[发明专利]一种基于非均匀电场离子迁移谱

说明书

技术领域

本发明涉及一种样品分析装置，具体地说是一种一种基于非均匀电场离子迁移谱。该装置能够大大提高离子传输效率和检测的灵敏度。

背景技术

大气化学分析方法一直是被人类所广泛关注的研究课题。近年来恐怖活动不断升级，环境污染趋于恶化，部分地区毒品交易日益泛滥，人类将大量的人力物力投入到研究具有灵敏度高、设备简单的分析仪器，来检测毒品、兴奋剂、麻醉剂以及爆炸物。目前在军事，公共安全等各个领域有大量的对于好的检测仪器的需求。本发明就是在此需求基础上提出的。

IMS是从20世纪60年代末发展起来的一门新的检测技术，它是在大气压或近大气压下，根据样品分子离子在漂移管的特征分析时间，对微量气体进行检测的一种仪器。它的工作原理是：样品由载气载带进入，然后被电离的样品离子进入反应区。反应区形成的样品离子在离子门由脉冲的控制下，释放反应离子进入漂移区。在电场和载气的共同作用下，不同质量数和碰撞半径的离子分离，先后到达检测极，经放大器放大将信号输出，达到检测目的。

灵敏度不够，信噪比低是现在离子迁移谱面临的一个问题。本发明旨在通过改变离子迁移谱的电场条件来调高离子传输效率，从而大大地提高其灵敏度。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于非均匀电场离子迁移谱；其可以大大提高离子传输效率和检测灵敏度，能够高效快速的进行现场检测分析；

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于非均匀电场离子迁移谱，包括分压电阻，所述分压电阻由电阻和可调电位器串联而成。

所述分压电阻为2个或2个以上，相邻的分压电阻的阻值互不相同。

电极环通过电阻和可调电位器分压与电源的高压端相连，通过调节电位器可以改变加载在电极环上的电压，相邻的由电阻与可调电位器串联的分压电阻的阻值互不相同，从而在离子迁移谱内形成非均匀分布的电场。

在检测正离子时，该非均匀电场沿载气方向呈指数递减的趋势分布；检测负离子时，则呈指数递增的趋势分布；非均匀分布的电场对离子有更好的聚焦和传输效果。

具体为：一种基于非均匀电场离子迁移谱，包括电离源，离子门，电极环，电位器和电阻，以及放大器和信号输出装置。电极环呈平行分布，它们之间相互绝缘。

整个迁移谱共分为三部分，沿样品气的流动方向，依次为电离区，反应区和迁移区。

电离源置于载气入口位置。不同数量的电极环成平行分布，构成反应区和迁移区。电极环通过电阻和可调电位器分压与高压端相连。在分均匀场的后部设检测极和信号输出设备。

通过调节电位器可以改变加载在电极环上的电压，从而在离子迁移谱内形成非均匀分布的电场。非均匀分布的电场对离子有更好的聚焦和传输效果。

进行样品分析时，样品经载气载带进入电离区，被电离成离子，进入反应区。离子门由脉冲控制开关，释放反应离子进入漂移区。离子在非均匀电场分布的离子迁移谱中漂移，不同质量数和碰撞半径的离子分离，先后到达检测极，经放大器放大将信号输出，达到检测目的。

本发明的结构简单，在相同结构参数的条件下，对离子和带点气溶胶粒子具有聚焦效果(附图2所示)，因此具有很高的灵敏度。能够高效快速的进行现场检测分析。可以为多种气体样品以及带电纳米气溶胶粒子提供一种高效快速的检测方法。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；图中1为电离源，2为离子门，3为电极环，4为检测极，5为放大器，6为可调电位器，7为电阻，8为接地端，9为电源的高压端，10为载气，11为漂气，12为离子。

图2为非均匀电场和均匀电场对离子聚集的离子轨迹图：(a)为非均匀电场的聚焦效果；(b)为均匀电场的聚焦效果。

具体实施方式

请参阅图1所示。一种基于非均匀电场离子迁移谱，包括电离源1、离子门2、电极环3、放大器4、信号输出装置5、以及分压电阻，分压电阻由电阻7和可调电位器6串联构成；

整个迁移谱共分为三部分，沿样品气的流动方向，依次为电离区，反应区和迁移区，电离源1置于载气入口位置；多个(此例为12个)数量的电极环3成平行分布，构成反应区和迁移区；

电极环3通过电阻7和可调电位器6分压与高压端相连。通过调节电位器6可以改变加载在电极环3上的电压，在电极环3上施加不同的电压，从而在离子迁移谱内形成非均匀分布的电场。在非均匀场的后部设检测极4和放大器5。