环形电离源的制作方法

环形电离源的制作方法
【专利摘要】描述了用于离子迁移率光谱仪的环形电离源。所述电离源可用于电离来自目标样品的分子，以基于离子识别所述分子。在一项实施方案中，电离源包括在电接触件之间呈环形的电线。所述电线用于形成响应在所述电线与电离室壁之间施加的电压的电晕。所述电晕可在所述电线与所述壁之间施加足够电压时形成。在所述电线与形成其中包含所述电线的电离室的壁之间的电势差可用于吸引离子离开所述电线。在实施方案中，可加热所述电线以减小用于冲击所述电晕的电压。随后，所述离子可电离来自目标样品的分子。所述环形电晕源也可用于质谱仪（MS）中。
【专利说明】环形电离源
[0001]相关申请案
[0002]本发明主张2011年6月16日提交的美国临时申请序列号61/497，681的效益，其以全文引用的方式并入本文中。
【技术领域】 [0003]本发明涉及环形电离源，其可用于(例如)离子迁移率光谱仪或质谱仪中。在某些实施方案中，环形电离源是用于电离来自目标样品的分子以基于离子识别分子。在特定实施方案中，电离源包括电线，其在电接触件之间呈环形，用于形成响应在电线与电离室的壁之间施加的电压的电晕。
【背景技术】
[0004]离子迁移率光谱仪(IMS)使用电离源以电离来自目标样品的分子以识别所述分子。一旦分子被电离，頂S测量离子到达检测器所花的时间。这种类型的MS被称为飞行时间IMS。IMS可使用离子的飞行时间以识别分子，因为不同离子基于离子的离子迁移率具有不同飞行时间。
[0005]MS可包括放射性源或电源以电离分子。例如，MS可包括放射性镍63 (63Ni)源以电离分子。利用电源的MS通过使电流放电以电离分子。虽然可使用不同的电压，但是电源的电压通常足够高以造成分子具有单一的正电荷或负电荷，尽管碎裂和不同的质荷比是可能的。

【发明内容】

[0006]本发明描述可用于(例如)离子迁移率光谱仪或其它装置的环形电离源。电离源可用于电离来自目标样品的分子，以基于离子识别所述分子。在实施方案中，电离源包括电线，其在电接触件之间呈环形。电线用于形成响应在电线与电离室的壁之间施加电压的电晕。电晕可在电线与壁之间施加足够电压时形成。在电线与形成其中包含电线的电离室的壁之间的电势差可用于吸引离子离开电线。在实施方案中，可加热电线以降低用于冲击电晕的电压。随后，离子可电离来自目标样品的分子。
[0007]在一些实施方案中，本发明提供光谱仪，其包括:a)壁，其能够导电，形成电离室；和b)电离源，其为环形，被布置在电离室中，电离室被构造成在电连接件之间传导电流并展示在电离源和壁之间的电势差以形成电晕。
[0008]在某些实施方案中，光谱仪包括离子迁移率光谱仪，其被构造成实质上在环境压力下操作。在其它实施方案中，电离源包括环形电线，其被构造成冲击实质上邻近环形电线的中点的电晕。在特定实施方案中，电离源被构造成在约1000摄氏度(例如，950°C…1000°0-1100°0下冲击电晕。在其它实施方案中，电离源包括由以下的至少一种形成的电线:钼；错；镍铬合金；铱；鹤；钽；钼-铑合金；钼-错-铱合金；钼-铱合金或铁-铬-铝合金。在其它实施方案中，电线被构造成从一个电连接件传递电到另一个电连接件。在一些实施方案中，电离源被构造成在近似电离源的橙色热温度下冲击电晕。在其它实施方案中，电流包括交流电或直流电。在某些实施方案中，电线是成形为线圈。
[0009]本发明提供离子迁移率光谱仪，其包括:电离源，其包括:环形电线，所述环形电线导电且在与包含电离源的电离室的壁电绝缘的两个电连接件之间延伸，其中电离源和壁被构造成充电到不同电势，因此吸引邻近环形电线所形成的离子朝向壁。
[0010]在某些实施方案中，电离源被构造成通过环形电线传递交流电。在一些实施方案中，环形电线的直径在20微米与80微米之间(20μπι至80μ--)(例如，20...30…45…55…70…和80)。在一些实施方案中，环形电线沿电线的长度盘绕成线圈或圆形。在其它实施方案中，电离室实质上在环境压力下。在某些实施方案中，环形电线是由以下的至少一种所形成:钼；错；镍铬合金；铱；鹤；钽；钼-铑合金；钼-错-铱合金；钼-铱合金或铁-铬-铝合金。在特定实施方案中，电离源被构造成大体上绕环形电线的中点沿环形电线的长度形成电晕。
[0011]本发明提供离子迁移率光谱仪，其包括:壁，其由导电材料形成，其界定电离室；和电线，其在与壁电绝缘的电接触件之间呈环形，电线被构造成沿电线的长度形成电晕以电离来自目标样品的分子，其中壁被构造成带有吸引离子从电晕朝向分子的电荷。在一些实施方案中，电线被构造成沿电线的中点比在邻近电接触件的电线的末端更热。
[0012]在其它实施方案中，电线的直径在20微米与80微米之间(20 μ m至80 μ m)且电线的长度在I毫米至100毫米之间(Imm至100mm)长。在其它实施方案中，离子迁移率光谱仪被构造成对电线施加约0.7安培的电流以引起电晕。在特定实施方案中，电线被构造成在约1000摄氏度(IOO(TC)下形成电晕。在其它实施方案中，离子迁移率光谱仪被构造成通过电线传递交流电或直流电中的至少一种以加热电线。
[0013]本发明提供光谱仪，其包括:电离室；和电离源，其被布置在电离室中，其中电离源为环且其中电离源可传导电流且其中可在电离源和壁之间形成电势差以形成电晕。
[0014]提供本发明概要以呈简化形式介绍概念的选择，其将在以下【具体实施方式】中作进一步说明。本发明概要并不旨在标识所要求保护的标的的关键特征或必要特征，也不是旨在用于帮助确定所要求保护的标的的范围。
【专利附图】

【附图说明】
[0015]参考附图描述【具体实施方式】。在附图中，参考标号最左边的数字标识所述参考标号首次出现的附图。在说明书和附图中的不同实例中使用相同的参考标号可以指示相似或相同的项目。
[0016]图1是光谱仪的图示，所述光谱仪被构造成实施呈环形的电离源；
[0017]图2是根据本发明的实施方案的电气系统的示意图；
[0018]图3是根据本发明的隔离变压器的二次侧的示意图；
[0019]图4是样品等离子体色谱图的图示，所述等离子体色谱图是从包括根据本发明的电离源的光谱仪获得；
[0020]图5是描绘在实施环形电离源的示例性实施方案中的程序的流程图；
[0021]图6是描绘在环形电离源的示例性实施方案中的清洁程序的流程图。【具体实施方式】
[0022]图1是示例性光谱仪如离子迁移率光谱仪(IMS) 100的图示，离子迁移率光谱仪100实施在目标样品中的分子的电喷雾电离。IMS可使用直流电(DC)和/或交流电(AC)。在实施方案中，电流可用于加热电线。IMS100可识别大量分子，如爆炸物和毒品，例如麻醉齐L1、有毒工业化学品等等。
[0023]如图所示，MS包括电离室102和漂移室104，其等流体连通但被闸106隔开，闸106可控制离子通过漂移室。检测器108可通过检测在分子存在下电离源放电时所形成的离子来识别分子。
[0024]如图所示的MS100包括入口结构110，其可将分子引入电离室102。入口结构110(例如)可使用流体，如空气流(气流)以吸引分子进入电离室102。可使用用于吸引样品进入电离室102的任何合适的方法。示例性方法包括但不限于风扇、加压气体系统、通过使漂移气体流过漂移室所创建的真空等。可使用各种不同的其它流体以吸引样品进入电离室。虽然可使用气流，但是MS100实质上在环境压力下操作。
[0025]IMS100可包括其它结构，如解吸塔、加热器和/或预浓缩器以助于将分子引入电离室102。例如，解吸塔可用于使分子汽化和/或造成分子进入其气相。
[0026]如图所示，电离源112包括电线114，其可在邻近电线处产生电晕以电离分子。电离源可在将足够高的电压施加到电线114时产生电晕。在实施方案中，当邻近电线114存在种子离子时产生电晕。种子离子可基于热离子效应形成或来自光电离。电线114可在导电的电接触件如两个接头(分别为116、118)之间呈环形，但电线114也可呈线圈式长丝的形式。接头116、118可在电线上卷曲或电线可以其它方式机械地固定到接头。在实施方案中，接头116、118是由不锈钢或其它合适的导电材料形成。但接头可由任何导电材料形成。
[0027]在图示的实施方案中，电离源112与电离室102电绝缘，所以在壁120或形成电离室102的壁与电离源112之间存在电势。因此，壁120可吸引离子离开电离源112以电离来自样品的分子和/或被吸引朝向闸106和漂移室104。
[0028]可保持接头116、118的绝缘体122 (如陶瓷或玻璃管)可将电离源112固定在电离室102中且使电离源112与形成电离室的壁120电绝缘。虽然在电离源112与壁120之间的电势可基于实施条件而变化，但是邻近电线的足够强的电场可用于产生离子，例如反应物离子，其可用于电离目标分子。
[0029]在实施方案中，当在电线与电离室壁之间施加的电压产生靠近电线的足够强的电场时，电线114冲击电晕，例如，离子的等离子体。电线114的温度和在壁120与电离源之间的电势(例如电压差)可影响等离子体。例如，当电线是冷的，例如低于1，OOO0C (如，对于25 μ m直径的电线来说是环境温度至500°C )时，电离源112可施加在约4，000伏特至5，000伏特范围内的电压。这些条件可适用于直流电或交流电电离源。
[0030]电离源112可分多步电离分子。电离源112可在电离室中产生气体的离子，随后电离目标分子。示例性气体包括氮气、水蒸气、空气中所含的其它气体和电离室102中的其它气体。
[0031]电线的物理性质可影响电晕和目标分子的电离。电线的长度、直径横截面、环形状和/或电离源的表面积可影响电晕。
[0032]例如，具有较大表面积的电线可比类似长度的较小直径的电线形成更多离子。此夕卜，相比于针型电离源的局部等离子密度，较大的表面积可与较低的局部等离子密度相关联。较低的等离子密度可导致相比于较高的等离子密度电离源(例如针型电离源)增加的电离。
[0033]在实施方案中，电线是在I毫米至10毫米长(Imm至IOmm)的范围内和/或直径在
20微米至80微米(20 μπι至80μπι)的范围内。例如，源包括具有在约20μπι至30μπι范围内的直径的电线。在实施方案中，具有约25 μ m的直径的电线是包括在源中。电线的长度和其直径可为相关的，例如，包括相对较大直径电线的源可具有比较小直径电线更短的长度。这些范围适合于基于所预期电离室大小和MS操作配置的桌面型MS装置。在其中电线是成形为线圈的实施方案中，电线可延伸达100mm。
[0034]电线的形状也可影响电晕。如图所示，电线为椭圆形。在其它实施方案中，电线是呈其它形状形成。示例性形状包括但不限于为笔直(例如笔直环)、圆形环、线圈和具有点和顶点的形状的电线。
[0035]在实施方案中，基于待产生的电晕和设计偏好使用不同长度、直径、材料、表面积等等的电线。可使用较薄的电线以使IMS的总电消耗最小。而且，较薄的电线可达到电晕以比较大直径电线更少的功率消耗冲击的温度。例如，IMS使用比类似长度和材料的50 μ m直径的电线更少的电力来造成20 μ m电线冲击电晕。
[0036]在实施方案中，相比于类似长度和材料的较小直径的电线，实施较大直径的电线以增加所形成的离子数、提高源的预期使用寿命等等。相对于类似长度和材料的较小直径的电线，在约50 μπι范围内的较大直径的电线可具有在清洁循环之间更长的操作期、承受更多次数的清洁循环等等。相比于相对较薄的电线，较大直径的电线具有更多的表面积以形成电晕且可经历较少的总积垢。这可允许MS在用于从电离源112移除污染物的高温清洁循环之间执行更多次运行。
[0037]如图所示，电线114是由单股线组成。在实施方案中，电线114是有多股线组成。由相同(或实质上相同)材料或不同材料形成的个别股线是基于设计偏好。不同材料的线可用于定制电晕的性质。
[0038]电线的化学/材料性质可影响电晕。在实施方案中，形成电线的材料是因其电导性、电阻、保持高温(例如，约1000°c或以上)的能力而选择。例如，电线114取决于实施条件在500°C至1，500°C的范围内操作。在其它实例中，电线在约800°C至1，200°C操作。操作范围、待施加的电压和其它操作参数可基于但不限于预期样品同一性、功率消耗、形成电线的材料、电离室的大小而变化。
[0039]在实施中，电线的操作温度与形成电线的材料的性质相关联，例如，电线在从近似材料的稍橙色热色至近似其红色热色的材料的橙色热区域中操作。在实施方案中，可选择与材料的稍橙色热色相关联的温度以使总功率消耗最小。可加以考虑的其它性质包括但不限于材料的熔点、所预期的分子类型或电流频率。影响电线的材料选择的其它性质包括对:氧化、积垢、材料腐蚀等等的抗性。例如，选择钼-铑合金，是因其高熔点和抗氧化性。
[0040]合适的电线材料包括(例如)钼、错、铱、镍铬合金、鹤、钽、铁-铬-招合金(如瑞典哈尔斯塔哈马的山特维克材料科技的KANTHAL合金)、其组合(包括合金)、和类似材料。例如，当施加0.7安培电流时，具有50 μ m直径的环形钼电线在橙色热温度(例如，约1000°C)下冲击电晕。在实施方案中，具有25 μ m直径的电线(如钼基电线)可在0.35安培下在稍橙色热温度下产生电晕。
[0041]当电离室102的相对湿度是在1%至3%的范围内时，电离源112可使用相对较高的电压。例如，当电离室102的相对湿度是在1%至3%的范围内时，可使用1，000伏特以上的电压。当电离室102的相对湿度是在每百万份之几范围内时，如，当MS在再循环系统中使用干燥剂时，电离源112可实施较低的电压。在实例中，当湿度是在每百万份之几范围内时，使用1，000伏特以下的电压。
[0042]虽然电线114足够热以在操作期间冲击电晕，但是电线过热超过这个温度可使电线退化并缩短其使用寿命。相比较，若电线的温度过低，则电晕可脉冲而非保持实质上一致，尽管冷电线电晕可通过电子手段稳定化。MS100的操作可被构造成避免这些问题。
[0043]在使用时，电线的温度和电荷可沿其长度为不均一的。例如，电线114的温度在邻近电线的中点处(例如，在环的中间)相比邻近接头的末端更热。在这个实例中，电线114邻近电线的环的中间形成电晕。
[0044]以上范围的适合性涉及多个不同因素，如IMS的电功率消耗、电线的预期寿命、冲击电晕时的温度、样品的预期量、制造电线的材料等等。
[0045]虽然电离源112可形成多种具有不同质荷比的离子，但是包括具有单一正电荷或负电荷的分子的离子可在识别分子时受到关注。例如，漂移室104中所包括的检测器108可基于离子的离子迁移率区分离子，离子迁移率是与离子的质量、几何形状和其电荷中的一种或多种相关。
[0046]IMS的操作和物理配置可影响电离源112的操作。例如，电离源的物理和/或化学性质(例如，环形电线的性质)，以及电压、电流和施加到电流的频率与多种IMS性质相关。示例性性质包括但不限于以下的一种或多种:电离室的大小、电离源的电流、预计的气流速率或漂移气体流率。其它性质包括待电离的样品的预期量、电离源和形成电离室的壁之间的电压差或在电离期间的电离源/电晕温度。
[0047]电离源的电压的量值可根据漂移气体、压力、电线温度和/或电线直径而调整。当使用惰性气体作为漂移气体时，可使用较低的电压，而对于空气或含水蒸汽的空气使用较高的电压。较低的电压可在降低的环境压力下使用。例如，相比于在较高的高地上操作IMS,在海平面上使用较高的电压。
[0048]基于何时将样品引入入口端口，闸何时允许离子进入漂移室，或在事件发生后等等，IMS100可周期性地将电流脉冲到电离源112。在实施方案中，电离源具有正电荷(正模式)、负电荷(负模式)或可根据頂S电场极性在正模式与负模式之间切换。电离源和/或壁120可在约二十(20 )毫秒、十(10 )毫秒、或更少间隔下在正模式与负模式之间切换，虽然可设想多种定时情景。
[0049]闸106被构造成控制离子从电离室通过至漂移室104。闸可为(例如)BradburyNielson闸，其包括MS通过其施加电荷的电线网。例如，在计算机控制下的控制器可传递电荷到闸106以控制何时和何种离子可进入漂移室104。闸106通过对闸106施加击退电荷控制离子的进入。当击退电荷降下时，闸106允许离子传递到漂移室104。
[0050]闸106的打开和/或关闭可基于何时冲击电晕或其后一段时间定时。例如，闸106打开以允许一系列离子在将电荷施加到闸106以防止离子进入漂移室104以前进入漂移室104。[0051]一系列电极124a至124d，例如聚焦环和/或防护网126包括在漂移室104中，以聚焦和/或引导离子朝向检测器108，例如带电板。在实施方案中，电极124a至124d为环形且沿漂移室104的长度布置。
[0052]IMS100可包括各种组件以助于/促进目标分子的识别。例如，IMS100包括一个或多个单元，其被构造成包含校准物和/或掺杂剂。掺杂剂是用于利用比单独的分子更容易识别的分子形成离子，其。
[0053]在实施方案中，頂SlOO在计算机控制下操作。例如，处理器是与MS—起或包括在IMS中以使用软件、固件、硬件(例如，固定逻辑电路)、手动处理、或其组合控制本文所述的IMS的组件和功能。本文所用的术语“功能”、“服务”和“逻辑”一般表示与控制MS100结合的软件、固件、硬件、或者软件、固件或硬件的组合。在软件实现的情况下，模块、功能或逻辑表示程序代码，当在处理器(例如，CPU或多个CPU)执行时执行指定任务。所述程序代码可以被存储在一个或多个计算机可读存储器设备(例如，存储器和/或一个或多个有形媒介中)等等。本文档中描述的结构、功能、方法和技术可以在各种具有各种处理器的商用计算平台上实现。
[0054]处理器不受限于形成它们的材料或其中所采用的处理机制。例如，处理器可以包括半导体和/或晶体管(例如，电子集成电路(1C))。
[0055]存储器可与处理器一起被包括。存储器106可存储数据，例如用于操作MS的指令的程序、数据等等。尽管可使用单个存储设备，但是也可采用各种各样的类型和组合的存储器(例如，有形存储器)，如随机存取存储器(RAM)、硬盘存储器、可移动媒介存储器、外部存储器、以及其它类型的计算机可读存储媒介。
[0056]在另外实施方案中，各种分析装置可利用本文描述的结构、技术、方法等等。因此，虽然在本文档中描述一种IMS装置，但是各种分析仪器可利用所描述的技术、方法、结构等等。这些装置可被构造成具有有限的功能(例如，精简装置)，或者具有强大功能(例如，厚装置)。因此，装置的功能可涉及到该设备的软件或硬件资源，例如，处理能力、存储器(例如，数据存储性能)、分析能力等等。例如，电晕源也可以在涉及离子化处理的其它类型光谱(如质谱仪(MS))中使用。
[0057]此外，控制MS100的处理器可以被构造为与各种不同的网络进行通信。例如，所述网络可包括因特网、蜂窝电话网络、局域网(LAN)、广域网(WAN)、无线网络、公共电话网、内联网等等。
[0058]图2是电气系统200的不意图，电气系统200用于与本发明一致的实施方案中。虽然例示AC电气系统200，但是可以实施DC电气系统。当预期DC系统时，整流器可包括在系统200内。
[0059]如图所示，呈环形的电线114与高压源202电耦合。在高压源202与电线114之间包括电阻器204。电阻器204限制电流流过电线114以保护它。
[0060]包括高频发电机206在内以使流经电线114的电流频率振荡。例如，高频发电机206可使穿过电线114的电流频率在10千赫兹(IOkHz)至3兆赫兹(3MHz)之间变化，但可设想其它频率。在实施方案中，基于各种设计考虑，如变压器结构，选择AC的频率。施加到电线的热的量取决于相对于其电阻和直径流经其的电流。隔离变压器208的一次侧受由低压电源210供应的高频发电机206驱动，而隔离变压器208的高电流二次侧也与高压电源连接。
[0061]图3是电路的一般图示，其中隔离变压器(如隔离变压器208)的二次侧具有与其耦合的DC和AC高压电源两者以在操作源时提供控制。在这个实施方案中，高频电流控制电线电晕源的温度，DC高压可控制在电离区域内的离子的轨迹，且AC高压提供由电线源所产生的离子数的额外控制。
[0062]图4是由利用与本发明一致的环形电离源的IMS所产生的实例等离子体色谱图。虽然利用环形电离源的IMS可以与针型电离源类似的定时时间表操作，但是所形成和检测到的离子数可大于针型电离源。
[0063]图5描绘在示例性实施方案中的程序500，其实现环形电离源以电离目标分子。
[0064]图6图示清洁程序600，其可消除在环形离子源上的积垢。
[0065]示例件稈序
[0066]以下论述描述可利用先前描述的IMS100组件、技术、方法和模块实施的程序。各个程序的方面可以硬件、软件或其组合来实现。这些程序被示为一组方块，其指定由一个或多个装置(例如，光谱仪或组件)执行的操作，并且不一定限于针对由相应方块执行操作所示的顺序。在以下讨论的各部分中，将参考图1的IMS100、图2的电气系统200。
[0067]图5描绘在示例性实施方案中的程序500，其实施环形电离源以电离目标分子。所述分子可通过检测由电离目标样品中所包括的分子而产生的离子被识别。在实施方案中，程序500是在计算机控制下执行。
[0068]将来自目标样品的分子引入电离室，所述电离室包括环形电离源(方块502)。可使用预浓缩器收集分子，所述预浓缩器收集足够数量的分子以允许检测。在预浓缩期间，预浓缩器收集分子持续一段时间，再将其呈群组或团块释放。此外，可使用加热器以汽化分子或造成分子进入气相以促进电离。
[0069]此外，分子可穿过被构造成限制何种材料进入电离室102的膜。例如，所述膜可用于使电离室102中的湿度最小，同时允许来自目标样品的分子通过。
[0070]可选地，可与目标分子结合将掺杂剂引入。例如，可引入2，4-戊二酮以有助于识别有毒工业化学品和氮化合物。可基于目标分子的预期组成(例如，爆炸物、麻醉剂等等)，使用各种掺杂剂。
[0071]可选地，加热环形电离源(方块504)。例如，使交流电通过电线以加热其到预定操作温度。例如，钼电线可在约1000°c (例如，当钼为橙色热时)下操作。电线的温度和条件可取决于如上所述的各种因素和/或条件。
[0072]产生电晕(方块506)。当施加足够高的电势时，邻近环形电离源的电压达到足够高的电压以形成邻近环形电离源的离子的等离子体，电晕可形成(方块508)。当电线处于近似环境温度时，约4，000伏特的电压差可产生邻近电线的电晕。电晕产生可与种子离子的存在相关联，种子离子可经由热离子效应产生或来自光电离。
[0073]目标分子的电离(方块510)可以各种方式发生。例如，电离源可通过各种多步骤方法使用在等离子体中所形成的离子电离分子。
[0074]在实施方案中，由电晕产生反应物离子(方块512)。反应物离子电离目标分子(方块514)。例如，电离源形成邻近电线114的离子，随后离子被吸引离开以电离目标分子。反应物离子可为电离的气体(例如，氮气和空气中的气体)和电离室中的其它气体，如水等等。虽然目标分子的碎裂是可能的，但是可控制电离以产生“软”电离，因此使分子的碎裂最小，有利于带有单一电荷的分子，例如加一或减一电荷。
[0075]对来自目标分子的离子设置闸以控制离子通过进入漂移室(方块516)。例如，用于闸106的控制器可暂时降下闸的电荷以允许离子进入漂移室106。在实施方案中，闸106是用于控制何时和何种离子被允许进入漂移室。在实施方案中，由在漂移室中的电极所建立的电场吸引离子朝向检测器而漂移气体以大体相反的方向流动。
[0076]当离子接触到(例如)检测器108时，检测离子(方块518)。例如，頂SlOO计时在打开闸106以后，离子到达检测器108所花的时间。这个飞行时间可与基础的分子相关联。
[0077]使用离子的离子迁移率来识别与离子相关联的分子(方块520)。例如，可使用计算机来比较检测器的输出与已知离子的等离子体色谱图库。
[0078]—旦完成一次或多次运行，电离源可变得积垢。例如，利用冷电离源(例如，无法明显加热的源)的MS可变得积垢有燃烧残余物。残余物(如来自目标样品和电离室中的其它材料的有机沉积物)可使电离源的表面积垢。一旦在其表面上有足够堆积，电离源可表现不佳。
[0079]图6图示清洁程序600，其可消除在环形离子源上的积垢。例如，方法600是用于清洁在环境条件下操作，例如无法在操作期间明显加热的电离源。清洁程序600可用于消除在(例如)电线的表面上的有机沉积物和其它表面污染。MS可周期性地(以一定时间间隔)和/或在事件(如，当检测到不佳的性能、使用更多的电流来使电离源的温度升高等等)发生后，开始这个清洁程序600。
[0080]使电流通过环形电线(方块602)。在实施方案中，相比于标准操作，电离源使更大的电流通过电线，而电压实质上类似于正常操作期间所用的电压。电流可增大到以使由热应力造成的对电线的潜在损坏最小，确保甚至沿电线加热等等。
[0081]使电线的温度升高到清洁范围(方块604)。例如，电离源112可使电线温度升高到在500°C至1，500°C之间的其正常操作温度以上。在实施方案中，电线的温度被升高到1500°C以上，同时安全地保持在电线熔点以下以避免损坏，例如对钼来说，熔点为1768°C。可在短时期内，通常在小于I秒内进一步加热和冷却较小直径的电线，其继而允许小于几秒的简短的清洁程序。
[0082]使来自电线的污染物碳化(方块606)。电线的温度可维持在清洁温度，持续一段预定的时间或直到事件发生。例如，当用于使电线的温度升高的一定量的电流出现下降时，可停止清洁。这可指示来自电线的表面污染物已经被碳化。
[0083]随后，可允许电线冷却至其操作温度或环境温度。随后，IMS可主动或被动地冷却所述源至其操作温度或环境温度。
[0084]虽然本发明已经以特定于结构特征和/或方法作用的语言进行描述，但是应理解，在所附权利要求中定义的本发明不必限于所描述的这些具体特征或行为。相反，这些具体特征和行为是作为实现所要求保护的发明的示例形式被公开。
【权利要求】
1.一种光谱仪，其包括: a)壁，其能够导电，其形成电离室；和 b)电离源，其为环形，被布置在电离室中，所述电离源被构造成在电连接件之间传导电流并展示在所述电离源与所述壁之间的电势差以形成电晕。
2.根据权利要求1所述的光谱仪，其中所述光谱仪包括被构造成实质上在环境压力下操作的离子迁移率光谱仪。
3.根据权利要求2所述的光谱仪，其中所述电离源包括环形电线，其被构造成冲击实质上邻近所述环形电线的中点的电晕。
4.根据权利要求2所述的光谱仪，其中所述电离源被构造成在约1000摄氏度(1000°C)下冲击电晕。
5.根据权利要求2所述的光谱仪，其中所述电离源包括由以下中的至少一种所形成的电线:钼M ;镍铬合金；铱；鹤；钽；钼_铑合金；钼-铑-铱合金；钼_铱合金或铁-铬-铝I=1-Wl O
6.根据权利要求2所述的光谱仪，其中所述电线被构造成从一个所述电连接件传递电到另一个所述电连接件。
7.根据权利要求2所述的光谱仪，其中所述电离源被构造成在近似所述电离源的橙色热温度下冲击电晕。
8.根据权利要求1所述的光谱仪，其中所述电流包括交流电或直流电。
9.根据权利要求1所述的光谱仪，其中所述电线是成形为线圈。
10.一种离子迁移率光谱仪，其包括: 电离源，其包括:环形电线，所述环形电线导电且在与包含所述电离源的电离室的壁电绝缘的两个电连接件之间延伸，其中所述电离源和所述壁被构造成充电到不同电势，因此吸引邻近所述环形电线形成的离子朝向所述壁。
11.根据权利要求10所述的离子迁移率光谱仪，其中所述电离源被构造成通过所述环形电线传递交流电。
12.根据权利要求10所述的离子迁移率光谱仪，其中所述环形电线的直径在20微米与80微米之间(20 μ m至80 μ m)。
13.根据权利要求10所述的离子迁移率光谱仪，其中所述环形电线沿所述电线的长度盘绕成线圈或圆形。
14.根据权利要求10所述的离子迁移率光谱仪，其中所述电离室实质上处在环境压力下。
15.根据权利要求10所述的离子迁移率光谱仪，其中所述环形电线是由以下中的至少一种所形成:钼-M ;镍铬合金；铱；鹤；钽；钼-铑合金；钼-铑-铱合金；钼-铱合金或铁-铬-铝合金。
16.根据权利要求10所述的离子迁移率光谱仪，其中所述电离源被构造成大体上绕所述环形电线的中点沿所述环形电线的长度形成电晕。
17.一种离子迁移率光谱仪，其包括: a)壁，其由导电材料形成，其界定电离室；和 b)电线，其在与所述壁电绝缘的电接触件之间呈环形，所述电线被构造成沿所述电线的长度形成电晕，以电离来自目标样品的分子，其中所述壁被构造成带有电荷以从所述电晕吸引离子朝向所述分子。
18.根据权利要求17所述的离子迁移率光谱仪，其中所述电线被构造成沿所述电线的中点比在邻近所述电接触件的所述电线的末端更热。
19.根据权利要求17所述的离子迁移率光谱仪，其中所述电线的直径是在20微米与80微米之间(20 μm至80 μm)且所述电线的长度是在I微米至100毫米之间(Imm至100mm)长。
20.根据权利要求17所述的离子迁移率光谱仪，其中所述离子迁移率光谱仪被构造成对所述电线施加约0.7安培的电流以引起所述电晕。
21.根据权利要求17所述的离子迁移率光谱仪，其中所述电线被构造成在约1000摄氏度(IOO(TC)下形成所述电晕。
22.根据权利要求17所述的离子迁移率光谱仪，其中所述离子迁移率光谱仪被构造成通过所述电线传递交流电或直流电中的至少一种以加热所述电线。
23.一种光谱仪，其包括: a)电离室；和 b)电离源，其被布置在所述电离室中，其中所述电离源为环且其中所述电离源可传导电流且其中可在所述电离源和壁之间形成电势差以形成电晕。
【文档编号】H01J49/40GK103748462SQ201280034396
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2012年6月15日 优先权日:2011年6月16日
【发明者】D·莱文, V·谢尔盖耶夫, V·邦达伦科, B·埃塔曼初克, Q·边, H·扎列斯基, M·皮涅尔司基, S·菲尔德山, R·杰克逊 申请人:蒙特利尔史密斯安检仪公司