RU2293976C2 - Organic matter surface-ionization ion source - Google Patents

Organic matter surface-ionization ion source Download PDF

Info

Publication number
RU2293976C2
RU2293976C2 RU2005104475/28A RU2005104475A RU2293976C2 RU 2293976 C2 RU2293976 C2 RU 2293976C2 RU 2005104475/28 A RU2005104475/28 A RU 2005104475/28A RU 2005104475 A RU2005104475 A RU 2005104475A RU 2293976 C2 RU2293976 C2 RU 2293976C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ion
diameter
electrode
emitter
ion current
Prior art date
Application number
RU2005104475/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Иванович Капустин (RU)
Владимир Иванович Капустин
Original Assignee
Владимир Иванович Капустин
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 Владимир Иванович Капустин filed Critical Владимир Иванович Капустин
Priority to RU2005104475/28A priority Critical patent/RU2293976C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2293976C2 publication Critical patent/RU2293976C2/en

Links

Landscapes

  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)

Abstract

FIELD: surface-ionization ion sources.
SUBSTANCE: device can be used in drift spectrometer and other analytical devices. Surface of electrode which control ion current from surface of flat thermal emitter, having working surface of D diameter, turned to ion thermal emitter, has ring-shaped protrusion. Diameter of external base of protrusion coincides with diameter of working surface of thermal emitter, and diameter of internal base coincides with diameter d of central channel in electrode controlling thermal emitter's ion current. The most optimal version of ion source has to be ion source into which source the diameter D3 of vertex of ring-shaped onto surface of electrode for controlling ion current is chosen from relation of D3=(0,8-1,2)*(D+d)/2. Height of protrusion is chosen from relation of h1=(0,4-0,6)*h and meaning h of space between surface of thermal emitter and flat part of electrode controlling thermal emitter's current, is chosen from relation of h=(0,4-1,5)*d. High efficiency of ion collection from surface of ion's thermal emitter is provided within wide dynamic range. Cylindrical ion beam can be formed and subject to further analysis or registration.
EFFECT: improved efficiency of operation.
3 cl, 1 dwg
EFFECT:

Description

Изобретение относится к области аналитического приборостроения, а более конкретно к источникам ионов органических соединений, например, для газовых хроматографов или дрейф-спектрометров, предназначенных для обнаружения паров органических веществ в составе воздуха, в частности паров органических молекул из класса взрывчатых, наркотических и физиологически активных веществ.The invention relates to the field of analytical instrumentation, and more specifically to sources of ions of organic compounds, for example, for gas chromatographs or drift spectrometers designed to detect vapors of organic substances in the air, in particular vapors of organic molecules from the class of explosive, narcotic and physiologically active substances .

Известен источник ионов органических соединений [1], содержащий помещенные в замкнутый или проточный объем поверхностно-ионизационный термоэмиттер ионов, снабженный нагревателем и датчиком температуры, и электрод для контроля ионного тока термоэмиттера. Анализируемый воздух, содержащий молекулы органических веществ, подают в указанный объем, термоэмиттер нагревают до рабочей температуры и регистрируют величину ионного тока в цепи электрода для контроля ионного тока. При этом между поверхностями термоэмиттера и электрода может быть помещено дополнительное устройство для анализа ионного тока, например дрейф-спектрометр.A known ion source of organic compounds [1], containing placed in a closed or flowing volume surface ionizing ion emitter, equipped with a heater and a temperature sensor, and an electrode for controlling the ion current of the emitter. The analyzed air containing molecules of organic substances is fed into the indicated volume, the thermoemitter is heated to operating temperature and the ion current is recorded in the electrode circuit to control the ion current. In this case, an additional device for analyzing the ion current, for example, a drift spectrometer, can be placed between the surfaces of the thermal emitter and the electrode.

Основным недостатком известного устройства являются крайне низкая эффективность формирования ионного пучка, направляемого с поверхности термоэмиттера в устройства для регистрации или анализа ионного тока. Это обусловлено действием объемного заряда ионного пучка, приводящего к подавлению ионного тока с поверхности термоэмиттера и расхождению ионного пучка с поверхности термоэмиттера.The main disadvantage of the known device is the extremely low efficiency of formation of an ion beam directed from the surface of the thermal emitter into devices for recording or analyzing the ion current. This is due to the action of the space charge of the ion beam, which leads to suppression of the ion current from the surface of the thermal emitter and the divergence of the ion beam from the surface of the thermal emitter.

Наиболее близким к заявленному изобретению является поверхностно-ионизационный источник ионов органических соединений [2], включающий аксиально-симметричные поверхностно-ионизационный термоэмиттер ионов, имеющий плоскую активную поверхность диаметром D, перпендикулярную аксиальной оси симметрии источника ионов, и отстоящий от термоэмиттера с зазором электрически изолированный электрод для контроля ионного тока термоэмиттера, имеющий центральный канал с внутренней цилиндрической поверхностью диаметром d<D, сообщающийся с внешним устройством для регистрации и анализа ионного тока и с внешним насосом для прокачки воздуха последовательно через зазоры между электродами источника ионов, при этом термоэмиттер снабжен нагревателем и датчиком температуры и имеет кожух с цилиндрической боковой поверхностью диаметром D1>D и плоской торцевой поверхностью, сопряженной с активной поверхностью термоэмиттера, а вокруг термоэмиттера с зазором расположен внешний электрически изолированный электрод с цилиндрической внутренней поверхностью диаметром D2>D1, сопряженный через электрический изолятор с электродом для контроля ионного тока, причем поверхность электрода для контроля ионного тока, обращенная в сторону термоэмиттера, имеет плоский кольцевой участок поверхности.Closest to the claimed invention is a surface-ionization source of ions of organic compounds [2], including an axially-symmetric surface-ionization thermionic emitter of ions having a flat active surface with a diameter D perpendicular to the axial axis of symmetry of the ion source, and an electrically insulated electrode separated from the thermal emitter with a gap for monitoring the ion current of a thermoemitter having a central channel with an inner cylindrical surface with a diameter d <D in communication with an external troystvom for registration and analysis of the ion current and an external pump for pumping air sequentially through the gaps between the electrodes of the ion source, wherein the thermal emitter is provided with a heater and a temperature sensor, and has a housing with a cylindrical side surface with a diameter D 1> D and the flat end surface conjugate with an active the surface of the thermal emitter, a thermal emitter with a gap around located external electrode electrically insulated with the cylindrical inner surface diameter D 2> D 1, conjugated through The electrical insulator with the electrode to control the ion current, and the surface of the electrode to control the ion current, directed towards the thermal emitter, has a flat annular surface portion.

Данный тип источника ионов органических соединений, в зависимости от выбранного типа материала активной поверхности термоэмиттера ионов [2-3], обладает высокой селективностью по отношению к определенным классам органических веществ, причем на поверхности поверхностно-ионизационного термоэмиттера ионов образуются только положительные ионы органических молекул. При этом эффективность сбора ионов с поверхности термоэмиттера выше, чем в источнике [1], так как ионный пучок формируется не только за счет разности потенциалов между электродами, но и за счет потока воздуха, прокачиваемого через зазор между электродами. Далее ионный пучок может быть направлен во внешнее устройство для анализа ионного тока.This type of ion source of organic compounds, depending on the selected type of material of the active surface of the ion emitter [2-3], has high selectivity with respect to certain classes of organic substances, and only positive ions of organic molecules are formed on the surface of the surface ionization ion emitter. In this case, the efficiency of collecting ions from the surface of the thermal emitter is higher than in the source [1], since the ion beam is formed not only due to the potential difference between the electrodes, but also due to the flow of air pumped through the gap between the electrodes. Further, the ion beam can be sent to an external device for analysis of ion current.

Основным недостатком известного источника ионов является то, что даже в данной конструкции источника ионов эффективность сбора ионов существенно меньше единицы, что обусловлено действием объемного заряда положительно заряженных ионов органических молекул [2], движущихся в зазорах источника ионов со скоростью воздушного потока, прокачиваемого через источник ионов, то есть со скоростью порядка нескольких метров или нескольких десятков метров в секунду.The main disadvantage of the known ion source is that even in this design of the ion source, the ion collection efficiency is substantially less than unity, which is due to the action of the space charge of positively charged ions of organic molecules [2] moving in the gaps of the ion source with the speed of the air flow pumped through the ion source , that is, at a speed of the order of several meters or several tens of meters per second.

В основу настоящего изобретения положена задача разработать конструкцию поверхностно-ионизационного источника ионов органических соединений, обладающего высокой эффективностью сбора ионов со всей поверхности термоэмиттера ионов и широким динамическим диапазоном и позволяющего сформировать цилиндрический ионный пучок для его дальнейшего анализа или регистрации, например, с использованием дрейф-спектрометров или иных аналитических устройств.The basis of the present invention is to develop a surface ionization source of ions of organic compounds with high efficiency of collecting ions from the entire surface of the ion emitter and a wide dynamic range and allowing the formation of a cylindrical ion beam for further analysis or registration, for example, using drift spectrometers or other analytical devices.

Это достигается тем, что поверхность электрода для контроля ионного тока, обращенная в сторону термоэмиттера, снабжена кольцевым выступом, диаметр внешнего основания которого совпадает с диаметром D активной поверхности термоэмиттера и сопряжен с плоским кольцевым участком поверхности электрода для контроля ионного тока, диаметр внутреннего основания которого совпадает с диаметром d цилиндрического канала электрода для контроля ионного тока и сопряжен с цилиндрическим каналом электрода для контроля ионного тока, причем диаметры внутреннего и внешнего оснований кольцевого выступа лежат в одной плоскости, перпендикулярной аксиальной оси симметрии источника ионов и отстоящей от активной поверхности термоэмиттера на расстояние h, а сам выступ обращен в сторону термоэмиттера ионов и имеет высоту h1<h.This is achieved by the fact that the surface of the electrode for controlling the ion current facing towards the emitter is provided with an annular protrusion, the diameter of the outer base of which coincides with the diameter D of the active surface of the thermoemitter and is paired with a flat annular portion of the surface of the electrode for controlling the ion current, the diameter of the inner base of which is with a diameter d of the cylindrical channel of the electrode for monitoring the ion current and is paired with a cylindrical channel of the electrode for controlling the ion current, with diameters inside rennego bases and external annular flange lie in one plane perpendicular to the axial symmetry axis of the ion source and separated from the active surface of the thermal emitter at a distance h, and himself protrusion faces the thermal emitter ions and has a height h 1 <h.

Диаметр вершины D3 кольцевого выступа на поверхности электрода для контроля ионного тока выбирают из соотношения D3=(0,8÷1,2)·(D+d)/2, а высоту выступа выбирают из соотношения h1=(0,4÷0,6)·h.The diameter of the apex D 3 of the annular protrusion on the electrode surface for controlling the ion current is selected from the relation D 3 = (0.8 ÷ 1.2) · (D + d) / 2, and the height of the protrusion is selected from the relation h 1 = (0.4 ÷ 0.6) h.

Величину h выбирают из соотношения h=(0,4÷1,5)·d.The value of h is selected from the relation h = (0.4 ÷ 1.5) · d.

Заявленная конструкция иллюстрируется чертежом, где изображена конструктивная схема заявляемого поверхностно-ионизационного источника ионов органических соединений.The claimed design is illustrated by the drawing, which shows a structural diagram of the inventive surface-ionization source of ions of organic compounds.

Устройство включает следующие элементы:The device includes the following elements:

1 - рабочий элемент поверхностно-ионизационного термоэмиттера ионов, имеющий плоскую активную рабочую поверхность диаметром D, 2 - кожух термоэмиттера ионов, имеющий цилиндрическую боковую поверхность и плоскую торцевую поверхность, 3 - нагреватель термоэмиттера, 4 - датчик температуры термоэмиттера, 5 - внешний изолированный электрод, 6 - электрод для контроля ионного тока термоэмиттера, 7 и 8 - изоляторы между электродами устройства, 9 - внешнее устройство для регистрации или анализа ионного тока, 10 - штуцер для подключения внешнего насоса, 11 - кольцевой выступ на электроде для контроля ионного тока термоэмиттера, 12 - внешний насос.1 - a working element of a surface ionizing ion emitter with a flat active working surface with a diameter of D, 2 - a casing of a thermion emitter of ions having a cylindrical side surface and a flat end surface, 3 - a heater of a thermo emitter, 4 - a temperature sensor of a thermo emitter, 5 - an external insulated electrode, 6 - an electrode for controlling the ion current of the thermoemitter, 7 and 8 - insulators between the electrodes of the device, 9 - an external device for recording or analyzing ion current, 10 - a fitting for connecting an external pump, 11 - A ring protrusion on the electrode to control the ion current of the thermal emitter, 12 - an external pump.

Сущность заявленного изобретения и работы заявленной конструкции состоит в следующем.The essence of the claimed invention and the operation of the claimed design is as follows.

Внешний насос через штуцер 10 прокачивает воздух, содержащий пары органических веществ, через источник ионов по стрелкам А и В. Пары органических веществ, попадая в зазор между нагретой поверхностью термоэмиттера ионов 1 и электродом для контроля ионного тока 6, ионизируются на поверхности термоэмиттера, и образовавшиеся ионы с потоком воздуха подаются далее в центральный канал электрода 6 и далее - во внешнее устройство для регистрации или анализа ионов. При этом между электродами 1 и 6 подается разность потенциалов плюсом на электрод 1. Ионы, образовавшиеся в периферийной части термоэмиттера 1, своим объемным зарядом препятствуют сбору ионов с центральных областей термоэмитуера, причем действие объемного заряда тем выше, чем выше значением ионного первеанса, равного [2]:An external pump through the nozzle 10 pumps air containing vapors of organic substances through an ion source along arrows A and B. Vapors of organic substances falling into the gap between the heated surface of the ion emitter 1 and the electrode for controlling the ion current 6 are ionized on the surface of the emitter, and the resulting ions with an air stream are then fed into the central channel of the electrode 6 and then into an external device for recording or analyzing ions. In this case, between the electrodes 1 and 6, a potential difference is supplied by a plus to the electrode 1. The ions formed in the peripheral part of the thermal emitter 1 prevent the collection of ions from the central regions of the thermal emitter by their space charge, and the action of the space charge is the higher, the higher the ion perveance equal to [ 2]:

Figure 00000002
Figure 00000002

где Pi - величина ионного первеанса, Vg - величина локальной продольной газовой скорости через спектрометр, j - величина плотности ионного тока, μ - ионная подвижность, ε0 - диэлектрическая постоянная.where P i is the ion perveance value, V g is the local longitudinal gas velocity through the spectrometer, j is the ion current density, μ is the ionic mobility, ε 0 is the dielectric constant.

Для устранения эффекта неравномерности и низкой эффективности сбора ионов с различных, прежде всего центральных, участков поверхности термоэмиттера служит выступ 11 на поверхности электрода 6, который оптимизирует величину локальной радиальной составляющей скорости движения воздушного потока в зазоре между электродами 1 и 6 синхронно с изменением тока ионов с поверхности термоэмиттера, уменьшая тем самым расталкивающее действие объемного заряда. С приближением потока воздуха к центру термоэмиттера увеличивается величина ионного тока с поверхности термоэмиттера, однако увеличение первеанса ионного пучка компенсируется увеличением радиальной скорости газового потока за счет уменьшения зазора между электродами. Однако при приближении газового потока к оси термоэмиттера чрезмерное уменьшение ионного первеанса компенсируется увеличением зазора между электродами. Форма предлагаемого зазора между электродами 1 и 6, определяемая формой выступа, оптимальна вследствие того, что ионный первеанс пучка пропорционален плотности ионного тока и обратно пропорционален квадрату газовой скорости в зазоре. Практически выступ на поверхности электрода 6 может иметь сечение в радиальном направлении, близкое к треугольной форме. При этом наиболее оптимальным является вариант исполнения источника ионов, в котором диаметр вершины D3 кольцевого выступа на поверхности электрода для контроля ионного тока выбран из соотношения D3=(0,8÷1,2)·(D+d)/2, высота выступа выбрана из соотношения h1=(0,4÷0,6)·h, а величина h выбрана из соотношения h=(0,4÷1,5)·d. В интервале указанных соотношений, которые были подобраны экспериментально и на основании предварительных расчетов дрейфового движения ионов, выполненных с учетом формулы (1), изменения ионного тока с поверхности термоэмиттера и величины газовой скорости потока взаимно компенсируются, так что величина ионного первеанса в зазоре между электродами 1 и 6 остается практически постоянной. Это проявляется в том, что при изменении концентрации анализируемых веществ, подаваемых в устройство с потоком воздуха, на 5-6 порядков величины, величина ионного тока на выходе из устройства остается пропорциональной величине концентрации подаваемых веществ. В отсутствие выступа на поверхности электрода для контроля ионного тока величина ионного тока становится постоянной при превышении концентрации некоторого порогового значения, то есть выходит на насыщение, а сам динамический диапазон источника ионов сужается до 2-3 порядков величины.To eliminate the effect of unevenness and low efficiency of collecting ions from various, primarily central, sections of the surface of the thermal emitter, a protrusion 11 on the surface of the electrode 6 is used, which optimizes the local radial component of the air velocity in the gap between electrodes 1 and 6 simultaneously with the change in the ion current with surface of the thermal emitter, thereby reducing the repulsive effect of the space charge. With the approach of the air flow to the center of the thermal emitter, the ion current from the surface of the thermal emitter increases, however, an increase in the perveance of the ion beam is compensated by an increase in the radial velocity of the gas flow due to a decrease in the gap between the electrodes. However, as the gas flow approaches the axis of the thermal emitter, an excessive decrease in the ion perveance is compensated by an increase in the gap between the electrodes. The shape of the proposed gap between the electrodes 1 and 6, determined by the shape of the protrusion, is optimal due to the fact that the ion perveance of the beam is proportional to the ion current density and inversely proportional to the square of the gas velocity in the gap. In practice, the protrusion on the surface of the electrode 6 may have a cross section in the radial direction close to a triangular shape. The most optimal variant is the ion source, in which the diameter of the apex D 3 of the annular protrusion on the electrode surface for controlling the ion current is selected from the relation D 3 = (0.8 ÷ 1.2) · (D + d) / 2, height the protrusions are selected from the relation h 1 = (0.4 ÷ 0.6) · h, and the value h is selected from the relation h = (0.4 ÷ 1.5) · d. In the range of the indicated ratios, which were experimentally selected and based on preliminary calculations of the drift motion of ions made taking into account formula (1), the changes in the ion current from the surface of the thermoemitter and the gas flow velocity are mutually compensated, so that the value of the ion perveance in the gap between the electrodes 1 and 6 remains almost constant. This is manifested in the fact that when the concentration of the analyzed substances supplied to the device with an air flow changes by 5-6 orders of magnitude, the ion current at the outlet of the device remains proportional to the concentration of the supplied substances. In the absence of a protrusion on the surface of the electrode to control the ion current, the ion current becomes constant when the concentration exceeds a certain threshold value, that is, it reaches saturation, and the dynamic range of the ion source itself narrows to 2-3 orders of magnitude.

Ионный пучок, выходящий с поверхности термоэмиттера, практически полностью собирается газовым потоком и направляется в цилиндрический канал электрода 6 и далее - во внешнее устройство для анализа ионов. Примерно (1-2)% ионного тока оседает на электроде 6, что позволяет с помощью измерителя тока в цепи данного электрода контролировать величину ионного тока с поверхности термоэмиттера.The ion beam emerging from the surface of the thermal emitter is almost completely collected by the gas stream and sent to the cylindrical channel of the electrode 6 and then to an external device for ion analysis. About (1-2)% of the ion current is deposited on the electrode 6, which allows using the current meter in the circuit of this electrode to control the amount of ion current from the surface of the thermal emitter.

При работе заявленного устройства включают насос, прокачивающий воздух через штуцер 10, нагревателем 3 устанавливают требуемое значение рабочей температуры термоэмиттера, на эмиттер ионов подают потенциал положительной полярности величиной 50-300 В и в цепи электрода 6 контролируют ток ионов, образующихся на поверхности термоэмиттера. При этом полный ионный ток с поверхности термоэмиттера измеряют в цепи электрода 1. Ионный пучок из устройства подают во внешнее устройство 9, в котором проводят, например, анализ типа ионов с использованием дрейф-спектрометра.When the inventive device is operated, a pump is pumped through the nozzle 10, the heater 3 sets the required value of the operating temperature of the thermoemitter, the potential of positive polarity of 50-300 V is applied to the ion emitter, and the current of ions formed on the surface of the thermoemitter is controlled in the electrode circuit 6. In this case, the total ion current from the surface of the thermal emitter is measured in the circuit of electrode 1. The ion beam from the device is supplied to an external device 9, in which, for example, an analysis of the type of ions is carried out using a drift spectrometer.

Изложенное показывает, что в научно-технической и патентной литературе отсутствуют технические решения, позволяющие достичь указанных технических результатов с помощью вышеуказанных приемов и средств, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условиям патентоспособности: "новизна" и "изобретательский уровень". Заявленная конструкция может быть реализована в промышленности, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию патентоспособности: "промышленная применимость".The foregoing shows that in the scientific, technical and patent literature there are no technical solutions to achieve the indicated technical results using the above methods and means, which allows us to conclude that the claimed invention meets the patentability conditions: "novelty" and "inventive step". The claimed design can be implemented in industry, which allows us to conclude that the claimed invention meets the patentability condition: "industrial applicability".

Испытания макета поверхностно-ионизационного источника ионов органических соединений, изготовленного в соответствии с заявленным изобретением, показали, что эффективность ионизации и сбора ионов органических соединений близка к единице, а динамический диапазон устройства превышает 6 порядков величины.Tests of the layout of the surface-ionization source of ions of organic compounds made in accordance with the claimed invention showed that the efficiency of ionization and collection of ions of organic compounds is close to unity, and the dynamic range of the device exceeds 6 orders of magnitude.

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ №2186384 от 21 декабря 1999 г. (аналог).1. RF patent No. 2186384 of December 21, 1999 (analogue).

2. Банных О.А., Поварова К.Б., Капустин В.И., Новый подход к поверхностной ионизации и дрейф-спектроскопии органических молекул, ЖТФ, 2002, том 72, вып.12, с.88-93 (прототип).2. Bannykh OA, Povarova KB, Kapustin VI, A new approach to surface ionization and drift spectroscopy of organic molecules, ZhTF, 2002, volume 72, issue 12, pp. 88-93 (prototype )

3. Банных О.А., Поварова К.Б., Капустин В.И. и др., Физикохимия поверхностной ионизации некоторых типов органических молекул. Доклады Академии Наук, 2002, том 385, №2, с.200-204.3. Bannykh OA, Povarova KB, Kapustin V.I. et al., Physicochemistry of surface ionization of certain types of organic molecules. Reports of the Academy of Sciences, 2002, volume 385, No. 2, pp. 200-204.

Claims (3)

1. Поверхностно-ионизационный источник ионов органических соединений, включающий аксиально-симметричные поверхностно-ионизационный термоэмиттер ионов, имеющий плоскую активную поверхность диаметром D, перпендикулярную аксиальной оси симметрии источника ионов, и отстоящий от термоэмиттера с зазором электрически изолированный электрод для контроля ионного тока термоэмиттера, имеющий центральный канал с внутренней цилиндрической поверхностью диаметром d<D, сообщающийся с внешним устройством для регистрации и анализа ионного тока и с внешним насосом для прокачки воздуха последовательно через зазоры между электродами источника ионов, при этом термоэмиттер снабжен нагревателем и датчиком температуры и имеет кожух с цилиндрической боковой поверхностью диаметром D1>D и плоской торцевой поверхностью, сопряженной с активной поверхностью термоэмиттера, а вокруг термоэмиттера с зазором расположен внешний электрически изолированный электрод с цилиндрической внутренней поверхностью диаметром D2>D1, сопряженный через электрический изолятор с электродом для контроля ионного тока, причем поверхность электрода для контроля ионного тока, обращенная в сторону термоэмиттера, имеет плоский кольцевой участок поверхности, отличающийся тем, что поверхность электрода для контроля ионного тока, обращенная в сторону термоэмиттера, снабжена кольцевым выступом, диаметр внешнего основания которого совпадает с диаметром D активной поверхности термоэмиттера и сопряжен с плоским кольцевым участком поверхности электрода для контроля ионного тока, диаметр внутреннего основания которого совпадает с диаметром d цилиндрического канала электрода для контроля ионного тока и сопряжен с цилиндрическим каналом электрода для контроля ионного тока, причем диаметры внутреннего и внешнего оснований кольцевого выступа лежат в одной плоскости, перпендикулярной аксиальной оси симметрии источника ионов и отстоящей от активной поверхности термоэмиттера на расстояние h, а сам выступ обращен в сторону термоэмиттера ионов и имеет высоту h1<h.1. A surface ionization source of ions of organic compounds, including an axially symmetric surface ionization ion emitter, having a flat active surface with a diameter D perpendicular to the axial axis of symmetry of the ion source, and an electrically insulated electrode spaced apart from the heat emitter to control the ion current of the emitter, having a central channel with an inner cylindrical surface of diameter d <D, communicating with an external device for recording and analyzing ion current and with External Expansion pump for pumping air sequentially through the gaps between the electrodes of the ion source, wherein the thermal emitter is provided with a heater and a temperature sensor, and has a housing with a cylindrical side surface with a diameter D 1> D and the flat end surface conjugate with the active surface of the thermal emitter and around the thermal emitter with a gap located an external electrically insulated electrode with a cylindrical inner surface with a diameter of D 2 > D 1 , interfaced through an electrical insulator with an electrode for monitoring ion current, moreover, the surface of the electrode for controlling the ion current, facing toward the emitter, has a flat annular surface area, characterized in that the surface of the electrode for controlling the ion current, facing toward the emitter, is equipped with an annular protrusion, the diameter of the outer base of which coincides with the diameter D the active surface of the thermal emitter and is paired with a flat annular portion of the electrode surface to control the ion current, the diameter of the inner base of which coincides with the diameter d of the cylinder of the electrode channel for controlling the ion current and is interfaced with the cylindrical channel of the electrode for controlling the ion current, and the diameters of the inner and outer bases of the annular protrusion lie in the same plane perpendicular to the axial axis of symmetry of the ion source and spaced apart from the active surface of the thermal emitter by a distance h, and the protrusion itself facing the thermionic emitter of ions and has a height h 1 <h. 2. Источник ионов органических соединений по п.1, отличающийся тем, что диаметр D3 вершины кольцевого выступа на поверхности электрода для контроля ионного тока выбирают из соотношения D3=(0,8÷1,2)·(D+d)/2, а высоту h1 выступа выбирают из соотношения h1=(0,4÷0,6)·h.2. The ion source of organic compounds according to claim 1, characterized in that the diameter D 3 of the vertex of the annular protrusion on the electrode surface is selected from the relation D 3 = (0.8 ÷ 1.2) · (D + d) / 2, and the height h 1 of the protrusion is selected from the relation h 1 = (0.4 ÷ 0.6) · h. 3. Источник ионов органических соединений по п.1 и 2, отличающийся тем, что величину h выбирают из соотношения h=(0,4÷1,5)·d.3. The ion source of organic compounds according to claim 1 and 2, characterized in that the value of h is selected from the ratio h = (0.4 ÷ 1.5) · d.
RU2005104475/28A 2005-02-21 2005-02-21 Organic matter surface-ionization ion source RU2293976C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005104475/28A RU2293976C2 (en) 2005-02-21 2005-02-21 Organic matter surface-ionization ion source

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005104475/28A RU2293976C2 (en) 2005-02-21 2005-02-21 Organic matter surface-ionization ion source

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004109218 Substitution 2004-03-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2293976C2 true RU2293976C2 (en) 2007-02-20

Family

ID=37863590

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005104475/28A RU2293976C2 (en) 2005-02-21 2005-02-21 Organic matter surface-ionization ion source

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2293976C2 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Банных О.А. и др. Новый подход к поверхностной ионизации и дрейф-спектроскопии органических молекул, ЖТФ, 2002, т.72, в.12, с.88-93. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wittmer et al. Electrospray ionization ion mobility spectrometry
Kim et al. A multicapillary inlet jet disruption electrodynamic ion funnel interface for improved sensitivity using atmospheric pressure ion sources
US7414242B2 (en) Ion mobility spectrometry method and apparatus
Shaffer et al. Characterization of an improved electrodynamic ion funnel interface for electrospray ionization mass spectrometry
US6979816B2 (en) Multi-source ion funnel
Wu et al. Electrospray ionization high-resolution ion mobility spectrometry− mass spectrometry
US7326926B2 (en) Corona discharge ionization sources for mass spectrometric and ion mobility spectrometric analysis of gas-phase chemical species
CN108701578B (en) Ionization device, ionization method, ionization application, analyzer and method for analyzing sample substances
JP5470544B2 (en) Discharge ionization current detector
US8158932B2 (en) FAIMS having a displaceable electrode for on/off operation
US8173960B2 (en) Low pressure electrospray ionization system and process for effective transmission of ions
US9564302B2 (en) Contamination filter for mass spectrometer
JP2007510272A (en) Improved fast ion mobility spectroscopy using an hourglass-type electrodynamic funnel and internal ion funnel
US11923184B2 (en) Apparatus and method for ionizing an analyte, and apparatus and method for analyzing an ionized analyte
US9324546B2 (en) Integrated capacitor transimpedance amplifier
US20150136965A1 (en) Capacitive transimpedance amplifier with offset
CN108603860B (en) Analysis device provided with ion mobility separation unit
CN101752178B (en) Cylindrical non-symmetric field ion migration tube
RU2293977C2 (en) Ion mobility spectrometer
TWI776904B (en) Robust ion source, mass spectrometer system and method of using an ion source to produce ions for a mass spectrometer
RU2293976C2 (en) Organic matter surface-ionization ion source
CN105355535B (en) Ion source and ioning method
Kinlein et al. Evaluating dynamic traveling wave profiles for the enhancement of separation and sensitivity in traveling wave structures for lossless ion manipulations
Campbell et al. Increased ion transmission for differential ion mobility combined with mass spectrometry by implementation of a flared inlet capillary
RU2293978C2 (en) Ion drift mobility spectrometer&#39;s collector unit

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130222