一种离子迁移谱离子接收装置的制作方法

本发明涉及基于离子迁移原理用于痕量检测的检测设备，尤其涉及一种离子迁移谱离子接收装置。

背景技术：

离子迁移谱(ims)是基于气相中不同的气相离子在电场中迁移速度的差异来对化学离子物质进行表征的一项分析技术。在离子迁移谱中，通常采用离子栅门控制离子从反映区进入漂移区。离子栅门的作用是将反应区生成的离子分批注入漂移区。每次进入的离子或者离子群都要从离子栅门漂移到检测器，这样在恒定电场的作用下由于各种离子的迁移频率系数的不同，漂移同样距离就会给出不同的漂移时间，从而实现痕量气体的检测。

离子接收装置是基于离子迁移原理的检测设备的重要组件。传统的离子接收装置采用独立的金属极片构成装置的各个组成部分，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接收装置的外部。使得离子接收装置结构复杂，引线多，并且由于极片之间相互通过导线或电子元件焊接在一起不容易拆卸。

因此，需要一种新型结构的离子接收装置来解决上述问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的为：提供一种结构简单、安装方便的离子接收装置。

为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明提供一种离子迁移谱离子接收装置，包括法拉第盘座、法拉第盘、中部开孔的第一绝缘间隔垫、离子栅网以及中部开孔的第二绝缘间隔垫；所述法拉第盘座中部设有贯通的第一阶梯结构，所述法拉第盘抵接在所述第一阶梯结构上，所述法拉第盘在其周向设有用于通过气流的过孔；所述第一间隔垫的底面边缘内凹形成第二阶梯结构，所述第一间隔垫的顶面边缘凸起形成第三阶梯结构，所述第二阶梯结构抵接在所述法拉第盘和所述法拉第盘座上，所述第三阶梯结构与所述离子栅网和所述第二绝缘间隔垫抵接。

作为上述方案的改进，作为申述方案的改进，所述法拉第盘的中部设有凸台，所述凸台与所述离子栅网的网孔位置相对，并且所述凸台的截面与所述栅网网孔的面积一致。

作为上述方案的改进，所述凸台表面经镜面抛光处理，且表面具有含金涂层。

作为上述方案的改进，所述法拉第盘和/或所述离子栅网为不锈钢材质。

作为上述方案的进一步改进，还阿伯扩金属材质的底壳，所述底壳与所述法拉第盘座抵接，在所述底壳与所述法拉第盘座的连接处内凹形成有凹槽，所述凹槽用于定位所述法拉第盘座。

作为上述方案的改进，所述凹槽内还设有密封槽，所述密封槽内设有密封圈，所述密封圈与所述法拉第盘座的底面抵接。

作为上述方案的改进，还阿伯扩金属材质的外壳，所述外壳与所述底壳紧固连接，并且所述外壳包覆在所述法拉第盘座、所述法拉第盘、所述第一绝缘间隔垫、所述第二绝缘间隔垫的侧部。

作为上述方案的改进，所述外壳的内表面还设有第三绝缘间隔垫，所述第三绝缘间隔垫用于隔离所述外壳和位于其内部的零部件。

作为上述方案的改进，通过螺钉将所述第二绝缘间隔垫、所述外壳同时紧固连接在所述底壳上。

作为上述方案的改进，所述法拉第盘座、所述法拉第盘、所述第一绝缘间隔垫、所述离子栅网、所述第二绝缘间隔垫的相互连接结构中，至少有一组连接结构为阶梯型的卡接结构。

实施本发明实施例，将具有如下有益效果：

通过在法拉第盘座上设置第一阶梯结构，在第一绝缘间隔垫上设置第二阶梯结构和第三阶梯结构，使得法拉第盘与法拉第盘座之间、第一绝缘间隔垫与法拉第盘座之间、第一绝缘间隔垫与法拉第盘座之间、离子栅网与第一绝缘间隔垫之间、第一绝缘间隔垫与第二绝缘间隔垫之间的连接结构简单，安装便捷，相较于与传统的极片之间通过导线或电子元件焊接连接在一起的结构，本发明的离子接收装置具有安装结构简单可靠、装配操作方便快捷的优势。

附图说明

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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明离子接收装置一种实施方式的剖视图；

图2为本发明离子接收装置一种实施方式另一视角的剖视图。

图中：10-法拉第盘座；11-第一阶梯结构；20-法拉第盘；21-凸台；22-过孔；30-第一绝缘间隔垫；31-第二阶梯结构；32-第三阶梯结构；40-离子栅网；50-第二绝缘间隔垫；51-绝缘垫凸台；60-底壳；61-凹槽；62-密封槽；63-密封圈；70-外壳；80-第三绝缘间隔垫；90-螺丝；91-保护管。

具体实施方式

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作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。

本发明的工作原理：气体样品在离子迁移管的而反应区被离子化，经过离子栅门的控制进入到迁移区，分子离子在迁移区电场的作用下向检测器法拉第盘迁移，到达法拉第盘形成微弱电流。

图1为本发明离子接收装置一种实施方式的剖视图，图2为本发明离子接收装置一种实施方式另一视角的剖视图，参考图1和图2，离子接收装置包括法拉第盘座10、法拉第盘20、中部开孔的第一绝缘间隔垫30、离子栅网40，以及中部开孔的第二绝缘间隔垫50，在法拉第盘座10中部设有贯通的第一阶梯结构11，法拉第盘20抵接在第一阶梯结构11上，法拉第盘20的直径略大于第一阶梯结构11上的卡接位的尺寸，以使得法拉第盘20能够与第一阶梯结构11过盈连接，方便操作人员将法拉第盘20与法拉第盘座10固定连接。法拉第盘20在其周向设有用于通过气流的过孔22；第一绝缘间隔垫30的底面边缘内凹形成第二阶梯结构31，第一绝缘间隔垫30的顶面边缘凸起形成第三阶梯结构32；第二阶梯结构31抵接在法拉第盘20和法拉第盘座10上，使得第二阶梯结构31与第一阶梯结构11过盈连接；第三阶梯结构32与离子栅网40和第二绝缘间隔垫50抵接，离子栅网40的尺寸略大于第三阶梯结构32安装位的尺寸，使得离子栅网40与第三阶梯结构32过盈连接，方便操作人员安装操作，第二绝缘间隔垫50与第三阶梯结构32的连接处凸出形成有绝缘垫凸台51，绝缘垫凸台51与第三阶梯结构32过盈连接。由上述可知，第一阶梯结构11、第二阶梯结构31、第三阶梯结构32的设置，使得法拉第盘20与法拉第盘座10之间、第一绝缘间隔垫30与法拉第盘座10之间、离子栅网40与第一绝缘间隔垫30之间、第二绝缘间隔垫50与第一绝缘间隔垫30之间的连接操作更加方便。相较于传统的极片之间相互通过导线或电子元件焊接在一起的结构，更加便于安装操作。在实际使用过程中，待检测离子经第二绝缘间隔垫50穿过离子栅网40与法拉第盘20接触。需要说明，在另一个实施例中，在法拉第盘座10、法拉第盘20、第一绝缘间隔垫30、离子栅网40、第二绝缘间隔垫50的相互连接结构中，至少有一组连接结构为阶梯型的卡接结构，也应认为属于本发明的保护范围。

优选地，在法拉第盘20的中部设有凸台21，凸台21与离子栅网40上的网孔位置相对，并且凸台21的截面与离子栅网40的网孔面积一致。在电信号的传输过程中，需要保障法拉第盘20与其他金属零部件之间的间距，将法拉第盘20设置成凸台结构，在安装时既能保障法拉第盘20与离子栅网40之间的距离，在接入电路时又可以采用绝缘性能好的间隔材料与金属零部件保持较大的距离，避免被高压电流击穿。由于法拉第盘20与离子栅网40距离越近，法拉第盘20的接收信号越好，优选地，本发明实施例中法拉第盘20与离子栅网40的距离为0.3-0.7mm。

优选地，离子栅网40采用0.2mm厚度的不锈钢材料制成，用于吸收诱导电流，保障法拉第盘20接收信号的可靠性。

优选地，底壳60和外壳70均采用金属材质制成，外壳70与底壳60紧固连接，并且外壳70包覆在法拉第盘座10、法拉第盘20、第一绝缘间隔垫30、第二绝缘间隔垫50的侧部，用于形成屏蔽罩，保障屏蔽罩内部的离子不受外界和内部电场的干扰，保障离子接收装置的稳定性。外壳70在具体的应用中可以是铝材加工而成，保障外壳70在受热良好的时候能够均匀的传递到腔体内。在底壳60与法拉第盘座10的连接处内凹形成有凹槽61，凹槽61用于定位安装法拉第盘座10，在凹槽61内还设有密封槽62，密封槽62内设有密封圈63，密封圈63与法拉第盘座10的底面抵接，保障底壳60与法拉第盘座10之间连接的密封性，从而避免其他有机物从底壳60与法拉第盘座10的连接处进入法拉第盘座10内进行腐蚀，干扰离子接收的准确性，密封圈63在具体使用中可以是o型密封圈。在外壳70的内表面还设有第三绝缘间隔垫80，第三绝缘间隔垫80用于隔离外壳70和位于其内部的零部件，保障外壳70与其内部零部件之间的绝缘性。再通过螺丝90穿过外壳70将外壳70和第三绝缘间隔垫80同时紧固连接在底壳60上，方便操作人员的装配操作；第三绝缘间隔垫80在具体的应用中可采用超薄的聚四氟乙烯胶布，将聚四氟乙烯胶布包裹在法拉第盘座10、法拉第盘20、第一绝缘间隔垫30、离子栅网40、第二绝缘间隔垫50的外表面，能够防止金属元件与底壳60间距太近，同时还能起到密封作用。更多地，底壳60在具体的应用中可采用高强度的不锈钢加工而成。

优选地，法拉第盘20上的凸台21的尺寸略小于离子栅网40中间通孔的面积，使得法拉第盘20能够接收到所有的离子。进一步的凸台21表面还经过镜面抛光处理，且表面具有含金涂层，使其既具有较高的灵敏度，保障凸台21高效的接收气相中的离子。

优选地，法拉第盘20、离子栅网40均引出有两个标准间距引脚，在组装完成后，在金属电极上安装双排标准间距的插座，方便与电路板之间进行连接。

优选地，在法拉第盘20和离子栅网40上还连接有保护管91，保护管91位聚四氟乙烯材料制成。

需要说明，本发明实施例中的法拉第盘座10、第一绝缘间隔垫30、第二绝缘间隔垫50、第三绝缘间隔垫80均由热稳定性好，绝缘性好的材料制成，保障本发明离子接收装置内部金属零部件之间的绝缘性，具体地可以采用聚醚醚酮、聚四氟乙烯或陶瓷等材料制成。

本发明离子接收装置的使用方法：在使用过程中对离子栅网40接入高压如220v市电，在法拉第盘20接入0v，除杂气流从a处流入底壳60之后进入法拉第盘座10再通过法拉第盘20上的过孔22与从c处进入的离子相接触，进行除杂，之后气流从离子栅网40上的孔洞流入第二绝缘间隔垫50，最后经b处流出；离子通过离子栅网40和除杂后，与法拉第盘20接触，再法拉第盘20上形成微弱的电流。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。