专利名称：离子迁移管的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及一种基于离子迁移原理用于痕量检测的检测设备，尤其是涉及一种离子迁移管。
背景技术：
离子迁移管是基于离子迁移原理的检测设备的核心部件，通常包括离化源舱、离子门、迁移区、抑制栅、法拉第盘。传统迁移管的上述构件分别采用独立的金属极片构成各个组成部分，极片之间用绝缘材料隔开，金属极片连接外部线缆或者在金属极片之间焊接分立的分压电阻，或者将分压电阻放到迁移管的外部。这样的迁移管结构复杂，引线较多， 并且由于两个极片相互通过导线或电子元件焊接在一起而不容易拆卸。此外，在传统的离子迁移管中，离子门、抑制栅等结构都采用网状或丝状的薄金属制成，强度较差，由于变形导致的性能变化明显，影响了检测精确度。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种结构简单、制造和拆卸方便的离子迁移管。根据本发明的离子迁移管包括沿前后方向顺序叠置在一起的具有中心离化源舱孔的离化源舱、离子门、具有中心迁移管腔的迁移区单元、抑制栅、和法拉第盘，其中所述迁移区单元包括第一绝缘体和分别同心地固定在第一绝缘体正面和背面上的第一金属极片。根据本发明实施例的迁移管，迁移区单元由一体的第一绝缘体和第一金属极片构成，因此制造简单，拆卸和安装方便。另外，根据本发明实施例的离子迁移管还具有如下附加技术特征所述第一绝缘体形成有分别位于第一金属极片径向外侧的第一电子元件容纳孔。第一绝缘体进一步形成有位于第一金属极片径向外侧的第一走线孔。所述离化源舱包括第二绝缘体和分别同心地固定在第二绝缘体正面和背面上且彼此连接的第二金属极片。所述第二绝缘体形成有分别位于第二金属极片径向外侧的第二电子元件容纳孔。第二绝缘体进一步形成有位于第二金属极片径向外侧的第二走线孔。离化源舱形成有贯通第二绝缘体和第二金属极片的第二电气过孔。所述离子门包括第三绝缘体和分别同心地固定在第三绝缘体正面和背面上的第
三金属极片。所述第三绝缘体形成有分别位于第三金属极片径向外侧的第三电子元件容纳孔。所述第三绝缘体形成有位于第三金属极片径向外侧的第三走线孔。所述抑制栅包括第四绝缘体和分别同心地固定在第四绝缘体正面和背面上且彼此连接的第四正面金属极片和第四背面金属极片，其中第四背面金属极片为环形。所述第四绝缘体上形成有分别位于第四正面金属极片和第四背面金属极片径向外侧的第四电子元件容纳孔。所述第四绝缘体上形成有位于第四正面金属极片和第四背面金属极片径向外侧的第四走线孔。所述抑制栅形成有贯通第四绝缘体用于连接第四正面金属极片和第四背面金属极片的第四电气过孔。所述法拉第盘包括第五绝缘体和分别同心地固定在第五绝缘体正面和背面上且彼此连接的第五金属极片。所述第五绝缘体形成有分别位于第五金属极片径向外侧的第五电子元件容纳孔。所述法拉第盘进一步包括分别同心地固定在第五绝缘体正面和背面上、分别套在第五金属极片径向外侧且彼此连接的环形金属极片，其中所述第五电子元件容纳孔位于环形金属极片径向外侧。第五绝缘体进一步形成有位于环形金属极片径向外侧的第五走线孔。所述第五绝缘体形成有位于环形金属极片内侧与第五金属极片外侧的通风孔。所述法拉第盘形成有用于连接环形金属极片的第五电气过孔。根据本发明实施例的离子迁移管进一步包括顺序叠置在法拉第盘后面的法拉第盘后盖环和法拉第盘后盖板，所述法拉第盘后盖板包括第六绝缘体和分别同心地固定在第六绝缘体正面和背面上且彼此相连的第六金属极片，且所述法拉第盘后盖环包括具有第七中心孔的第七绝缘体和分别同心地固定在第七绝缘体正面和背面的第七环形金属极片。所述第六绝缘体上形成有分别位于第六金属极片径向外侧的第六走线孔，且所述第七绝缘体上形成有分别位于第七环形金属极片径向外侧的第七走线孔。所述法拉第盘后盖板形成有分别贯通第六绝缘体和第六金属极片的第六电气过孔。所述法拉第盘后盖板在背面安装有气嘴。所述离化源舱、离子门、迁移区单元、抑制栅、法拉第盘和法拉第盘后盖板分别形成有安装孔且它们通过穿过安装孔的螺栓叠置在一起。第一绝缘体为陶瓷，且所述第一金属极片分别通过腐蚀、电镀、沉积或喷涂形成在第一绝缘体上。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中图1是根据本发明实施例的离子迁移管处于组装状态的透视图；图2是图1所示离子迁移管的离化源舱的立体图；图3是图2所示离化源舱的正面视图；图4是图3所示离化源舱的侧视图；图5是图1所示离子迁移管的离子门的立体图；图6是图5所示离子门的正面视图7是图6所示离子门的侧视图；图8是图1所示离子迁移管的迁移区单元的立体图；图9是图8所示迁移区单元的正面视图；图10是图9所示迁移区单元的侧视图；图11是多个迁移区单元叠置在一起的局部透视图；图12是图1所示离子迁移管的抑制栅的立体图；图13是图12所示抑制栅的正面视图；图14是图13所示抑制栅的背面视图；图15是图1所示离子迁移管的法拉第盘的立体图；图16是图15所示法拉第盘的正面视图；图17是图1所示离子迁移管的法拉第盘后盖板的正面立体图；图18是图1所示离子迁移管的法拉第盘后盖板的背面立体图；和图19是图1中所示离子迁移管的法拉第盘后盖环的正面立体图。
具体实施例方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，术语“正”、“背”、“左”、“右”、“径向”、“轴向”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。下面参考附图详细描述根据本发明实施例的离子迁移管。如图1所示，根据本发明一个实施例的离子迁移管包括离化源舱1、离子门2、迁移区单元3、抑制栅4、和法拉第盘5。在本发明的一些实施例中，离子迁移管进一步包括法拉第盘后盖板6。如图1所示，离化源舱1、离子门2、迁移区单元3、抑制栅4、法拉第盘5、法拉第盘后盖环7和法拉第盘后盖板6沿前后方向(图1中的左右方向)顺序地叠置在一起。在图1所示的示例中，离化源舱1、离子门2、迁移区单元3、抑制栅4、法拉第盘5 和法拉第盘后盖板6的左上角和右下角分别形成有安装孔，螺栓8穿过安装孔，从而将它们沿前后方向顺序组装在一起。下面参考附图详细描述根据本发明实施例的离子迁移管的各个组成部分。如图8-11所示，迁移区单元3具有中心迁移管腔314，并且包括第一绝缘体31和分别同心地固定在第一绝缘体31的正面(图10中的左侧表面)和背面(图10中的右侧表面)上的第一金属极片32。第一金属极片32具有与中心迁移管腔314对应的第一金属极片中心孔321。第一金属极片32可以通过电子元件8连接，换言之，第一金属极片32通过电阻连接。例如，电子元件8分别通过从正面和北面的第一金属极片32引出的引线322将正面和背面的第一金属极片32连接。在本发明的一些实施例中，第一绝缘体31为陶瓷，由此耐高温高压，第一金属极
6片32可以通过腐蚀、电镀、沉积或喷涂形成在第一绝缘体31上，从而绝缘体31与正面和背面的第一金属极片32构成一个一体的单元。当然，本发明并不限于此，例如第一绝缘体31 也可以用像普通电路板一样的材料制成，第一金属极片32像在电路板上印刷电路一样形成在第一绝缘体31上。在图8-10所示的实施例中，第一绝缘体31和第一金属极片32为大体正方形，但本发明并不限于此。根据本发明的实施例，由于迁移区单元由一体的第一绝缘体31和第一金属极片 32构成，因此，迁移区单元可以直接串接而成，只需要单元之间彼此的金属部分能够互相接触，这样安装和拆卸简单，降低了成本。如图1所示，迁移管的迁移区可以由多个迁移区单元3构成，换言之，迁移区由多个叠置在一起的正面和背面分别固定有第一金属极片32的第一绝缘体31构成，如图11所示。迁移区单元3的具体数量可以根据具体应用选择，可以方便地调整迁移管的迁移区长度。在本发明的一些实施例中，如图8和9所示，第一绝缘体31形成有分别位于第一金属极片32径向外侧的第一电子元件容纳孔313，在图8和图9所示的示例中，第一电子元件容纳孔313形成在第一绝缘体31的右上角。第一电子元件容纳孔313用于容纳相邻迁移区单元3上焊接的电子元件8。如图11所示，一个迁移区单元3上的第一电子元件容纳孔313与其上的电子元件8的位置相对，因此一个迁移区单元3上的第一电子元件容纳孔313与相邻迁移区单元3上的第一电子元件容纳孔313的位置相对，因此当多个迁移区单元3叠置在一起时，一个迁移区单元3上的电子元件容纳在相邻一个迁移区单元3上的第一电子元件容纳孔313内。由此，无需从第一金属极片32上引出引线用于与外部的电子元件相连，从而减少了迁移区单元3上的引线，简化了结构，便于制造和安装，且外观整齐， 提高了电子元件连接的可靠性。如图8和图9所示，在本发明进一步的实施例中，第一绝缘体31进一步形成有位于第一金属极片32径向外侧的第一走线孔312，第一走线孔312用于穿过电缆，从而迁移管的电缆无需暴露在迁移管的外面，保证了连接的可靠性，外观整齐，连接方便。在图8和图9所示的示例中，第一走线孔312形成在第一绝缘体31的周边沿。在第一绝缘体31的左上角和右下角分别形成有安装孔311，用于穿过螺栓8，从而将迁移区单元3和迁移管的其他构件顺序地叠置在一起构成迁移管。下面参考图2-4描述根据本发明实施例的迁移管的离化源舱1。离化源舱1具有离化源舱中心孔，离化源舱1包括第二绝缘体11和分别同心地固定在第二绝缘体11正面(图4中的左侧表面)和背面(图4中的右侧表面)上且彼此连接的第二金属极片12。绝缘体11具有第二绝缘体中心孔114，相应地，第二金属极片12具有第二金属极片中心孔121。如图2和3所示，在第二绝缘体11的左上角和右下角分别设有安装孔113，用于穿过螺栓8将离化源舱3与迁移管的其他构件叠置在一起。与迁移区单元3类似，第二绝缘体11也可以为陶瓷，第二金属极片12可以通过腐蚀、电镀、沉积或喷涂形成在第二绝缘体12上。此外，第二绝缘体11也可以用像普通电路板一样的材料制成，第二金属极片12像在电路板上印刷电路一样形成在第二绝缘体11上。如图2和3所示，第二绝缘体11形成有分别位于第二金属极片12径向外侧的第二电子元件容纳孔112，更具体而言，第二电子元件容纳孔112形成在第二绝缘体11的右上角，用于容纳电子元件。第二绝缘体11和第二金属极片12在图2和3所示的示例中为大体正方形，但是本发明并不限于此。如图2和3所示，在本发明的一些实施例中，第二绝缘体11进一步形成有位于第二金属极片12径向外侧的第二走线孔111，第二走线孔111与第一走线孔312类似，用于穿过电缆，并且当迁移管组装后，第二走线孔111与第一走线孔312对齐。在图2和图3所示的示例中，离化源舱1形成有贯通第二绝缘体11和第二金属极片12的第二电气过孔122，第二电气过孔122用于连接第二绝缘体11正面和背面的第二金属极片12。需要理解的是，第二绝缘体11正面和背面的第二金属极片12并不限于通过第二电气过孔122连接，例如也可以通过在第二绝缘体11和第二金属极片12的中心孔内设置金属连接两侧的第二金属极片12。下面参考图5-图7描述根据本发明实施例的迁移管的离子门2。如图5-7所示，离子门2包括第三绝缘体21和分别同心地固定在第三绝缘体21 正面和背面上的第三金属极片22。第三绝缘体21例如可以为陶瓷，第三金属极片22可以通过上述合适的方式固定在第三绝缘体21的正面和背面上。第三绝缘体21形成有分别位于第三金属极片22径向外侧的第三电子元件容纳孔 213，例如在图6中，第三电子元件容纳孔213形成在第三绝缘体21的右上角，第三电子元件容纳孔213用于容纳电子元件，电子元件例如分别通过从第三绝缘体21正面和背面的第三金属极片22引出的引线223与正面和背面的第三金属极片22连接，从而连接正面和背面的两个第三金属极片22。在第三绝缘体21的左上角和右下角分别形成有安装孔211，用于穿过螺栓8。类似地，第三绝缘体21形成有位于第三金属极片22径向外侧的第三走线孔 212，用于穿过电缆。第三绝缘体21正面和背面上的第三金属极片22形成有离子通过孔221，相应地， 第三绝缘体21也形成有与离子通过孔221对齐的离子通过孔，用于通过离子，这与现有技术类似，不再详细描述。下面参考图13和14描述根据本发明实施例的迁移管的抑制栅4。抑制栅4包括第四绝缘体41和分别同心地固定在第四绝缘体41正面和背面上且彼此连接的第四正面金属极片42和第四背面金属极片43，其中第四背面金属极片43为环形。与第一至第三绝缘体类似，第四绝缘体41上形成有分别位于第四正面金属极片42和第四背面金属极片43径向外侧的第四电子元件容纳孔413，用于容纳电子元件。在进一步的实施例中，第四绝缘体41上形成有位于第四正面金属极片42和第四背面金属极片43径向外侧的第四走线孔412，用于穿过电缆。此外，第四绝缘体41还形成有安装孔411，用于穿过螺栓8。如图13和14所示，第四绝缘体41上形成有贯通第四绝缘体41用于连接第四正面金属极片42和第四背面金属极片43的第四电气过孔421。相应地，第四绝缘体41可以形成有对应的过孔414。第四电气过孔421用于连接第四正面金属极片42和第四背面金属极片43，但是本发明并不限于此。与离子门2类似，第四正面金属极片42形成有离子通过孔422，对应地，第四绝缘体4形成有通过孔415，用于通过离子，这与现有技术类似，不再详细描述。
如图13和14所示，第四正面金属极片42为大体圆形，离子通过孔422形成在中心部位。第四背面金属极片43为环形，离子通过孔422和通过孔415形成在第四背面金属极片43的中心孔内。第四绝缘体41也可以为陶瓷，第四正面金属极片42和第四背面金属极片43可以通过上述合适的方式形成和固定在第四绝缘体41上。下面参考图15和16描述根据本发明实施例的离子迁移管的法拉第盘5。如图15和16所示，法拉第盘5包括第五绝缘体51和分别同心地固定在第五绝缘体51正面和背面上且彼此连接的第五金属极片53。第五绝缘体51形成有分别位于第五金属极片53径向外侧的第五电子元件容纳孔513，用于容纳电子元件。此外，第五绝缘体51 还形成有安装孔511，用于穿过螺栓8。法拉第盘5进一步包括分别同心地固定在第五绝缘体51正面和背面上、分别套在第五金属极片53径向外侧且彼此连接的环形金属极片52，其中第五电子元件容纳孔513位于环形金属极片52径向外侧。在环形金属极片52的径向外侧，在第五绝缘体51上形成第五走线孔512，用于穿过电缆。法拉第盘5还可以形成有用于连接环形金属极片52的第五电气过孔521。第五金属极片53可以通过中心孔531连接，对应地第五绝缘体51上形成有中心孔515。如图15和16所示，在第五绝缘体51上在第五金属极片53和环形金属极片 52之间形成有第一通风孔514，用于将空气导入到迁移管内。第五绝缘体51可以为陶瓷，第五金属极片53和环形金属极片52可以通过上述合适的方式形成和固定在第五绝缘体51上。下面参考图17和18描述根据本发明实施例的离子迁移管的法拉第盘后盖环7和法拉第盘后盖板6。法拉第盘后盖板6包括第六绝缘体61和分别同心地固定在第六绝缘体61正面和背面上且彼此相连的第六金属极片62。第六绝缘体61上形成有安装孔611， 用于穿过螺栓8。第六绝缘体61上形成有分别位于第六金属极片62径向外侧的第六走线孔612，用于穿过电缆。法拉第盘后盖板6形成有分别贯通第六绝缘体61和第六金属极片 62的第六电气过孔621 (第六绝缘体61上的对应电气过孔为613)，用于连接第六绝缘体61 两侧的第六金属极片62。如图17和18所示，在第六绝缘体61的中心部位可以安装有弹簧9，用于与法拉第盘5的第五金属极片53接触。在第六绝缘体61的背面安装有气嘴，用于通过通风孔向迁移管内部通风。第六绝缘体61也可以为陶瓷，第六金属极片62可以通过上述合适的方式形成和固定在第六绝缘体61的正面和背面。如图1和图19所示，法拉第盘后盖环7设置在法拉第盘后盖板6与法拉第盘5之间，用于为弹簧9提供行程空间，以保证良好的接触。具体地，法拉第盘后盖环7包括具有中心孔714的第七绝缘体71，和分别设置在第七绝缘体正面和背面的第七环形金属极片72。 第七绝缘体71上在第七金属环形极片72径向外侧形成有贯穿它的安装孔711用于穿过螺栓8，例如安装孔711形成在第七绝缘体71的左上角和右下角。第七绝缘体71进一步形成有位于第七金属环形极片72径向外侧的第七走线孔712，用于穿过电缆。根据本发明实施例的离子迁移管，通过螺栓8可以将离化源舱1、离子门2、迁移区单元3、抑制栅4、法拉第盘5和法拉第盘后盖板6顺序地叠置在一起，并且上述每个构件都是用绝缘体和金属极片构成的一体单元，电子元件可以容纳在相应的电子元件容纳孔内， 无需外部引线和外部链接电子元件，电缆可以通过走线孔穿过迁移管。因此，根据本发明的迁移管制造简单，组装和拆卸方便，外观整齐，可靠性高，检测精度高。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
权利要求
1.一种离子迁移管，其特征在于，包括沿前后方向顺序叠置在一起的具有中心离化源舱孔的离化源舱、离子门、具有中心迁移管腔的迁移区单元、抑制栅、和法拉第盘，其中所述迁移区单元包括第一绝缘体和分别同心地固定在第一绝缘体正面和背面上的第一金属极片。
2.根据权利要求1所述的离子迁移管，其特征在于，所述第一绝缘体形成有分别位于第一金属极片径向外侧的第一电子元件容纳孔。
3.根据权利要求2所述的离子迁移管，其特征在于，所述第一绝缘体进一步形成有位于第一金属极片径向外侧的第一走线孔。
4.根据权利要求1所述的离子迁移管，其特征在于，所述离化源舱包括第二绝缘体和分别同心地固定在第二绝缘体正面和背面上且彼此连接的第二金属极片。
5.根据权利要求4所述的离子迁移管，其特征在于，所述第二绝缘体形成有分别位于第二金属极片径向外侧的第二电子元件容纳孔。
6.根据权利要求5所述的离子迁移管，其特征在于，所述第二绝缘体进一步形成有位于第二金属极片径向外侧的第二走线孔。
7.根据权利要求6所述的离子迁移管，其特征在于，所述离化源舱形成有贯通第二绝缘体和第二金属极片的第二电气过孔。
8.根据权利要求1所述的离子迁移管，其特征在于，所述离子门包括第三绝缘体和分别同心地固定在第三绝缘体正面和背面上的第三金属极片。
9.根据权利要求8所述的离子迁移管，其特征在于，所述第三绝缘体形成有分别位于第三金属极片径向外侧的第三电子元件容纳孔。
10.根据权利要求9所述的离子迁移管，其特征在于，所述第三绝缘体形成有位于第三金属极片径向外侧的第三走线孔。
11.根据权利要求1所述的离子迁移管，其特征在于，所述抑制栅包括第四绝缘体和分别同心地固定在第四绝缘体正面和背面上且彼此连接的第四正面金属极片和第四背面金属极片，且第四背面金属极片为环形。
12.根据权利要求11所述的离子迁移管，其特征在于，所述第四绝缘体上形成有分别位于第四正面金属极片和第四背面金属极片径向外侧的第四电子元件容纳孔。
13.根据权利要求12所述的离子迁移管，其特征在于，所述第四绝缘体上形成有位于第四正面金属极片和第四背面金属极片径向外侧的第四走线孔。
14.根据权利要求13所述的离子迁移管，其特征在于，所述抑制栅形成有贯通第四绝缘体用于连接第四正面金属极片和第四背面金属极片的第四电气过孔。
15.根据权利要求1所述的离子迁移管，其特征在于，所述法拉第盘包括第五绝缘体和分别同心地固定在第五绝缘体正面和背面上且彼此连接的第五金属极片。
16.根据权利要求15所述的离子迁移管，其特征在于，所述第五绝缘体形成有分别位于第五金属极片径向外侧的第五电子元件容纳孔。
17.根据权利要求16所述的离子迁移管，其特征在于，所述法拉第盘进一步包括分别同心地固定在第五绝缘体正面和背面上、分别套在第五金属极片径向外侧且彼此连接的环形金属极片，其中所述第五电子元件容纳孔位于环形金属极片径向外侧。
18.根据权利要求17所述的离子迁移管，其特征在于，所述第五绝缘体进一步形成有位于环形金属极片径向外侧的第五走线孔。
19.根据权利要求18所述的离子迁移管，其特征在于，所述第五绝缘体形成有位于环形金属极片内侧与第五金属极片外侧的通风孔。
20.根据权利要求19所述的离子迁移管，其特征在于，所述法拉第盘形成有用于连接环形金属极片的第五电气过孔。
21.根据权利要求1所述的离子迁移管，其特征在于，进一步包括顺序叠置在法拉第盘后面的法拉第盘后盖环和法拉第盘后盖板，所述法拉第盘后盖板包括第六绝缘体和分别同心地固定在第六绝缘体正面和背面上且彼此相连的第六金属极片，且所述法拉第盘后盖环包括具有第七中心孔的第七绝缘体和分别同心地固定在第七绝缘体正面和背面的第七环形金属极片。
22.根据权利要求21所述的离子迁移管，其特征在于，所述第六绝缘体上形成有分别位于第六金属极片径向外侧的第六走线孔，且所述第七绝缘体上形成有分别位于第七环形金属极片径向外侧的第七走线孔。
23.根据权利要求22所述的离子迁移管，其特征在于，所述法拉第盘后盖板形成有分别贯通第六绝缘体和第六金属极片的第六电气过孔。
24.根据权利要求23所述的离子迁移管，其特征在于，所述法拉第盘后盖板在背面安装有气嘴。
25.根据权利要求1所述的离子迁移管，其特征在于，所述离化源舱、离子门、迁移区单元、抑制栅、法拉第盘和法拉第盘后盖板分别形成有安装孔且它们通过穿过安装孔的螺栓叠置在一起。
26.根据权利要求1所述的离子迁移管，其特征在于，第一绝缘体为陶瓷，且所述第一金属极片分别通过腐蚀、电镀、沉积或喷涂形成在第一绝缘体上。
全文摘要
本发明提出一种离子迁移管，包括沿前后方向顺序叠置在一起的具有中心离化源舱孔的离化源舱、离子门、具有中心迁移管腔的迁移区单元、抑制栅、和法拉第盘，其中所述迁移区单元包括第一绝缘体和分别同心地固定在第一绝缘体正面和背面上的第一金属极片。根据本发明实施例的迁移管，迁移区单元由一体的第一绝缘体和第一金属极片构成，因此制造简单，拆卸和安装方便。
文档编号H01J49/26GK102315076SQ20101022513
公开日2012年1月11日 申请日期2010年7月5日 优先权日2010年7月5日
发明者张秀庭, 张阳天, 彭华, 郑小永 申请人:同方威视技术股份有限公司