一種循環(huán)模式高場(chǎng)不對(duì)稱波形離子遷移譜儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種循環(huán)模式高場(chǎng)不對(duì)稱波形離子遷移譜儀。包括循環(huán)氣路系統(tǒng)、弱電流檢測(cè)模塊、電源電壓模塊、測(cè)控系統(tǒng)及輸入輸出系統(tǒng)，所述的循環(huán)氣路系統(tǒng)包括依次設(shè)置的微型真空氣泵、冷卻器、進(jìn)樣器及遷移管芯片，上述各部件通過氣管路連接成循環(huán)氣路，所述的遷移管芯片內(nèi)設(shè)有離化源、分離電極與檢測(cè)電極，所述的測(cè)控系統(tǒng)在輸入輸出系統(tǒng)的指令下控制并采集電源電壓模塊和弱電流檢測(cè)模塊的工作參數(shù)和數(shù)據(jù)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行解析并輸出至輸入輸出系統(tǒng)。由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明的樣品進(jìn)入循環(huán)氣路時(shí)，在微型真空氣泵的氣流驅(qū)動(dòng)下經(jīng)過遷移管芯片，弱電流檢測(cè)模塊連接遷移管芯片并采集樣品離子信號(hào)，通過輸入輸出系統(tǒng)處理生成譜圖。
【專利說明】一種循環(huán)模式高場(chǎng)不對(duì)稱波形離子遷移譜儀
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及離子迀移譜儀領(lǐng)域，具體涉及一種循環(huán)模式高場(chǎng)不對(duì)稱波形離子迀移譜儀。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]高場(chǎng)不對(duì)稱波形離子迀移譜儀是離子迀移譜儀的一種，其利用不同物質(zhì)離子在高電場(chǎng)條件下迀移率出現(xiàn)非線性變化來達(dá)到分離檢測(cè)物質(zhì)的目的。物質(zhì)離子在載氣的氣注驅(qū)動(dòng)下連續(xù)不斷地進(jìn)入迀移管芯片并被連續(xù)檢測(cè)，這種進(jìn)樣方式為高場(chǎng)不對(duì)稱波形離子迀移譜儀的多周期檢測(cè)提供了條件，而多周期檢測(cè)是峰形信息提取的關(guān)鍵。此外，相比于常規(guī)離子迀移譜儀，高場(chǎng)不對(duì)稱波形離子迀移譜儀具有靈敏度高、核心部件迀移管體積小以及易于其他分析檢測(cè)技術(shù)聯(lián)用等優(yōu)點(diǎn)，這使得其在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)領(lǐng)域具有十分廣闊的前景。
[0005]高場(chǎng)不對(duì)稱波形離子迀移譜儀的連續(xù)進(jìn)樣方式是其區(qū)別與其他分析儀器的重要特點(diǎn)之一，這樣的進(jìn)樣方式保證了其持續(xù)在線檢測(cè)的能力。然而，隨之而來的大量的載氣和樣品消耗嚴(yán)重制約了高場(chǎng)不對(duì)稱波形離子迀移譜儀在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用。傳統(tǒng)的高場(chǎng)不對(duì)稱波形離子迀移譜儀通常配有體積龐大的氣體供應(yīng)系統(tǒng)，這使得其核心器件體積小的優(yōu)勢(shì)蕩然無存，便攜性難以滿足現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的需求。
[0006]專利CN200710023322提供的縱向高場(chǎng)不對(duì)稱波形離子迀移譜儀其缺點(diǎn)非常明顯:其一，需要獨(dú)立的氣體供應(yīng)系統(tǒng)，造成儀器整體結(jié)構(gòu)龐大;其二，載氣攜帶樣品直接排出，不僅增加了載氣及樣品的消耗量，同時(shí)對(duì)周圍環(huán)境造成不必要的污染。
[0007]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種可以滿足現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)應(yīng)用需求的循環(huán)模式高場(chǎng)不對(duì)稱波形離子迀移譜儀。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:包括循環(huán)氣路系統(tǒng)、弱電流檢測(cè)模塊、電源電壓模塊、測(cè)控系統(tǒng)及輸入輸出系統(tǒng)，所述的循環(huán)氣路系統(tǒng)包括依次設(shè)置的微型真空氣栗、冷卻器、進(jìn)樣器及迀移管芯片，上述各部件通過氣管路連接成循環(huán)氣路，所述的迀移管芯片內(nèi)設(shè)有離化源、分離電極與檢測(cè)電極，所述的電源電壓模塊與分離電極及檢測(cè)電極相連，所述的弱電流檢測(cè)模塊與檢測(cè)電極相連，所述的測(cè)控系統(tǒng)在輸入輸出系統(tǒng)的指令下控制并采集電源電壓模塊和弱電流檢測(cè)模塊的工作參數(shù)和數(shù)據(jù)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行解析并輸出至輸入輸出系統(tǒng)。
[0010]所述的循環(huán)氣路系統(tǒng)中還包括流量控制器，所述的微型真空氣栗、冷卻器、進(jìn)樣器、迀移管芯片、流量控制器通過氣管路連接成循環(huán)氣路。
[0011]所述的迀移管芯片設(shè)有進(jìn)氣口與出氣口，樣品分子由進(jìn)氣口進(jìn)入迀移管芯片，經(jīng)離化源離化成樣品離子，樣品離子隨氣流進(jìn)入分離電極所在的分離區(qū)進(jìn)行分離，分離后合格的樣品離子被檢測(cè)電極吸收，并由弱電流檢測(cè)模塊檢測(cè)。
[0012]所述的微型真空氣栗可采用真空隔膜栗、真空旋葉栗、真空電磁栗。
[0013]所述的氣管路可采用不銹鋼、銅、聚四氟、硅膠制成。
[0014]由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明通過氣管路將微型真空氣栗、冷卻器、進(jìn)樣器、迀移管芯片、流量控制器連接成循環(huán)氣路系統(tǒng)，樣品進(jìn)入循環(huán)氣路時(shí)，在微型真空氣栗的氣流驅(qū)動(dòng)下經(jīng)過迀移管芯片，弱電流檢測(cè)模塊連接迀移管芯片并采集樣品離子信號(hào)，通過輸入輸出系統(tǒng)處理生成譜圖。本發(fā)明解決了高場(chǎng)不對(duì)稱波形離子迀移譜儀用于現(xiàn)場(chǎng)多周期檢測(cè)時(shí)氣體和樣品的消耗問題；同時(shí)簡化了氣路結(jié)構(gòu)，不需要體積較大的氣體供應(yīng)系統(tǒng)，提高了儀器的便攜性，使其用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)更加明顯。
[0015]
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明循環(huán)氣路系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明的原理圖。
[0017]
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明:
如圖1、圖2所示的一種循環(huán)模式高場(chǎng)不對(duì)稱波形離子迀移譜儀，包括循環(huán)氣路系統(tǒng)1、弱電流檢測(cè)模塊2、電源電壓模塊3、測(cè)控系統(tǒng)4及輸入輸出系統(tǒng)5，循環(huán)氣路系統(tǒng)I包括依次設(shè)置的微型真空氣栗11、冷卻器12、進(jìn)樣器13及迀移管芯片14，上述各部件通過氣管路15連接成循環(huán)氣路;冷卻器12用于緩解由微型真空氣栗帶來的熱量，并同時(shí)起到氣流脈沖的作用。需要注意的是，循環(huán)氣路中的冷卻器12必須設(shè)置在微型真空氣栗11的出氣口與迀移管芯片14的進(jìn)氣口之間，其余部件在循環(huán)氣路中的位置并無嚴(yán)格要求。
[0019]迀移管芯片14內(nèi)設(shè)有離化源141、分離電極142與檢測(cè)電極143，電源電壓模塊3與分離電極142及檢測(cè)電極143相連，弱電流檢測(cè)模塊2與檢測(cè)電極143相連，測(cè)控系統(tǒng)4在輸入輸出系統(tǒng)5的指令下控制并采集電源電壓模塊3和弱電流檢測(cè)模塊2的工作參數(shù)和數(shù)據(jù)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行解析并輸出至輸入輸出系統(tǒng)5。
[0020]進(jìn)一步的，循環(huán)氣路系統(tǒng)中還包括流量控制器16，微型真空氣栗11、冷卻器12、進(jìn)樣器13、迀移管芯片14、流量控制器16通過氣管路15連接成循環(huán)氣路。流量控制器16用于控制循環(huán)氣路的氣流速度，以達(dá)到精確檢測(cè)的目的。
[0021]進(jìn)一步的，迀移管芯片14設(shè)有進(jìn)氣口 144與出氣口 145，樣品分子100由進(jìn)氣口 144進(jìn)入迀移管芯片14，經(jīng)離化源141離化成樣品離子200，樣品離子200隨氣流進(jìn)入分離電極142所在的分離區(qū)進(jìn)行分離，分離后合格的樣品離子200被檢測(cè)電極143吸收，并由弱電流檢測(cè)模塊2檢測(cè)，弱電流檢測(cè)模塊2的信號(hào)再通過輸入輸出系統(tǒng)的信號(hào)處理生成所需的譜圖。
[0022]進(jìn)一步的，微型真空氣栗11可采用真空隔膜栗、真空旋葉栗、真空電磁栗。
[0023]進(jìn)一步的，氣管路15可采用不銹鋼、銅、聚四氟、硅膠制成。
[0024]本發(fā)明的工作原理如下: 樣品分子100在微型真空氣栗11的氣流驅(qū)動(dòng)下進(jìn)入迀移管芯片14，經(jīng)過離化源141的離化作用形成樣品離子200，樣品離子200隨氣流進(jìn)入分離電極142所在的分離區(qū)，分離電極142在電源電壓模塊3提供的不對(duì)稱高壓下，對(duì)樣品離子200進(jìn)行分離，篩選之后的樣品離子在致偏電壓的作用下被檢測(cè)電極143吸收，并由外部的弱電流檢測(cè)模塊2所檢測(cè)，測(cè)控系統(tǒng)4在輸入輸出系統(tǒng)5的指令下控制并采集電源電壓模塊3和弱電流檢測(cè)模塊2的工作參數(shù)和數(shù)據(jù)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行解析并輸出至輸入輸出系統(tǒng)5。
[0025]本發(fā)明的有益效果在于:I)本發(fā)明解決了高場(chǎng)不對(duì)稱波形離子迀移譜儀用于現(xiàn)場(chǎng)多周期檢測(cè)時(shí)氣體和樣品的消耗問題;2)本發(fā)明簡化了氣路結(jié)構(gòu)，不需要體積較大的氣體供應(yīng)系統(tǒng)，提高了儀器的便攜性，使其用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)更加明顯。
[0026]以上所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種循環(huán)模式高場(chǎng)不對(duì)稱波形離子迀移譜儀，其特征在于:包括循環(huán)氣路系統(tǒng)(I)、弱電流檢測(cè)模塊(2)、電源電壓模塊(3)、測(cè)控系統(tǒng)(4)及輸入輸出系統(tǒng)(5)，所述的循環(huán)氣路系統(tǒng)(I)包括依次設(shè)置的微型真空氣栗(11)、冷卻器(12)、進(jìn)樣器(13)及迀移管芯片(14)，上述各部件通過氣管路(15)連接成循環(huán)氣路，所述的迀移管芯片(14)內(nèi)設(shè)有離化源(141)、分離電極(142)與檢測(cè)電極(143)，所述的電源電壓模塊(3)與分離電極(142)及檢測(cè)電極(143)相連，所述的弱電流檢測(cè)模塊(2)與檢測(cè)電極(143)相連，所述的測(cè)控系統(tǒng)(4)在輸入輸出系統(tǒng)(5)的指令下控制并采集電源電壓模塊(3)和弱電流檢測(cè)模塊(2)的工作參數(shù)和數(shù)據(jù)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行解析并輸出至輸入輸出系統(tǒng)(5 )。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的循環(huán)模式高場(chǎng)不對(duì)稱波形離子迀移譜儀，其特征在于:所述的循環(huán)氣路系統(tǒng)中還包括流量控制器(16)，所述的微型真空氣栗(11)、冷卻器(12)、進(jìn)樣器(13)、迀移管芯片(14)、流量控制器(16)通過氣管路(15)連接成循環(huán)氣路。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的循環(huán)模式高場(chǎng)不對(duì)稱波形離子迀移譜儀，其特征在于:所述的迀移管芯片(14)設(shè)有進(jìn)氣口(144)與出氣口(145)，樣品分子(100)由進(jìn)氣口(144)進(jìn)入迀移管芯片(14)，經(jīng)離化源(141)離化成樣品離子(200)，樣品離子(200)隨氣流進(jìn)入分離電極(142 )所在的分離區(qū)進(jìn)行分離，分離后合格的樣品離子(200 )被檢測(cè)電極(143 )吸收，并由弱電流檢測(cè)模塊(2)檢測(cè)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的循環(huán)模式高場(chǎng)不對(duì)稱波形離子迀移譜儀，其特征在于:所述的微型真空氣栗(11)可采用真空隔膜栗、真空旋葉栗、真空電磁栗。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的循環(huán)模式高場(chǎng)不對(duì)稱波形離子迀移譜儀，其特征在于:所述的氣管路(15)可采用不銹鋼、銅、聚四氟、硅膠制成。
【文檔編號(hào)】H01J49/04GK106057627SQ201610583285
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年7月24日 公開號(hào)201610583285.5, CN 106057627 A, CN 106057627A, CN 201610583285, CN-A-106057627, CN106057627 A, CN106057627A, CN201610583285, CN201610583285.5
【發(fā)明人】陳池來, 阮智銘, 林新華, 劉友江, 王英先, 李山, 余建文, 徐青
【申請(qǐng)人】中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院