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(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115629117A(43)申请公布日2023.01.20(21)申请号202211316831.0(22)申请日2022.10.26(71)申请人蒋夏丽地址541399广西壮族自治区桂林市兴安县兴安镇城区兴桂路42号(72)发明人易洪江(51)Int.Cl.G01N27/622(2021.01)H01J49/02(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称一种离子迁移谱及控制方法(57)摘要本发明提供一种离子迁移谱及控制方法,离子迁移谱至少包括:源极、保留区、隔离栅、漂移区、栅网、法拉第板、放大器、高压模块、2组分压电路和脉冲控制单元等;其中,保留区在平行的源极和隔离栅之间。保留区内存在方向与漂移区电场相反的微弱电场,离子在保留区内富集,以提高离子信号强度;源极脉冲快速压缩保留区内的离子团,使其穿过隔离栅进入漂移区;隔离栅脉冲进一步压缩进入漂移区的离子团,同时切断离子团尾部,防止信号峰形成拖尾,提高图谱分辨率。通过本发明的离子迁移谱及控制方法,不仅可以获得更高的灵敏度,还可以提高图谱的分辨率。CN115629117ACN115629117A权利要求书1/1页1.一种离子迁移谱,其特征在于:所述的离子迁移谱至少包括:源极S、保留区、隔离栅G、漂移区、栅网A、法拉第板、放大器、高压模块、2组分压电路和脉冲控制单元等;所述的源极S为封装了镍‑63电离源的圆形金属电极;所述的隔离栅G为网状金属电极,与源极S平行,将漂移管分隔为保留区和漂移区;所述的保留区在源极S和隔离栅G之间。2.根据权利要求1所述的一种离子迁移谱,其特征在于:所述的保留区长度在2mm‑15mm之间。3.根据权利要求1所述的一种离子迁移谱,其特征在于:所述的2组分压电路分别为隔离栅G和源极S提供分压绝对值VG和VS,VG>VS,其电压差ΔV1=VG‑VS,范围在0.1V‑10V之间。4.根据权利要求1所述的一种离子迁移谱,其特征在于:所述的脉冲控制单元包含2组MOS输出的开关KG和KS,通过隔离栅脉冲信号G‑Pulse和源极脉冲S‑Pulse控制,分别提供隔离栅脉冲ΔV2和源极脉冲ΔV3,隔离栅脉冲ΔV2和源极脉冲ΔV3幅度在100V‑1500V之间。5.根据权利要求4所述的一种离子迁移谱,其特征在于:所述的MOS输出的开关KS和KG可以是光MOS固态继电器,也可以是数字隔离器驱动的高压MOS管。6.如权利要求1‑5所述的一种离子迁移谱的控制方法,其特征在于:所述的控制方法包括如下控制步骤:t<t1,源极脉冲信号S‑Pulse=0V,隔离栅脉冲信号G‑Pulse=0V,开关KS和KG断开,源极S和隔离栅G分压绝对值分别为VS和VG,离子在保留区富集;t=t1,源极脉冲信号S‑Pulse=5V,开关KS闭合,启动源极脉冲ΔV3;隔离栅脉冲信号G‑Pulse=0V,开关KG断开,隔离栅G分压绝对值保持在VG;保留区内离子开始进入漂移区;t=t2,源极脉冲信号S‑Pulse=0V,开关KS断开,源极S分压绝对值开始恢复到VS;隔离栅脉冲信号G‑Pulse=5V,开关KG闭合,启动隔离栅脉冲ΔV2;离子团在漂移区被进一步压缩,离子团尾部被切断;t=t3,源极脉冲信号S‑Pulse=0V,开关KS断开,源极S分压绝对值保持在VS;隔离栅脉冲信号G‑Pulse=0V,开关KG断开,隔离栅G分压绝对值开始恢复到VG;t>t3,采集和处理离子迁移谱数据;源极脉冲信号S‑Pulse=0V,隔离栅脉冲信号G‑Pulse=0V,开关KS和KG断开,源极S和隔离栅G分压绝对值分别为VS和VG,离子在保留区富集。2CN115629117A说明书1/3页一种离子迁移谱及控制方法技术领域[0001]本发明涉及痕量物质检测技术领域,特别涉及一种离子迁移谱及控制方法。背景技术[0002]离子迁移谱(IonMobilitySpectrometer,IMS)是指利用离子在大气中的迁移率来识别化学物质的设备。离子迁移谱由于其易携带、快速检测和高灵敏度等特点,被广泛应用于爆炸物和毒品、工业有毒气体和军事毒剂的检测,以及食品/化妆品内违禁药物的检测。[0003]作为离子迁移谱的核心部件之一,离子门用来控制离子以脉冲的方式进入迁移区,从而得到不同飞行时间的图谱,即离子迁移谱。离子门通常有两种类型:Bradbury‑Nielson型(简称为BN型)离子门和Tyndall‑Powell型(简称TP型)离子门。BN型离子门由两组互相绝缘且交错排列于同一平面的平行电极构成。当两组电极间存在一定的电位差,则会产生垂直于漂移管的电场,阻断离子流的飞行线路,形成关门状态;当两组电极的电位相同,垂直电场消失,离子流可以通过电极间空隙,进入漂移