CN203983231U - 一种新型离子迁移谱仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及离子迁移谱装置技术领域，尤其是一种新型离子迁移谱仪。它包括金属屏蔽盒、迁移管、脉冲高压电源和13X分子筛；迁移管内置于金属屏蔽盒内，迁移管的两端分别通过载气接入口和迁移气接入口与13X分子筛连接；迁移管内由左至右依次形成有电离区、迁移区和检测区，电离区与迁移区、迁移区与检测区之间均通过网状电极分割，电离区内设置有与脉冲高压电源连接的针状电极，迁移区内并排的设置有若干个电阻件，若干个所述电阻件之间设置有金属环，检测区内设置有法拉第盘；载气接入口与电离区连通，迁移气接入口与检测区连通，迁移区、位于电离区的一侧连接有气体接出口。本实用新型可采用空气作为离子源，主体结构简单、安全可靠，实用性强。
Description
技术领域
本实用新型涉及离子迁移谱装置技术领域，尤其是一种新型离子迁移谱仪。
背景技术
离子迁移谱技术是一种在大气压下的离子分离技术，作为该技术处理中关键部件的离子迁移谱仪被广泛应用于爆炸物、毒品、生物分析、环境监测等领域，其工作时需要一个具有一定稳定性且能够将被测气态物质充分电离的离子源，以通过离子的迁移率的不同来探测被测物质。
传统的离子迁移谱技术中一般采用放射性元素63Ni作为离子源，使得离子迁移谱仪具有一定的放射性元素，会对操作者的身体健康构成潜在的威胁，且不利于被操作者接受和推广。
因此，有必要提供一种新型离子迁移谱仪，并使用新型离子源代替传统放射性离子源，以保证操作者的健康和安全。
实用新型内容
针对上述现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种主体结构简单、便于操作、安全可靠、利用脉冲电晕放电技术并采用空气作为离子源的新型离子迁移谱仪。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种新型离子迁移谱仪，它包括金属屏蔽盒、迁移管、脉冲高压电源和13X分子筛；
所述迁移管内置于金属屏蔽盒内，所述迁移管的两端分别通过载气接入口和迁移气接入口与外置于金属屏蔽盒的13X分子筛连接；
所述迁移管内由左至右依次形成有电离区、迁移区和检测区，所述电离区与迁移区、迁移区与检测区之间均通过网状电极分割，所述电离区内设置有与脉冲高压电源连接的针状电极，所述迁移区内并排的设置有若干个电阻件，若干个所述电阻件之间设置有金属环，所述检测区内设置有法拉第盘；
所述载气接入口与电离区连通，所述迁移气接入口与检测区连通，所述迁移区、位于电离区的一侧连接有气体接出口。
优选地，所述针状电极为尖端呈半球形的不锈钢针，所述针状电极的尖端的曲率半径为0.1mm；
所述网状电极的材质为铝材质，所述网状电极的网孔直径和网孔间距均为0.5mm。
优选地，所述法拉第盘还连接有外置于金属屏蔽盒的微电流计，所述微电流计连接有示波器。
优选地，所述法拉第盘通过屏蔽电缆与微电流计连接。
由于采用了上述方案，本实用新型可采用空气作为离子源，避免了放射性物质的使用，有效的保证了操作者的安全和健康；同时，利用高压脉冲电晕放电离子源时，离子近乎同时产生，同时进入迁移区进行迁移和分离，因此，离子具有较好的化学一致性，最终得到的谱线较为单一、纯净，离子的利用率高；其主体结构简单、安全可靠，具有很强的实用性和市场推广价值。
附图说明
图1是本实用新型实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图1所示，本实施例的新型离子迁移谱仪，它包括用于防止外界电磁噪声对离子电流信号的干扰的金属屏蔽盒1、用于进行完成离子迁移的迁移管2、用于施加高压脉冲的脉冲高压电源3以及输送载气和迁移气体的13X分子筛4；其中，迁移管2内置于金属屏蔽盒1内，迁移管2的两端分别通过载气接入口5和迁移气接入口6与外置于金属屏蔽盒1的13X分子筛4连接；而迁移管2内由左至右依次形成有电离区2-1、迁移区2-2和检测区2-3，电离区2-1与迁移区2-2、迁移区2-2与检测区2-3之间均通过网状电极7分割，同时，在电离区2-1内设置有与脉冲高压电源3连接的针状电极8，在迁移区2-2内并排的设置有若干个电阻件9，在若干个电阻件9之间设置有金属环10，在检测区2-3内还设置有法拉第盘11；另外，载气接入口5与电离区2-1连通，迁移气接入口6与检测区2-3连通，在迁移区2-2内、位于电离区2-1的一侧连接有气体接出口12。
如此，本实施例的离子迁移谱仪可采用空气作为离子源，空气经过13X分子筛4的干燥和过滤后形成载气和迁移气体，两者分别通过载气接入口5和迁移气接入口6分别进入电离区2-1和检测区2-3，在电离区2-1内利用脉冲高压电源3向针状电极8和网状电极7之间施加高压脉冲，从而产生正极性脉冲电晕放电，单次脉冲电晕放电所产生的正离子直接进入迁移区2-3内，从而通过由金属环10和电阻件9构成的轴向均匀磁场进入法拉第盘11，由于不同离子之间的迁移速率不同，故正离子通过固定长度的迁移区2-2后，将在不同时刻到达法拉第盘11，最终利用法拉第盘11输出一个电流随时变化的谱线，即离子迁移谱；而在电离区2-1内被分离出的离子则由气体接出口12排出。
由于针状电极8尖端的曲率半径越大，电晕放电越不稳定，但为提高电离的效率以及仪器的探测灵敏度，本实施例的针状电极8采用尖端呈半球形的不锈钢针，针状电极8的尖端的曲率半径为0.1mm；而网状电极7的材质则选为铝材质，网状电极7的网孔直径和网孔间距均为0.5mm。
为保证离子电流信号能够被放大输出，本实施例的法拉第盘11还通过屏蔽电缆连接有外置于金属屏蔽盒1的微电流计13，而微电流计13则连接有示波器14。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (4)
1.一种新型离子迁移谱仪，其特征在于：它包括金属屏蔽盒、迁移管、脉冲高压电源和13X分子筛；
所述迁移管内置于金属屏蔽盒内，所述迁移管的两端分别通过载气接入口和迁移气接入口与外置于金属屏蔽盒的13X分子筛连接；
所述迁移管内由左至右依次形成有电离区、迁移区和检测区，所述电离区与迁移区、迁移区与检测区之间均通过网状电极分割，所述电离区内设置有与脉冲高压电源连接的针状电极，所述迁移区内并排的设置有若干个电阻件，若干个所述电阻件之间设置有金属环，所述检测区内设置有法拉第盘；
所述载气接入口与电离区连通，所述迁移气接入口与检测区连通，所述迁移区、位于电离区的一侧连接有气体接出口。
2.如权利要求1所述的一种新型离子迁移谱仪，其特征在于：所述针状电极为尖端呈半球形的不锈钢针，所述针状电极的尖端的曲率半径为0.1mm；
所述网状电极的材质为铝材质，所述网状电极的网孔直径和网孔间距均为0.5mm。
3.如权利要求1或2所述的一种新型离子迁移谱仪，其特征在于：所述法拉第盘还连接有外置于金属屏蔽盒的微电流计，所述微电流计连接有示波器。
4.如权利要求3所述的一种新型离子迁移谱仪，其特征在于：所述法拉第盘通过屏蔽电缆与微电流计连接。
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|---|---|---|---|---|
| CN105632872A (zh) * | 2016-03-11 | 2016-06-01 | 北京理工大学 | 一种基于电晕放电的新型离子迁移谱装置 |
| CN109887823A (zh) * | 2017-12-06 | 2019-06-14 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种离子迁移管及离子迁移谱仪 |
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| CN109887823A (zh) * | 2017-12-06 | 2019-06-14 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种离子迁移管及离子迁移谱仪 |
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