離子遷移譜儀制造技術(shù)

本公開(kāi)提供了一種離子遷移譜儀。該離子遷移譜儀包括：電源電路，用于提供電源電壓；電暈放電結(jié)構(gòu)，其輸入端連接到所述電源電路，用于通過(guò)電暈放電產(chǎn)生待測(cè)離子；離子遷移電路，連接到所述電源電路，用于控制離子遷移；遷移區(qū)結(jié)構(gòu)，連接到所述離子遷移電路，用于在所述離子遷移電路的控制下實(shí)現(xiàn)對(duì)從所述遷移區(qū)結(jié)構(gòu)中經(jīng)過(guò)的待測(cè)離子的遷移譜的測(cè)量；多余電荷引出電極，布置在所述電暈放電結(jié)構(gòu)與所述遷移區(qū)結(jié)構(gòu)之間，使得所述電暈放電結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的待測(cè)離子能夠從其中經(jīng)過(guò)，從而到達(dá)所述遷移區(qū)結(jié)構(gòu)；多余電荷引出電路，連接到所述電源電路、所述電暈放電結(jié)構(gòu)的輸入端、所述遷移區(qū)結(jié)構(gòu)和所述多余電荷引出電極，其中，所述多余電荷引出電極通過(guò)所述多余電荷引出電路接地。

Ion mobility spectrometer

The present disclosure provides an ion mobility spectrometer. The ion mobility spectrometer includes a power supply circuit for power supply voltage; corona discharge structure, its input end is connected to the power supply circuit for generating ions measured by corona discharge; ion transfer circuit connected to the power supply circuit is used to control the ion migration; migration zone structure, connected to the ion migration in the control circuit, the circuit of the ion mobility measurements was realized to be measured after the ion migration zone structure in the spectrum of migration from the extraction electrode; excess charge, disposed between the corona discharge structure and the migration zone structure, so that the corona discharge structure of the analyte ion to go through, to reach the migration area structure; excess charge extraction circuit connected to the power supply circuit, the corona discharge structure of the input and the move The transition region structure and the excess charge lead out electrode, wherein the excess charge extraction electrode is grounded through the excess charge extraction circuit.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
離子遷移譜儀
本公開(kāi)涉及離子譜測(cè)量領(lǐng)域，具體地涉及一種離子遷移譜儀。
技術(shù)介紹
離子遷移譜儀根據(jù)不同離子在均勻弱電場(chǎng)下漂移速度不同實(shí)現(xiàn)對(duì)離子的分辨。因?yàn)殡x子遷移譜儀分辨速度快，靈敏度高，不需要真空環(huán)境并且便于小型化，所以在諸如毒品和爆炸物檢測(cè)的多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。典型的離子遷移譜儀通常由進(jìn)樣部分、電離部分、離子門(mén)、遷移區(qū)、收集區(qū)、讀出電路、數(shù)據(jù)采集和處理部分、控制部分等部分構(gòu)成。其中，電離部分主要功能是將樣品分子轉(zhuǎn)化成可供遷移分離的離子，其電離的效果對(duì)離子遷移譜儀的性能具有非常直接的影響。為了實(shí)現(xiàn)更好的電離性能，一種利用電暈放電進(jìn)行電離的離子遷移譜儀已經(jīng)得到應(yīng)用。電暈放電指的是在空間不均勻電場(chǎng)中由于局部的強(qiáng)電場(chǎng)引起氣體分子電離的一種現(xiàn)象。電暈放電直接產(chǎn)生的離子一般稱(chēng)為反應(yīng)物離子。當(dāng)具有更高的質(zhì)子或電子親和勢(shì)的樣品分子通過(guò)電離區(qū)時(shí)，將通過(guò)俘獲反應(yīng)物離子的電荷而被電離。通常的電暈放電結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且成本低廉，并且能夠產(chǎn)生更高的電荷濃度，因此，大大地改善了離子遷移譜儀的靈敏度和動(dòng)態(tài)范圍。然而，電暈放電產(chǎn)生的高電荷濃度同樣要求離子遷移譜儀對(duì)電荷的收集和處理更加合理，否則會(huì)嚴(yán)重影響設(shè)備的穩(wěn)定性。如何實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定性更高的基于電暈放電的離子遷移譜儀是本領(lǐng)域亟待解決的問(wèn)題之一。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本公開(kāi)提出了一種離子遷移譜儀。根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)方面，提出了一種離子遷移譜儀，包括：電源電路，用于提供電源電壓；電暈放電結(jié)構(gòu)，其輸入端連接到所述電源電路，用于通過(guò)電暈放電產(chǎn)生待測(cè)離子；離子遷移電路，連接到所述電源電路，用于控制離子遷移；遷移區(qū)結(jié)構(gòu)，連接到所述離子遷移電路，用于在所述離子遷移電路的控制下實(shí)現(xiàn)對(duì)從所述遷移區(qū)結(jié)構(gòu)中經(jīng)過(guò)的待測(cè)離子的遷移譜的測(cè)量；多余電荷引出電極，布置在所述電暈放電結(jié)構(gòu)與所述遷移區(qū)結(jié)構(gòu)之間，使得所述電暈放電結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的待測(cè)離子能夠從其中經(jīng)過(guò)，從而到達(dá)所述遷移區(qū)結(jié)構(gòu)；多余電荷引出電路，連接到所述電源電路、所述電暈放電結(jié)構(gòu)的輸入端、所述遷移區(qū)結(jié)構(gòu)和所述多余電荷引出電極，其中，所述多余電荷引出電極通過(guò)所述多余電荷引出電路接地。在一個(gè)實(shí)施例中，所述多余電荷引出電路包括第一分壓元件、第二分壓元件和隔直電容，其中，所述第一分壓元件的一端連接到所述電源電路以及所述電暈放電結(jié)構(gòu)的輸入端，另一端連接到第一節(jié)點(diǎn)，所述第二分壓元件的一端連接到所述第一節(jié)點(diǎn)，另一端連接到所述遷移區(qū)結(jié)構(gòu)，所述隔直電容的一端連接所述第一節(jié)點(diǎn)，另一端接地，以及所述多余電荷引出電路與所述多余電荷引出電極在所述第一節(jié)點(diǎn)處相連接。在一個(gè)實(shí)施例中，所述電暈放電結(jié)構(gòu)包括電暈針和放電筒，其中，所述電暈針的一端作為所述電暈放電結(jié)構(gòu)的輸入端，另一端通過(guò)放電產(chǎn)生待測(cè)離子，所述放電筒被布置為在所述電暈針的四周側(cè)向地圍繞所述電暈針的所述另一端。在一個(gè)實(shí)施例中，所述多余電荷引出電路還與所述電暈放電結(jié)構(gòu)的放電筒在第二節(jié)點(diǎn)處相連接，所述多余電荷引出電路包括第一分壓元件、第二分壓元件、第三分壓元件、第一隔直電容和第二隔直電容，其中，所述第一分壓元件的一端連接到所述電源電路以及所述電暈放電結(jié)構(gòu)的輸入端，另一端連接到所述第二節(jié)點(diǎn)，所述第二分壓元件的一端連接到第一節(jié)點(diǎn)，另一端連接到所述遷移區(qū)結(jié)構(gòu)，所述第三分壓元件連接在所述第一節(jié)點(diǎn)和所述第二節(jié)點(diǎn)之間；所述第一隔直電容的一端連接所述第一節(jié)點(diǎn)，另一端接地，所述第二隔直電容的一端連接所述第二節(jié)點(diǎn)，另一端接地，以及所述多余電荷引出電路與所述多余電荷引出電極在所述第一節(jié)點(diǎn)處相連接。在一個(gè)實(shí)施例中，所述遷移區(qū)結(jié)構(gòu)包括從輸入端到輸出端依次布置的存儲(chǔ)環(huán)、離子門(mén)、多個(gè)遷移場(chǎng)電極片、抑制柵和法拉第盤(pán)，其中，所述存儲(chǔ)環(huán)的一端、第一個(gè)遷移場(chǎng)電極片的一端以及最后一個(gè)遷移場(chǎng)電極片的一端分別與所述離子遷移電路在不同的節(jié)點(diǎn)處連接，第一個(gè)遷移場(chǎng)電極片的另一端連接到串聯(lián)的多個(gè)電阻，所述多個(gè)電阻的數(shù)量與所述多個(gè)遷移場(chǎng)電極片的數(shù)量相同，所述多個(gè)遷移場(chǎng)電極片的另一端一一對(duì)應(yīng)地連接到所述多個(gè)電阻的第一端，所述多個(gè)電阻中的最后一個(gè)電阻與所述多余電荷引出電路連接。在一個(gè)實(shí)施例中，所述離子遷移電路在與所述存儲(chǔ)環(huán)的一端、第一個(gè)遷移場(chǎng)電極片的一端以及最后一個(gè)遷移場(chǎng)電極片的一端分別連接的節(jié)點(diǎn)處分別產(chǎn)生不同的電勢(shì)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述電源電路包括電源、第一電阻和第三隔直電容，其中，所述電源的一端連接到所述離子遷移電路，另一端連接所述第一電阻的一端，所述第一電阻的一端連接到所述電源，另一端連接所述第三隔直電容的一端和所述電暈放電結(jié)構(gòu)的輸入端，所述第三隔直電容的一端連接所述第一電阻，另一端接地。在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一分壓元件和第二分壓元件是電阻。在一個(gè)實(shí)施例中，所述第三分壓元件是電阻或穩(wěn)壓二極管。通過(guò)使用本公開(kāi)所提出的基于電暈放電的離子遷移譜儀，能夠消除對(duì)離子遷移譜產(chǎn)生不良影響的多余電荷。由此，所產(chǎn)生的離子遷移譜準(zhǔn)確且穩(wěn)定，從而解決了以上所述的現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題。附圖說(shuō)明圖1示出了一種基于電暈放電的離子遷移譜儀的原理圖；圖2示出了圖1所示的基于電暈放電的離子遷移譜儀的結(jié)構(gòu)圖；圖3示出了根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的基于電暈放電的離子遷移譜儀的結(jié)構(gòu)圖；圖4示出了圖3所示的基于電暈放電的離子遷移譜儀的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的示意圖；圖5示出了圖3所示的基于電暈放電的離子遷移譜儀的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的示意圖；圖6示出了通過(guò)圖1所示的基于電暈放電的離子遷移譜儀測(cè)得的離子遷移譜圖；以及圖7示出了通過(guò)圖3所示的根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的基于電暈放電的離子遷移譜儀測(cè)得的離子遷移譜圖。具體實(shí)施方式下面將詳細(xì)描述本公開(kāi)的具體實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)注意，這里描述的實(shí)施例只用于舉例說(shuō)明，并不用于限制本公開(kāi)。在以下描述中，為了提供對(duì)本公開(kāi)的透徹理解，闡述了大量特定細(xì)節(jié)。然而，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是：不必采用這些特定細(xì)節(jié)來(lái)實(shí)行本公開(kāi)。在其他實(shí)例中，為了避免混淆本公開(kāi)，未具體描述公知的電路、材料或方法。在整個(gè)說(shuō)明書(shū)中，對(duì)“一個(gè)實(shí)施例”、“實(shí)施例”、“一個(gè)示例”或“示例”的提及意味著：結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性被包含在本公開(kāi)至少一個(gè)實(shí)施例中。因此，在整個(gè)說(shuō)明書(shū)的各個(gè)地方出現(xiàn)的短語(yǔ)“在一個(gè)實(shí)施例中”、“在實(shí)施例中”、“一個(gè)示例”或“示例”不一定都指同一實(shí)施例或示例。此外，可以以任何適當(dāng)?shù)慕M合和/或子組合將特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性組合在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中。此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在此提供的附圖都是為了說(shuō)明的目的，并且附圖不一定是按比例繪制的。這里使用的術(shù)語(yǔ)“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)列出的項(xiàng)目的任何和所有組合。以下參考附圖對(duì)本公開(kāi)進(jìn)行具體描述。首先，圖1示出了一種基于電暈放電的離子遷移譜儀的原理圖。在圖1中，電暈針201放電產(chǎn)生的帶電粒子經(jīng)聚焦極202聚焦后穿過(guò)電暈筒203進(jìn)入到存儲(chǔ)環(huán)204，之后在離子門(mén)205、206的電場(chǎng)的控制下在特定時(shí)間內(nèi)注入到由電極片207構(gòu)成的離子漂移區(qū)，經(jīng)抑制柵208調(diào)節(jié)后由法拉第盤(pán)209接收，并隨后經(jīng)電荷靈敏積分放大電路轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)進(jìn)入到信號(hào)處理系統(tǒng)。圖2是圖1中的電暈放電離子遷移譜儀構(gòu)造示意圖。在圖2中，電暈放電結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的電荷在電場(chǎng)與進(jìn)樣氣流共同作用下向存儲(chǔ)環(huán)運(yùn)動(dòng)。此時(shí)，將有較多的離子撞擊到電暈放電筒1041及存儲(chǔ)環(huán)MG1。電暈放電筒1041與存儲(chǔ)環(huán)MG1均直接與離子本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種離子遷移譜儀，其特征在于，包括：電源電路，用于提供電源電壓；電暈放電結(jié)構(gòu)，其輸入端連接到所述電源電路，用于通過(guò)電暈放電產(chǎn)生待測(cè)離子；離子遷移電路，連接到所述電源電路，用于控制離子遷移；遷移區(qū)結(jié)構(gòu)，連接到所述離子遷移電路，用于在所述離子遷移電路的控制下實(shí)現(xiàn)對(duì)從所述遷移區(qū)結(jié)構(gòu)中經(jīng)過(guò)的待測(cè)離子的遷移譜的測(cè)量；多余電荷引出電極，布置在所述電暈放電結(jié)構(gòu)與所述遷移區(qū)結(jié)構(gòu)之間，使得所述電暈放電結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的待測(cè)離子能夠從其中經(jīng)過(guò)，從而到達(dá)所述遷移區(qū)結(jié)構(gòu)；多余電荷引出電路，連接到所述電源電路、所述電暈放電結(jié)構(gòu)的輸入端、所述遷移區(qū)結(jié)構(gòu)和所述多余電荷引出電極，其中，所述多余電荷引出電極通過(guò)所述多余電荷引出電路接地。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種離子遷移譜儀，其特征在于，包括：電源電路，用于提供電源電壓；電暈放電結(jié)構(gòu)，其輸入端連接到所述電源電路，用于通過(guò)電暈放電產(chǎn)生待測(cè)離子；離子遷移電路，連接到所述電源電路，用于控制離子遷移；遷移區(qū)結(jié)構(gòu)，連接到所述離子遷移電路，用于在所述離子遷移電路的控制下實(shí)現(xiàn)對(duì)從所述遷移區(qū)結(jié)構(gòu)中經(jīng)過(guò)的待測(cè)離子的遷移譜的測(cè)量；多余電荷引出電極，布置在所述電暈放電結(jié)構(gòu)與所述遷移區(qū)結(jié)構(gòu)之間，使得所述電暈放電結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的待測(cè)離子能夠從其中經(jīng)過(guò)，從而到達(dá)所述遷移區(qū)結(jié)構(gòu)；多余電荷引出電路，連接到所述電源電路、所述電暈放電結(jié)構(gòu)的輸入端、所述遷移區(qū)結(jié)構(gòu)和所述多余電荷引出電極，其中，所述多余電荷引出電極通過(guò)所述多余電荷引出電路接地。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子遷移譜儀，其特征在于，所述多余電荷引出電路包括第一分壓元件、第二分壓元件和隔直電容，其中，所述第一分壓元件的一端連接到所述電源電路以及所述電暈放電結(jié)構(gòu)的輸入端，另一端連接到第一節(jié)點(diǎn)，所述第二分壓元件的一端連接到所述第一節(jié)點(diǎn)，另一端連接到所述遷移區(qū)結(jié)構(gòu)，所述隔直電容的一端連接所述第一節(jié)點(diǎn)，另一端接地，以及所述多余電荷引出電路與所述多余電荷引出電極在所述第一節(jié)點(diǎn)處相連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子遷移譜儀，其特征在于，所述電暈放電結(jié)構(gòu)包括電暈針和放電筒，其中，所述電暈針的一端作為所述電暈放電結(jié)構(gòu)的輸入端，另一端通過(guò)放電產(chǎn)生待測(cè)離子，所述放電筒被布置為在所述電暈針的四周側(cè)向地圍繞所述電暈針的所述另一端。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的離子遷移譜儀，其特征在于，所述多余電荷引出電路還與所述電暈放電結(jié)構(gòu)的放電筒在第二節(jié)點(diǎn)處相連接，所述多余電荷引出電路包括第一分壓元件、第二分壓元件、第三分壓元件、第一隔直電容和第二隔直電容，其中，所述第一分壓元件的一端連接到所述電源電路以及所...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張清軍，李元景，陳志強(qiáng)，王燕春，趙自然，李祥華，馬秋峰，李鴿，曹彪，毛祺，鄒湘，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：同方威視技術(shù)股份有限公司，
類(lèi)型：新型
國(guó)別省市：北京,11