一種帶載氣和遷移氣的脈沖離子阱遷移管的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種帶載氣和遷移氣的脈沖離子阱遷移管，包括一端設置為開口式，另一端設置為閉合式的絕緣管，還包括絕緣管內腔中沿開口端至閉合端，依次設置的隔膜、離化源、單柵離子門、遷移環(huán)、屏蔽柵和法拉第盤；所述隔膜與離化源之間的絕緣管的側壁上設置有載氣入口；所述離化源與單柵離子門之間的絕緣管的側壁上設置有尾氣出口；所述屏蔽柵與法拉第盤之間的絕緣管的側壁上設置有遷移氣入口。本實用新型通過在離子阱施加不同屬性的激發(fā)電場，即能實現(xiàn)正負離子的協(xié)同檢測，采用載氣和遷移氣獨立供氣的方式，克服了因樣品分子濃度過高引起的特征離子峰飄移現(xiàn)象，同時解決了傳統(tǒng)遷移管產物離子損失率高、圖譜穩(wěn)定性差和分析時間長等技術問題。
【專利說明】一種帶載氣和遷移氣的脈沖離子阱遷移管

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種離子遷移管，尤其涉及一種帶載氣和遷移氣的脈沖離子阱遷移管。

【背景技術】
[0002]離子遷移譜儀是一種高效、靈敏的痕量檢測設備，可用于毒品，爆炸品的快速檢測。其中遷移管是離子遷移譜儀核心組成部件，傳統(tǒng)的遷移管有兩種，一是單氣路離子阱遷移管(參閱美國專利5200614)，產物離子的形成和存儲都在離子阱內完成，具備產物離子形成效率高、損失率低，可快速切換檢測模式等優(yōu)點，但檢測樣品分子濃度較高時，受離子阱離化能力的限制，大量未被離化的樣品分子隨載氣進入遷移區(qū)，造成特征離子峰飄移，影響測量精準度；二是帶載氣和遷移氣的雙柵離子門遷移管(參閱美國專利5109157)，遷移管采用前端供載氣，末端供遷移氣的獨立供氣方式，純凈穩(wěn)定的遷移氣流過遷移區(qū)，雜質分子和混合尾氣從中間的尾氣出口排出，以此來獲得穩(wěn)定的離子圖譜，較高的測量精準度和潔凈的遷移區(qū)，但這種遷移管的樣品離子損失率高、檢測模式切換時間長，因此不能較好滿足現(xiàn)今的應用需求；為解決兩種傳統(tǒng)遷移管技術的不足，本實用新型提供一種帶載氣和遷移氣的脈沖離子阱遷移管。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的在于提供一種帶載氣和遷移氣的脈沖離子阱遷移管，以同時解決上述傳統(tǒng)離子遷移管存在的檢測精準度低、樣品離子損失率高和不能快速切換檢測模式的技術問題。
[0004]本實用新型所設計的技術方案如下:
[0005]一種帶載氣和遷移氣的脈沖離子阱遷移管，其中，包括一端設置為開口式，另一端設置為閉合式的絕緣管，還包括絕緣管內腔中沿開口端至閉合端，依次設置的隔膜、離化源、單柵離子門、遷移環(huán)、屏蔽柵和法拉第盤，所述隔膜設置在絕緣管的開口端的內側邊緣；所述法拉第盤固定嵌入絕緣管的閉合端的管壁上；所述隔膜與離化源之間的絕緣管的側壁上設置有載氣入口 ；所述離化源與單柵離子門之間的絕緣管的側壁上設置有尾氣出口 ；所述屏蔽柵與法拉第盤之間的絕緣管的側壁上設置有遷移氣入口。
[0006]所述的帶載氣和遷移氣的脈沖離子阱遷移管，其中，所述離化源設置為杯狀離化桶，并與單柵離子門圍合成離子阱。
[0007]所述的帶載氣和遷移氣的脈沖離子阱遷移管，其中，所述遷移環(huán)至少均勻設置為五個，并與單柵離子門和屏蔽柵組成遷移區(qū)。
[0008]所述的帶載氣和遷移氣的脈沖離子阱遷移管，其中，所述載氣入口與遷移氣入口分別設有流量控制閥。
[0009]本實用新型通過在離子阱施加不同屬性的激發(fā)電場，即能實現(xiàn)正負離子的協(xié)同檢測，采用載氣和遷移氣獨立供氣的方式，克服了因樣品分子濃度過高引起的特征離子峰飄移現(xiàn)象，簡化了系統(tǒng)結構并提高了系統(tǒng)靈敏度，同時也解決了傳統(tǒng)遷移管產物離子損失率高、圖譜穩(wěn)定性差、分析時間長和響應恢復特性慢等技術問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本實用新型中遷移管的截面示意圖。
[0011]圖2是本實用新型中遷移管的協(xié)同檢測電壓示意圖。

【具體實施方式】
[0012]為使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實施例對本實用新型作進一步說明。
[0013]如圖1所示，本實用新型提供的一種帶載氣和遷移氣的脈沖離子阱遷移管包括:絕緣管1、隔膜2、離化源3、單柵離子門4、遷移環(huán)5、屏蔽柵6和法拉第盤7。
[0014]絕緣管I構成本實用新型中遷移管的外壁，絕緣管I的一端設置為開口式，另一端設置為閉合式。在絕緣管I的內腔中，從開口端至閉合端方向，依次設置有隔膜2、離化源
3、單柵離子門4、遷移環(huán)5、屏蔽柵6和法拉第盤7，其中隔膜2設置在絕緣管I的開口端的內側邊緣，待檢測的樣品分子經隔膜2擴散進入遷移管；法拉第盤7固定嵌入絕緣管I的閉合端的管壁上。在隔膜2與離化源3之間的絕緣管I的側壁上設置有載氣入口 8 ;離化源3與單柵離子門4之間的絕緣管I的側壁上設置有尾氣出口 9 ;屏蔽柵6與法拉第盤7之間的絕緣管I的側壁上設置有遷移氣入口 10。
[0015]在本實用新型中，離化源3設置為杯狀離化桶結構，并與單柵離子門4圍合成離子阱(圖中未示出)；遷移環(huán)5的數(shù)量均勻設置有5個，與單柵離子門4和屏蔽柵6構成遷移區(qū)(圖中未示出)。
[0016]在本實用新型中，當高濃度的樣品分子經隔膜2擴散進入遷移管，并隨載氣一起到達離子阱內，由于受離子阱單位時間離化能力的限制，未被離化的樣品分子會隨載氣流進遷移區(qū)，影響遷移區(qū)潔凈的環(huán)境，雜質分子與被測樣品特征離子絡合導致特征離子遷移率發(fā)生改變；同時雜質分子充滿遷移區(qū)內，短時間內難以清除，降低了儀器的快速恢復響應特性和離子圖譜的穩(wěn)定性，為克服這一缺點，本方案從遷移管末端引入遷移氣，潔凈穩(wěn)定的遷移氣流經屏蔽柵6和均勻分布的遷移環(huán)5到達離子阱，及時將阱內未被離化的分子和載氣一同從尾氣出口 9排出，從而保證遷移區(qū)的清潔干凈；另外樣品離子受離子阱電場的約束作用，穩(wěn)定地存儲在離子阱內，不會隨載氣和遷移氣排出，確保產物離子的高濃度存儲；同時，產物離子的帶電屬性是由離子阱的電位屬性決定的，因此想改變產物離子的帶電屬性，實現(xiàn)檢測模式的快速切換，只需改變離子阱的電位屬性即可。
[0017]本實用新型中，載氣入口 8和遷移氣入口 10處還分別設置有流量控制閥，以控制載氣與遷移氣的流量比例；為保證遷移區(qū)內干燥、清潔的環(huán)境，生成穩(wěn)定的離子遷移率譜，本實用新型中載氣與遷移氣的流量比范圍設置為:0.25-0.5。
[0018]如圖2所示，圖中11為正離子檢測的一個周期的工作電壓，12為負離子檢測的一個周期的工作電壓，兩組工作電壓相互交替切換實現(xiàn)正負離子的協(xié)同檢測，有效克服傳統(tǒng)雙柵離子門遷移管因離子帶電屬性改變慢，只能分步進行正負離子協(xié)同檢測的缺點，從而避免漏檢情況的發(fā)生。
[0019]每個周期的工作電壓11、12由兩個電壓部分構成，一是脈沖電壓+VfV1或-Vtl-V1,二是電壓+Vtl或-Vtl。離子阱的離化源3施加工作電壓11、12，單柵離子門4施加穩(wěn)定的電平電壓+Vtl或-Vtl，此時離化源與單柵離子門間存在脈沖電壓差+V1或-V1，離子阱內靠近單柵離子門4的產物離子受激發(fā)電場的作用，相應帶電屬性的離子被注入遷移區(qū)；當離化源3與單柵離子門4施加的電壓相同時，離子阱內部為勻強電場，與離子阱電位屬性相同的產物離子在高能粒子β電子活化作用下處于高濃度平衡狀態(tài)，為下一周期的離子激發(fā)注入遷移區(qū)做準備。
[0020]本實用新型通過在離子阱施加不同屬性的激發(fā)電場，即能實現(xiàn)正負離子的協(xié)同檢測，采用載氣和遷移氣獨立供氣的方式，克服了因樣品分子濃度過高引起的特征離子峰飄移現(xiàn)象，簡化了系統(tǒng)結構并提高了系統(tǒng)靈敏度，同時也解決了傳統(tǒng)遷移管產物離子損失率高、圖譜穩(wěn)定性差、分析時間長和響應恢復特性慢等技術問題。
[0021]應當理解的是，本實用新型的應用不限于上述的舉例，對本領域普通技術人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，例如，對本實用新型中的各部分的連接方式的替換等，所有這些改進和變換都應屬于本實用新型所附權利要求的保護范圍。
【權利要求】
1.一種帶載氣和遷移氣的脈沖離子阱遷移管，其特征在于，包括一端設置為開口式，另一端設置為閉合式的絕緣管，還包括絕緣管內腔中沿開口端至閉合端，依次設置的隔膜、離化源、單柵離子門、遷移環(huán)、屏蔽柵和法拉第盤，所述隔膜設置在絕緣管的開口端的內側邊緣；所述法拉第盤固定嵌入絕緣管的閉合端的管壁上；所述隔膜與離化源之間的絕緣管的側壁上設置有載氣入口 ；所述離化源與單柵離子門之間的絕緣管的側壁上設置有尾氣出口 ；所述屏蔽柵與法拉第盤之間的絕緣管的側壁上設置有遷移氣入口。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種帶載氣和遷移氣的脈沖離子阱遷移管，其特征在于，所述離化源設置為杯狀離化桶，并與單柵離子門圍合成離子阱。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種帶載氣和遷移氣的脈沖離子阱遷移管，其特征在于，所述遷移環(huán)至少均勻設置為五個，并與單柵離子門和屏蔽柵組成遷移區(qū)。
4.根據(jù)權利要求1所述的帶載氣和遷移氣的脈沖離子阱遷移管，其特征在于，所述載氣入口與遷移氣入口分別設有流量控制閥。
【文檔編號】H01J49/00GK203950782SQ201420367010
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月3日 優(yōu)先權日:2014年7月3日
【發(fā)明者】郭會勇, 周虎 申請人:廣東南海啟明光大科技有限公司