[发明专利]一种径向周期聚焦离子迁移管

权利要求书

1.一种径向周期聚焦离子迁移管，所述离子迁移管包括分压电阻链(8)，其特征在于：

离子迁移管为N个环状电极(6)和N-1个环状绝缘体(7)依次交替同轴叠合构成的中空圆柱状腔体，N为大于等于8的正整数；于腔体两端分别设置离子源(1)以及圆盘状离子接收极(5)，即一端设置有离子源(1)、另一端设置有圆盘状离子接收极(5)；在腔体内部位于离子源(1)和离子接收极(5)之间设置离子门(3)，将腔体内部分成两个区域，其中离子源(1)和离子门(3)之间构成电离区(2)，离子门(3)和离子接收极(5)之间构成迁移区(4)；

N个环状电极(6)的内径与N-1个环状绝缘体(7)的内径相同，N个环状电极(6)的轴向长度与N-1个环状绝缘体(7)的轴向长度相同；N个环状电极(6)的内径是其轴向长度的3～5倍；N个环状电极(6)的内径为离子接收极(5)直径的2～4倍；

分压电阻链(8)由M个第一分压电阻(8-1)和L个第二分压电阻(8-2)依次交替串联连接构成，分压电阻链(8)的二端及相邻电阻之间的连接点为电气连接点；M和L分别为正整数，M＝L或M＝L+1，第一分压电阻(8-1)和第二分压电阻(8-2)的个数之和等于N-1；M个第一分压电阻(8-1)的阻值相同，为0.5～10兆欧，L个第二分压电阻(8-2)的阻值相同，为0.1～5兆欧；第一分压电阻(8-1)的阻值为第二分压电阻(8-2)的阻值的2～5倍；

离子迁移管的环状电极(6)与分压电阻链(8)的电气连接点依次顺序一一对应电气连接；靠近离子源(1)一端的分压电阻链(8)为第一分压电阻(8-1)，其与直流高压电源的高电压输出端子(9)相连接，分压电阻链(8)靠近离子接收极(5)一端与直流高压电源的地电压输出端子及大地相连接；于离子迁移管内相邻环状电极(6)间形成N-1个电压差值；

正离子检测模式下，直流高压电源的高电压输出端子(9)输出100～10000伏的正高压；负离子检测模式下，直流高压电源的高电压输出端子(9)输出-100～-10000伏的负高压。

2.根据权利要求1所述的离子迁移管，其特征在于：

离子迁移管工作时，电离区(2)中的离子经脉冲开启的离子门(3)进入迁移区(4)内形成离子团；离子团沿迁移区轴向迁移的过程中，会在迁移区(4)内直流电场的作用下发生径向周期聚焦整形，使离子团中的离子向着离子迁移管轴线处汇聚，从而实现离子高效传输并保证IMS分辨能力不受影响。

3.根据权利要求1所述的离子迁移管，其特征在于：

环状电极(6)和环状绝缘体(7)的径向截面均为圆环状。

4.根据权利要求1所述的离子迁移管，其特征在于：

N个环状电极(6)的内径是其轴向长度的3.6倍；N个环状电极(6)的内径为离子接收极(5)直径的3倍；

第一分压电阻(8-1)的阻值为第二分压电阻(8-2)的阻值的2倍。

5.根据权利要求1所述的离子迁移管，其特征在于：

沿离子源(1)至离子接收极(5)的方向，第奇数个相邻环状电极之间的电压差值保持相同均为U1，第偶数个电压差值保持相同均为U2，U1的绝对值大于U2的绝对值，于离子迁移管内部形成沿离子源(1)至离子接收极(5)方向具有离子团径向周期聚焦功能的直流电场。

6.根据权利要求1或4所述的离子迁移管，其特征在于：

于离子迁移管内部的径向边缘区域，沿离子源(1)至离子接收极(5)方向，所述直流电场的径向分量和轴向分量均呈波浪形周期变化，处于该区域内的离子向着离子迁移管轴线处周期汇聚；于离子迁移管内部以离子迁移管轴线为基准轴的一圆柱形区域内，沿离子源(1)至离子接收极(5)方向，所述直流电场的径向分量为零、轴向分量保持恒定，即为均匀直流电场；所述以离子迁移管轴线为基准轴的圆柱形区域的直径大于离子接收极(5)的直径，保持离子迁移管的分辨能力不受影响。