離子遷移譜儀的製作方法
2023-07-03 14:03:56
專利名稱：離子遷移譜儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種使用離子遷移技術檢測毒品和爆炸物的探測裝 置，屬於安全檢測技術領域，具體涉及一種離子遷移譜儀，能夠有效地 提高進樣效率。
背景技術：
離子遷移譜儀是根據不同離子在均勻弱電場下漂移速度不同而實現 對離子的分辨。通常由進樣部分、電離部分、離子門、遷移區、收集區、 讀出電路、數據採集和處理、控制部分等構成。
現有技術使用了半透膜，使離子遷移譜儀對環境潔淨度的要求變低。 通過合理設計調整半透膜兩邊的氣體流速，形成負壓，但負壓效果受到 一定限制，進樣效率不高。
專利文獻CN1916619A披露了一種基於膜進樣的離子遷移譜儀，它 釆取在半透膜和離化區之間串接微型泵以形成負壓，增加半透膜的透過 率。然而，由於泵串聯在系統內，而大部分毒品和炸藥包括半透膜本身 都需要在100度以上如180度等情況下工作，由於泵自身無法在高溫情 況下長期穩定工作，使其應用和壽命受到一定限制。而且泵體內部結構 容易被汙染且不易清洗，造成設備性能下降。
參看圖1，另一現有技術所採用的結構包括沿著遷移管依次排列的 進樣器l、半透膜2、電離源3、離子門4、環電極5、法拉第盤6等， 包括與孔9相連的抽氣泵10，與孔11相連的過濾裝置12，與孔7相連 的過濾裝置8。外界氣體通過過濾裝置12，再通過靠近半透膜2附近的 小孔13進入離化區，在半透膜附近形成高速氣流，從而在膜兩邊形成氣 壓差，將待測分子導入。遷移氣通過過濾裝置8進入遷移區，並通過泵 IO與反應氣一同抽出遷移管外。上述現有技術的問題是，在半透膜的一 側形成可控的低氣壓，使得半透膜的進樣效率仍舊比較低。
實用新型內容
為了解決上述現有技術中存在的問題，本實用新型的目的是提供一 種增強離子遷移譜儀進樣效率的方法，能夠有效地提高進樣效率。
在本實用新型的一個方面，提出了一種離子遷移率譜儀，包括沿著 遷移管依次布置的進樣器、半透膜、離化區和端電極，其中在離化區靠 近半透膜的一側設置一個或多個進氣孔，與針閥和第一過濾裝置連接， 用於進氣，該端電極上有直徑小於該進氣孔的至少一個孔，在離化區靠 近端電極的位置設置有孔，與用於抽氣的抽氣泵連接。
優選地，該離子遷移率譜儀，還包括靠近該離化區一側設置的聚焦 電極，該聚焦電極將該離化區形成的離子進行聚焦以便通過該端電極上 的孔。
優選地，該聚焦電極的孔內徑大於該端電極的孔內徑。
優選地，該離子遷移率譜儀，還包括設置在該端電極遠離進樣器一 側的遷移區和作為遷移區的末端的法拉第盤，其中在法拉第盤處開一孔 或多孔與第二過濾裝置連接。
優選地，該離子遷移譜儀，還包括設置在該端電極靠近法拉第盤那 側設置的另一抽氣孔，與另一抽氣泵連接。優選地，該半透膜與該離化 區、聚焦電極遷移區除通氣孔外做到氣密。優選地，該的遷移率譜儀， 還包括將該半透膜夾在中間的兩片多孔狀金屬片
在本實用新型的另一方面，提出了一種離子遷移譜儀，包括沿著遷 移管布置的進樣器、半透膜、離化區、端電極、離子存儲區、遷移區和 法拉第盤，其特點在於遷移區通過離子存儲區的微孔結構與電離區隔開， 在離化區靠近端電極位置設有孔，與用於抽氣的抽氣泵連接，在所述端 電極靠近法拉第盤那側設置另一抽氣孔，與另一抽氣泵連接。
本實用新型由於採取以上結構，可以控制與電離區連接泵的氣體流 速，由於微孔結構和使用針閥形成較大的氣阻，在電離區和半透膜處形 成較低的氣壓，從而大大提高了半透膜的透過效率。
由於遷移區單獨與一泵連接，並且通過離子存儲區的微孔結構與電 離區隔開，在遷移區可以形成相對外界大氣壓較小的負壓或正壓，不影 響離子的遷移，並降低對遷移管密封的要求。由於半透膜的雙金屬網片夾持結構，半透膜不會由於低氣壓而凸起。 由於聚焦電極的使用，使離子可以通過微孔進入存儲區，不會降低 離子存儲的數量。
從
以下結合附圖的詳細描述中，本實用新型的上述特徵和優點將更 明顯，其中
圖1是根據現有技術的離子遷移率譜儀的結構示意圖2是根據本實用新型實施例的離子遷移率譜儀的結構示意圖3是根據本實用新型實施例的離子遷移率譜儀所使用的電極結構
的示意圖。
具體實施方式
下面，參考附圖詳細說明本實用新型的優選實施方式。雖然示於不 同的附圖中，但相同的附圖標記用於表示相同的或相似的組件。為了清 楚和簡明，包含在這裡的已知的功能和結構的詳細描述將被省略，否則 它們將使本實用新型的主題不清楚。
參看圖2和圖3，本實用新型所釆用的結構包括沿著遷移管依次排 列的進樣器14、兩邊含有形狀如圖3A的金屬網片夾持的半透膜15、帶 有微孔29的電離區16、具有中心孔形狀如圖3B的聚焦電極17、具有 中心孔形狀如圖3C的帶有微孔的離子存儲端電極18、具有中心孔形狀 如圖3B的存儲電極19和中心具有網的形狀如圖3A的另一端電極20， 具有中心孔的形狀如圖3D的環電極21、法拉第盤22等，端電極18、 存儲電極19之間開有孔25。
電離區的兩端有與孔28相連的抽氣泵27，與孔29相連的針閥30 和過濾裝置31。遷移區的兩端有與孔23相連的過濾裝置24，與孔25 相連的抽氣泵26。微孔29的內徑以及端電極18的微孔的內徑應小於0.5 毫米，端電極18的微孔的內徑略小於微孔29的內徑。反應氣體通過過 濾裝置31、針閥30和微孔29進入電離區，通過聚焦電極17、離子存儲 端電極18之間的孔28，被泵27排出遷移管外。遷移氣體通過過濾裝置 24和孔23進入遷移區，通過遷移區另一端的孔25，被泵26排出遷移管外。
這樣，由於針閥30、離化區專用的抽氣泵27的使用，以及端電極 18上的微孔的緣故，在離化區形成了可控的低氣壓區。用戶可以根據自 己的需要來形成低氣壓區。
另外，由於遷移區單獨與一泵26連接，並且通過離子存儲區的端電 極上的微孔結構與電離區隔開，在遷移區可以形成相對外界大氣壓較小 的負壓或正壓，不影響離子的遷移，並降低對遷移管密封的要求。
再者，由於半透膜2的雙金屬網片夾持結構，使得半透膜2不會由 於低氣壓而凸起。另外，由於聚焦電極17的使用，使離子可以通過端電 極18上的中心微孔進入存儲區，不會降低離子存儲的數量。
上面的描述僅用於實現本實用新型的實施方式，本領域的技術人員 應該理解，在不脫離本實用新型的範圍的任何修改或局部替換，均應該 屬於本實用新型的權利要求來限定的範圍，因此，本實用新型的保護範 圍應該以權利要求書的保護範圍為準。
權利要求1、一種離子遷移譜儀，其特徵在於包括沿著遷移管依次布置的進樣器、半透膜、離化區和端電極，在離化區靠近半透膜的一側設置一個或多個進氣孔，與針閥和第一過濾裝置連接，所述端電極上有直徑小於所述進氣孔的至少一個孔，在離化區靠近端電極的位置設置有孔，與抽氣泵連接。
2、 如權利要求1所述的離子遷移譜儀，其特徵在於還包括靠近所述 離化區一側設置的聚焦電極，所述聚焦電極將所述離化區形成的離子進 行聚焦以便通過所述端電極上的孔。
3、 如權利要求2所述的離子遷移譜儀，其特徵在於所述聚焦電極的 孔內徑大於所述端電極的孔內徑。
4、 如權利要求3所述的離子遷移譜儀，其特徵在於還包括設置在所 述端電極遠離進樣器一側的遷移區和作為遷移區的末端的法拉第盤，其 中在法拉第盤處開一孔或多孔與第二過濾裝置連接。
5、 如權利要求1或4所述的離子遷移譜儀，其特徵在於還包括設置 在所述端電極靠近法拉第盤那側設置的另一抽氣孔，與另一抽氣泵連接。
6、 如權利要求4所述的離子遷移率譜儀，其特徵在於所述半透膜與 所述離化區、聚焦電極遷移區除通氣孔外做到氣密。
7、 如權利要求1所述的遷移譜儀，其特徵在於還包括將所述半透膜 夾在中間的兩片多孔狀金屬片。
8、 一種離子遷移譜儀，其特徵在於包括沿著遷移管布置的進樣器、 半透膜、離化區、端電極、離子存儲區、遷移區和法拉第盤，遷移區通 過離子存儲區的微孔結構與電離區隔開，在離化區靠近端電極位置設有 孔，與抽氣泵連接，在所述端電極靠近法拉第盤那側設置另一抽氣孔， 與另一抽氣泵連接。
專利摘要公開了一種離子遷移譜儀，包括沿著遷移管依次布置的進樣器、半透膜、離化區和端電極，其中在離化區靠近半透膜的一側設置一個或多個進氣孔，與針閥和第一過濾裝置連接，用於進氣，所述端電極上有直徑小於所述進氣孔的至少一個孔，在離化區靠近端電極的位置設置有孔，與用於抽氣的抽氣泵連接。本實用新型由於採取以上結構，控制與電離區連接泵的氣體流速，由於微孔結構和使用針閥形成較大的氣阻，在電離區和半透膜處形成較低的氣壓，從而大大提高了半透膜的透過效率；由於半透膜的雙金屬網片夾持結構，半透膜不會由於低氣壓而凸起。
文檔編號G01N27/64GK201247223SQ200820109259
公開日2009年5月27日 申請日期2008年7月16日 優先權日2008年7月16日
發明者張清軍, 張陽天, 華 彭, 李元景 申請人:同方威視技術股份有限公司;清華大學