专利名称：气溶胶时时测量离子迁移质谱仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种测量离子迁移质谱仪，确切地说是一种气溶胶时时测量离子迁移质谱仪。
现在用来检测气溶胶的办法是先在采用地点用采用器进行气溶胶粒子的采样，然后把采样滤纸拿到色谱仪上进行处理和分析。还没有用来快速连续地对气溶胶进行监测的仪器。
本发明包括气溶胶粒子采样器、汽化室和离子迁移质谱仪，其特征在于三级撞击式气溶胶粒子采样器右边是汽化室，汽化室由球形转接头与离子迁移质谱仪相连。
三级撞击式气溶胶粒子采样器上端水平位置为与大气相通的进气口，下端抽气口接一微型采样泵，采样器内设三级喷嘴，采样纸带装于辊轴上，由固定支架固定于每一级喷嘴下面，由步进电机控制的另一辊轴转送到汽化室。
汽化室内设三个汽化腔，其内均置有一加热器，三个汽化腔由一个三选一的球形转接头与离子迁移质谱仪连接。
离子迁移质谱仪左侧有一进样口，腔体内左边设有加速栅网电极，电离室，右边为漂移区，漂移区右边设置一探测器，电离室与漂移区间有一离子门，电离室右侧有一排气口，其上装有微型抽气泵，漂移区右侧有一漂移区进气口，其上装有流量控制器，抽气泵由三通与流量控制器连接，漂移区内置有不锈钢环电极和带栅网的环电极。
另外，所述的微型采样泵采用抽速为1-18L/分钟连续可调微型采样泵。所述的电离室为由陶瓷环包裹着Ni63的放射性环。
工作时，采样器经过设定的采样时间后，由单片机控制三选一转接头选通三个通道中的一个，同时单片机控制所对应的步进电机转动，把该纸带的采集点传到该通道的加热器上加热，延迟一段时间后打开离子门几十个微秒后关闭。离子通过离子门到达漂移区，在漂移区中通过几个环形不锈钢片之间的相等电势差产生均匀电场E，而离子在空气中受电场力的作用会以一定的速度ν漂移，其中ν为ν＝KE，E是电场强度，K是约化的迁移速率常数。在低场强下，离子的迁移速率常数K是分子结构性质的常数，与电场强度无关。这样不同迁移速率的离子在漂移区移动的速度不同，他们到达探测器的时间不同。测量确定时间到达探测器的强度的大小可定量测量其含量。该仪器中探测器为电极板，离子撞击在上面产生微电流，再用微电流放大器放大得到其质谱图。
本发明的效果本发明不仅可快速连续地对气溶胶进行监测，而且设计合理，灵敏度高，使用方便。
参见
图1，本发明包括气溶胶粒子采样器1、汽化室2和离子迁移质谱仪3，三级撞击式气溶胶粒子采样器1右边是汽化室2，汽化室2由球形转接头4与离子迁移质谱仪3相连。采样器3上端水平位置为与大气相通的进气口5，下端抽气口6接一抽速为1-18L/分钟连续可调微型采样泵，空气中大颗粒物(如沙石)经进气口5中的过滤网过滤掉后进入采样器内设三级喷嘴7，采样纸带8装于辊轴9上，由固定支架10固定于每一级喷嘴下面，再由步进电机控制的另一辊轴11转送到汽化室。三级喷嘴下的采样纸带8分别采集PM10以上、PM2.5～PM10和PM1.0～PM2.5的气溶胶粒子。采集后的纸带分别在三个相应的汽化腔内的加热器12处加热汽化，温度在200℃左右。汽化后随汽化室载气入口进入的空气经过三选一的球形转接头流向离子迁移质谱仪3，离子迁移质谱仪3左侧有一进样口13，腔体内左边设有加速栅网电极14、电离室15，右边为漂移区16，漂移区右边置有一探测器17。电离室与漂移区间有一离子门18。电离室右侧有一排气口，其上装有一个3.6L/min的微型抽气泵19，通过该泵把选通的汽化腔汽化产生的气体分子抽入到电离室。漂移区右侧有一漂移区进气口20，其上装有一流量控制器21，控制流速为1.8L/min。抽气泵由三通与流量控制器连接，使电离室排出的气体部分通过漂移区进气口返回到漂移区。电离室是一由陶瓷环22包裹着Ni63的放射性环23。通过Ni63放射出的高速离子电离，再通过离子—分子反应产生大量离子。当离子门开启时，离子通过离子门到达漂移区，通过漂移区内置一组不锈钢环电极24和带栅网的环电极25产生均匀电场，经漂移区后到达探测器17被探测到。当离子门关闭时，离子通过离子门后向各个方向散射，从而离子不能被探测器探测到。
权利要求
1.一种气溶胶时时测量离子迁移质谱仪，包括气溶胶粒子采样器、汽化室和离子迁移质谱仪，其特征在于三级撞击式气溶胶粒子采样器右边是汽化室，汽化室由球形转接头与离子迁移质谱仪相连。
2.根据权利要求1所述的气溶胶时时测量离子迁移质谱仪，其特征在于三级撞击式气溶胶粒子采样器上端水平位置为与大气相通的进气口，下端抽气口接一微型采样泵，采样器内设三级喷嘴，采样纸带装于辊轴上，由固定支架固定于每一级喷嘴下面，由步进电机控制的另一辊轴转送到汽化室。
3.根据权利要求1所述的气溶胶时时测量离子迁移质谱仪，其特征在于汽化室内设三个汽化腔，其内均置有一加热器，三个汽化腔由一个三选一的球形转接头与离子迁移质谱仪连接。
4.根据权利要求1所述的气溶胶时时测量离子迁移质谱仪，其特征在于离子迁移质谱仪左侧有一进样口，腔体内左边设有加速栅网电极，电离室，右边为漂移区，漂移区右边设置一探测器，电离室与漂移区间有一离子门，电离室右侧有一排气口，其上装有微型抽气泵，漂移区右侧有一漂移区进气口，其上装有流量控制器，抽气泵由三通与流量控制器连接，漂移区内置有不锈钢环电极和带栅网的环电极。
5.根据权利要2所述的气溶胶时时测量离子迁移质谱仪，其特征在于所述的微型采样泵采用抽速为1-18L/分钟连续可调微型采样泵。
6.根据权利要求4所述的气溶胶时时测量离子迁移质谱仪，其特征在于所述的电离室为由陶瓷环包裹着Ni63的放射性环。
全文摘要
本发明涉及一种气溶胶时时测量离子迁移质谱仪，包括气溶胶粒子采样器、汽化室和离子迁移质谱仪，其特征在于三级撞击式气溶胶粒子采样器右边是汽化室，汽化室由球形转接头与离子迁移质谱仪相连。本发明不仅可快速连续地对气溶胶进行监测，而且设计合理，灵敏度高，使用方便。
文档编号G01N30/00GK1467498SQ03131529
公开日2004年1月14日 申请日期2003年5月20日 优先权日2003年5月20日
发明者李海洋, 阚瑞峰 申请人:中国科学院安徽光学精密机械研究所