部剖面端视图，其中该电离设备包括多个涂覆电介质的电极，所述涂覆电介质的电极局部环绕导电支撑部；图2E是根据本公开示例实施方式的用于IMS设备(例如图1所示的IMS设备)的电离设备的局部剖面侧视图，其中该电离设备包括位于螺旋电极(coiledelectrode)外部的导电支撑部，且其中该螺旋电极具有与所述导电支撑部的导电表面的外部并行接触；图3A是根据本公开示例实施方式的示出了用于IMS设备(例如图1所示的IMS设备)的电离设备的俯视图，其中该电离设备具有平面结构；图3B是图3A所示的电离设备的局部剖面侧视图；以及图3C是根据本公开示例实施方式的示出了用于IMS设备(例如图1所示的IMS设备)的电离设备的俯视图，其中该电离设备具有平面结构，该平面结构具有由分支平面电极限定的多个缝隙。具体实施方式电离过程的初始部分所需的主电子通常由放射性β粒子源(例如镍同位素63Ni)、来自加热电极(其由于蒸发而具有有限的寿命)的电子的热电子发射、以及使用直流(DC)或交流(AC)电晕放电现象而从尖锐点、边缘或细金属丝发射的电场发射来提供。然而，电晕放电技术通常因来自离子轰击的腐蚀而遭受差的点火稳定性和有限的寿命。因此，描述了能够在IMS系统中消除放射性源、减小或使老化效应最小化并改善稳定性的设备、系统和技术。提供了一种电离设备，该电离设备包括彼此通过电介质隔离的两个或多个电极，所述两个或多个电极通过时变电压进行偏置。当被注射到电离设备附近时，样本气体和反应气体被电离。交替的高压激励被使用以经由介电势垒放电(dielectricbarrierdischarge)来产生电离等离子体，该电离等离子体继而从反应气体和样本气体产生离子以用于通过对它们漂移运动的测量来进行样本分析。该电离设备提供与多个被同时点火的等离子体生成位置相对应的多个电极相互交叉(mutualelectrodecrossing)，这些电极相互交叉通过平行电连接被提供能量。在一些实施方式中，由细金属丝线圈形式的第二电极将由涂玻璃形式的介电质隔离的第一电极(即，涂覆玻璃的导线)与金属支撑杆缠绕在一起。在与涂覆玻璃的第一电极的交叉处，第二电极的每个单独环产生两个适用于等离子体点火的聚集电场点。这些电极能够由一系列的交替电压突发来提供能量并相对于门电极而被偏置，以便感兴趣的离子向着门漂移。一般性地参照图1至图3C，描述了离子迁移谱仪(IMS)设备100。在本公开的实施方式中，IMS设备100被使用以从感兴趣的样本中电离气体和/或蒸汽。例如，等离子体通过电极102与电极104之间的介电势垒放电来产生，并被用于对样本进行电离。如这里描述的，示例性的IMS设备100包括具有电离设备108的电离室106。电离室106形成在电极110与离子门112的门电极112A之间。以此方式，电极110与门电极112A限定了内部电场E1。IMS设备100还包括漂移通道114，该漂移通道114包括堆叠电极1161-116N，其中，每个电极具有形成于其中的缝隙。漂移通道114还包括格栅电极(gridelectrode)118、地电极120、所述门电极112A和另一门电极112B。这些电极通过介电隔板112彼此分离。以此方式，漂移通道114被配置成提供大体上均匀的内部电场E2，以用于对在集电电极124上收集的离子进行飞行时间分析。在一些实施方式中，漂移通道114的直径在大约2毫米(2mm)至50毫米(50mm)之间，长度在大约20毫米(20mm)至200毫米(200mm)之间。然而，这些范围仅以示例的方式来提供，并且不意味着对本公开的限制。在其他实施方式中，漂移通道114可以具有不同的直径(例如，小于2毫米(2mm)或大于50毫米(50mm))和/或不同的长度(例如，小于20毫米(20mm)或大于200毫米(200mm))。包括一组串联电阻器的分压器126遭受由电源(例如直流(DC)高压(HV)电源128)提供的电压。在本公开的实施方式中，该分压器向门电极112B、堆叠电极1161-116N、格栅电极118和集电电极12本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电离设备，该电离设备包括：第一电极，该第一电极包括涂覆有介电层的导电组件；脊柱，该脊柱邻近所述第一电极延伸并且至少部分地沿着所述第一电极延伸；以及第二电极，该第二电极包括邻近所述第一电极布置的多个导电段，所述多个导电段中的每个导电段在各自的接触位置处接触所述脊柱，所述第一电极的所述介电层将所述第一电极的所述导电组件与所述脊柱和所述第二电极分离，以及所述电离设备被配置成产生与所述第一电极和所述第二电极的各个交叉处相对应的多个等离子体生成位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.26 US 61/908,8871.一种电离设备，该电离设备包括：
第一电极，该第一电极包括涂覆有介电层的导电组件；
脊柱，该脊柱邻近所述第一电极延伸并且至少部分地沿着所述第一电极延伸；以及
第二电极，该第二电极包括邻近所述第一电极布置的多个导电段，所述多个导电段中
的每个导电段在各自的接触位置处接触所述脊柱，所述第一电极的所述介电层将所述第一
电极的所述导电组件与所述脊柱和所述第二电极分离，以及所述电离设备被配置成产生与
所述第一电极和所述第二电极的各个交叉处相对应的多个等离子体生成位置。
2.根据权利要求1所述的电离设备，其中，所述第二电极包括环绕所述第一电极的多个
环。
3.根据权利要求1或2所述的电离设备，其中，所述第二电极既环绕所述第一电极又环
绕所述脊柱。
4.根据权利要求2或3所述的电离设备，其中，所述第二电极的所述多个环的连续匝之
间的间距位于至少近似千分之二十五毫米(0.025mm)与50毫米(50mm)之间。
5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的电离设备，其中，所述脊柱包括具有施加
于其上的导电材料的非导电支撑材料。
6.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的电离设备，其中，所述第一电极包括多个
涂覆电介质的电极。
7.根据权利要求6所述的电离设备，其中，所述第二电极包括环绕所述第一电极和所述
脊柱的多个环。
8.一种离子迁移谱仪(IMS)设备，该IMS设备包括：
电离室，用于电离感兴趣的气体或蒸汽中的至少一者；
电离设备，该电离设备被布置在所述电离室中，该电离设备包括：第一电极，该第一电
极包括涂覆有介电层的导电组件；脊柱，该脊柱邻近所述第一电极延伸并且至少部分地沿
着所述第一电极延伸；以及第二电极，该第二电极包括邻近所述第一电极布置的多个导电
段，所述多个导电段中的每个导电段在各自的接触位置处接触所述脊柱，所述第一电极的
所述介电层将所述第一电极的所述导电组件与所述脊柱和所述第二电极分离，以及所述电
离设备被配置成产生与所述第一电极和所述第二电极的各个交叉处相对应的多个等离子
体生成位置；
漂移通道，该漂移通道与所述电离室流体连通；
门，该门被布置在所述电离室与所述漂移通道之间，以用于选择性地提供从所述电离
室到所述漂移通道的入口；以...

【专利技术属性】
技术研发人员：I·库布利克，S·菲尔德，B·阿塔曼舒克，M·皮尼亚尔斯基，M·莱希特尔，D·莱文，V·谢尔盖耶夫，H·扎列斯基，
申请(专利权)人：蒙特利尔史密斯安检仪公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA