專利名稱:離子遷移譜儀及利用離子遷移譜儀的檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種離子遷移譜儀及利用離子遷移譜儀的檢測方法。
背景技術(shù):
美國專利7259369B2提出了使用四極電場對正負(fù)離子同時進(jìn)行存儲的方法,其中正負(fù)離子同處于一個存儲區(qū)。但是,離子遷移譜儀仍然具有改進(jìn)的需要。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種離子遷移譜儀,該離子遷移譜儀能夠同時檢測正負(fù)離子。根據(jù)本發(fā)明的一方面,本發(fā)明提供了一種離子遷移譜儀,該離子遷移譜儀包括電極;分別設(shè)置在該電極的相對的兩側(cè)的兩個存儲電極,通過該兩個存儲電極的電位的變化來存儲來自兩個存儲電極之間的中部的離子以及用于將存儲的離子從該存儲電極排出。根據(jù)本發(fā)明的另一方面,所述的離子遷移譜儀還包括兩個導(dǎo)出電極,該兩個導(dǎo)出電極分別設(shè)置在兩個存儲電極附近、靠近所述電極的一側(cè),用于通過導(dǎo)出電極與所述電極的電位差,將來自兩個存儲電極之間的中部的離子導(dǎo)入到存儲電極處。根據(jù)本發(fā)明的另一方面,所述電極是環(huán)狀的部件,離化源設(shè)置在該環(huán)狀的部件的內(nèi)部。根據(jù)本發(fā)明的另一方面,所述存儲電極具有內(nèi)部空間,離子存儲在該內(nèi)部空間中。根據(jù)本發(fā)明的另一方面,所述導(dǎo)出電極具有內(nèi)部空間,離子通過該內(nèi)部空間導(dǎo)入到存儲電極處。根據(jù)本發(fā)明的另一方面,所述存儲電極包括形成所述內(nèi)部空間的環(huán)狀件,和設(shè)置在該環(huán)狀件的、遠(yuǎn)離所述中部的一側(cè)并與環(huán)狀件電連接的、導(dǎo)電的網(wǎng)狀件。根據(jù)本發(fā)明的另一方面,所述導(dǎo)出電極包括形成所述內(nèi)部空間的環(huán)狀件。根據(jù)本發(fā)明的另一方面,所述存儲電極的環(huán)狀件形成的所述內(nèi)部空間的橫截面積的大小朝向所述中部,逐漸減小。根據(jù)本發(fā)明的另一方面,所述導(dǎo)出電極的環(huán)狀件形成的所述內(nèi)部空間的橫截面積的大小朝向所述中部,逐漸減小。根據(jù)本發(fā)明的另一方面,所述存儲電極的環(huán)狀件形成的所述內(nèi)部空間具有大體截頂圓錐體的形狀或部分球體的形狀。根據(jù)本發(fā)明的另一方面,所述導(dǎo)出電極的環(huán)狀件形成的所述內(nèi)部空間具有大體截頂圓錐體的形狀或部分球體的形狀。根據(jù)本發(fā)明的另一方面,所述的離子遷移譜儀還包括設(shè)置在所述存儲電極的、遠(yuǎn)離所述導(dǎo)出電極的一側(cè)的遷移區(qū)入口電極,該遷移區(qū)入口電極包括形成圓柱狀的內(nèi)部空間的環(huán)狀件,和設(shè)置在該環(huán)狀件的、靠近所述存儲電極的一側(cè)并與該遷移區(qū)入口電極的環(huán)狀件電連接的、導(dǎo)電的網(wǎng)狀件。根據(jù)本發(fā)明的另一方面,所述導(dǎo)出電極、所述存儲電極、所述電極同軸設(shè)置。根據(jù)本發(fā)明的另一方面,所述導(dǎo)出電極、所述存儲電極、所述電極、所述遷移區(qū)入口電極同軸設(shè)置。根據(jù)本發(fā)明的另一方面,所述存儲電極的網(wǎng)狀件與所述遷移區(qū)入口電極的網(wǎng)狀件的網(wǎng)孔在軸向上對準(zhǔn)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面,在離子存儲在存儲電極處的存儲階段,對于負(fù)離子,存儲電極的電位高于遷移區(qū)入口電極和導(dǎo)出電極的電位;對于正離子,存儲電極的電位低于遷移區(qū)入口電極和導(dǎo)出電極的電位;在離子從存儲電極導(dǎo)出的導(dǎo)出階段,對于負(fù)離子,導(dǎo)出電極的電位、存儲電極的電位、遷移區(qū)入口電極的電位依次升高,對于正離子,導(dǎo)出電極的電位、存儲電極的電位、遷移區(qū)入口電極的電位依次降低。根據(jù)本發(fā)明的另一方面,所述電極的電位是零。根據(jù)本發(fā)明的再一方面,本發(fā)明提供了一種利用離子遷移譜儀的檢測方法,所述離子遷移譜儀包括電極、設(shè)置在該電極的第一側(cè)的第一導(dǎo)出電極、設(shè)置在該第一導(dǎo)出電極的遠(yuǎn)離所述電極的一側(cè)的第一存儲電極、設(shè)置在該第一存儲電極的遠(yuǎn)離所述第一導(dǎo)出電極的一側(cè)的第一遷移區(qū)入口電極、設(shè)置在該電極的與第一側(cè)相對的第二側(cè)的第二導(dǎo)出電極、 設(shè)置在該第二導(dǎo)出電極的遠(yuǎn)離所述電極的一側(cè)的第二存儲電極和設(shè)置在該第二存儲電極的遠(yuǎn)離所述第二導(dǎo)出電極的一側(cè)的第二遷移區(qū)入口電極,所述方法包括負(fù)離子存儲步驟 通過使第一存儲電極的電位高于第一遷移區(qū)入口電極和第一導(dǎo)出電極的電位,在第一存儲電極存儲負(fù)離子;以及正離子存儲步驟通過使第二存儲電極的電位低于第二遷移區(qū)入口電極和第二導(dǎo)出電極的電位,在第二存儲電極存儲正離子,其中所述負(fù)離子存儲步驟和所述正離子存儲步驟能夠同時進(jìn)行。根據(jù)本發(fā)明的又一方面,所述方法還包括負(fù)離子導(dǎo)出步驟通過使第一導(dǎo)出電極的電位、第一存儲電極的電位、第一遷移區(qū)入口電極的電位依次升高,從第一存儲電極將離子導(dǎo)出到第一遷移區(qū),以便進(jìn)行檢測;正離子導(dǎo)出步驟通過使第二導(dǎo)出電極的電位、第二存儲電極的電位、第二遷移區(qū)入口電極的電位依次降低,從第二存儲電極將離子導(dǎo)出到第二遷移區(qū),以便進(jìn)行檢測,其中所述負(fù)離子導(dǎo)出步驟和所述正離子導(dǎo)出步驟能夠同時進(jìn)行。通過上述結(jié)構(gòu)和方法,本發(fā)明能夠有效地提高靈敏度和分辨率,且控制簡單方便。
圖I是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的離子遷移譜儀的示意圖;圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的離子遷移譜儀的導(dǎo)出電極的示意剖視圖;圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的離子遷移譜儀的導(dǎo)出電極的示意圖;圖4是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的離子遷移譜儀的導(dǎo)出電極的示意剖視圖;圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的離子遷移譜儀的存儲電極的示意剖視圖;圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的離子遷移譜儀的存儲電極的網(wǎng)狀導(dǎo)電件的示意剖視
圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的離子遷移譜儀的遷移區(qū)入口電極的示意剖視圖;圖8是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的離子遷移譜儀的遷移區(qū)入口電極的導(dǎo)電網(wǎng)狀件的示意剖視圖;圖9是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的離子遷移譜儀的電極、導(dǎo)出電極、存儲電極、遷移區(qū)入口電極、和遷移區(qū)其余電極上的電位的示意圖,其中橫軸表示電極位置,縱軸表示電位。圖10是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的離子遷移譜儀的電極、導(dǎo)出電極、存儲電極、遷移區(qū)入口電極、和遷移區(qū)其余電極上的電位隨時間變化的示意圖,其中橫軸表示時間,縱軸表示電位,并且上述各電極的電位針對正離子。圖11是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的離子遷移譜儀的電極、導(dǎo)出電極、存儲電極、遷移區(qū)入口電極、和遷移區(qū)其余電極上的電位隨時間變化的示意圖,其中橫軸表示時間,縱軸表示電位,并且上述各電極的電位針對負(fù)離子。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式
對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。如圖I中所示,根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的離子遷移譜儀10包括電極I和分別設(shè)置在該電極I的相對的兩側(cè)的兩個存儲電極5和5'。通過該兩個存儲電極5和5'的電位的變化來存儲來自兩個存儲電極5和5'之間的中部(即,朝向圖I中的電極I)的離子以及用于將存儲的離子從該存儲電極5和5,排出。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的離子遷移譜儀10還可以包括外殼100,設(shè)置在外殼I中的遷移氣入口 15和17,載氣和樣品入口 21以及載氣出口 19。作為選擇,離化源101可以設(shè)置在外殼100的外部,此時載氣和樣品入口 21以及載氣出口 19可以相應(yīng)地設(shè)置在離化源101上。所述離子遷移譜儀還可以包括兩個導(dǎo)出電極3和3',該兩個導(dǎo)出電極3和3' 分別設(shè)置在兩個存儲電極5和5'附近、靠近所述電極I的一側(cè),用于通過導(dǎo)出電極3和3 與所述電極I的電位差,將來自兩個存儲電極5和5'之間的中部的離子導(dǎo)入到存儲電極5 和5'。所述電極I可以是環(huán)狀的部件,離化源101可設(shè)置在該環(huán)狀的部件的內(nèi)部,如圖I 中所示。所述電極I也可以是任何其它合適的形狀,例如,盤狀。如圖1-4所示,所述導(dǎo)出電極3和:V分別具有內(nèi)部空間31和3Γ,離子通過該內(nèi)部空間31和31'導(dǎo)入到存儲電極5和5'處。作為選擇,在本發(fā)明的一個實(shí)施例中,所述離子遷移譜儀10不包括導(dǎo)出電極3和3',而是通過存儲電極5和5'與所述電極I之間的電位差,將離子引入到存儲電極5和5',并通過設(shè)置存儲電極5和5'的電位,使離子存儲在^存儲電極5和5'。如圖1-4所示,導(dǎo)出電極3和:V是形成各自的內(nèi)部空間31和31'的環(huán)狀件。在本發(fā)明的一個實(shí)施例中,所述導(dǎo)出電極3和3'的所述內(nèi)部空間31和31'的橫截面積的大小朝向所述中部(即,朝向圖I中的電極I)逐漸減小。作為選擇,所述內(nèi)部空間31和31' 可以是諸如柱狀的任何合適的其它形狀。如圖1-4所示,在一些實(shí)施例中,導(dǎo)出電極3和:V的所述內(nèi)部空間31和31'具有大體截頂圓錐體的形狀或部分球體的形狀。導(dǎo)出電極3和3'的所述內(nèi)部空間31和31' 可以具有任何合適的形狀,例如拋物面所形成的空間等。在本發(fā)明的一個實(shí)施例中,如圖1、5所不,所述存儲電極5和5'分別具有內(nèi)部空間53和53',離子存儲在該內(nèi)部空間53和53'中。如圖1、5、6所示,在一些實(shí)施例中,存儲電極5包括形成所述內(nèi)部空間的環(huán)狀件 51,和設(shè)置在該環(huán)狀件51的、遠(yuǎn)離所述中部(即,遠(yuǎn)離圖I中的電極I)的一側(cè)并與環(huán)狀件 51電連接的、導(dǎo)電的網(wǎng)狀件52(存儲電極5'具有相同的結(jié)構(gòu))。在一個實(shí)施例中,如圖6 中所示,該網(wǎng)狀件52可以由導(dǎo)電的環(huán)狀件521和與導(dǎo)電的環(huán)狀件521電連接和機(jī)械連接的導(dǎo)電的網(wǎng)522構(gòu)成。作為選擇,網(wǎng)狀件52可以僅僅由導(dǎo)電網(wǎng)構(gòu)成。所述存儲電極5和5' 的環(huán)狀件形成的所述內(nèi)部空間53和53'的橫截面積的大小朝向所述中部(即朝向圖I中的電極I)逐漸減小。作為選擇,所述內(nèi)部空間53和53'可以是諸如柱狀的任何合適的其它形狀。作為存儲電極5和5'的實(shí)例,網(wǎng)狀件52的網(wǎng)孔包括各種樣式的孔,如六邊形孔、 圓孔、矩形孔等,并且環(huán)狀件51和網(wǎng)狀件52壓在一起且相互電連接。在一些實(shí)施例中,網(wǎng)狀件52的網(wǎng)絲要求盡可能細(xì),形成的離子存儲區(qū)在軸向方向的尺寸小于5_,該存儲電極5 的內(nèi)部空間53形成無電場區(qū)。如圖1、5所示,并且參照圖4,在一些實(shí)施例中,所述存儲電極5和5'的環(huán)狀件形成的所述內(nèi)部空間53和53'可以具有大體截頂圓錐體的形狀或部分球體的形狀。所述存儲電極5和5'的環(huán)狀件形成的所述內(nèi)部空間53和53'可以具有任何合適的形狀,例如拋物面所形成的空間等。如圖I中所示,根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的離子遷移譜儀還可以包括設(shè)置在存儲電極5 和5,的、遠(yuǎn)離導(dǎo)出電極3和3,的一側(cè)的遷移區(qū)入口電極7和7,。該遷移區(qū)入口電極7 包括形成圓柱狀的內(nèi)部空間73的環(huán)狀件71,和設(shè)置在該環(huán)狀件71的、靠近所述存儲電極5 的一側(cè)并與該遷移區(qū)入口電極7的環(huán)狀件71電連接的、導(dǎo)電的網(wǎng)狀件72 (遷移區(qū)入口電極 T與遷移區(qū)入口電極7具有相同的結(jié)構(gòu))。在一個實(shí)施例中,如圖8中所示,該網(wǎng)狀件72 可以由導(dǎo)電的環(huán)狀件721和與導(dǎo)電的環(huán)狀件721電連接和機(jī)械連接的導(dǎo)電的網(wǎng)722構(gòu)成。 作為選擇,網(wǎng)狀件72可以僅僅由導(dǎo)電網(wǎng)構(gòu)成。作為選擇,遷移區(qū)入口電極7和7'可以采用任何合適的其它結(jié)構(gòu),例如具有錐形的內(nèi)部空間或者僅僅是一個環(huán)狀件等。作為遷移區(qū)入口電極7的實(shí)例,網(wǎng)狀件72的網(wǎng)孔包括各種樣式的孔,如六邊形孔、圓孔、矩形孔等,并且環(huán)狀件71和網(wǎng)狀件72壓在一起且相互電連接。如圖I中所不,在一些實(shí)施例中,所述導(dǎo)出電極3和3'、所述存儲電極5和5'、 所述電極I同軸設(shè)置。在其它一些實(shí)施例中,如圖I所示,所述導(dǎo)出電極3和3'、所述存儲電極5和5,、所述電極I和所述遷移區(qū)入口電極7和7,同軸設(shè)置。在一些實(shí)施例中,如圖I中所示,所述存儲電極5和Y的網(wǎng)狀件與所述遷移區(qū)入口電極7和7'的網(wǎng)狀件的網(wǎng)孔在軸向(即圖I中的水平方向)上大體對準(zhǔn),由此可以減少離子撞死的概率。在一些實(shí)施例中,根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的離子遷移譜儀還包括其余遷移區(qū)環(huán)電極9和9',以及法拉第盤10和11等,如圖I中所示。此外,上述各電極之間均用絕緣材料隔開。離化源可以為同位素源63Ni,可采用的離化技術(shù)可以為電暈放電、激光、紫外光、X
7射線等源。電極I可以作為所述離化源101的屏蔽外殼,且處于固定的零電位。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中,所述的離子導(dǎo)出電極和所述的存儲電極可以為喇叭口結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施例中,所述存儲電極5與所述遷移區(qū)入口電極7以及所述存儲電極5' 與所述遷移區(qū)入口電極7'的間距小于3毫米,由此方便離子從所述遷移區(qū)入口電極推入遷移區(qū)。如圖9 中所示,附圖標(biāo)記 101、103、105、107、109、103'、105'、107'、109'分別表示電極I、導(dǎo)出電極3、存儲電極5、遷移區(qū)入口電極7、其余遷移區(qū)環(huán)電極9、導(dǎo)出電極 3'、存儲電極5'、遷移區(qū)入口電極7'、其余遷移區(qū)環(huán)電極9'的電勢。圖9中,實(shí)線表示使離子存儲在存儲電極的存儲狀態(tài)時的電位,虛線表示從存儲電極將離子導(dǎo)出到遷移區(qū)以便進(jìn)行檢測的電位。在一些實(shí)施例中,導(dǎo)出電極3、存儲電極5的電位可以變化。在一些離子遷移譜儀的實(shí)施例中,在離子存儲在存儲電極5和Y處的存儲階段, 對于負(fù)離子(參見圖9中的左側(cè)),存儲電極5'的電位105'高于遷移區(qū)入口電極7'的電位107'和導(dǎo)出電極:V的電位103';對于正離子(參見圖9中的左側(cè)),存儲電極5的電位105低于遷移區(qū)入口電極7的電位107和導(dǎo)出電極3的電位103。在離子從存儲電極5和 5'導(dǎo)出的導(dǎo)出階段,對于負(fù)離子,導(dǎo)出電極3'的電位103'、存儲電極5'的電位105'、 遷移區(qū)入口電極7'的電位107'依次升高,對于正離子,導(dǎo)出電極3'的電位103'、存儲電極5'的電位105'、遷移區(qū)入口電極7'的電位107'依次降低。在一些實(shí)施例中,電極I的電位是零。在一些實(shí)施例中,如圖I和9中所示,作為離化源101的屏蔽金屬外殼的電極I、 導(dǎo)出電極3和存儲電極5存在電位差,遷移區(qū)入口電極7加上固定電位,其余的遷移區(qū)環(huán)電極9加上均勻遞減的電位而形成遷移區(qū),由此對正離子進(jìn)行存儲、遷移并被法拉第盤11進(jìn)行收集。同樣,電極I、離子導(dǎo)出電極3'和存儲電極5'存在電位差,遷移區(qū)入口電極7' 加上固定電位,其余的遷移區(qū)環(huán)電極9加上均勻遞增的電壓形而成遷移區(qū),由此對負(fù)離子進(jìn)行存儲、遷移并被法拉第盤10進(jìn)行收集。實(shí)線109和109'分別為各環(huán)電極9和9'的電位,在存儲階段和離子導(dǎo)出階段都保持穩(wěn)定不變。在一些實(shí)施例中,在離子存儲階段時,正離子將移動到形成的勢阱105處進(jìn)行存儲,負(fù)離子將移動到形成的勢阱105'處進(jìn)行存儲,可通過調(diào)節(jié)各電極的電位,形成合適的勢阱深度來實(shí)現(xiàn)最大存儲量和離子從勢阱的快速推出。離子導(dǎo)出電極3、存儲電極5上的電位同時提高到如103和105所指的虛線位置,正離子被導(dǎo)入到遷移區(qū)進(jìn)行漂移、收集,隨后離子導(dǎo)出電極3、存儲電極5上的電位恢復(fù)到存儲狀態(tài)時的電位。導(dǎo)出電極:V、存儲電極 5'上的電位同時提高到如103'和105'所指的虛線位置,負(fù)離子被導(dǎo)入到遷移區(qū)進(jìn)行漂移、分辨,隨后導(dǎo)出電極3'、存儲電極5'上的電位恢復(fù)到存儲狀態(tài)時的電位。本發(fā)明還提供了一種利用離子遷移譜儀10的檢測方法,所述離子遷移譜儀包括 電極I、設(shè)置在該電極的一側(cè)的導(dǎo)出電極3'、設(shè)置在該導(dǎo)出電極3'的遠(yuǎn)離所述電極I的一側(cè)的存儲電極5'、設(shè)置在該存儲電極5'的遠(yuǎn)離所述導(dǎo)出電極3'的一側(cè)的遷移區(qū)入口電極7'、設(shè)置在該電極I的與導(dǎo)出電極3'相對的一側(cè)的導(dǎo)出電極3、設(shè)置在該導(dǎo)出電極3 的遠(yuǎn)離所述電極I的一側(cè)的存儲電極5和設(shè)置在該存儲電極5的遠(yuǎn)離所述導(dǎo)出電極3的一側(cè)的遷移區(qū)入口電極7,所述方法包括負(fù)離子存儲步驟通過使存儲電極5'的電位高于遷移區(qū)入口電極7'和導(dǎo)出電極3'的電位,在存儲電極5'存儲負(fù)離子;以及正離子存儲步驟通過使存儲電極5的電位低于遷移區(qū)入口電極7和導(dǎo)出電極3的電位,在存儲電極5 存儲正離子,其中所述負(fù)離子存儲步驟和所述正離子存儲步驟能夠同時進(jìn)行。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中,所述方法還包括負(fù)離子導(dǎo)出步驟通過使導(dǎo)出電極的電位、存儲電極5'的電位、遷移區(qū)入口電極7'的電位依次升高,從存儲電極5'將
離子導(dǎo)出到相應(yīng)的遷移區(qū)91',以便進(jìn)行檢測;正離子導(dǎo)出步驟通過使導(dǎo)出電極3的電位、存儲電極5的電位、遷移區(qū)入口電極7的電位依次降低,從存儲電極5將離子導(dǎo)出到遷移區(qū)91,以便進(jìn)行檢測,其中所述負(fù)離子導(dǎo)出步驟和所述正離子導(dǎo)出步驟能夠同時進(jìn)行。圖10中的附圖標(biāo)記201、207、203、205分別是電極I、遷移區(qū)入口電極7、導(dǎo)出電極 3、存儲電極5的電位隨時間變化的波形。在存儲階段時,電極I的電位為O并等于或高于導(dǎo)出電極3的電位,導(dǎo)出電極3和遷移區(qū)入口電極7的電位均高于存儲電極5的電位,在存儲電極5處形成存儲區(qū)。此時,離化源101(參見圖I)處產(chǎn)生的正離子送入存儲區(qū)進(jìn)行存儲。當(dāng)要將正離子從存儲區(qū)導(dǎo)入遷移區(qū)時,離子導(dǎo)出電極3和存儲電極5的電位同時升高一定幅度,且均高于遷移區(qū)入口電極7的電位207,就可以將正離子推到遷移區(qū),隨后離子導(dǎo)出電極3和存儲電極5的電位再恢復(fù)到存儲狀態(tài)。圖11中的附圖標(biāo)記201、207'、203'、205'分別是電極I、遷移區(qū)入口電極7'、 導(dǎo)出電極V、存儲電極Y的電位隨時間變化的波形。在存儲階段時,電極I的電位為O 并等于或低于導(dǎo)出電極3'的電位,導(dǎo)出電極3'和遷移區(qū)入口電極7'的電位均低于存儲電極5'的電位,在存儲電極5'處形成存儲區(qū)。此時,電離源101 (參見圖I)處產(chǎn)生的負(fù)離子被送入存儲區(qū)進(jìn)行存儲。當(dāng)要將負(fù)離子從存儲區(qū)導(dǎo)入遷移區(qū)時,離子導(dǎo)出電極3'和存儲電極5'的電位同時降低一定幅度,且均低于遷移區(qū)入口電極7'的電位207',就可以將負(fù)離子推到遷移區(qū),隨后離子導(dǎo)出電極3'和存儲電極5'的電位再恢復(fù)到存儲狀態(tài)。通過上述描述可以看出,在本發(fā)明的一些實(shí)施例中,由兩邊的導(dǎo)出電極與中間的電極形成的電場方便離子的引出并高效率地將離子導(dǎo)入存儲區(qū)。由于存儲電極在離子需要移動的方向可以加工成很薄的結(jié)構(gòu),且存儲電極的直徑可以做得較大,且內(nèi)部電場幾乎為零,可以收集大量的離子且團(tuán)簇厚度很小,且定向速度幾乎為零,減少了離子遷移譜的寬度,可提高分辨率。此外,喇叭口或球形的存儲區(qū)方便離子的引出和聚焦。在離子導(dǎo)出階段, 由于喇叭口的導(dǎo)出電極,使得離化源與導(dǎo)出電極之間形成的反向電場對存儲電極離子引出的影響大大降低。由于在存儲階段離子持續(xù)的被導(dǎo)入存儲區(qū),且離子導(dǎo)出的時間很短,大大提高了靈敏度。
權(quán)利要求
1.一種離子遷移譜儀,包括電極;分別設(shè)置在該電極的相對的兩側(cè)的兩個存儲電極,通過該兩個存儲電極的電位的變化來存儲來自兩個存儲電極之間的中部的離子以及用于將存儲的離子從該存儲電極排出,所述存儲電極具有內(nèi)部空間,離子存儲在該內(nèi)部空間中,并且其中所述存儲電極包括形成所述內(nèi)部空間的環(huán)狀件,和設(shè)置在該環(huán)狀件的、遠(yuǎn)離所述中部的一側(cè)并與環(huán)狀件電連接的、導(dǎo)電的網(wǎng)狀件。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的離子遷移譜儀,還包括兩個導(dǎo)出電極,該兩個導(dǎo)出電極分別設(shè)置在兩個存儲電極附近、靠近所述電極的一側(cè), 用于通過導(dǎo)出電極與所述電極的電位差,將來自兩個存儲電極之間的中部的離子導(dǎo)入到存儲電極處。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的離子遷移譜儀,其中所述電極是環(huán)狀的部件,離化源設(shè)置在該環(huán)狀的部件的內(nèi)部。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的離子遷移譜儀,其中所述導(dǎo)出電極具有內(nèi)部空間,離子通過該內(nèi)部空間導(dǎo)入到存儲電極處。
5.根據(jù)權(quán)利要求5所述的離子遷移譜儀,其中所述導(dǎo)出電極是形成所述內(nèi)部空間的環(huán)狀件。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的離子遷移譜儀,其中所述存儲電極的環(huán)狀件形成的所述內(nèi)部空間的橫截面積的大小朝向所述中部逐漸減小。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的離子遷移譜儀,其中所述導(dǎo)出電極的所述內(nèi)部空間的橫截面積的大小朝向所述中部逐漸減小。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的離子遷移譜儀,其中所述存儲電極的環(huán)狀件形成的所述內(nèi)部空間具有大體截頂圓錐體的形狀或部分球體的形狀。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的離子遷移譜儀,其中所述導(dǎo)出電極的所述內(nèi)部空間具有大體截頂圓錐體的形狀或部分球體的形狀。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的離子遷移譜儀,還包括設(shè)置在所述存儲電極的、遠(yuǎn)離所述導(dǎo)出電極的一側(cè)的遷移區(qū)入口電極,該遷移區(qū)入口電極包括形成圓柱狀的內(nèi)部空間的環(huán)狀件,和設(shè)置在該環(huán)狀件的、靠近所述存儲電極的一側(cè)并與該遷移區(qū)入口電極的環(huán)狀件電連接的、導(dǎo)電的網(wǎng)狀件。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的離子遷移譜儀,其中所述電極是環(huán)狀的部件;所述導(dǎo)出電極具有內(nèi)部空間,離子通過該內(nèi)部空間導(dǎo)入到存儲電極處,所述導(dǎo)出電極是形成所述內(nèi)部空間的環(huán)狀件;并且所述導(dǎo)出電極、所述存儲電極、所述電極同軸設(shè)置。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的離子遷移譜儀,其中所述電極是環(huán)狀的部件;所述導(dǎo)出電極具有內(nèi)部空間,離子通過該內(nèi)部空間導(dǎo)入到存儲電極處,所述導(dǎo)出電極是形成所述內(nèi)部空間的環(huán)狀件;并且所述導(dǎo)出電極、所述存儲電極、所述電極、所述遷移區(qū)入口電極同軸設(shè)置。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的離子遷移譜儀,其中所述存儲電極的網(wǎng)狀件與所述遷移區(qū)入口電極的網(wǎng)狀件的網(wǎng)孔在軸向上大體對準(zhǔn)。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的離子遷移譜儀,其中在離子存儲在存儲電極處的存儲階段,對于負(fù)離子,存儲電極的電位高于遷移區(qū)入口電極和導(dǎo)出電極的電位;對于正離子,存儲電極的電位低于遷移區(qū)入口電極和導(dǎo)出電極的電位;在離子從存儲電極導(dǎo)出的導(dǎo)出階段,對于負(fù)離子,導(dǎo)出電極的電位、存儲電極的電位、 遷移區(qū)入口電極的電位依次升高,對于正離子,導(dǎo)出電極的電位、存儲電極的電位、遷移區(qū)入口電極的電位依次降低。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的離子遷移譜儀,其中所述電極的電位是零。
16.一種用于離子遷移譜儀的存儲電極,包括形成內(nèi)部空間的環(huán)狀件,和設(shè)置在該環(huán)狀件的一側(cè)并與環(huán)狀件電連接的、導(dǎo)電的網(wǎng)狀件。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的用于離子遷移譜儀的存儲電極,其中所述存儲電極的環(huán)狀件形成的所述內(nèi)部空間具有大體截頂圓錐體的形狀或部分球體的形狀。
18.一種用于離子遷移譜儀的電極,包括形成內(nèi)部空間的環(huán)狀件,和設(shè)置在該環(huán)狀件的一側(cè)并與環(huán)狀件電連接的、導(dǎo)電的網(wǎng)狀件。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的用于離子遷移譜儀的電極,其中所述電極的環(huán)狀件形成的所述內(nèi)部空間具有大體截頂圓錐體的形狀或部分球體的形狀。
20.—種電極,包括形成內(nèi)部空間的環(huán)狀件,和設(shè)置在該環(huán)狀件的一側(cè)并與環(huán)狀件電連接的、導(dǎo)電的網(wǎng)狀件。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的電極,其中所述電極的環(huán)狀件形成的所述內(nèi)部空間具有大體截頂圓錐體的形狀或部分球體的形狀。
全文摘要
一種離子遷移譜儀,包括電極;分別設(shè)置在該電極的相對的兩側(cè)的兩個存儲電極,通過該兩個存儲電極的電位的變化來存儲來自兩個存儲電極之間的中部的離子以及用于將存儲的離子從該存儲電極排出。所述存儲電極具有內(nèi)部空間,離子存儲在該內(nèi)部空間中,并且其中所述存儲電極包括形成所述內(nèi)部空間的環(huán)狀件,和設(shè)置在該環(huán)狀件的、遠(yuǎn)離所述中部的一側(cè)并與環(huán)狀件電連接的、導(dǎo)電的網(wǎng)狀件。
文檔編號H01J49/02GK102592941SQ20111043957
公開日2012年7月18日 申請日期2009年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月30日
發(fā)明者張清軍, 曹士娉, 李元景, 林德旭, 毛紹基, 王清華, 陳志強(qiáng) 申請人:同方威視技術(shù)股份有限公司