CN102543646A - 离子迁移率谱仪 - Google Patents

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张伟
颜毅坚
马军
徐翔
刘立秋
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Abstract

本发明提供了一种离子迁移率谱仪，包括用于获取样品分子的进行机构、用于探测离子电流的Faraday探测器、以及至少两个迁移管，每个迁移管均与进样机构连接，Faraday探测器设置在每个迁移管上。本发明所述离子迁移率谱仪，通过设置两个以上迁移管，使得当一迁移管或者多个检测管进行清洁时，可以继续使用其他清洁的迁移管进行不同被检测物的检测，达到使用一台离子迁移率谱仪可以快速、连续检测多种不同被检测物的目的，提高检测效率。

Description

离子迁移率谱仪
技术领域
本发明涉及离子迁移技术领域，尤其涉及一种离子迁移率谱仪。
背景技术
每一种分子，尤其是有机分子都有其独特的尺寸、分子结构形状以及电荷比。因此，离子化后的分子在电场、或电磁混合场中被加速，因受逆向迁移气体（缓冲气体）碰撞，离子化后的分子会以某一特定速率匀速直线或圆周运动，该速率可测量。依据该可测量的速率计算出相应分子其相应的迁移率，反过来再依据不同分子的迁移率就能够确定分子的种类。
离子迁移率谱仪（IMS ，Ion Mobility Spectrometer）就是这样一种利用离子迁移具有特定迁移率的原理来检测给定样品分子的仪器。近年来，随着食品安全检测、反恐爆炸物质检测需求的加大，离子迁移率谱仪得到了广泛应用。
如图1所示，现有的离子迁移率谱仪包括：用于获取样品分子的进样机构（图中未示）、迁移管11、放大器12、A/D采样器13、数据处理单元14、显示单元15和数据库16。
其中，迁移管11，由离子门113划分成离化区112和迁移区114两部分，离化区112也称为反应室。离化区112中设有离子源（图中未标示）、迁移气体出口116和被检测物样品分子入口120，迁移区114中设有迁移气体入口118和Faraday探测器115。
被检测物在进样机构中被加热，其气化后的样品分子从被检测物样品分子入口120由载气带入到迁移管11的离化区112，在离子源作用下发生一系列化学电离反应后，生成产物离子，并经过周期性开启的离子门进入迁移区114，迁移区114内设有均匀电场，产物离子一方面从电场中获得能量作定向迁移，另一方面与逆向流动的中性迁移气体分子不断碰撞而损失能量，于是宏观上形成了沿电场方向的迁移速度。由于不同的产物离子，其质量、所带电荷、碰撞截面和分子空间结构各不相同，因此，在电场中不同的产物离子其迁移速度都不同，其到达Faraday探测器115上的时间也不同，所以，我们通过计算离子的迁移率，就能够对不同的物质进行识别。
当Faraday探测器115探测到离子电流后，经与Faraday探测器115连接的放大器12将微小的电流信号（pA~nA级）放大，并输出给A/D采样器13，A/D采样器13将模拟信号转换为数字信号再输出给数据处理单元14，数据处理单元14计算出样品分子的离子迁移率，并形成样品分子的离子迁移谱，之后，与数据库16中保存的已知物质离子迁移谱进行对比，若有一致的离子迁移谱，则通过显示单元15进行报警，若没有一致的离子迁移谱，也通过显示单元15告知。
本申请人申请的中国专利201110212235.3离子迁移谱仪，也给出了一种新型离子迁移率谱仪结构，对现有技术中的离子迁移率谱仪进行了很多技术改进。
但是，上述所有离子迁移率谱仪，其迁移管都只有一个，当检测完一种被检测物后，因被检测物离子在迁移管中存有残留，需要对该迁移管进行清洁，然后再检测另外一种被检测物。离子迁移管的清洁一般采用吹入干净空气将迁移管中残留的被检测物带走的方法，其目的是防止残留的被检测物影响下一被检测物的检测结果准确性。实践中，对迁移管的清洁一般需要20分钟左右，不能满足快速、连续检测多种不同被检测物的需求。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题是：提供一种离子迁移率谱仪，使其可以快速、连续检测多种不同的被检测物。
于是，本发明提供了一种离子迁移率谱仪，包括用于获取样品分子的进行机构、用于探测离子电流的Faraday探测器、以及至少两个迁移管，每个迁移管均与进样机构连接，Faraday探测器设置在每个迁移管上。
其中，在离子迁移率谱仪上设有用于选择使用哪个迁移管的按钮开关。
本发明所述离子迁移率谱仪，通过设置两个以上迁移管，使得当一迁移管或者多个检测管进行清洁时，可以继续使用其他清洁的迁移管进行不同被检测物的检测，达到使用一台离子迁移率谱仪可以快速、连续检测多种不同被检测物的目的，提高检测效率。
附图说明
图1为现有技术中离子迁移率谱仪结构示意图；
图2为本实施例所述离子迁移率谱仪结构示意图。
具体实施方式
下面，结合附图对本发明进行详细描述。
如图2所示，本实施例提供了一种离子迁移率谱仪，该离子迁移谱仪包括：用于获取样品分子的进行机构28、放大器22、A/D采样器23、数据处理单元24、显示单元25、用于探测离子电流的Faraday探测器、以及至少两个迁移管，每个迁移管均与进样机构28连接，Faraday探测器设置在每个迁移管上。
Faraday探测器通过放大器22将迁移管内微小的电流信号放大，并输出给A/D采样器23，A/D采样器23将模拟信号转换为数字信号再输出给数据处理单元24，数据处理单元24进行离子迁移率的数据处理后与数据库26中保存的数据进行对比，并将对比结果通过显示单元25显示。
本实施例中以包含两个迁移管为例加以说明，如图2所述，本实施例所述离子迁移率谱仪包含有迁移管21和迁移管31， Faraday探测器29和Faraday探测器39分别设置在迁移管21和迁移管31上。同理，当离子迁移率谱仪包含两个以上迁移管时，每个迁移管均与进样机构28连接，Faraday探测器设置在每个迁移管上。
于是，当使用其中一个迁移管检测完一种被检测物后，当需要检测另外不同被检测物时，可以继续使用其他清洁的迁移管进行另外一种不同被检测物的检测。而已经使用过的迁移管此时可以开始清洁工作，与正在使用的用于检测被检测物的迁移管互相不影响。这样就达到了离子迁移率谱仪可以进行快速、连续检测的目的，提高了检测效率。
当然，为了便于选择迁移管，在离子迁移率谱仪上还可以设有用于选择使用哪个迁移管的按钮开关。
综上所述，本发明实施例所述离子迁移率谱仪，通过设置两个以上迁移管，使得当一迁移管或者多个检测管进行清洁时，可以继续使用其他清洁的迁移管进行不同被检测物的检测，达到使用一台离子迁移率谱仪可以快速、连续检测多种不同被检测物的目的，提高检测效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1. 一种离子迁移率谱仪，包括用于获取样品分子的进行机构和用于探测离子电流的Faraday探测器，其特征在于，还包括：至少两个迁移管，每个迁移管均与进样机构连接，Faraday探测器设置在每个迁移管上。
2. 根据权利要求1所述的离子迁移率谱仪，其特征在于，在离子迁移率谱仪上设有用于选择使用哪个迁移管的按钮开关。
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