CN218824065U - 离子漂移管 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种离子漂移管，其至少包括电离区腔体、电离源、漂移区腔体、主控电路板和离子接收盘。待测气体在电离区腔体内的电离源的作用下被电离为样品离子，样品离子在漂移区腔体内受到主控电路板施加的固定电压的作用下发生偏离，在离子接收盘的不同离子分区中产生电信号，根据离子接收盘的不同分区与所产生的电信号的对应关系判断出样品离子的种类，从而判断待测气体中各成分的种类。本申请的离子漂移管简化了气路，采用了低压电离，无需对待测气体进行加热，在保证能够检测出待测气体中各成分的种类的前提下简化了内部结构，降低了制造成本，缩小整体的体积和质量，增加了便携性，能够实现对现场样品的实时检测并迅速得到检测结果。

Description

离子漂移管

技术领域

本申请涉及离子检测技术领域，尤其涉及一种离子漂移管。

背景技术

离子迁移谱技术常借助于离子漂移管对待测气体中痕量的挥发性有机化合物进行检测，其检测原理如下所示：将待测气体离子化为待测离子，不同种类的待测离子的带电属性和离子重量有差别，那么在电场中的漂移速度和漂移距离就存在差别，可以根据各种离子在离子漂移管中的不同的漂移距离来辨别待测气体中存在哪些种类的挥发性有机化合物。

然而，目前的离子漂移管既有内循环气路，又有外循环气路，内部结构比较复杂，体积较大而不易携带，难以实现对现场的实时检测。另外，目前的离子漂移管为了实现较高的分辨力，需要施加很高的电压，以便实现不同种类的挥发性有机化合物的充分分离。该电压大约有数千伏，所需的供压装置的体积也较大，这会进一步增大离子漂移管的体积。再者，为了提高分辨力，目前的离子漂移管还需要设置有加热装置，该加热装置能将待测气体加热至150℃以上，以降低环境气体的影响，并提高检测速度和检测结果的准确性，但是这又会增大离子漂移管的体积。

实用新型内容

本申请实施例提供了一种离子漂移管，其能够解决目前的离子漂移管体积较大、不易携带、难以实现现场实时检测的缺陷。

为达上述目的，本申请提供的一种离子漂移管，其属于小型化、开放式离子漂移管。

本申请实施例中的离子漂移管包括：电离区腔体、电离源、离子通道、漂移区腔体、主控电路板和离子接收盘等元器件。

其中，电离区腔体为密封结构，具有进气口，进气口允许待测气体进入电离区腔体内。

电离源位于电离区腔体内，将待测气体离子化，以形成样品离子。

离子通道用于供样品离子的传输。

漂移区腔体为长方体结构，其与电离区腔体平行。漂移区腔体的一端通过离子通道与电离区腔体相连通，接收离子通道输入的样品离子。

主控电路板用于为样品离子施加漂移电场，以使样品离子在漂移电场中分离为多股离子束。

离子接收盘包括多个离子分区和与上述多个离子分区一一对应的多条第一类排线，每个离子分区通过一一对应的第一类排线与主控电路板相连。离子分区在接收到离子束时产生电信号，由第一类排线将与其一一对应的离子分区产生的电信号输送至主控电路板，并由主控电路板根据漂移电场的电压、离子分区的位置和电信号的对应关系判断出待测气体的种类。离子分区在没有接收到离子束时不会产生电信号，从而表示不存在与该离子分区的位置对应的离子种类。

本申请实施例中的离子漂移管采用低压电场对待测气体进行电离，漂移电场的电压为1至5V。

本申请实施例中的离子漂移管中，电离区腔体包括铅皮盒和铅皮盖，铅皮盒和铅皮盖形成密封结构，铅皮盒的侧面开设进气口。

本申请实施例中的离子漂移管包括排气通道和出气口，排气通道与漂移区腔体的另一端相连通，通过出气口排出残余气体。

本申请实施例中的离子漂移管包括离子门，离子门吸附排气通道中流动的样品离子，从而使得排出的残余气体中不含有样品离子，以避免对环境的污染。

本申请实施例中的离子漂移管还包括测压测湿电路板和第二类排线。测压测湿电路板设于排气通道的下游，获取排气通道排出的气体的气压值和湿度值。测压测湿电路板通过第二类排线将气压值和湿度值输送至主控电路板，由主控电路板根据气压值和湿度值调节漂移电场的强度。

本申请实施例中的离子漂移管还可以包括半导体传感器，半导体传感器设于进气口中，获取流经进气口的待测气体的流量。以辅助检测。当然半导体传感器还可以获得其它辅助信息。

本申请实施例中的离子漂移管还可以包括滤网，滤网设于进气口中，用于过滤待测气体。

本申请实施例中的离子漂移管中，漂移区腔体的厚度为1至3mm。

本申请实施例中的离子漂移管的长度可以为50±5mm，宽度可以为25±5mm，高度可以为15±3mm。

由于采用上述技术方案，本申请取得了如下技术效果：

本申请公开了一种离子漂移管，其至少包括电离区腔体、电离源、漂移区腔体、主控电路板和离子接收盘。待测气体在电离区腔体内的电离源的作用下被电离为样品离子，样品离子在漂移区腔体内受到主控电路板施加的固定电压的作用下发生偏离，在离子接收盘的不同离子分区中产生电信号，根据离子接收盘的不同分区与所产生的电信号的对应关系判断出样品离子的种类，从而判断待测气体中各成分的种类。本申请的离子漂移管简化了气路，采用了低压电离，无需对待测气体进行加热，在保证能够检测出待测气体中各成分的种类的前提下简化了内部结构，降低了制造成本，缩小整体的体积和质量，增加了便携性，能够实现对现场样品的实时检测并迅速得到检测结果，具有很高的样品检测效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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为本申请实施例的离子漂移管的结构示意图；

图2为本申请实施例的离子漂移管的侧视图；

图3为本申请实施例的离子漂移管的纵切面图；

图4为本申请实施例的电离源的结构示意图；

图5为本申请实施例的漂移区腔体的结构示意图；

图6为本申请实施例的离子接收盘的工作原理示意图；

图7为本申请实施例的测压测湿电路板的装配和连接示意图；

图8为本申请实施例的检测流程示意图。箭头方向表示待测气体在各个元器件间的流动方向。

附图标记：

漂移管电路板1、主控电路板101、离子接收盘102、测压测湿电路板103、第一类排线104、第二类排线105、漂移管底座2、进气口3、出气口4、电离区腔体5、铅皮盒501、辐射源502、和铅皮盖503、漂移区腔体6、漂移管盖壳7、样品离子8、离子漂移管10、离子通道11、排气通道12和离子门13。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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申请和简化描述，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申请的限制。

当前的离子漂移管为了追求分辨力，往往会配置一些有助于提高分辨力的装置。例如，同时设置内循环气路和外循环气路，以降低环境气体对检测结果的影响。又例如，采用能产生数千伏电压的供压装置，以使待测离子在高电压下尽可能地分离开。再例如，采用加热装置将待测气体加热至150℃以上，以降低环境气体的影响。但是这些均造成当前的离子漂移管体积较大、不便于携带，难以适应于现场实时检测。因为现场实时检测首先需要离子漂移管具有便携性，能从一个现场移动至另一个现场，从而实现多现场取样和当场检测，并且当场得到检测结果，这对于快速得到检测结果而言非常重要，否则当待测样品运输到实验室检测时，待测气体中的某些成分已经发生了变化，可能会产生检测结果不准确的缺陷。因此，在这种情况下，尤其是在检测对象含有简单种类的离子团时，分辨力并非越高越好，反而便携性和快速检测能力优于分辨力。

另外，针对成分比较简单的待测气体而言，该待测气体在被离子化后，能够产生一种或者少数几种带电离子，其在离子漂移管中所形成的光谱图也比较简单，那么在这种情况下，相对较低的分辨力可以看成是一种优势，故可以舍弃一定的分辨力，从而放宽对环境气体的湿度及流量的要求。此时就可以舍弃高压提供装置、加热装置等体积较大的装置，并且随之简化气路，由此得到便携性能好、检测速度快的小型化、开放式离子漂移管，其仍然能够得到较佳以及预期的检测结果，并且能够实现现场实时检测，而无需将待测气体转移至实验室进行检测，降低了由于转运过程中待测气体成分改变而造成的检测结果不准的缺陷。

如图1至图3所示，本申请提供了一种离子漂移管10。与目前的离子漂移管不同，该离子漂移管10为小型化开放式离子漂移管。小型化指的是该离子漂移管10的体积较小，便于携带。开放式主要指的是该离子漂移管10的气路结构比较简化，无需设置内循环气路和外循环气路。另外，在进气口3处无需设置分子筛，无需设置对待测气体在进入前或者电离时进行加热的加热装置。另外，在电离区腔体5和漂移区腔体6之间无需设置离子门，仅需要在出气口4的上游设置离子门。再者，也无需对待测气体的湿度进行严格控制，可以省略对待测气体进行干燥的干燥装置。

本申请实施例中的离子漂移管10包括：电离区腔体5、电离源502、离子通道11、漂移区腔体6、主控电路板101和离子接收盘102等元器件。然而，本申请实施例中的离子漂移管10还可以视情况增设其它元器件。示例性地，离子漂移管10还包括漂移管盖壳7、排气通道12、出气口4、离子门13、测压测湿电路板103、第二类排线105、半导体传感器(图中未显示)、滤网(图中未显示)等元器件中的任意一个或几个。

其中，电离区腔体5为长方形密封腔室，其外侧壁上设有进气口3。进气口3允许待测气体由其进入电离区腔体5内。待测气体内含有挥发性有机化合物，这些有机化合物包括挥发性毒品(例如笑气、挥发性亚硝酸烷基酯、有毒物质如氰化物、苯酚、甲醇、水合氯醛、苯胺等)、气体爆炸物(如甲烷、乙烯、乙炔、环氧乙烷、氯乙烯、硫化氢等)、化学战剂(如氢氰酸、氯化氰、光气、双光气、氯气等)和大气污染物(如二氧化硫、二氧化氮等)等。待测气体在进入电离区腔体5之后，从电离区腔体5的一端向另一端移动。图3中的箭头显示了待测气体的移动方向，即水平方向，从左至右。

电离源502位于电离区腔体5内的另一端，与进气口3相隔一段距离，从而防止从进气口3进入的待测气体直接吹向电离源502，进而防止电离过程被干扰。电离源502用于将待测气体离子化，以形成样品离子。待测气体中含有一种或几种不同种类的成分，每种成分的原子重量不同，那么在电离为离子之后，每种离子的质量和带电荷的量不同，在电场中会受到电场力和重力的共同作用，并且在该共同作用下呈现抛物线运动。由于每种离子作抛物线运动时的水平距离不同，因此能够实现对不同种类的离子在电场中的分离。

如图4所示，为了将电离源502产生的电离辐射与外界环境隔离开来，电离区腔体5包括铅皮盒501和铅皮盖503，铅皮盒501和铅皮盖503形成密封结构，铅皮盒501的侧面开设进气口3。电离区腔体5并不直接与排气通道12和出气口4相连，因此，排气通道12和出气口4在图4中未显示。在电离源502将待测气体离子化时，铅皮盒501和铅皮盖503包裹住电离源502，形成离子漂移管10的电离区，且能够阻隔电离源502的放射性。本申请实施例的电离源502可以包括辐射源或者脉冲电晕放电源。

离子通道11用于输送被电离源502离子化后的样品离子。离子通道11从下往上输送样品离子。因此，离子通道11输送样品离子的方向与待测气体的移动方向垂直。在其它的实施例中，样品离子的移动方向与待测气体的移动方向也可以不相互垂直，二者可以呈现一定夹角例如锐角或钝角等。

漂移区腔体6用于供样品离子在电场作用下发生偏移，从而根据偏移结果获得样品离子的种类。如图5所示，漂移区腔体6为上下敞口的长方形腔室结构，其长度远远大于宽度和高度或称厚度。例如，漂移区腔体6的长度可以为宽度的6倍至10倍，以便为样品离子的漂移提供足够的距离，从而使不同种类的样品离子能够充分地分开。漂移区腔体6的宽度可以为高度的3倍至6倍。漂移区腔体6的厚度为1至3mm。

漂移区腔体6的一端(如图2中的左端)与离子通道11相连通，即漂移区腔体6通过离子通道11与电离区腔体5相连通，接收离子通道11输入的样品离子。漂移区腔体6的另一端(如图3中的右端)与排气通道12相连通，用于将剩余的气体排放至排气通道12，并通过排气通道12的侧壁开设的出气口4排出。

漂移区腔体6的上端和下端敞口。上端与下端是根据图2和图3中的方向而定，并不唯一限定实际的方向。漂移区腔体6的上端为主控电路板101，漂移区腔体6的下端为离子接收盘102。主控电路板101、离子接收盘102、漂移区腔体6平行排列，共同构成用于使样品离子进行漂移的空间即漂移区。

漂移管盖壳7设于主控电路板101的上方，其对离子漂移管10的整体结构起到固定和保护作用。

主控电路板101属于漂移管电路板1的组件之一。漂移管电路板1包括主控电路板101、离子接收盘102、测压测湿电路板103、第一类排线104和第二类排线105。

主控电路板101用于为样品离子施加漂移电场，以使样品离子在漂移电场中分离为多股离子束。该漂移电场为固定电场，而并非可变电场，也并非交流电场和梯度电场。该漂移电场为低压电场，而并非高压电场。漂移电场的电压可以为1至5V，也可以为2至3V，还可以为4V。经实验验证可知，相对于目前的离子漂移管所产生的高压电场数千伏而言，本申请的离子漂移管的漂移电场采用较低的电压，也能够实现在现场对简单成分的待测气体的种类的测定。另外，由于电压较低，能够提升含有离子漂移管等的检测仪器的续航时间，降低其整备重量，提高使用的便携性。并且由于无需使用高压电源，也能够降低电源的质量，提高便携性。

离子接收盘102用于收集在漂移电场中发生偏移的样品离子。如图6所示，本申请实施例中的离子漂移管10的检测原理描述如下。

主控电路板101用于为样品离子8施加漂移电场，该漂移电场在主控电路板101和离子接收盘102之间产生，电场强度为1至5V，电场方向为从上至下如图6中从上至下的黑色箭头方向。图6中的空腔表示漂移区腔体6。水平黑色箭头表示样品离子8以水平方向进入漂移区腔体6的漂移区中。

当样品离子8进入漂移区中后，由于不同种类的样品离子8的带电荷属性不同和离子质量不同，那么在漂移电场中受到的静电力和重力的作用就不同，从而不同种类的样品离子8受到电场的影响而发生漂移的漂移速度和漂移距离不同，因此会出现图中所示的a、b、c等不同的漂移轨迹，通过不同的漂移轨迹到达离子接收盘上的A区、B区、C区等不同区域。同一种类的样品离子8具有相近的漂移速度，因此到达的位置也比较相近，例如在同一个分区内，因此只需对离子接收盘102进行分区，根据经验法则，不同的区域代表不同类的物质，故可以根据某个区域内是否出现电信号每个电信号对应一个峰值，若没有电信号，则该区域内没有峰值并且结合漂移电场的电压强度来判断样品离子8的种类，从而判断待测气体中含有哪些种类的成分。上述检测原理降低了对漂移区电场强度的要求，缩短了漂移距离，提高了检测仪器的便携性，能够很好地实现现场实时检测，并且快速得到检测结果。另外，由于同一种类的样品离子8能够落在同一个分区内，因此，本申请实施例的离子漂移管10能够准确分辨样品离子8所属种类，为识别待测气体中各化学成分的类别提供可靠的依据。

根据上述原理，需要对离子接收盘102进行分区，每个分区代表在同一漂移电压下的某一类离子。如果漂移电压改变，那么某一分区对应的离子种类也会变化。因此，结合漂移电压的数值和分区位置的对应关系即可识别具体的离子种类。示例性地，图6中虚线即表示离子接收盘102分为A区、B区和C区等离子分区。在其他的实施例中，也可以增加更多的离子分区。即离子分区的数目可以为3至10个，也可以为4、5、6、7、8、9等任一数目。

当离子接收盘102上划分为多个离子分区后，每个离子分区均有与其一一对应的第一类排线104相连，并且每个离子分区通过一一对应的第一类排线104与主控电路板101相连。每个离子分区若收集到离子，则会对应产生一个电信号(即呈现一个峰值)。每条第一类排线负责将一一对应的离子分区接收到的电信号输送至主控电路板101。有多少个离子分区，也就有多少条第一类排线104，即离子分区的数目与第一类排线104的数目相等。当某个离子分区中落入某种样品离子8后，该离子分区会产生电信号，与该离子分区一一对应的第一类排线104便会将该电信号传输至主控电路板101，由主控电路板101根据漂移电场的电压和某个离子分区所产生的电信号的对应关系判断出离子的种类，并且判断出待测气体的种类。主控电路板101一方面可提供固定的电压，形成漂移电场，另一方面通过第一类排线104采集离子接收盘102收到的信号，以判断样品种类。

在本申请实施例中，还可以过检测单位时间内到达离子接收盘102的离子数量，间接得出气体的流量大小，从而在不使用流量传感器的条件下实现对待测气体流量的实时监控。这是因为本申请实施例中的离子漂移管10的进气口3和出气口4的内径是确定的，气路的孔径和长度是确定的，可以根据离子接收盘102所接收到的离子的数目多少来间接判断待测气体的流量大小。如果离子接收盘102所接收到的离子的数目多，那么可以推断出待测气体的流量较大。如果离子接收盘102所接收到的离子的数目少，那么可以推断出待测气体的流量较小。如果离子接收盘102所接收到的离子的数目过少，或者根本没有接收到任何离子，则说明可能产生气路堵塞，从而有助于对仪器故障的提前判断，从而即使排除故障，以降低待测样品的损耗。

在本申请实施例中，离子漂移管10包括排气通道12和出气口4，排气通道12与漂移区腔体6的另一端相连通，并通过出气口4排出残余气体。由此，本申请实施例中的离子漂移管10的气路得到了简化。与目前的离子漂移管10的双循环气路包括内循环气路和外循环气路而言，本申请实施例中的离子漂移管10为单循环气路，即只存在外循环而不存在内循环。如图8所示，离子漂移管10的气路为：待测气体从进气口3进入电离区腔体5中，在电离区腔体5内的电离源502的作用下，待测气体被离子化，以形成样品离子。样品离子自下而上经由离子通道11进入漂移区腔体6中，在漂移区腔体6内的低压固定电场作用下实现离子分离，不同种类的离子由于质量和所带电荷的不同而到达离子接收盘102的不同区域，形成对应的电信号，完成样品检测。而经过离子分离后的剩余气体通过排气通道12和出气口4排出残余气体。因为该气路的进气口3和出气口4直接与外界环境相通，只存在单向的外循环气路，而不存在内循环气路，那么无需设置内循环管线和其它外接管线，简化了气路，使得离子漂移管10的便携性能更好。

在本申请的实施例中，离子漂移管10还包括高电压的离子门13。离子门13可以设置于排气通道12中，用于吸附流经排气通道12的样品离子，从而除去气体中的样品离子，使得最终排出的残余气体中不存在样品离子，以防止离子污染环境。

在本申请的实施例中，如图7所示，离子漂移管10还包括测压测湿电路板103和第二类排线105。测压测湿电路板103设于排气通道12的下游，获取排气通道12排出的气体的气压值和湿度值。然后，测压测湿电路板103通过第二类排线105将气压值和湿度值输送至主控电路板101，由主控电路板101根据环境气压值和湿度值对应调节漂移电场的强度，以使离子在漂移电场中能够根据种类可预期地落入对应的离子分区中，从而产生正确的电信号。环境气压值、湿度值和电压值均会影响离子迁移速度和离子迁移距离，不同的环境气压值、湿度值和电压值可能影响同一类离子的迁移距离。如果不对上述参数进行控制，那么可能产生同一类离子在不同的环境气压和环境湿度下在同一电场的影响下落入不同的离子分区的现象，这会大大增加了测量误差。因此，本申请实施例根据经验法则建立了环境气压值、湿度值和电压值的一一对应关系式，根据测压测湿电路板103测得的环境气压值、湿度值来使主控电路板101产生一一对应的漂移电压，从而使得不同种类的离子能够在同一标准条件下测量，这大大提高了测量的精准度，同时又不会增加额外的气压控制装置和湿度控制装置，也大大提高了便携性。

示例性地，当环境气压值为P₁，湿度值为H₁时，选择电压值为V₁，那么测量条件就对应P₁-H₁-V₁的条件，根据获得的电信号对照P₁-H₁-V₁条件来获得检测结果。当环境气压值为P₁，湿度值为H₂时，选择电压值为V₂，那么测量条件就对应P₁-H₂-V₂的条件，根据获得的电信号对照P₁-H₂-V₂条件来获得检测结果。当环境气压值为P₂，湿度值为H₂时，选择电压值为V₃，那么测量条件就对应P₂-H₂-V₃的条件，根据获得的电信号对照P₂-H₂-V₃条件来获得检测结果。

在本申请实施例中，环境气压值、湿度值除了供主控电路板101选择对应的电压值之外，也可以供检测人员判断当前条件是否适于测量，从而及早发现测量环境造成的测量故障，并尽早更换测量环境，从而在合适的测量环境下进行测量，以避免浪费气体样品，避免重新采样。

在本申请实施例中，测压测湿电路板103可以通过第二类排线105直接将气压值和湿度值输送至主控电路板101，也可以先通过第二类排线105将气压值和湿度值先输送至离子接收盘102，然后由离子接受盘102同时将所产生的电信号和接收到的气压值和湿度值输送至主控电路板101，即气压值和湿度值最终是间接输送至主控电路板101。主控电路板101已经存在电压值的记录，这样，更有利于建立起电信号-气压值-湿度值-电压值之间的一一对应关系，便于在系统中形成清晰的报表和便于后继的报表打印。

在本申请实施例中，离子接收盘102中，接收到样品离子8的离子分区会产生一定强度的电信号，而未接收到样品离子8的离子分区不会产生电信号，或者产生的电信号为0。此时，可以根据电信号和离子分区的对应关系并结合电信号-气压值-湿度值-电压值之间的一一对应关系获得检测结果。

在本申请实施例中，离子漂移管10包括半导体传感器，半导体传感器设于进气口3中，用于获取流经进气口3的待测气体的流量、电荷等信息，以辅助检测或者辅助判断。当然，半导体传感器还可以获得其它信息。

在本申请实施例中，离子漂移管10包括滤网，滤网设于进气口3中，用于过滤待测气体。

在本申请实施例中，离子漂移管10还含有漂移管底座，漂移管底座作为整个离子漂移管的框架，其余结构均可通过螺钉固定的方式安装在漂移管底座上，不同结构之间通过垫片隔开避免相互干扰，垫片也可保证一定的气密性，使不同结构配合形成离子漂移管10的气体回路。本申请中部分元器件在图中未显示。

在本申请实施例中，离子漂移管10的长度可以为50±5mm，宽度可以为25±5mm，高度或厚度可以为15±3mm。因此，本申请实施例中的离子漂移管10属于小型化开放式离子漂移管，其能够实现对待测气体的种类的现场、实时检测，并且具有一定的精度，极大地提高了检测效率。

总之，与目前的大型化封闭式离子漂移管10相比，本申请实施例中的离子漂移管10至少具有以下特点：

1、本申请实施例的电离源可以为脉冲电晕放电离子化源，其能够降低电离区腔体5的体积，提高便携性，有利于实现离子漂移管的小型化。

2、目前的离子漂移管为了降低环境气体的影响，提高检测速度和检测结果的准确性，需要增加加热装置，以将待测气体加热到150℃以上，并且还需要与渗透膜、干燥管等装置配合使用，这样大大增加了体积。本申请实施例中的离子漂移管10主要目的是为了获取离子种类，无需对待测气体进行加热以提高检测速度和降低环境气体的影响，故无需增设加热装置，因此，能够降低离子漂移管10的整体重量，提高了其便携性。

3、本申请实施例的离子漂移管10的电离源为低压电离法，其仅采用5V以下的电压便可实现对待测气体的离子化，根本无需增设高压装置，不仅降低了耗电量，提高了离子漂移管10的续航时间，而且还降低了整体重量，简化了内部结构，提高了便携性，有利于现场实时得到检测结果。并且还能降低制造成本。

4、目前的离子漂移管为了提高分辨力，具有较复杂的内部结构和气体回路，例如，同时具有内循环气路和外循环气路，具有能够提供很高电压梯度的供压装置电压可达到数千伏，因此，工艺复杂，制造成本高。

5、因为本申请实施例的离子漂移管10为了追求便携性并且其测量的待测气体所含的离子团较为简单，那么无需追求极高的分辨力，放宽了对气体环境的要求，在进气口3处可以不使用分子筛，而是采用一般的滤网进行气体过滤。

6、本申请实施例中的离子漂移管10主要目的是为了获取离子种类，无需精确计算离子的漂移时间，因此在电离区和漂移区之间不需要离子门，仅在出气口之前设置一个离子门即可，而且不需要对气体湿度进行严格控制，仅需要湿度传感器进行湿度监测，可以省略干燥管。

因此，本申请实施例中的离子漂移管10的整体尺寸可以缩小在50±5mm×25±5mm×15±3mm以内，实现了小型化，便于单人携带和检测。

本申请实施例中的离子漂移管10采用离子迁移谱技术对待测气体中痕量的挥发性有机化合物如毒品、爆炸物、化学战剂和大气污染物等进行探测，其设计为小型化开放式离子漂移管，拥有结构简单、制造成本低、体积小、重量轻、耗电量低等优势，且能够准确探测出毒品、爆炸物及化学战剂的存在与否并且能够精确地确定其所属种类，非常适合应用在手持或便携式毒品、爆炸物和化学战剂的检测仪器上，在军事和安全应用领域具有巨大的应用前景。另一方面，本申请实施例中的离子漂移管10也可以用于对生物分子的检测，在制药研究中对药品生产过程中挥发性产物的检测，在临床诊断中对患者呼气的检测以及在环境监测领域对大气污染物的检测，故具有很好的应用前景。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种离子漂移管(10)，其特征在于，所述离子漂移管(10)包括：

电离区腔体(5)，具有进气口(3)，所述进气口(3)允许待测气体进入所述电离区腔体(5)内；

电离源(502)，位于所述电离区腔体(5)内，将所述待测气体离子化，以形成样品离子；

离子通道(11)；

漂移区腔体(6)，其一端通过所述离子通道(11)与所述电离区腔体(5)相连通，接收所述离子通道(11)输入的所述样品离子；

主控电路板(101)，为所述样品离子施加漂移电场，以使所述样品离子在所述漂移电场中分离为多股离子束；

离子接收盘(102)，包括多个离子分区和与所述多个离子分区一一对应的多条第一类排线(104)，每个所述离子分区通过一一对应的第一类排线(104)与所述主控电路板(101)相连；所述离子分区在接收到所述离子束时产生电信号，由所述第一类排线将一一对应的所述离子分区产生的所述电信号输送至所述主控电路板(101)，并由所述主控电路板(101)根据所述漂移电场的电压、所述离子分区的位置和所述电信号的对应关系判断出所述待测气体的种类。

2.根据权利要求1所述的离子漂移管(10)，其特征在于，所述漂移电场的电压为1V至5V。

3.根据权利要求1所述的离子漂移管(10)，其特征在于，所述电离区腔体(5)包括铅皮盒(501)和铅皮盖(503)，所述铅皮盒(501)和所述铅皮盖(503)形成密封结构，所述铅皮盒(501)的侧面开设所述进气口(3)。

4.根据权利要求1所述的离子漂移管(10)，其特征在于，所述离子漂移管(10)包括排气通道(12)和出气口(4)，所述排气通道(12)与所述漂移区腔体(6)的另一端相连通，通过所述出气口(4)排出残余气体。

5.根据权利要求4所述的离子漂移管(10)，其特征在于，所述离子漂移管(10)包括离子门(13)，所述离子门(13)吸附所述排气通道(12)中流动的所述样品离子。

6.根据权利要求4所述的离子漂移管(10)，其特征在于，所述离子漂移管(10)还包括测压测湿电路板(103)和第二类排线(105)；

所述测压测湿电路板(103)设于所述排气通道(12)的下游，获取所述排气通道(12)排出的气体的气压值和湿度值；

所述测压测湿电路板(103)通过第二类排线(105)将所述气压值和所述湿度值输送至所述主控电路板(101)，由所述主控电路板(101)根据所述气压值和所述湿度值调节所述漂移电场的强度。

7.根据权利要求1所述的离子漂移管(10)，其特征在于，所述离子漂移管(10)包括半导体传感器，所述半导体传感器设于所述进气口(3)中，获取流经所述进气口(3)的所述待测气体的流量。

8.根据权利要求1所述的离子漂移管(10)，其特征在于，所述离子漂移管(10)包括滤网，所述滤网设于所述进气口(3)中，用于过滤所述待测气体。

9.根据权利要求1所述的离子漂移管(10)，其特征在于，所述漂移区腔体(6)的厚度为1mm至3mm。

10.根据权利要求1所述的离子漂移管(10)，其特征在于，所述离子漂移管(10)的长度为50±5mm；和/或

所述离子漂移管(10)的宽度为25±5mm；和/或

所述离子漂移管(10)的高度为15±3mm。

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