CN102539514B - 离子迁移谱仪 - Google Patents

Abstract

公开了一种离子迁移率谱仪，包括沿着迁移管依次布置的进样器、半透膜、离化区和端电极，其中在离化区靠近半透膜的一侧设置一个或多个进气孔，与针阀和第一过滤装置连接，用于进气，所述端电极上有直径小于所述进气孔的至少一个孔，在离化区靠近端电极的位置设置有孔，与用于抽气的抽气泵连接。本发明由于采取以上结构，控制与电离区连接泵的气体流速，由于微孔结构和使用针阀形成较大的气阻，在电离区和半透膜处形成较低的气压，从而大大提高了半透膜的透过效率；由于半透膜的双金属网片夹持结构，半透膜不会由于低气压而凸起。

Description

离子迁移谱仪

本申请是2008年7月16日提交给中国专利局的题为“离子迁移谱仪”的第200810116735.5号发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种使用离子迁移技术检测毒品和爆炸物的探测装置，属于安全检测技术领域，具体涉及一种离子迁移谱仪，能够有效地提高进样效率。

背景技术

离子迁移谱仪是根据不同离子在均匀弱电场下漂移速度不同而实现对离子的分辨。通常由进样部分、电离部分、离子门、迁移区、收集区、读出电路、数据采集和处理、控制部分等构成。

现有技术使用了半透膜，使离子迁移谱仪对环境洁净度的要求变低。通过合理设计调整半透膜两边的气体流速，形成负压，但负压效果受到一定限制，进样效率不高。

专利文献CN1916619A披露了一种基于膜进样的离子迁移谱仪，它采取在半透膜和离化区之间串接微型泵以形成负压，增加半透膜的透过率。然而，由于泵串联在系统内，而大部分毒品和炸药包括半透膜本身都需要在100度以上如180度等情况下工作，由于泵自身无法在高温情况下长期稳定工作，使其应用和寿命受到一定限制。而且泵体内部结构容易被污染且不易清洗，造成设备性能下降。

参看图1，另一现有技术所采用的结构包括沿着迁移管依次排列的进样器1、半透膜2、电离源3、离子门4、环电极5、法拉第盘6等，包括与孔9相连的抽气泵10，与孔11相连的过滤装置12，与孔7相连的过滤装置8。外界气体通过过滤装置12，再通过靠近半透膜2附近的小孔13进入离化区，在半透膜附近形成高速气流，从而在膜两边形成气压差，将待测分子导入。迁移气通过过滤装置8进入迁移区，并通过泵10与反应气一同抽出迁移管外。上述现有技术的问题是，在半透膜的一侧形成可控的低气压，使得半透膜的进样效率仍旧比较低。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种增强离子迁移谱仪进样效率的方法，能够有效地提高进样效率。

在本发明的一个方面，提出了一种离子迁移率谱仪，包括沿着迁移管依次布置的进样器、半透膜、离化区和端电极，其中在离化区靠近半透膜的一侧设置一个或多个进气孔，与针阀和第一过滤装置连接，用于进气，该端电极上有直径小于该进气孔的至少一个孔，在离化区靠近端电极的位置设置有孔，与用于抽气的抽气泵连接。

优选地，该离子迁移率谱仪，还包括靠近该离化区一侧设置的聚焦电极，该聚焦电极将该离化区形成的离子进行聚焦以便通过该端电极上的孔。

优选地，该聚焦电极的孔内径大于该端电极的孔内径。

优选地，该离子迁移率谱仪，还包括设置在该端电极远离进样器一侧的迁移区和作为迁移区的末端的法拉第盘，其中在法拉第盘处开一孔或多孔与第二过滤装置连接。

优选地，该离子迁移谱仪，还包括设置在该端电极靠近法拉第盘那侧设置的另一抽气孔，与另一抽气泵连接。优选地，该半透膜与该离化区、聚焦电极迁移区除通气孔外做到气密。优选地，该的迁移率谱仪，还包括将该半透膜夹在中间的两片多孔状金属片

在本发明的另一方面，提出了一种离子迁移谱仪，包括沿着迁移管布置的进样器、半透膜、离化区、端电极、离子存储区、迁移区和法拉第盘，其特点在于迁移区通过离子存储区的微孔结构与电离区隔开，在离化区靠近端电极位置设有孔，与用于抽气的抽气泵连接，在所述端电极靠近法拉第盘那侧设置另一抽气孔，与另一抽气泵连接。

本发明由于采取以上结构，可以控制与电离区连接泵的气体流速，由于微孔结构和使用针阀形成较大的气阻，在电离区和半透膜处形成较低的气压，从而大大提高了半透膜的透过效率。

由于迁移区单独与一泵连接，并且通过离子存储区的微孔结构与电离区隔开，在迁移区可以形成相对外界大气压较小的负压或正压，不影响离子的迁移，并降低对迁移管密封的要求。

由于半透膜的双金属网片夹持结构，半透膜不会由于低气压而凸起。

由于聚焦电极的使用，使离子可以通过微孔进入存储区，不会降低离子存储的数量。

附图说明

从下面结合附图的详细描述中，本发明的上述特征和优点将更明显，其中：

图1是根据现有技术的离子迁移率谱仪的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的离子迁移率谱仪的结构示意图；

图3是根据本发明实施例的离子迁移率谱仪所使用的电极结构的示意图。

具体实施方式

下面，参考附图详细说明本发明的优选实施方式。虽然示于不同的附图中，但相同的附图标记用于表示相同的或相似的组件。为了清楚和简明，包含在这里的已知的功能和结构的详细描述将被省略，否则它们将使本发明的主题不清楚。

参看图2和图3，本发明所采用的结构包括沿着迁移管依次排列的进样器14、两边含有形状如图3A的金属网片夹持的半透膜15、带有微孔29的电离区16、具有中心孔形状如图3B的聚焦电极17、具有中心孔形状如图3C的带有微孔的离子存储端电极18、具有中心孔形状如图3B的存储电极19和中心具有网的形状如图3A的另一端电极20，具有中心孔的形状如图3D的环电极21、法拉第盘22等，端电极18、存储电极19之间开有孔25。

电离区的两端有与孔28相连的抽气泵27，与孔29相连的针阀30和过滤装置31。迁移区的两端有与孔23相连的过滤装置24，与孔25相连的抽气泵26。微孔29的内径以及端电极18的微孔的内径应小于0.5毫米，端电极18的微孔的内径略小于微孔29的内径。反应气体通过过滤装置31、针阀30和微孔29进入电离区，通过聚焦电极17、离子存储端电极18之间的孔28，被泵27排出迁移管外。迁移气体通过过滤装置24和孔23进入迁移区，通过迁移区另一端的孔25，被泵26排出迁移管外。

这样，由于针阀30、离化区专用的抽气泵27的使用，以及端电极18上的微孔的缘故，在离化区形成了可控的低气压区。用户可以根据自己的需要来形成低气压区。

另外，由于迁移区单独与一泵26连接，并且通过离子存储区的端电极上的微孔结构与电离区隔开，在迁移区可以形成相对外界大气压较小的负压或正压，不影响离子的迁移，并降低对迁移管密封的要求。

再者，由于半透膜2的双金属网片夹持结构，使得半透膜2不会由于低气压而凸起。另外，由于聚焦电极17的使用，使离子可以通过端电极18上的中心微孔进入存储区，不会降低离子存储的数量。

上面的描述仅用于实现本发明的实施方式，本领域的技术人员应该理解，在不脱离本发明的范围的任何修改或局部替换，均应该属于本发明的权利要求来限定的范围，因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种离子迁移率谱仪，包括沿着迁移管布置的进样器、半透膜、离化区、离子存储区、迁移区和法拉第盘，其特点在于迁移区通过离子存储区的端电极上的微孔结构与离化区隔开，在离化区靠近所述端电极位置设有孔，与用于抽气的抽气泵连接，在所述端电极靠近法拉第盘的那侧设置另一抽气孔，与另一抽气泵连接。

2.如权利要求1所述的离子迁移率谱仪，还包括靠近所述离化区一侧设置的聚焦电极，所述聚焦电极将所述离化区形成的离子进行聚焦以便通过所述端电极上的孔。

3.如权利要求2所述的离子迁移率谱仪，其中所述聚焦电极的孔内径大于所述端电极的孔内径。

4.如权利要求3所述的离子迁移率谱仪，其中所述半透膜与所述离化区、聚焦电极和迁移区除通气孔外做到气密。

5.如权利要求1所述的离子迁移率谱仪，还包括将所述半透膜夹在中间的两片多孔状金属片。