CN113675069A - 一种离子迁移系统 - Google Patents
一种离子迁移系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113675069A CN113675069A CN202110960974.4A CN202110960974A CN113675069A CN 113675069 A CN113675069 A CN 113675069A CN 202110960974 A CN202110960974 A CN 202110960974A CN 113675069 A CN113675069 A CN 113675069A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- voltage
- source
- ion
- transfer system
- module
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000013508 migration Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 230000005012 migration Effects 0.000 title claims abstract description 35
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims abstract description 46
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims abstract description 33
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 9
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 8
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 7
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims description 4
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 abstract description 53
- 230000005684 electric field Effects 0.000 abstract description 8
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/02—Details
- H01J49/022—Circuit arrangements, e.g. for generating deviation currents or voltages ; Components associated with high voltage supply
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/62—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode
- G01N27/622—Ion mobility spectrometry
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
Abstract
本发明提供一种离子迁移系统，包括：第一高电压源、迁移谱仪以及稳压模块。通过设置的稳压模块用以输出第二高电压源至所述迁移管，所述迁移管可以形成电场，驱动离子的迁移。进而可以节省对应所述迁移管的一个高电压源，节约成本，整体的系统的面积也会变小。
Description
技术领域
本发明涉及迁移谱仪技术领域，具体涉及一种离子迁移系统。
背景技术
在基于迁移管的离子迁移谱仪中，一般包括电离源，迁移管和检测器等。在迁移管中需要有一个高压才能在迁移管内创建电场，使在离子源处生成的离子飞往检测器。电离源除了放射源外，同样也需要一个高压源。现有的非放射性离子源的迁移谱技术往往需要用到两个高压源，一个用于电离源，另一个用于驱动离子的迁移。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服需要同时利用两个高压源的问题，从而提供一种新的离子迁移系统。
第一方面，本发明提供一种离子迁移系统，包括：第一高电压源；迁移谱仪，所述迁移谱仪的离子源连接所述第一高电压源；以及稳压模块，所述稳压模块的一端分别连接所述第一高电压源、所述迁移谱仪的迁移管，所述稳压模块的另一端连接接地端，所述稳压模块用以输出第二高电压源至所述迁移管。
进一步地，所述稳压模块包括稳压器或电压基准元件。
进一步地，所述稳压模块包括n个串联连接的稳压二极管；第k个稳压二极管的负极连接第k+1个稳压二极管的正极，k为大于等于1且小于n的整数；第1个稳压二极管的正极连接所述接地端，第n个稳压二极管的负极连接所述第一高电压源。
进一步地，所述稳压模块包括n个串联连接的稳压二极管；第k个稳压二极管的正极连接第k+1个稳压二极管的负极，k为大于等于1且小于n的整数；第1个稳压二极管的负极连接所述接地端，第n个稳压二极管的正极连接所述第一高电压源。
进一步地，所述的离子迁移系统还包括：负载电阻，所述负载电阻的一端连接所述第一高电压源，所述负载电阻的一端连接所述离子源。
进一步地，所述的离子迁移系统还包括：分压模块，所述分压模块的一端分别连接所述迁移管、所述稳压模块以及所述第一高电压源，所述分压模块的另一端连接接地端，所述分压模块用以接收所述第二高电压源。
进一步地，所述迁移谱仪包括反应区、离子门以及迁移区；所述迁移管由多个电极环堆叠形成，分压模块连接所述电极环。
进一步地，所述分压模块包括m个串联连接的分压电阻R1～Rm，所述分压电阻的数量与所述迁移管的电极环数量相对应，每个分压电阻的一端对应连接所述迁移管的电极环；第1个分压电阻R1的一端连接接地端，第m个分压电阻Rm的一端分别连接所述稳压模块以及所述第一高电压源。
进一步地，所述的离子迁移系统还包括：屏蔽网及电容，所述屏蔽网连接第1个分压电阻R1的一端；所述电容的一端连接第1个分压电阻R1的一端，所述电容的另一端连接第1个分压电阻R1的另一端。进一步地，所述迁移谱仪定义有反应区以及迁移区，所述反应区设于所述迁移区与所述离子源之间且靠近所述离子源；所述迁移谱仪还包括检测器以及与所述检测器连接的放大器。
本发明技术方案，具有如下优点：
本发明提供一种离子迁移系统，通过设置的稳压模块用以输出第二高电压源至所述迁移管，所述迁移管可以形成电场，驱动离子的迁移。进而可以节省对应所述迁移管的一个高电压源，节约成本，整体的系统的面积也会变小。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中提供的离子迁移系统的功能模块图；
图2为本发明实施例中提供的离子迁移系统的功能模块图；
图3为本发明在其他实施例中提供的离子迁移系统的功能模块图；
附图说明：
离子迁移系统100；分压模块130；迁移谱仪110；
稳压模块120；迁移管102；离子源101；
检测器103；放大器104。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
如图1及图2所示，本发明提供一种离子迁移系统100，包括：第一高电压源HV-IN、迁移谱仪110以及稳压模块120。
所述迁移谱仪110的离子源连接所述第一高电压源HV-IN。
所述稳压模块120的一端分别连接所述第一高电压源HV-IN、所述迁移谱仪的迁移管101，所述稳压模块120的另一端连接接地端GND，所述稳压模块120用以输出第二高电压源至所述迁移管102。
本发明提供一种离子迁移系统100，通过设置的稳压模块120用以输出第二高电压源至所述迁移管102，所述迁移管102可以形成电场，驱动离子的迁移。进而可以节省对应所述迁移管102的一个高电压源，节约成本，整体的系统的面积也会变小。
参照图2所示，以下将具体说明各个模块的结构和功能。
所述第一高电压源HV-IN用于离子源101，连接离子源101，对检测样品形成带电离子。
所述迁移谱仪110包括有反应区、离子门以及迁移区，所述反应区设于所述迁移区与所述离子源101之间且靠近所述离子源101；所述迁移谱仪110还包括检测器103以及与所述检测器连接的放大器104。所述迁移管102中包括多个电极环，迁移管102是由电极片(即电极环)与绝缘垫片交替堆叠构成的。
迁移谱仪指在电场和支持气体环境中，根据物质群(定义为气态离子团)的速度来表征物质的原理、方法和仪器。本发明采用对离子源101的电晕放电，通过将一根尖锐针或金属丝放置在一块金属平板或放电电极2～8mm处，针与板之间的电压差为1～3千伏。在针或线与金属板之间的间隙处会发生放电现象，放电电离形成的离子与63Ni电离源中形成的离子极为相似。这些离子随后参与到样品分子的离子-分子反应。
在本实施例中，所述的离子迁移系统100还包括：负载电阻Rc，所述负载电阻Rc的一端连接所述第一高电压源HV-IN，所述负载电阻Rc的一端连接所述离子源101。所述负载电阻Rc的作用是限流，因为电流的大小影响电晕放电电离子源101的效果。
在本实施例中，所述稳压模块120包括n个串联连接的稳压二极管D1～Dn；在本实施例中，其连接方式为正模式，具体为：第k个稳压二极管的负极连接第k+1个稳压二极管的正极，k为大于等于1且小于n的整数；第1个稳压二极管D1的正极连接所述接地端，第n个稳压二极管Dn的负极连接所述第一高电压源。所述稳压模块120连接所述电极环。如图3所示，在其他实施例中，其连接方式为负模式，具体为：第k个稳压二极管的正极连接第k+1个稳压二极管的负极，k为大于等于1且小于n的整数；第1个稳压二极管的负极连接所述接地端，第n个稳压二极管的正极连接所述第一高电压源。
本发明利用了稳压二极管的特点，利用PN结反向击穿状态，其电流可在很大范围内变化而电压基本不变的现象。此二极管是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件。在这临界击穿点上，反向电阻降低到一个很小的数值，在这个低阻区中电流增加而电压则保持恒定，稳压二极管是根据击穿电压来分档的，因为这种特性，稳压管主要被作为稳压器或电压基准元件使用。稳压二极管可以串联起来以便在较高的电压上使用，通过串联就可获得更高的稳定电压。因此，在其他实施例中，所述稳压模块包括稳压器或电压基准元件。
在本实施例中，所述的离子迁移系统100还包括：分压模块130，所述分压模块130的一端分别连接所述迁移管102、所述稳压模块120以及所述第一高电压源HV-IN，所述分压模块的另一端连接接地端GND。
所述分压模块120包括m个串联连接的分压电阻R1～Rm，所述分压电阻的数量与所述迁移管的电极环的数量相对应，每个分压电阻的一端对应连接所述迁移管102的电极环；第1个分压电阻R1的一端连接接地端，第m个分压电阻Rm的一端分别连接所述稳压模块。
本发明通过电阻分压的方式在电极片上施加梯度电压，形成均匀的线性电场，离子源101的带电离子在电场的作用下，最终到达检测器，经过放大器后最终实现带电离子的检测。
在本实施例中，第1个分压电阻R1的一端连接屏蔽网PAG，避免离子在靠近检测器的时产生诱导电流，具体在分压电阻R1与R2之间接入。所述第1个分压电阻R1的一端连接电容C1的一端，第1个分压电阻R1的另一端连接电容C1的另一端，电容C1起到滤波的作用。
如下解释本发明的工作原理，第一高电压源HV-IN采用直流电晕，第一高电压源HV-IN输出为6000V，采用可稳压输出100V稳压管25个作为稳压模块，此时在迁移管102的最前端的第m个电极环的电压为2500V，因此而不需要考虑离子源的负载怎么变化。而HV-IN输出的6000V直接加到离子源上，6000V电压与离子源101之间电阻的作用是限流，因为电流的大小影响电晕放电电离源的效果。R1～Rm为分压电阻，目的是与迁移管102中电极相连，在迁移管102中提供离子迁移所需要的线性电场。本发明通过稳压二极管串联的方式作为稳压模块120，将更高的电压值分出一部分稳定电压加在迁移管102上同时还能驱动电晕放电电离源。进而可以节省对应所述迁移管的一个高电压源，节约成本，整体的系统的面积也会变小。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种离子迁移系统，其特征在于，包括：
第一高电压源；
迁移谱仪，所述迁移谱仪的离子源连接所述第一高电压源；以及
稳压模块，所述稳压模块的一端分别连接所述第一高电压源、所述迁移谱仪的迁移管，所述稳压模块的另一端连接接地端，所述稳压模块用以输出第二高电压源至所述迁移管。
2.根据权利要求1所述的离子迁移系统，其特征在于，所述稳压模块包括稳压器或电压基准元件。
3.根据权利要求1所述的离子迁移系统，其特征在于，所述稳压模块包括n个串联连接的稳压二极管；第k个稳压二极管的负极连接第k+1个稳压二极管的正极，k为大于等于1且小于n的整数；第1个稳压二极管的正极连接所述接地端，第n个稳压二极管的负极连接所述第一高电压源。
4.根据权利要求1所述的离子迁移系统，其特征在于，所述稳压模块包括n个串联连接的稳压二极管；第k个稳压二极管的正极连接第k+1个稳压二极管的负极，k为大于等于1且小于n的整数；第1个稳压二极管的负极连接所述接地端，第n个稳压二极管的正极连接所述第一高电压源。
5.根据权利要求1所述的离子迁移系统，其特征在于，还包括：负载电阻，所述负载电阻的一端连接所述第一高电压源，所述负载电阻的一端连接所述离子源。
6.根据权利要求1所述的离子迁移系统，其特征在于，还包括：分压模块，所述分压模块的一端分别连接所述迁移管、所述稳压模块以及所述第一高电压源，所述分压模块的另一端连接接地端，所述分压模块用以接收所述第二高电压源。
7.根据权利要求1或6所述的离子迁移系统，其特征在于，所述迁移谱仪包括反应区、离子门以及迁移区；所述迁移管由多个电极环堆叠形成，分压模块连接所述电极环。
8.根据权利要求1所述的离子迁移系统，其特征在于，所述分压模块包括m个串联连接的分压电阻R1～Rm，所述分压电阻的数量与所述迁移管的电极环的数量相对应，每个分压电阻的一端对应连接所述迁移管的电极环；第1个分压电阻R1的一端连接接地端，第m个分压电阻Rm的一端分别连接所述稳压模块。
9.根据权利要求8所述的离子迁移系统，其特征在于，还包括：屏蔽网及电容，所述屏蔽网连接第1个分压电阻R1的一端；所述电容的一端连接第1个分压电阻R1的一端，所述电容的另一端连接第1个分压电阻R1的另一端。
10.根据权利要求1所述的离子迁移系统，其特征在于，所述迁移谱仪定义有反应区以及迁移区，所述反应区设于所述迁移区与所述离子源之间且靠近所述离子源；所述迁移谱仪还包括检测器以及与所述检测器连接的放大器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110960974.4A CN113675069A (zh) | 2021-08-20 | 2021-08-20 | 一种离子迁移系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110960974.4A CN113675069A (zh) | 2021-08-20 | 2021-08-20 | 一种离子迁移系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113675069A true CN113675069A (zh) | 2021-11-19 |
Family
ID=78544497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110960974.4A Pending CN113675069A (zh) | 2021-08-20 | 2021-08-20 | 一种离子迁移系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113675069A (zh) |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040164238A1 (en) * | 2002-09-25 | 2004-08-26 | Jun Xu | Pulsed discharge ionization source for miniature ion mobility spectrometers |
| RU2393579C1 (ru) * | 2009-08-17 | 2010-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория инновационных аналитических технологий" | Масс-спектрометр |
| CN101937823A (zh) * | 2009-06-30 | 2011-01-05 | 同方威视技术股份有限公司 | 离子迁移谱仪的离子收集装置和离子迁移谱仪 |
| CN102324921A (zh) * | 2011-08-29 | 2012-01-18 | 任永斌 | 一种二线遥控开关及自供电电路 |
| US20130153762A1 (en) * | 2010-09-09 | 2013-06-20 | Airsense Analytics Gmbh | Method and apparatus for ionizing gases using uv radiation and electrons and identifying said gases |
| US20130161509A1 (en) * | 2010-09-14 | 2013-06-27 | Airsense Analytics Gmbh | Method and apparatus for detecting and identifying gases by means of ion mobility spectrometry |
| CN103619104A (zh) * | 2013-12-03 | 2014-03-05 | 江苏设计谷科技有限公司 | 高功率led高电压恒电流驱动模块 |
| CN104392889A (zh) * | 2014-12-14 | 2015-03-04 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种利用交流叠加方法控制离子门的离子迁移谱仪及方法 |
| CN106783504A (zh) * | 2016-12-26 | 2017-05-31 | 同方威视技术股份有限公司 | 离子迁移谱仪 |
-
2021
- 2021-08-20 CN CN202110960974.4A patent/CN113675069A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040164238A1 (en) * | 2002-09-25 | 2004-08-26 | Jun Xu | Pulsed discharge ionization source for miniature ion mobility spectrometers |
| CN101937823A (zh) * | 2009-06-30 | 2011-01-05 | 同方威视技术股份有限公司 | 离子迁移谱仪的离子收集装置和离子迁移谱仪 |
| RU2393579C1 (ru) * | 2009-08-17 | 2010-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория инновационных аналитических технологий" | Масс-спектрометр |
| US20130153762A1 (en) * | 2010-09-09 | 2013-06-20 | Airsense Analytics Gmbh | Method and apparatus for ionizing gases using uv radiation and electrons and identifying said gases |
| US20130161509A1 (en) * | 2010-09-14 | 2013-06-27 | Airsense Analytics Gmbh | Method and apparatus for detecting and identifying gases by means of ion mobility spectrometry |
| CN102324921A (zh) * | 2011-08-29 | 2012-01-18 | 任永斌 | 一种二线遥控开关及自供电电路 |
| CN103619104A (zh) * | 2013-12-03 | 2014-03-05 | 江苏设计谷科技有限公司 | 高功率led高电压恒电流驱动模块 |
| CN104392889A (zh) * | 2014-12-14 | 2015-03-04 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种利用交流叠加方法控制离子门的离子迁移谱仪及方法 |
| CN106783504A (zh) * | 2016-12-26 | 2017-05-31 | 同方威视技术股份有限公司 | 离子迁移谱仪 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Whitby | Generator for producing high concentrations of small ions | |
| Beynon et al. | Design and performance of a mass-analyzed ion kinetic energy (MIKE) spectrometer | |
| US9111738B2 (en) | Nonradioactive ionization source driver | |
| WO2006039147A9 (en) | Air ionization module and method | |
| EP0615655A1 (en) | LIGHT DISCHARGE IONIZATION SOURCE. | |
| US11049710B2 (en) | Device and method for generating, storing and transmitting positive and negative ions | |
| US9285343B2 (en) | Multi-dimentional ion mobility separator method and apparatus | |
| US7494326B2 (en) | Micro ion pump | |
| CN113675069A (zh) | 一种离子迁移系统 | |
| US10276359B2 (en) | Ion mobility spectrometer | |
| EP3343215B1 (en) | Ion migration tube for an ion mobility spectrometer and method of operating the same | |
| Kahn et al. | Electrogasdynamic power generation | |
| CN116246935A (zh) | 一种用于低质荷比离子传输的离子漏斗装置及其使用方法 | |
| An et al. | Development of a short pulsed corona discharge ionization source for ion mobility spectrometry | |
| Plumlee | Space charge neutralization in the ionizing beam of a mass spectrometer | |
| Walenta | A system of large multiwire driftchambers | |
| RU2621386C1 (ru) | Способ увеличения скорости электрического ветра и устройство для его осуществления | |
| CN112185797B (zh) | 一种常压高温离子冷却聚焦装置 | |
| KR20120075396A (ko) | 전계 방출형 ｘ선 발생 장치 | |
| Cho et al. | GEM: Performance and aging tests | |
| US9892897B2 (en) | Method of controlling a DC power supply | |
| CN205428870U (zh) | 一种电晕放电组件和离子迁移谱仪 | |
| CN111404505B (zh) | 一种用于空间低能等离子体探测器的电压放大器装置 | |
| CN111199868A (zh) | 一种微型阵列离子迁移管 | |
| US20130256521A1 (en) | Well-logging apparatus with ring-shaped resistors and related methods |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |