PL218460B1 - Komora spektrometru ruchliwości jonowej - Google Patents

Abstract

Komora charakteryzuje się tym, że metalowe pierścienie pola liniowego, siatka dozująca (6), membrana półprzepuszczalna (4), wzmacniacz prądu jonowego (10) i elektroda zbiorcza (9) są naniesione na płytki ceramiczne, przy czym wzmacniacz prądu jonowego jest zintegrowany z elektrodą zbiorczą, na jednej płytce ceramicznej, a całość umieszczona jest w obudowie (1) z tworzyw sztucznych. Pierścienie ceramiczne są ustalone w obudowie (1) komory za pośrednictwem rowkowanych listew ustalających (13), w rowkach których usytuowane są swoimi bokami płytki ceramiczne. Rozwiązanie umożliwia wykonanie liniowej komory IMS w postaci przestrzennego ceramicznego układu hybrydowego łatwego do miniaturyzacji, jak również rozbudowy.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest komora spektrometru ruchliwości jonowej urządzenia przeznaczonego do wykrywania skażeń chemicznych.

Znana komora detektora spektrometru ruchliwości jonowej (IMS) podzielona jest na dwa obszary. Pierwszym jest obszar jonizacji przepływającego gazu, drugim tzw. obszar dryftowy. W obszarze jonizacji, przebiegającym od membrany półprzepuszczalnej do siatki dozującej, znajduje się źródło promieniotwórcze służące do jonizacji przepływającego gazu za pomocą źródła β- lub α-promieniotwórczego. W obszarze dryftowym, przebiegającym od siatki dozującej do elektrody zbiorczej, znajduje się zespół równolegle usytuowanych pierścieni metalowych. Do siatki przed źródłem promieniotwórczym podawane jest wysokie napięcie (na ogół od 1,5 kV do 3 kV), natomiast pierścienie metalowe kolejno od źródła do elektrody zbiorczej posiadają coraz niższe potencjały. Wobec tego pole elektryczne w komorze jest tak ukształtowane, żeby jony od obszaru jonizacji przemieszczały się po torach liniowych do elektrody zbiorczej. Większość substancji gazowych ma różne ruchliwości, a zatem czas przelotu jonów przez obszar dryftowy jest różny, co daje możliwość ich identyfikacji.

Z polskiego opisu patentowego nr PL 187 470 znana jest komora spektrometru ruchliwości jonów. W obszarze dryftowym komory znajduje się zespół pierścieni metalowych, wytwarzających elektryczne pole liniowe, poprzedzielanych pierścieniami ceramicznymi, spełniającymi funkcje izolatorów.

Z europejskiego opisu patentowego nr EP 2 343 546 znany jest spektrometr ruchliwości jonowej. W obszarze dryftowym komory znajdują się metalowe pierścienie, wytwarzające elektryczne pole liniowe.

Istota rozwiązania według wynalazku polega na tym, że metalowe pierścienie pola liniowego, siatka dozująca, membrana półprzepuszczalna, wzmacniacz prądu jonowego i elektroda zbiorcza są naniesione na płytki ceramiczne, przy czym wzmacniacz prądu jonowego został zintegrowany z elektrodą zbiorczą na jednej płytce ceramicznej, a całość umieszczona jest w obudowie z tworzyw sztucznych.

W korzystnym wykonaniu pierścienie ceramiczne są ustalone w obudowie komory za pośrednictwem rowkowanych listew ustalających, w rowkach których usytuowane są swoimi bokami płytki ceramiczne.

Przedstawione rozwiązanie umożliwia wykonanie liniowej komory IMS w postaci przestrzennego ceramicznego układu hybrydowego, łatwego do miniaturyzacji, jak również rozbudowy, poprzez dokładanie nowych segmentów z pierścieniami.

Wynalazek został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 pokazuje schemat budowy komory, fig. 2 - pojedynczy pierścień, fig. 3 - widok komory po zdjęciu jej pokrywy, fig. 4 - poglądowy schemat montażowy, zaś fig. 5 pokazuje jeden z pierścieni zawierający zintegrowany pakiet elementów.

W obudowie 1 komory, wykonanej z tworzywa sztucznego TECAPEEK, zawierającej wlot 2 i wylot 3 analizowanego gazu, znajdują się kolejno, elektroda WN 4 (elektroda wysokiego napięcia), stanowiąca półprzepuszczalną membranę, źródło jonizacji 5, siatka dozująca 6, zespół pierścieni 7 elektrycznego pola liniowego, siatka ekranująca 8, elektroda zbiorcza 9 i wzmacniacz prądu jonowego 10. Elementy te, z wyjątkiem źródła jonizacji, usytuowane są na prostokątnych alundowych płytkach ceramicznych 11 tak, jak i metalowe pierścienie 12 elektrycznego pola liniowego. Na jednej płytce znajduje się elektroda zbiorcza 9 i wzmacniacz prądu jonowego 10. Płytki ceramiczne 11 usytuowane są w obudowie za pośrednictwem rowkowanych listew ustalających 13 w ten sposób, że w rowki listew wsunięte są swoimi bokami płytki ceramiczne. Źródło jonizacji znajduje się w obejmie 14.

Claims (2)

1. Komora spektrometru ruchliwości jonowej, której wnętrze podzielone jest na dwa obszary, obszar jonizacji i obszar dryftowy, rozdzielone siatką dozującą, przy czym w obszarze jonizacji znajduje się, pomiędzy membraną półprzepuszczalną i siatką dozującą, promieniotwórcze źródło jonizacji, zaś w obszarze dryftowym znajduje się zespół równolegle usytuowanych pierścieni pola liniowego, wzmacniacz prądu jonowego i elektroda zbiorcza, znamienna tym, że, metalowe pierścienie (12) pola liniowego, siatka dozująca (6), membrana półprzepuszczalną (4), wzmacniacz prądu jonowego (10) i elektroda zbiorcza (9) są naniesione na płytki ceramiczne (11), przy czym wzmacniacz prądu jonoPL 218 460 B1 wego został zintegrowany z elektrodą zbiorczą na jednej płytce ceramicznej, a całość umieszczona jest w obudowie (1) z tworzyw sztucznych.

2. Komora według zastrzeżenia 1, znamienna tym, że pierścienie ceramiczne (11) są ustalone w obudowie (1) komory za pośrednictwem rowkowanych listew ustalających (13), w rowkach których usytuowane są swoimi bokami płytki ceramiczne.