一种介质阻挡放电电离源的离子迁移谱仪制造技术

本发明专利技术涉及一种离子迁移谱仪，具体为一种介质阻挡放电电离源的离子迁移谱仪，具有构造合理，以介质阻挡放电作为电离源装置，检测灵敏度、稳定性及选择性高的优点，包括电离源、漂移管和信号采集端，所述电离源包括圆柱形壳体、玻璃管、射频电极、导线、射频电源和加速电极，所述漂移管包括金属导电环和绝缘环，所述金属导电环和绝缘环交替连接，所述电离源包括圆柱形壳体、射频电源、加速电极、射频电极、石英玻璃管和加速电极，所述加速电极密封安装在圆柱形壳体的前端，所述石英玻璃管探入圆柱形壳体内，所述射频电极为两个并探入圆柱形壳体内且套在石英玻璃管外壁，所述射频电极还通过导线与射频电源连接。

An ion mobility spectrometer for dielectric barrier discharge ionization source

【技术实现步骤摘要】
一种介质阻挡放电电离源的离子迁移谱仪
本专利技术涉及一种离子迁移谱仪，具体为一种介质阻挡放电电离源的离子迁移谱仪。
技术介绍
离子迁移谱(IonMobilitySpectrometry,IMS)是20世纪70年代发展起来的一种检测技术，其分离原理是通过气态离子的迁移率来表征各种不同的化学物质，以对各种物质进行分析检测。离子迁移谱仪具有探测灵敏度高、测量响应快、仪器体积小、造价低等优点，目前已广泛应用于化学毒剂、毒品、危险品和大气环境中的挥发性有机污染物的检测。常规离子迁移谱仪主要包括采样装置、电离源、漂移管、电控部分、气路循环系统、信号采集及数据处理系统等。其中，漂移管主要由离子反应区、离子门、漂移区三部分组成。电离源是离子迁移谱的一个重要组成部分。现有的离子迁移谱仪最常用的电离源主要有Ni63电离源、电晕放电电离源、光离子化(包括VUV灯以及激光)电离源、电喷雾电离源等。基于Ni63的电离源具有离子化率高、稳定性好及检测灵敏度高的优点，但由于Ni63具有放射性,使离子迁移谱仪的应用受到很大的限制；电晕放电和光离子化电离源适于电离气相样品，并且电离样品的种类有一定的限制；电喷雾电离源适于分析液态样品，但样品需要经过复杂的预处理，电离源的装置结构也较为复杂,不适合做现场检测。所以如何设计一个检测灵敏度高且检测稳定的离子迁移谱仪是一直有待解决的技术难题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题克服现有的缺陷，提供一种介质阻挡放电电离源的离子迁移谱仪，具有构造合理，以介质阻挡放电作为电离源装置，检测灵敏度、稳定性及选择性高的优点。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了如下的技术方案：一种介质阻挡放电电离源的离子迁移谱仪，包括电离源、漂移管和信号采集端，所述电离源包括圆柱形壳体、玻璃管、射频电极、导线、射频电源和加速电极，所述漂移管包括金属导电环和绝缘环，所述金属导电环和绝缘环交替连接，所述电离源包括圆柱形壳体、射频电源、加速电极、射频电极、石英玻璃管和加速电极，所述加速电极密封安装在圆柱形壳体的前端，所述石英玻璃管探入圆柱形壳体内，所述射频电极为两个并探入圆柱形壳体内且套在石英玻璃管外壁，所述射频电极还通过导线与射频电源连接，所述石英玻璃管内含工作气体，还包括采样机构，所述采样机构设在圆柱形壳体内。作为优选，所述漂移管的前端设有排气口，所述漂移管的尾端设有漂移气入口，所述漂移管的尾端还设有信号采集端。作为优选，所述采样机构为取样管。作为优选，所述采样机构为样品采样台。作为优选，两个射频电极之间的距离为2～3cm,下部的射频电极与石英玻璃管的底端的距离小于5mm。作为优选，所述玻璃管为石英玻璃管或陶瓷材质的管。作为优选，所述玻璃管的内径为1～2mm,壁厚为0.5～2mm。。本专利技术有益效果：本专利技术的介质阻挡放电电离源的离子迁移谱仪作为电离源，介质阻挡放电电离源具有体积小、电能消耗少、放电稳定等优点，在常温常压下可以对气体样品进行电离，产生大量稳定、高能离子。不仅可以避免使用放射性电离源，而且可以直接电离气体、液体或固体样品。同时可以进一步提高离子迁移谱技术的灵敏度、稳定性及选择性，拓宽离子迁移谱的应用领域。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。图1是本专利技术的介质阻挡放电电离源的离子迁移谱仪的结构示意图。图2是本专利技术的介质阻挡放电电离源的离子迁移谱仪的另一种结构示意图。图中标号：1、导线；2、射频电源；3、玻璃管；4、射频电极；5、圆柱形壳体；6、排气口；7、绝缘环；8、导电环；9、离子门；10、漂移气入口；11、信号采集端；12、加速电极；13、采样机构；14、离子反应区；15、漂移区；16、漂移管。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。在具体实施时，图1和2中所示，一种介质阻挡放电电离源的离子迁移谱仪，所述漂移管16是由若干个金属导电环8和绝缘环7交替排列组成的空腔管,包括离子反应区14、离子门9、漂移区15三部分。所述采样装置安装在电离源中，电离源与漂移管的前端紧密连接，漂移管后端与信号采集端11相接；载气和漂移气在漂移管内部形成气路循环；信号采集端对仪器的信号采集部分进行控制，本专利技术所涉及离子迁移谱仪的漂移管、载气和漂移气气路循环、电控信号采集及数据处理属于现有技术,不再详述。本专利技术的特点是：电离源包括圆柱形壳体5、射频电源2、加速电极12、射频电极4和玻璃管3，圆形的加速电极12密封安装在圆柱形壳体5前端,采样机构13从侧壁伸入到圆柱形壳体5内；如图1所示，采样机构13为采样管，如图2所示，采样机构13为采样台，两个射频电极4套在玻璃管3外侧，射频电极4与射频电源2之间通过导线1连接，玻璃管3为石英玻璃管或陶瓷玻璃管，其内径在1～2mm之间,壁厚在0.5～2mm之间，管内导入有工作气体。射频电极4为圆环型,两个射频电极4之间的距离为2～3cm,且下部的射频电极4与玻璃管3的底端的距离小于5mm。图1所示的介质阻挡放电电离源离子迁移谱仪，用于直接测试气体样品。采样机构13采用采样管并安装在电离源的圆柱形壳体5的腔体侧壁上，采样管从侧壁伸入到圆柱形壳体内。使用时，玻璃管3内部通入稳定流速的工作气体，接通电源后，工作气体通过介质阻挡放电作用在玻璃管3内部及末端附近产生稳定的等离子体，等离子体在大气压条件下进一步产生反应物离子,待测样品通过采样管导入电离源的圆柱形壳体5内，反应物离子与待测样品发生分子离子反应，产生待测样品产物离子。产物离子在加速电极12助推作用下进入离子反应区，在电场的作用下,产物离子通过周期性开启的离子门9进入漂移区,在环状的导电环8及绝缘环7形成的均匀电场下，产物离子一方面从电场获得能量作定向漂移,另一方面与逆向流动的中性漂移气体分子不断碰撞而损失能量，由于这些产物离子的质量、所带电荷、碰撞截面和空间构型各不相同，故在电场中各自迁移速率不同,使得不同的离子到达信号采集部分的时间不同而得到分离。图2所示的介质阻挡放电电离源离子迁移谱仪，用于直接测试固体或液体样品。采样机构设计为样品采样台,用于承载固体或液体样品。使用时，待测样品通过采样台置入电离源装置内，被电离源电离生成产物离子,产物离子通过加速电极的助推作用进入离子反应区，在电场的作用下，产物离子通过周期性开启的离子门进入漂移区，并在绝缘环及导电环形成的均匀电场下最终到达信号采集及数据处理部分。由于这些产物离子的质量、所带电荷、碰撞截面和空间构型各不相同，故在电场中各自迁移速率不同，使得不同的离子到达信号采集部分的时间不同而得到分离。以上为本专利技术较佳的实施方式，本专利技术所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改，因此，本专利技术并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本专利技术的基础上所作的任本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种介质阻挡放电电离源的离子迁移谱仪，其特征在于：包括电离源、漂移管(16)和信号采集端(11)，所述电离源包括圆柱形壳体(5)、玻璃管(3)、射频电极(4)、导线(1)、射频电源(2)和加速电极(12)，所述漂移管(16)包括金属导电环(8)和绝缘环(7)，所述金属导电环(8)和绝缘环(7)交替连接，所述电离源包括圆柱形壳体(5)、射频电源(2)、加速电极(12)、射频电极(4)、石英玻璃管(3)和加速电极(12)，所述加速电极(12)密封安装在圆柱形壳体(5)的前端，所述石英玻璃管(3)探入圆柱形壳体(5)内，所述射频电极(4)为两个并探入圆柱形壳体(5)内且套在石英玻璃管(3)外壁，所述射频电极(4)还通过导线(1)与射频电源(2)连接，所述石英玻璃管(3)内含工作气体，还包括采样机构(13)，所述采样机构(13)设在圆柱形壳体(5)内。/n

【技术特征摘要】
1.一种介质阻挡放电电离源的离子迁移谱仪，其特征在于：包括电离源、漂移管(16)和信号采集端(11)，所述电离源包括圆柱形壳体(5)、玻璃管(3)、射频电极(4)、导线(1)、射频电源(2)和加速电极(12)，所述漂移管(16)包括金属导电环(8)和绝缘环(7)，所述金属导电环(8)和绝缘环(7)交替连接，所述电离源包括圆柱形壳体(5)、射频电源(2)、加速电极(12)、射频电极(4)、石英玻璃管(3)和加速电极(12)，所述加速电极(12)密封安装在圆柱形壳体(5)的前端，所述石英玻璃管(3)探入圆柱形壳体(5)内，所述射频电极(4)为两个并探入圆柱形壳体(5)内且套在石英玻璃管(3)外壁，所述射频电极(4)还通过导线(1)与射频电源(2)连接，所述石英玻璃管(3)内含工作气体，还包括采样机构(13)，所述采样机构(13)设在圆柱形壳体(5)内。


2.根据权利要求1所述的介质阻挡放电电离源的离子迁移谱仪，其特征在于：所述漂移管(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张信华，徐康，黄炜，李柏锦，曹文彬，
申请(专利权)人：常州工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32