[发明专利]离子迁移谱分析仪、包括其的气体分析系统和确定化学品种的方法

权利要求书

1.一种离子迁移谱分析仪，包括：

多个衬底，限定了用于接收单一层状气体样品流的测量区域，其中所述测量区域包括与检测区域连续的离子化区域；

离子化电极，用于在离子化区域内在气体样品中产生离子；

场产生电极，用于产生电场以偏转气体样品中的离子；

检测电极阵列，用于在检测区域中对偏转的离子进行检测；以及

控制器，配置为基于检测电极阵列对离子的检测来确定离子品种。

2.根据权利要求1所述的离子迁移谱分析仪，其中所述检测电极阵列包括多个检测电极，并且所述控制器配置为基于由哪一个检测电极检测哪一种离子来区分离子品种。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的离子迁移谱分析仪，其中所述离子化电极包括多个非对称电极。

4.根据权利要求3所述的离子迁移谱分析仪，其中所述多个非对称电极包括位于所述多个衬底中的第一衬底上的第一非对称电极以及位于所述多个衬底中的第二衬底上的第二非对称电极。

5.根据权利要求3所述的离子迁移谱分析仪，其中所述多个非对称电极包括位于所述多个衬底中的一衬底上处于测量区域外的第一非对称电极以及位于所述多个衬底中的该衬底上处于测量区域内的第二非对称电极。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的离子迁移谱分析仪，其中所述场产生电极产生电压极性与离子化电极的电压极性相反的电场。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的离子迁移谱分析仪，其中所述测量区域包括离子化区域和检测区域，在所述离子化区域中通过离子化电极对气体样品离子化，所述检测区域包括检测电极阵列。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的离子迁移谱分析仪，包括限定了多个测量区域的至少三个衬底，其中每一个测量区域接收单一的层状气体样品流。

9.根据权利要求8所述的离子迁移谱分析仪，其中三个衬底中的中间衬底包括位于中间衬底的相对侧面上的多个离子化电极，使得离子化电极位于各测量区域内。

10.根据权利要求9所述的离子迁移谱分析仪，其中三个衬底中的外部衬底每一个均包括用于检测偏转离子的检测电极阵列。

11.一种利用离子迁移谱分析仪来确定离子品种的方法，包括如下步骤：

提供单一的层状气体样品流；

限定用于接收单一层状气体样品流的测量区域，其中所述测量区域包括与检测区域连续的离子化区域；

对气体样品离子化以在离子化区域内在气体样品中产生离子；

在检测区域内产生电场以偏转气体样品中的离子；

利用检测电极阵列在检测区域中对偏转的离子进行检测；以及

基于检测电极阵列对离子的检测来确定离子品种。

12.根据权利要求11所述的确定离子品种的方法，其中所述检测电极阵列包括多个检测电极，并且确定离子品种包括基于由哪一个检测电极检测哪一种离子来区分离子品种。

13.根据权利要求11至12中任一项所述的确定离子品种的方法，其中对气体样品离子化包括向气体样品施加时变电压来产生时间依赖的离子产生。

14.根据权利要求13所述的确定离子品种的方法，其中所施加的离子化电压在离子化阈值电压周围振荡，以产生按振荡的频率接通和关断的离子产生，其中在所述离子化阈值电压下，气体样品中的化学品种趋向于离子化。

15.根据权利要求14所述的确定离子品种的方法，其中确定离子品种还包括执行检测电极阵列处的电流的频率分析。

16.根据权利要求15所述的确定离子品种的方法，其中以包括第一频率和第二频率的两个频率来调制离子化电压，其中第一频率具有大于离子化电压的电压，在大于离子化电压的电压期间产生离子，并且第二频率用于提供期间不产生离子的分离时间段。

17.根据权利要求13所述的确定离子品种的方法，其中对气体样品离子化包括施加在负极性和正极性之间切换的时变电压。

18.根据权利要求11至17中任一项所述的确定离子品种的方法，其中在检测电极内产生电场包括在检测区域中施加时变电场。