高场不对称离子迁移管的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种高场不对称离子迁移管，包括：高场不对称电极板、电离源、标准物参照筒、检测电极和偏转电极。本发明通过采用筒式电极板结构，具有很好的屏蔽效果和对离子的聚焦作用，具有小型化、灵敏度高的优点，同时采用了双气路模式，加入了内标物通道，从而使测试结果更为准确。
【专利说明】高场不对称离子迁移管
【技术领域】
[0001]本发明涉及安全检测【技术领域】，具体涉及高场不对称离子迁移管。
【背景技术】
[0002]离子迁移谱技术(MS)是一种应用比较广泛的微量爆炸物探测技术。离子迁移谱仪基于不同离子在均匀弱电场下的漂移速度不同而实现对离子的分辨，但是其灵敏度依赖于迁移管的长度，对小型化造成一定的困难。而且很多物质在低场下的离子迁移率非常接近，检测更为困难。高场不对称离子迁移谱技术(FAIMS)利用离子在高电场中的离子迁移率系数的非线性变化实现离子的纵向分离，从而实现对物质的鉴别。它是离子迁移谱技术的最新发展，有些离子的迁移率非常接近，在普通的IMS迁移管中无法得到很好的分离，但是在FAIMS迁移管中，通过施加强电场，迁移率有可能发生非线性变化，相差较大，然后通过不同的补偿电压可以得到较好的分离。FAIMS不需要离子门，迁移区的长度可以做到很小，而且灵敏度更高，选择性更好。
[0003]高场不对称波形离子迁移管是FAIMS的核心部件，迁移管的效果直接影响离子迁移谱仪的性能，迁移管的结构和制作工艺的复杂程度将直接影响到仪器的加工成本。
[0004]现有的技术一般采用平板式迁移管结构，受外界的电场干扰较大，一般需要专门为接高场不对称电压信号的极板增加屏蔽罩，制备工艺相对复杂，成本较高，且这种结构离子损耗较高，灵敏度低。
【发明内容】
[0005](一)解决的技术问题
[0006]针对现有技术的不足，本发明提供一种高场不对称离子迁移管，具有小型化、灵敏度高的优点，同时结构相对简单、成本较低。
[0007](二)技术方案
[0008]为了实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现:
[0009]一种高场不对称离子迁移管，包括:高场不对称电极板、电离源、标准物参照筒和检测电极；
[0010]所述高场不对称电极板包括外管和内管，外管接地，内管接高场不对称信号，外管和和内管之间形成气流通道，所述气流通道被前后延伸的隔离物分隔为样品通道和内标物通道，内管开设有连通内标物通道的通孔；
[0011]所述电离源包括外电离源和内电离源，外电离源设于外管的前端，内电离源置于内管之中；
[0012]所述标准物参照筒置于内管之中并在所述内电离源之前；
[0013]所述样品通道和内标物通道的后端都设置有检测电极。
[0014]其中，所述隔离物为聚四氟乙烯塑料。
[0015]其中，所述电离源为放射性电离源和紫外光电离源。[0016]其中，所述放射性电离源为Ni63放射源。
[0017]其中，所述标准参照筒包括由表面涂有微量TNT炸药的金属网卷成的多层网状结构以及金属外筒。
[0018]其中，所述检测电极为两个圆弧形金属片，分别放置在内标物通道和样品通道中。
[0019]较佳地，在内管的后端还包括偏转电极，与所述检测电极的位置相对。
[0020]其中，所述偏转电极为圆柱式金属环。
[0021 ] 较佳地，在外管的末端还包括气泵接口，用于连接抽气泵。。
[0022](三)有益效果
[0023]本发明至少有以下有益效果:
[0024]本发明中，高场不对称电极板为筒式结构，包括内管和外管并经外管接地，会有很好的屏蔽效应，能够尽可能减少高场信号对其他电子器件的影响，与平板式不同，不需要专门为接高场不对称信号的极板增加屏蔽罩，从而使本发明的离子迁移管具有小型化、灵敏度高的优点。本发明通过将设置在内管和外管之间的气流通道分隔成样品通道和内标物通道并添加标准物参照筒，使得测试样品时能够以内标物为参照，从而使测试结果更为准确。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些图获得其他的附图。
[0026]图1为本发明实施例提供的一种高场不对称离子迁移管的结构示意图；
[0027]图2为本发明实施例提供的一种高场不对称离子迁移管检测极板的结构示意图；
[0028]图3为本发明实施例提供的高场不对称离子迁移管的气流通道的结构示意图。
【具体实施方式】
[0029]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0030]参见图1，本发明实施例提供了 一种高场不对称离子迁移管结构，该离子迁移管包括:高场不对称电极板、电离源、标准参照筒、检测电极和偏转电极。
[0031]高场不对称电极板包括外管3和内管4,用于施加高场不对称电压信号，外管3接地，内管4接高场不对称信号。外管3和内管4之间形成气流通道，所述气流通道被隔离物6分隔为样品通道和内标物通道，内管4开设有连通内标物通道的通孔5。
[0032]电离源包括外电离源1和内电离源2，用于离化被检测物，产生离子，外电离源1套设于外管3的前端，内电离源2置于内管4之中；在本发明的实施例中，电离源为Ni63放射源。
[0033]标准物参照筒7用于对仪器信号进行校准，置于内管4之中并在所述内电离源2之前，由表面涂有微量TNT炸药的金属网卷成的多层网状结构和金属外筒构成。[0034]检测电极8用于检测通过离子迁移区的离子，所述样品通道和内标物通道的后端都设置有检测电极8 ;偏转电极9用于通过加在上面的电势，使得离子偏转打到电极上，置于与所述检测电极8相对的位置。
[0035]气泵接口 10用于连接抽气泵，为整个迁移管提供气路接口。
[0036]本发明实施例中，高场不对称电极板为筒式结构，包括内管和外管并经外管接地，会有很好的屏蔽效应，能够尽可能减少高场信号对其他电子器件的影响，与平板式不同，不需要专门为接高场不对称信号的极板增加屏蔽罩，从而使本发明的离子迁移管具有小型化、灵敏度高的优点。本发明通过将设置在内管和外管之间的气流通道分隔成样品通道和内标物通道并添加标准物参照筒，使得测试样品时能够以内标物为参照，从而使测试结果更为准确。
[0037]参见图2，为了更清楚地说明高场不对称离子迁移管的结构，根据本发明的实施例，示出了 一种高场不对称离子迁移管检测电极处横截面图。
[0038]检测电极8为两个圆弧形金属片，共两片。偏转电极9为圆柱式金属环。隔离件6为聚四氟乙烯塑料件，将外管3和内管4间的气流通道隔离成两条，分别为样品通道和内标物通道。工作时，偏转电极9接负电位使得其电位低于检测电极8，电场方向为由检测电极8指向偏转电极9。爆炸物产物负离子在被气流带入这一区域时，受到电场力的作用，会迅速偏转并撞击在检测电极8上，所携带的电荷会传递到检测电极8形成电流，被后端检测放大。
[0039]为了更清楚说明高场不对称离子迁移管的工作原理，本发明实施例提供了一种高场不对称离子迁移管的气流通道，如图3所示。
[0040]待检测物从进气口 13进入离子迁移管，先被前端的外电离源I电离呈离子，然后分别进入内标物通道11和样品通道12。进入内标物通道11的气流首先经过前端的标准参照筒7，被带走部分标准物分子，然后被内电离源2离化后从内管上的通孔进入内外管之间的迁移区进行漂移筛选，被检测电极8接收而产生电流信号；通过样品通道12的气流，在外管3和内管4间的迁移区内被漂移筛选，最终被检测电极8接受，产生电信号被系统识另O。内标物通道11 一方面用于验证仪器的工作状态，另一方面在一定程度上可以消除环境因素对检测信号照成的影响。内标物通道11和样品通道12通过隔离物6聚四氟乙烯塑料件进行隔离。
[0041]以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
【权利要求】
1.一种高场不对称离子迁移管，其特征在于，包括:高场不对称电极板、电离源、标准物参照筒和检测电极；所述高场不对称电极板包括外管和内管，外管接地，内管接高场不对称信号，外管和和内管之间形成气流通道，所述气流通道被前后延伸的隔离物分隔为样品通道和内标物通道，内管开设有连通内标物通道的通孔；所述电离源包括外电离源和内电离源，外电离源设于外管的前端，内电离源置于内管之中；所述标准物参照筒置于内管之中并在所述内电离源之前；所述样品通道和内标物通道的后端都设置有检测电极。
2.根据权利要求1所述的高场不对称离子迁移管，其特征在于，所述隔离物为聚四氟乙烯塑料。
3.根据权利要求1所述的高场不对称离子迁移管，其特征在于，所述电离源为放射性电离源和紫外光电离源。
4.根据权利要求3所述的高场不对称离子迁移管，其特征在于，所述放射性电离源为Ni63放射源。
5.根据权利要求1所述的高场不对称离子迁移管，其特征在于，所述标准参照筒包括由表面涂有微量TNT炸药的金属网卷成的多层网状结构以及金属外筒。
6.根据权利要求1所述的高场不对称离子迁移管，其特征在于，所述检测电极为两个圆弧形金属片，分别放置在内标物通道和样品通道中。
7.根据权利要求1所述的高场不对称离子迁移管，其特征在于，在内管的后端还包括偏转电极，与所述检测电极的位置相对。
8.根据权利要求7所述的高场不对称离子迁移管，其特征在于，所述偏转电极为圆柱式金属环。
9.根据权利要求1所述的高场不对称离子迁移管，其特征在于，在外管的末端还包括气泵接口，用于连接抽气泵。
【文档编号】H01J49/02GK103646844SQ201310683904
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年12月12日 优先权日:2013年12月12日
【发明者】谭政, 聂蓉 申请人:北京声迅电子股份有限公司