非对称场离子迁移谱仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种非对称场离子迁移谱仪，包括：电离源，用于产生离子；电极板；多个电极丝，所述多个电极丝与所述电极板相对且间隔开一分析间隙，在所述电极板和所述多个电极丝之间提供高压电场，从而形成了一离子迁移区，所述电极丝用于收集未通过所述离子迁移区的离子；收集电极，设置在所述离子迁移区的后端，用于收集通过所述离子迁移区的离子。该非对称场离子迁移谱仪能够提高离子峰位分辨的精确性，减少直流电压的扫描时间和补偿电压的种类，从而提高离子检测效率。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及离子迁移
，具体地涉及ー种非对称场离子迁移谱仪。
技术介绍
非対称场离子迁移是ー种新型的离子迁移技术，它利用带电分子团在强电场下迁移率随电场强度变化而改变的特性对分子进行识别。通常，非対称离子迁移谱仪由两片平行的电极、收集电极组成，电极长通常小于10mm，宽小于5mm，其间距为O. 5mm。电极由镀在两片玻璃板上的金属铜形成。分子电离后在均匀气流的作用下进入电极，只有满足一定条件的带电分子能够通过电极间隙到达收集极。一片电极接地，另一片上施加幅度高达1000V左右、脉宽几十纳秒的脉冲，同时施加ー补偿直流电压，只有满足条件KlXtl = K2Xt2的离子能通过，其中Kl是离子在强电场下的迁移率，tl是高压脉冲宽度，K2是弱电场下的固有迁移率，t2是弱电场脉宽。通过扫描直流补偿电压释放不同的离子，达到鉴别物质的目 的。然而，上述的平行电极板的非对称场离子迁移谱仪不能精确地分离出不同离子的峰位。有鉴于此，确实需要ー种具有新的电极结构的离子迁移谱仪。
技术实现思路
本技术的目的g在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少ー个方面。相应地，本技术的目的之ー是提供一种能够精确分辨出不同离子的峰位的非对称场离子迁移谱仪。本技术的目的之ー是提供一种能够在同一个补偿电压下分辨出不同离子的非対称场离子迁移谱仪。本技术的目的之ー是提供ー种能够减少直流电压扫描的时间的非対称场离子迁移谱仪。根据本技术的ー个方面，提供ー种非对称场离子迁移谱仪，包括电离源，用于产生离子；电极板；多个电极丝，所述多个电极丝与所述电极板相对且间隔开一分析间隙，在所述电极板和所述多个电极丝之间提供高压电场，从而形成了一离子迁移区，所述电极丝用于收集未通过所述离子迁移区的离子；收集电极，设置在所述离子迁移区的后端，用于收集通过所述离子迁移区的离子。具体地，所述多个电极丝可以包括至少ー对彼此相邻的參考丝和信号丝，所述至少ー对參考丝和信号丝中的參考丝和信号丝彼此间隔ー预定距离设置，所述每对參考丝和信号丝之间具有ー电位差。进ー步地，所述各自ー对參考丝和信号丝中的參考丝和信号丝可以分别经由电容连接到电感耦合器的同一侧的两端，使得从电感耦合器的另ー侧提取有关每个信号丝收集的离子的信号。具体地，所述每对參考丝和信号丝之间的电位差可以小于或等于5V。具体地,所述參考丝电位为0V,所述信号丝电位可以为+5V或-5V。进ー步地，所述非对称场离子迁移谱仪还可以包括设置在所述离子迁移区的前端的ー对相对的导入电极，所述离子源被设置成位于所述一对导入电极中的一个导入电极的中间部分。进ー步地，所述分析间隙可以为O. 5mm，所述电极丝的直径为O. 1-0. 3mm，所述各电极丝的间距为O. 1-0. 5mm。进ー步地，所述电极板可以为镀覆在玻璃材料或绝缘体上的铜镀层，所述电极丝为铜丝或镀覆在绝缘体上的铜丝。进ー步地，所述电离源可以为放射性源、电晕源或激光。进ー步地,所述电离源可以为电晕针。进ー步地，所述非对称场离子迁移谱仪还可以包括ー控制器，用于施加非対称高电压射频波形和直流补偿电压到电极板和所述多个电极丝上。本技术的上述不特定的实施方式至少具有下述ー个或者多个方面的优点和效果提高离子峰位分辨的精确性，减少直流电压的扫描时间和补偿电压的种类，从而提高离子检测效率。附图说明本技术的这些和/或其他方面和优点从以下结合附图对优选实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中图I是根据本技术的实施例的非対称场离子迁移谱仪的电极结构的结构示意图；图2是在与电离源一起使用时图I中的电极结构的示意图；图3是三种不同的离子A、B、C经过图I的电极结构的分布的模拟结果的视图；图4是三种不同的离子A、B、C离子同时出射时在电极丝上获得的离子分布视图；图5a、5b和5c分别是分子量为127、227、327的离子A、B、C落在图I中的电极结构上的分布结果视图。具体实施方式下面通过实施例，并结合附图l_5c，对本技术的技术方案作进ー步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述參照附图对本技术实施方式的说明g在对本技术的总体专利技术构思进行解释，而不应当理解为对本技术的ー种限制。參见图I和2，本技术提供了ー种具有新型的电极结构的非対称场离子迁移谱仪100，包括电离源10，用于产生离子；电极板20 ;多个电极丝40，所述多个电极丝与所述电极板20相对且间隔开一分析间隙d，在所述电极板和所述多个电极丝之间提供高压电场，从而形成了一离子迁移区R，该电极丝40用于收集未通过离子迁移区的离子；收集电极60，设置在所述离子迁移区R的后端，用于收集通过所述离子迁移区R的离子。在一实施例中，多个电极丝40可以包括至少ー对彼此相邻的參考丝40a和信号丝40b。所述至少ー对參考丝和信号丝中的參考丝40a和信号丝40b彼此间隔ー预定距离(如图所示)设置。每对參考丝40a和信号丝40b之间具有一定的电位差。优选地，各參考丝40a和信号丝40b间隔地设置在同一平面中。本领域技术人员可知，可以采用绷紧或蚀刻丝线等的类似方式制造出上述的电极丝结构。所述各自ー对參考丝和信号丝中的參考丝40a和信号丝40b分别经由电容连接到电感耦合器50的同一侧的两端，使得从电感耦合器50的另ー侧提取有关每个信号丝40b收集的离子的信号。进ー步地，所述每对參考丝40a和信号丝40b之间的电位差可以小于或等于5V。 在一实施例中，每对參考丝40a和信号丝40b之间的电位差可以为5V。具体地，參考丝40a的电位可以为0V,信号丝的电位可以为+5V或-5V,上述的一对參考丝40a和信号丝40b能够通过差分耦合的方式将有关信号丝40b (作为收集丝)上收集的离子的信号引出。通过这样的对比收集的方式，将电荷都集中每根信号丝40b上，增强了收集的效率。如上文所述的，电极板上会施加高达上千伏的RF电场，从而产生了很强的噪声干扰。由此，能够测量到的电荷量必须强于噪声干扰(即满足一定的信噪比要求)才能被识别。这就造成了现有技术中的收集极必须足够大(例如做成块状)且电荷量必须足够大，从而产生信号。然而，这样的结构的分辨能力很差，通常看不出清晰的峰形。电极丝结构通过对比的方法直接消除了 RF电场产生的高噪声干扰。因此，本技术可以在信号丝很小且电荷量很小的情况下，产生信号，增强了分辨能力。通过图3-5c的结果视图，可知，能够测量出峰形分布，增强了分辨能力。应当理解，參考丝40a和信号丝40b之间的电位差不限于上述数值，本领域技术人员可以根据实际需要来选择參考丝40a和信号丝40b之间的电位差。具体地，參见图2，本技术所述的非对称场离子迁移谱仪100还包括设置在所述离子迁移区R的前端的ー对相对的导入电极70a和70b。具体地，所述ー对导入电极为上导入电极70a和下导入电极70b。所述离子源10被设置成位于所述上导入电极70a的中间部分。在一实施例中，从上导入电极70a的上方将离子源10插入到其的圆孔中。在本技术的实施例中，所述分析间隙可以为O. 5mm，所述电极丝的直径可以为O. 1-0. 3mm，所述各电极丝的间距可以为O. 1-0. 5mm。在一种实施例中，电极板本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.ー种非对称场离子迁移谱仪，其特征在于，所述非对称场离子迁移谱仪包括 电离源，用于产生离子； 电极板； 多个电极丝，所述多个电极丝与所述电极板相对且间隔开一分析间隙，在所述电极板和所述多个电极丝之间提供高压电场，从而形成了一离子迁移区，所述电极丝用于收集未通过所述离子迁移区的离子； 收集电极，设置在所述离子迁移区的后端，用于收集通过所述离子迁移区的离子。2.根据权利要求I所述的非对称场离子迁移谱仪，其特征在于 所述多个电极丝包括至少ー对彼此相邻的參考丝和信号丝，所述至少一对參考丝和信号丝中的參考丝和信号丝彼此间隔ー预定距离设置，所述每对參考丝和信号丝之间具有一电位差。3.根据权利要求2所述的非对称场离子迁移谱仪，其特征在于 所述各自ー对參考丝和信号丝中的參考丝和信号丝分别经由电容连接到电感耦合器的同一侧的两端，使得从电感耦合器的另ー侧提取有关每个信号丝收集的离子的信号。4.根据权利要求2所述的非对称场离子迁移谱仪，其特征在于 所述每对參考丝和信号丝之间的电位差小于或等于5V。5.根据权利要求2所述的非对称场离子迁移谱仪，...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹士娉，张清军，陈志强，赵自然，李元景，刘以农，董淑强，
申请(专利权)人：同方威视技术股份有限公司，
类型：实用新型
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