FI123930B - Menetelmä kaasujen mittaamiseksi - Google Patents

Menetelmä kaasujen mittaamiseksi Download PDF

Info

Publication number
FI123930B
FI123930B FI20085283A FI20085283A FI123930B FI 123930 B FI123930 B FI 123930B FI 20085283 A FI20085283 A FI 20085283A FI 20085283 A FI20085283 A FI 20085283A FI 123930 B FI123930 B FI 123930B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
ions
measuring
flow
gas flow
measuring chamber
Prior art date
Application number
FI20085283A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20085283A0 (fi
FI20085283A (fi
Inventor
Osmo Anttalainen
Heikki Paakkanen
Terhi Mattila
Esko Kaerpaenoja
Tero Kaettoe
Erkka Saukko
Original Assignee
Environics Oy
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Environics Oy filed Critical Environics Oy
Publication of FI20085283A0 publication Critical patent/FI20085283A0/fi
Priority to FI20085283A priority Critical patent/FI123930B/fi
Priority to JP2011502406A priority patent/JP5513480B2/ja
Priority to PT97268577T priority patent/PT2269210T/pt
Priority to PL09726857T priority patent/PL2269210T3/pl
Priority to LTEP09726857.7T priority patent/LT2269210T/lt
Priority to PCT/FI2009/050249 priority patent/WO2009122017A1/en
Priority to US12/922,263 priority patent/US8247765B2/en
Priority to CA2718484A priority patent/CA2718484C/en
Priority to BRPI0910861A priority patent/BRPI0910861A2/pt
Priority to ES09726857.7T priority patent/ES2660162T3/es
Priority to MX2010010924A priority patent/MX2010010924A/es
Priority to RU2010144969/07A priority patent/RU2491677C2/ru
Priority to TR2018/02744T priority patent/TR201802744T4/tr
Priority to NO09726857A priority patent/NO2269210T3/no
Priority to SI200931811T priority patent/SI2269210T1/en
Priority to HUE09726857A priority patent/HUE035955T2/hu
Priority to DK09726857.7T priority patent/DK2269210T3/en
Priority to EP09726857.7A priority patent/EP2269210B1/en
Priority to CN2009801123434A priority patent/CN101999156B/zh
Priority to AU2009232106A priority patent/AU2009232106B2/en
Publication of FI20085283A publication Critical patent/FI20085283A/fi
Priority to ZA2010/06333A priority patent/ZA201006333B/en
Application granted granted Critical
Publication of FI123930B publication Critical patent/FI123930B/fi
Priority to HRP20180336TT priority patent/HRP20180336T1/hr
Priority to CY20181100332T priority patent/CY1120317T1/el

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • G01N27/624—Differential mobility spectrometry [DMS]; Field asymmetric-waveform ion mobility spectrometry [FAIMS]
    • 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
    • G01N27/64—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 using wave or particle radiation to ionise a gas, e.g. in an ionisation chamber
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02—Details
    • H01J49/06—Electron- or ion-optical arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/26—Mass spectrometers or separator tubes
    • H01J49/28—Static spectrometers
    • H01J49/282—Static spectrometers using electrostatic analysers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
  • Electron Tubes For Measurement (AREA)

Description

MENETELMÄ. KAASUJEN MITTAAMISEKSI
KEKSINNÖN ALA
5 Keksinnön kohteena on menetelmä kaasujen mittaamiseksi, jossa menetelmä käsittää vaiheet: - näytekaasun ionisointi kaasuvirtauksessa, - ionisoituneen kaasuvirtauksen johtaminen pitkänomaisen ioni- liikkuvuuden mittauskammion läpi sen määräämässä virtaus-10 poikkileikkauksessa - eri ioniliikkuvuuden omaavien ionien erottelu poikittaisen sähkökentän ja mittauskammion seinämälle järjestetyn ainakin yhden mittauselektrodiparin avulla. Keksintö kohdistuu myös menetelmän toteuttavaan ioniliikkuvuusspektrometriin 15 (IMS) .
TEKNIIKAN TASO
Ioniliikkuvuusspektrometria (IMS, Ion Mobility Specrtometry) 20 on menetelmä kaasumaisten epäpuhtauksien mittaamiseksi ilmasta (Eiceman & Karpas, 2005). Ionien liikkuvuutta mitataan monella
tavalla. Yleisin on lentoaikaspektrometri eli lentoaika IMS
(time-of-flight IMS tai drift IMS) . Toinen tunnettu menetelmä on aspiraatio-IMS. Sitä käytetään sekä ionien että aerosoli- 25 hiukkasten liikkuvuuden mittaamiseen. Aspiraatio-IMS perustuu co 5 siihen, että ionit liikkuvat ilmavirtauksen ja virtausta näh- c\i ö den tavallisimmin kohtisuorassa olevan sähkökentän mukana. Jos rö sähkökenttä pidetään vakiona, ionit kulkeutuvat eri paikkoihin C\1 sähköisen liikkuvuutensa perusteella ja liikkuvuus määräytyy
DC
30 mittauspaikan mukaan. Mittaus voidaan tehdä myös muuttamalla co £3 sähkökenttää ajan suhteen, jolloin eri liikkuvuuksia edustavat
LO
§ ionit saadaan mitattua eri aikaan, o
(M
Hakemusjulkaisu US 2007/0023647 AI (Zimmermann) esittää erästä 35 ioniliikkuvuusspektrometriä, jossa näytekaasu ionisoidaan ja 2 ohjataan kapeaan kohtaan ajokaasuvirran poikkileikkauksessa ennen mittauselektrodeja. Kyseessä on ns. toisen kertaluokan aspiraatio-IMS. Ideaalisesti ionisoitu näytekaasu johdetaan keskelle ajokaasun virtauspoikkipinta-alaa ja sähkökenttää ka-5 peana virtauksena, jolloin kaikki ionit lähtevät samalta poikittaiselta etäisyydeltä peräkkäin oleviin elektrodeihin nähden. Tällöin molekyyylien poikittaiseen liikkeeseen vaikuttavina muuttujina ovat molekyylin massa ja sen varaus. Kanavien erottelutarkkuus parantuu merkittävästi verrattuna ionivir- 10 taukseen koko poikkipinnalta. Ajokaasun ja ionisoitavan näyte-kaasun hallinta kuitenkin monimutkaistaa rakennetta. Suuri suhteellinen virhe syntyy helposti, jos yhdessäkin virtauskom-ponentissa on vähäinenkin häiriö.
15 Periaatteessa näytekaasu voitaisiin syöttää keskelle, mutta käytännön toteutus on hankala ja siitä syystä julkaisu esittää mallia, jossa näytekaasu ohjataan ajokaasuvirran reunaan. Ajo-kaasuvirran parabolisen nopeusprofiilin kannalta tällainen syöttö ei ole optimaalista vaan aiheuttaa epätarkkuutta.
20
Kuvassa 1 on esitetty perinteisen aspiraatiokennon toteutustapa. Ionit J i-n tulevat erillisille mittausstripeille ei - e3 koko virtauskanavan alueelta. Vaikka suurin osa ioneista tulee virtauksen nopeusprofiilista johtuen keskeltä, syntyy huomat- 25 tava epätarkkuus virtauksen laidoilta tulevien ionien vuoksi, co q Kuvassa 2 on esitetty nk. SWEEP-kennon rakenne, jossa ionit Ji_
C\J
^ n tulevat yksittäiselle mittausstripille ei - e2 koko virtaus- Φ kanavan alueelta. Toteutuksessa ionien erottelu tapahtuu mit-
CN
tausstripin kenttää muuttelemalla. Tämäkin menetelmä kärsii
DC
“ 30 yhtä lailla kuin edellinen ionien leveästä tulo j akaumasta.
co
CO
CM
LO
§ KEKSINNÖN KUVAUS
o
CM
3 Tämän keksinnön tarkoitus on aikaansaada aikaisempaa yksinkertaisempi menetelmä ja laite kaasunäytteiden mittaamiseen, erityisesti toteuttaa ns. toisen kertaluokan aspiraatio-IMS. Keksinnön mukaisen menetelmän tunnusmerkilliset piirteet on 5 esitetty patenttivaatimuksessa 1 ja vastaavan IMS-laitteen tunnusmerkilliset piirteet on esitetty patenttivaatimuksessa 6. Keksinnön mukaisen ionisuodatustekniikan avulla saavutetaan huomattava mittaustarkkuus verrattuna ilmaisimeen, jossa ei ole ionisuodatinta. Keksinnön mukaisella suodatustekniikalla 10 päästökaista voi olla virtauspoikkipinnan keskellä, jossa virtauksen nopeusprofiili on suurimmillaan. Rakenne on olennaisesti yksinkertaisempi kuin edellä kuvattu Zimmermannin laite.
Näyteilma ionisoidaan tyypillisesti esimerkiksi alfa- tai be-15 ta-säteilyllä. Ionit päästetään mittausosaan ainoastaan rajoitetulta osalta. Tässä keksinnössä ionit suodatetaan pois vir-tauskanavan reunoilta ja liikkuvuusmittaukseen päästetään ioneja ainoastaan virtauskanavan keskiosasta. Tällä saadaan liikkuvuusresoluutiota parannettua huomattavasti verrattuna 20 tilanteeseen, jossa mittaukseen päästetään ionit koko virtaus-kanavan alueelta (ns. ensimmäisen kertaluokan aspiraatio-IMS).
Eräässä sovelluksessa ionit saadaan poistettua asettamalla virtauskanavaan hyvin ohuita metallilevyjä, joissa osassa on 25 jännite. Yhdestä raosta ionit päästetään liikkuvuuden mittaus-co q kammioon. Tässä päästörako on kanavan keskiosassa tai ei täy- c\j q sin laidassa. Päästöraon sijainti keskikanavassa on edullinen, ^ koska ionit jakautuvat virtauksen suhteessa ja aikayksikköä c\j x kohden suurin ionitiheys on kanavan keskellä. Keskimmäisestä cc 30 (tai muutoin valitusta) raosta ionit päästetään läpi asetta-oo £2 maila ne samaan potentiaaliin. Muualta ionit kerätään pois so in § pivalla estokentällä. Riittävän ohuet levyt eivät häiritse o virtausta vaan tasoittavat kanavan virtausvastuksen sopivaksi siten, että virtaus kulkee jokaisesta raosta. Edullisessa ra 4 kenteessa virtausta ohjaavat levyt voivat olla virtausjakauman hallinan tähden keskenään erimittaisia.
Keksinnön mukaisen toisen kertaluokan kannettavan kokoluokan 5 aspiraatio-IMS piirteet voidaan tiivistää seuraavasti:
Ioneja tuotetaan koko virtauskanavan korkeudelle esimerkiksi radioaktiivisella lähteellä. Liikkuvuuden mittauskammioon päästetään ioneja rajoitetulta alueelta suodattamalla muualta ionit pois virtauskanavan jakavalla levyrakenteella, edulli-10 simmillaan virtauksen nopeusjakauman maksimikohdasta. Tässä hyödynnetään virtauskanavan keskiosan suurempaa ionitiheyttä (aikayksikköä kohden) päästämällä keskiosasta tulevat ionit liikkuvuuden mittauskammioon. Ioneja voidaan ohjata sähkökentällä ennen päästölevyrakennetta, esimerkiksi kasvattaa ioni-15 tiheyttä sähkökentillä kanavan keskiosassa. Päästölevyrakenne toimii myös varjostimena estäen suoran ionisoivan säteilyn pääsyn mittauskammioon. Rakenne mahdollistaa kompaktin mitoituksen. Rakennetta voidaan hyödyntää DMS/FAIMS-tyyppisen mittaustavan toteuttamiseksi. Rakenne voidaan yhdistää nk. SWEEP-20 mittaustapaan, jolloin 2kl tuottamasta ionivirrasta poimitaan haluttu osa liikkuvuusjakaumaa.
Seuraavassa keksintöä kuvataan esimerkkien avulla ja viittaamalla oheisiin kuviin, joissa 25
CO
q Kuva 1 esittää perinteisen aspiraatiokennon toteutustapaa
(M
^ Kuva 2 esittää nk. SWEEP-kennon rakennetta ^ Kuva 3 esittää periaatekuvaa toisen kertaluokan aspiraatio-
C\J
χ IMS-kennosta
IX
30 Kuva 4 esittää erästä vaihtoehtoa toteuttaa esisuodattimen esto °° tolevyrakenne.
LO
g Kuva 5 esittää toisen kertaluvun aspiraatio-IMS-kennon raken- o ^ netta
Kuva 6 esittää esisuodattimen periaatteellista rakennetta 5
Kuva 7 esittää virtauskanavan poikkileikkauskuvaa ennen esi-suodatinta
Kuva 8 esittää periaatekuvaa edellisistä hieman muokatusta toisen kertaluokan ratkaisusta 5 Kuva 9 esittää erästä aspiraatio-IMS-kennon käytännön toteutusta aksonometrisenä kuvantona ja halkileikattuna
Paikkaerottelevan toisen kertaluokan aspiraatio-IMS'in toiminta esitetään kaaviokuvana kuvassa 3. Mittauskanavaan 12 johde-10 taan ionisoitu kaasuvirtaus 10, jolla kanavassa syntyy tyypillisesti parabolinen nopeusprofiili. Itse mittauksen kannalta keskeinen komponentti on paikkaerotteleva mittauskenno, jossa eri liikkuvuuksien ionit kerätään eri paikkoihin, joihin viitattu merkeillä ΚΙ, K2 ja K3. Ilmavirtaus tulee parabolisella 15 profiililla siten, että keskellä virtaus on suurimmillaan. Virtausprofiilin vuoksi ioneja tulee aikayksikössä enemmän keskellä kuin reunoilla. Ionit kerätään pois reunoilta esisuo-dattimen 14 avulla. Tämä käsittää ohuita metallilevyjä 16, joista kahteen reunimmaiseen on asetettu keräysjännite. Kes- 20 kimmäiset levyt on maadoitettu tai asetettu keskenään samaan potentiaaliin niin, että niiden välissä ei ole sähkökenttää ja ionit pääsevät niistä läpi, jolloin näiden levyjen väliin muodostuu päästökanava a. Rakenteella saadaan eri liikkuvuudet kerättyä tarkasti eri paikkoihin. Edullisessa rakenteessa kes- 25 kimmäisen kanavan poikkipinta-ala on pieni suhteessa kokonaisen 5 poikkipinta-alaan ja siksi poistokanavia on lukuisia. Yksin- c\j ό kertaistuksen vuoksi kuvaan on piirretty vain ajatuksen haro vainnollistamisen vuoksi tarkoituksenmukainen määrä rakoja.
c\j
X
cc o_ 30 Eras vaihtoehto toteuttaa esisuodattimen 14 estolevyrakenne on co £3 esitetty kuvassa 4. Anturin runkoa on merkitty viitenumerolla
LO
o 20. Kuvan 4 toteutuksessa ionit ionisoidaan muualla ja ioni- o 00 soitu ilma tuodaan virtauskanavaan juuri ennen estolevyjä (va semmalta) . Kuvassa vasemmalla olevat liuskat 14.1 liittyvät 35 jännitekytkentään tässä prototyyppitoteutuksessa. Sarjavalmis- 6 teisessa rakenteessa levyt yhdistetään jännitelähteeseen ka-sausreikäin tai erillisten muiden kytkentäpisteiden kautta.
Toisen kertaluvun periaatteellinen rakenne on esitetty kuvassa 5 5. Ionit Ji—n tulevat esisuodattimeen koko virtauskanavan alueelta, mutta poistuvat esisuodattimesta 14 vain kanavan keskeltä. Yksinkertaisuuden vuoksi kuvaan on piirretty vain kolme mittauskanavaa ei - e3 eli mittausstrippiä, todellisuudessa näitä voi olla useampia.
10
Esisuodattimen periaatteellinen rakenne näkyy kuvassa 6, jossa E merkitsee yleisesti sähkökenttää ja kirjaimen vieressä olevat numeroit tarkoittavat sitä, että käytännön järjestelyssä jokainen kenttä voi olla erisuuruinen. Vaikka optimitilantees-15 sa keskimmäinen kenttä (E=0) onkin järjestetty siten, että kentänvoimakkuus siinä on nolla tai kyseistä virtauskanavaa käytetään vaihtelevalla kentällä. Tässä tätä päästökanavaa on merkitty viitteellä "a". Muiden kenttien käyttö liittyy ionien poistamiseen, monikanavaisella ratkaisulla puolestaan pyritään 20 tasoittamaan kanavan virtausta tekemällä kanavaan kauttaaltaan yhtenäinen virtausvastus.
Kuvassa 7 näkyy eristepakan 20 ja sen sisään muodostetun virtauskanavan 12 poikkileikkauskuva katkaistuna ennen esisuoda- 25 tinta 14. Kaasuvirtaus tule sisään kuvassa vasemmalta ja kul-co 5 keutuu kanavassa esisuodattimen 14 läpi ja poistuu virtaus- c\j q kanavan loppupäähän järjestetystä aukosta (ei näytetty). Ku- ^ vaan 7 ei ole piirretty mukaan eristepakan 20 ylä- ja alapuo- c\j x lella olevia mittauslevyjä, jotka sulkevat rakenteen. Kuvasta cc 30 näkyy systeemin yleinen rakenne, joka koostuu vuoronperään tu-oo £3 levistä eriste- ja kenttälevyistä.
m oo o o ^ Ionit voidaan mitata paikkariippuvasti vakiosähkökentällä tai muuttuvalla sähkökentällä yhdestä tai useammasta paikasta. Mo-35 lempiä on kuvattu julkaisuissa ja patenteissa. Yllä kuvattua 7 toisen kertaluokan ratkaisua voidaan kehittää edelleen tuottamalla ionit mahdollisimman lähellä mittausta ja ohjaamalla ioneja sähkökentällä ennen keräystä tai mekaanisesti virtauksen ohjaukseen tarkoitetuilla levyillä. Näiden toimenpiteiden tar-5 koitus on maksimoida mitattavien ionien tuoma virtasignaali.
Kuvassa 8 on periaatekuva edellisestä hieman muokatusta toisen kertaluokan ratkaisusta. Tässä toteutuksessa eri polariteettien ioneja ohjataan toisistaan eroon sähkökentällä. Tavoitteena 10 on hidastaa ionien rekombinaatiota ja lisätä mittaukseen päätyvien ionien määrä ja sitä kautta mitattavaa sähkövirtaa. Koska polariteettien erotus siirtää keskiosasta tulevia ioneja, ionien päästörako sijoitetaan sen mukaan.
15 Yllä on kaaviokuva toisen kertaluokan toteutuksesta mekaanis-sähköisesti. Virtauskanavan 12 korkeus voi olla esimerkiksi 5 mm. Tällöin säteilylähde voidaan sijoittaa virtauskanavaan (vaihe 1 - ionisaatioalue). Kuvassa katkoviiva putken sisällä esittää kaaviollisesti säteilylähdettä. Heti muodostumisen 20 jälkeen eri polariteetit erotetaan toisistaan sähkökentällä (vaihe 2 - ionien esierotus polariteetin mukaan). Polariteettien erotus siirtää mitattavan polariteetin hieman pois keskiosasta. Tarkoitus on hyödyntää virtauskanavan keskiosan suurta nopeutta laajalla alueella.
25
CO
o Ionisaation toteuttaminen mahdollisimman lähellä liikkuvuuden c\j ό mittausta maksimoi mitattavien ionien määrän. Polariteettien ^ erottaminen toistaan vähentää rekombinaationopeutta ja tällä
<M
x on todennäköisesti ionien määrää selvästi lisäävä vaikutus.
DC
30 Ionien esisuodatin (vaihe 3- ionien estokentät- ja päästökana-co £3 va a) toimii päätehtävänsä ohella säteilylähteen alta in § hiukkasten varjostajana eli estää alta-hiukkasten suoran pää- o ^ syn ionien liikkuvuuden mittaustilaan (vaihe 4 - liikkuvuuden mittaus).
35 8
Edellisten toteutustapojen lisäksi toisen kertaluokan rakenteella on mahdollista toteuttaa myös nk. DMS-rakenne, jossa toisen kertaluokan aikaansaamiseksi tarkoitettua suodatinta hyödynnetään epäsymmetrisen suurtaajuisen ja voimakkuudeltaan 5 suuren kentän synnyttämiseksi. DMS-mittausperiaate on sinänsä tunnettu, mutta tapa toteuttaa sitä 2-kertaluokan tapaan on uutta.
Eräs tarkempi ioniliikkuvuusspektrometrin anturiosa 20 on esi-10 tetty kuvassa 9, jossa anturiosa on halkileikattu mittauskanavan 12 kohdalta sen pituussuuntaisesti sekä yläpuolinen ioni-kammio 18 on leikattu vaakasuunnassa.
Tässä alapuolinen mittauslevy 21 on osa isompaa piirilevyä, 15 jossa on laitteen muuta elektroniikkaa. Sensoriosa käsittää kerrosrakenteen, jossa alimpana on tukilevy 22, sen päällä järjestyksessä: alapuolinen mittauslevy 21, kanavalevy 23, yläpuolinen mittauslevy 24 ja paksumpi yhdelevy 26.
20 Näytekaasu tuodaan yhteestä "in" ionisaatiokammioon 18, jossa on valittu säteilylähde 8 (ei näytetty). Väliyhteen 19 kautta ionisoitu näytekaasu johdetaan pitkänomaiseen mittauskammioon 12, jonka toiminta selvitetään jäljempänä. Mittauskammiosta 12 näytekaasu poistetaan yhteeseen "out" - joko ympäröivään il- 25 maan tai suljetussa näytteenotossa takaisin lähtötilaan, oo δ
CvJ
ό Mittauskammiossa 12 on tunnetulla tavalla mittausstripit (ei, oi) e2, es) kukin elektrodipareina (esim. ei+ ja ei-) , joiden jänni en x te pidetään vakiona ja joiden virtaa mitataan, cc
CL
30 00 £3 Ionien esisuodatin 14 on tässä kuvassa esitetty leikkaamatto- m § mana ja se ulkonee siten muun rakenteen leikkaustasosta. Sa co ^ maila siitä saa käsityksen mittauskammion 12 leveydestä. Esi suodatin 14 käsittää aikaisemmin kuvatulla tavalla ohuita me-35 tallilevyjä, jotka on kytketty valittuihin potentiaaleihin.
9 Päästökanavan levyt eli yleensä keskimmäiset levyt on maadoitettu. Jännitejohdotus levyille on toiselta sivulta (ei näytetty) .
co δ c\j i o co c\j
X
cc
CL
CO
CO
CVJ
m co o o
CVJ

Claims (10)

10
1. Menetelmä kaasumaisten aineiden mittaamiseksi, jossa menetelmä käsittää vaiheet: 5. näytekaasun ionisointi kaasuvirtauksessa (10), - ionisoituneen kaasuvirtauksen johtaminen pitkänomaisen ioni- liikkuvuuden mittauskammion (12) läpi sen määräämässä vir-tauspoikkileikkauksessa - eri ioniliikkuvuuden omaavien ionien (Ji-n) erottelu poikit- 10 täisen sähkökentän ja mittauskammion seinämälle järjestetyn ainakin yhden mittauselektrodiparin (ei, e2, e3) avulla, tunnettu siitä, että sanotusta ionisoituneesta kaasuvirtauk-sesta suodatetaan (14) ioneja pois välin päässä mittaus-elektrodista (ei, e2, e3) estokentillä päästäen vain vali- 15 tussa kohdassa virtauspoikkileikkausta kulkevat ionit läpi järjestämällä siihen neutraali kenttä.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että valittu kohta on kaasuvirtauksen oleellisesti nopeusja- 20 kauman maksimikohdassa.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sähkökenttä on ajallisesti vakio ja ionien (Ji_n) erottelu tapahtuu kahden tai useamman pituussuunnassa diskree- 25 tin elektrodin (ei, e2, e3) avulla, co δ c\j
4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sähkökenttä muuttuu jaksollisesti ja erottelu taco x pahtuu jakson vaiheajan funktiona. DC CL 30 CO
5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunto S nettu siitä, että ennen esisuodatusta näytekaasun ionit eri o polariteeteilla erotetaan toisistaan. 11
6. Ioniliikkuvuusspektrometri kaasumaisten aineiden mittaamiseksi näytekaasussa, jossa ioniliikkuvuusspektrometriin kuuluu - välineet kaasuvirtauksen luomiseksi ja johtamiseksi mittaus- kammion (12) läpi 5. välineet (18) kaasuvirtauksen ionisoimiseksi ennen mittaus-kammiota (12) käsittäen välineet poikittaisen mittaussähkökentän luomiseksi valitulla pituudella mittauskammiossa (12) ja ainakin yksi mittaus-elektrodipari (ei, e2, e3) mittauskammion (12) seinämällä, 10. välineet ionivirran mittaamiseksi kultakin elektrodilta, tunnettu siitä, että mittauskammioon kuuluu - virtaussuunnassa ennen mittauselektrodiparia (ei, e2, e3) on esisuodatin (14) kaasuvirtauksen jakamiseksi mittaussähkökentän suuntaisessa poikkileikkauksessa ainakin kahteen 15 erilliseen yhdensuuntaiseen osakanavaan ja - välineet sähkökentän (E0 - E6) luomiseksi sekä keräyselekt-rodi (16) ainakin yhdessä osakanavassa ionien keräämiseksi tästä poikkileikkauksesta pois, - yksi sähköisesti passiivinen osakanava valitussa kohdassa 20 poikkileikkausta sallien ionien kulkea mahdollisimman häi- riöttömästi tämän osakanavan kautta.
7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen ioniliikkuvuusspektrometri, tunnettu siitä, että valittu osakanava on oleellisesti keskel- 25 lä virtauspoikkileikkausta. co δ c\j ό
8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen ioniliikkuvuusspektro- I .... co metri, tunnettu silta, että osakanavat on muodostettu useilla C\J x ohuilla metallilevyillä (16), jotka jakavat mittauskammion va- IX Q_ 30 litulta pituudelta kapeisiin osiin, co CO C\1 LO
§ 9. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen ioniliikkuvuusspektro- o ™ metri, tunnettu siitä, että esisuodatin (14) käsittää 3 - 11, edullisimmin 5-9 osakanavaa. 35 12
10. Jonkin patenttivaatimuksen 6-9 mukainen ioniliikkuvuus-spektrometri, tunnettu siitä, että siihen kuuluu lisäelektro-dit jännitelähteellä sijoitettuna ennen esisuodatintä eri po-lariteettisten ionien erottamiseksi toisistaan sähkökentällä. 5 CO δ c\j i o co c\j X cc CL CO CO CVJ m co o o CVJ 13
FI20085283A 2008-04-03 2008-04-03 Menetelmä kaasujen mittaamiseksi FI123930B (fi)

Priority Applications (23)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20085283A FI123930B (fi) 2008-04-03 2008-04-03 Menetelmä kaasujen mittaamiseksi
TR2018/02744T TR201802744T4 (tr) 2008-04-03 2009-04-02 Gazların ölçümü için yöntem ve buna uygun iyon mobilite spektrometresi.
SI200931811T SI2269210T1 (en) 2008-04-03 2009-04-02 The procedure for measuring the gases and the corresponding ion mobility spectrometer
PL09726857T PL2269210T3 (pl) 2008-04-03 2009-04-02 Sposób pomiaru gazów i odpowiedni spektrometr ruchliwości jonów
LTEP09726857.7T LT2269210T (lt) 2008-04-03 2009-04-02 Būdas dujoms matuoti ir atitinkamas jonų mobilumo spektrometras
PCT/FI2009/050249 WO2009122017A1 (en) 2008-04-03 2009-04-02 Method for measuring gases and corresponding ion mobility spectrometry
US12/922,263 US8247765B2 (en) 2008-04-03 2009-04-02 Method for measuring gases and corresponding ion mobility spectrometer
CA2718484A CA2718484C (en) 2008-04-03 2009-04-02 Method for measuring gases and corresponding ion mobility spectrometer
BRPI0910861A BRPI0910861A2 (pt) 2008-04-03 2009-04-02 método para medição de gases e correspondente espectrofotômetro de mobilidade de íons
ES09726857.7T ES2660162T3 (es) 2008-04-03 2009-04-02 Método para medir gases y correspondiente espectrómetro de movilidad de iones
MX2010010924A MX2010010924A (es) 2008-04-03 2009-04-02 Metodo para medir gases y espectrometria de movilidad ionica correspondiente.
RU2010144969/07A RU2491677C2 (ru) 2008-04-03 2009-04-02 Способ измерения газов и соответствующая спектрометрия мобильности ионов
JP2011502406A JP5513480B2 (ja) 2008-04-03 2009-04-02 ガス測定方法、および対応するイオン移動度分光計
NO09726857A NO2269210T3 (fi) 2008-04-03 2009-04-02
PT97268577T PT2269210T (pt) 2008-04-03 2009-04-02 Método para medir gases e espectrómetro de mobilidade iónica correspondente
HUE09726857A HUE035955T2 (hu) 2008-04-03 2009-04-02 Gázok mérésére szolgáló eljárás és a hozzá tartozó ionmobilitási spektrométer
DK09726857.7T DK2269210T3 (en) 2008-04-03 2009-04-02 METHOD FOR MEASURING GAS AND SIMILAR ION MOBILITY SPECTROMETERS
EP09726857.7A EP2269210B1 (en) 2008-04-03 2009-04-02 Method for measuring gases and corresponding ion mobility spectrometer
CN2009801123434A CN101999156B (zh) 2008-04-03 2009-04-02 用于测量气体的方法及相应的离子迁移谱仪
AU2009232106A AU2009232106B2 (en) 2008-04-03 2009-04-02 Method for Measuring Gases and Corresponding Ion Mobility Spectrometer
ZA2010/06333A ZA201006333B (en) 2008-04-03 2010-09-03 "method for measuring gases and corresponding ion mobility spectrometry"
HRP20180336TT HRP20180336T1 (hr) 2008-04-03 2018-02-26 Postupak za mjerenje plinova i odgovarajući mobilni ionski spektometar
CY20181100332T CY1120317T1 (el) 2008-04-03 2018-03-22 Μεθοδος για τη μετρηση αεριων και αντιστοιχο φασματομετρο ιοντικης κινητικοτητας

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20085283A FI123930B (fi) 2008-04-03 2008-04-03 Menetelmä kaasujen mittaamiseksi
FI20085283 2008-04-03

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20085283A0 FI20085283A0 (fi) 2008-04-03
FI20085283A FI20085283A (fi) 2009-10-04
FI123930B true FI123930B (fi) 2013-12-31

Family

ID=39385911

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20085283A FI123930B (fi) 2008-04-03 2008-04-03 Menetelmä kaasujen mittaamiseksi

Country Status (23)

Country Link
US (1) US8247765B2 (fi)
EP (1) EP2269210B1 (fi)
JP (1) JP5513480B2 (fi)
CN (1) CN101999156B (fi)
AU (1) AU2009232106B2 (fi)
BR (1) BRPI0910861A2 (fi)
CA (1) CA2718484C (fi)
CY (1) CY1120317T1 (fi)
DK (1) DK2269210T3 (fi)
ES (1) ES2660162T3 (fi)
FI (1) FI123930B (fi)
HR (1) HRP20180336T1 (fi)
HU (1) HUE035955T2 (fi)
LT (1) LT2269210T (fi)
MX (1) MX2010010924A (fi)
NO (1) NO2269210T3 (fi)
PL (1) PL2269210T3 (fi)
PT (1) PT2269210T (fi)
RU (1) RU2491677C2 (fi)
SI (1) SI2269210T1 (fi)
TR (1) TR201802744T4 (fi)
WO (1) WO2009122017A1 (fi)
ZA (1) ZA201006333B (fi)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8716655B2 (en) * 2009-07-02 2014-05-06 Tricorntech Corporation Integrated ion separation spectrometer
US8502138B2 (en) 2011-07-29 2013-08-06 Sharp Kabushiki Kaisha Integrated ion mobility spectrometer
PL229390B1 (pl) 2012-02-16 2018-07-31 Wojskowy Inst Chemii I Radiometrii Spektrometr ruchliwości jonowej
JP6197028B2 (ja) * 2012-04-23 2017-09-13 エンバイロニクス オユＥｎｖｉｒｏｎｉｃｓ Ｏｙ 化学的分析方法、および化学的分析構造
US9741552B2 (en) * 2015-12-22 2017-08-22 Bruker Daltonics, Inc. Triple quadrupole mass spectrometry coupled to trapped ion mobility separation
WO2017158534A1 (en) 2016-03-15 2017-09-21 Dh Technologies Development Pte. Ltd. Systems and methods for multi-channel differential mobility spectrometry
CN116230487B (zh) * 2022-11-18 2024-03-12 中船重工安谱（湖北）仪器有限公司 一种离子迁移管及离子迁移谱仪

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2263358A (en) * 1992-01-16 1993-07-21 Ion Track Instr Ion mobility spectrometers
US5455417A (en) * 1994-05-05 1995-10-03 Sacristan; Emilio Ion mobility method and device for gas analysis
US6815668B2 (en) * 1999-07-21 2004-11-09 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Method and apparatus for chromatography-high field asymmetric waveform ion mobility spectrometry
US20030089847A1 (en) * 2000-03-14 2003-05-15 Roger Guevremont Tandem high field asymmetric waveform ion mobility spectrometry ( faims)/ion mobility spectrometry
US6229143B1 (en) * 2000-09-07 2001-05-08 Saes Getters S.P.A. Ion mobility spectrometer with improved drift region and method for making same
WO2003038086A1 (en) * 2001-10-31 2003-05-08 Ionfinity Llc Soft ionization device and applications thereof
JP3503627B2 (ja) * 2001-12-27 2004-03-08 アンデス電気株式会社 イオン測定器
US20060054804A1 (en) * 2002-11-22 2006-03-16 Wexler Anthony S Method and apparatus for performing ion mobility spectrometry
JP4193734B2 (ja) * 2004-03-11 2008-12-10 株式会社島津製作所 質量分析装置
US7498570B2 (en) * 2004-08-02 2009-03-03 Owistone Ltd. Ion mobility spectrometer
DE102005031048A1 (de) * 2005-07-02 2007-01-04 Dräger Safety AG & Co. KGaA Ionenmobilitätsspektrometer mit parallel verlaufender Driftgas- und Ionenträgergasströmung
EP1974206A2 (en) * 2006-01-02 2008-10-01 Excellims Corporation Multi-dimensional ion mobility spectrometry apparatus and methods
US20080173809A1 (en) * 2006-07-11 2008-07-24 Excellims Corporation Methods and apparatus for the ion mobility based separation and collection of molecules
US7812305B2 (en) * 2006-06-29 2010-10-12 Sionex Corporation Tandem differential mobility spectrometers and mass spectrometer for enhanced analysis
JP4829734B2 (ja) * 2006-09-21 2011-12-07 浜松ホトニクス株式会社 イオン移動度計およびイオン移動度計測方法
JP5094520B2 (ja) * 2008-04-14 2012-12-12 株式会社日立製作所 イオンフィルタ、質量分析システムおよびイオン移動度分光計

Also Published As

Publication number Publication date
PT2269210T (pt) 2018-03-02
FI20085283A0 (fi) 2008-04-03
DK2269210T3 (en) 2018-03-05
TR201802744T4 (tr) 2018-03-21
RU2491677C2 (ru) 2013-08-27
HUE035955T2 (hu) 2018-06-28
PL2269210T3 (pl) 2018-05-30
US8247765B2 (en) 2012-08-21
FI20085283A (fi) 2009-10-04
NO2269210T3 (fi) 2018-06-16
EP2269210A4 (en) 2016-10-19
CA2718484A1 (en) 2009-10-08
AU2009232106B2 (en) 2014-04-10
AU2009232106A1 (en) 2009-10-08
WO2009122017A1 (en) 2009-10-08
ZA201006333B (en) 2011-05-25
HRP20180336T1 (hr) 2018-04-06
US20110006199A1 (en) 2011-01-13
RU2010144969A (ru) 2012-05-10
EP2269210B1 (en) 2018-01-17
SI2269210T1 (en) 2018-04-30
JP2011517025A (ja) 2011-05-26
CN101999156B (zh) 2013-01-23
JP5513480B2 (ja) 2014-06-04
MX2010010924A (es) 2010-11-05
CN101999156A (zh) 2011-03-30
BRPI0910861A2 (pt) 2016-04-12
EP2269210A1 (en) 2011-01-05
CA2718484C (en) 2016-10-25
ES2660162T3 (es) 2018-03-21
LT2269210T (lt) 2018-04-10
CY1120317T1 (el) 2019-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI123930B (fi) Menetelmä kaasujen mittaamiseksi
US7977627B2 (en) Ion selection apparatus and method
Kirk et al. A compact high resolution ion mobility spectrometer for fast trace gas analysis
JP5281070B2 (ja) 超小型非対称電界イオン移動度フィルタおよび検出システム
US20080185512A1 (en) Method and apparatus for enhanced ion mobility based sample analysis using various analyzer configurations
CN103650102A (zh) 离子迁移谱分析仪、包括其的气体分析系统和确定化学品种的方法
KR20100103624A (ko) 가스를 검출 및 확인하기 위한 방법 및 장치
US8866072B2 (en) Method and apparatus for detecting and identifying gases by means of ion mobility spectrometry
US11024497B2 (en) Chemically modified ion mobility separation apparatus and method
US5281915A (en) Sensor for detecting a high molecular weight substance using ionization effects
CN103460330B (zh) 离子门和离子改变器的结合
KR102180332B1 (ko) 이온 이동도 분광기의 게이트 그리드
US10458946B2 (en) Ion selecting device for identification of ions in gaseous media
Baumbach et al. Ion mobility sensor in environmental analytical chemistry—Concept and first results
US9324552B2 (en) Periodic field differential mobility analyzer
CN104538278B (zh) 一种离子迁移发生装置及其控制方法
US3596088A (en) Time-of-flight mass separator having a flowing gas stream perpendicular to an ion drift field for increased resolution
KR102334036B1 (ko) 이온 이동도 분광기의 ims 이동도관
CN115176150A (zh) 用于分离离子的方法和设备
CN110662959A (zh) 具有集成集束毛细管柱的用于离子迁移谱仪的漂移管
Kirk of Themed Issue to go here-bar colour to contrast OFC image

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 123930

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B

MM Patent lapsed