[发明专利]一种阵列式离子迁移管

说明书

技术领域

本发明涉及离子迁移管，具体地说是一种新型阵列式离子迁移管，该 新型的阵列式离子迁移管的所有检测通道采用结构上的一体化设计，具有 阵列式一体化的载气入口、电离源、反应区、离子门、漂移区、栅网结构、 法拉第盘结构、以及放大检测部件，实现了多个具有相同电场和离子门脉 冲的检测通道的同时检测，大大提高了仪器检测的准确性和可靠性。

背景技术

离子迁移谱技术是自1970年代初发展起来的一门物质分析检测技术。 它采用的基本原理是在大气压条件下生成的离子，在特定的电场特征下， 自相同的起点开始漂移经过相同的距离时，不同的离子会因具有不同的迁 移率需要不同的时间，测量这一时间即可对物质进行定性监测。离子迁移 谱技术具有检测灵敏度高，检测速度快，可以实现在线快速检测，检测成 本低等优点，近年来越来越受到人们的重视。离子迁移谱目前应用领域很 多，例如爆炸物的监测，毒品稽查，生化战剂的检测等领域，近年来还越 来越多的应用于有机污染物检测等领域。

离子迁移谱技术影响迁移率的因素很多，包括物质分子本身的质量、 结构、碰撞截面、形成团簇的能力，以及外界条件如电场强度，温度、湿 度、漂气种类、漂气的分子数密度(压强)等都有关系。这使得众多的物 质具有相同或相近的迁移率。目前，离子迁移谱的分辨率一般只有几十， 分辨能力比较低。也正是由于这一特点，在给定的条件下，使得众多的物 质虽然能够形成检测信号，却因具有相同或相近的迁移率而不能够被区分。

针对这一问题，人们开发了多种方法来提高迁移谱仪的分辨率和准确 性，如利用不同的电离源电离选择性，利用不同的漂气对迁移率的影响不 同，以及利用添加掺杂气体掩盖干扰物等方法来提高对物质检测定性的准 确性。在仪器实现上意味着需要多个检测通道才能较为迅速和方便的实现 多手段同时交叉、可靠的检测。目前，国际上已有多套迁移管并行使用的 报道，但是结构上集成为一体的设计尚未出现。

另外，由于迁移管工作状态参数如湿度，气体压力，温度等控制上的 难度比较大，尤其是湿度的控制相当困难，这使得测定时的物质迁移率不 断变化。如何即时校准这些参数的变化，是一个重要的课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种多通道阵列式离子迁移管；其为一种集成度 高，结构紧凑的一体化阵列式离子迁移管；该新型阵列式离子迁移管的所 有检测通道采用结构上的一体化设计，实现了多个具有相同电场和离子门 脉冲的检测通道的同时检测，并可以利用掺杂剂技术，内标物技术以及不 同的漂气的使用技术，大大提高了仪器检测的准确性和可靠性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种阵列式离子迁移管，从左至右沿一轴线依次包括电离源区、反应 区、离子门、漂移区、栅网、法拉第盘，所述电离源区和法拉第盘分别为 二个或二个以上的，二个或二个以上的电离源区或法拉第盘分别相互平行 的，且电离源区和法拉第盘于迁移管的轴线二端分别一一对应，形成二个 或二个以上的迁移管检测通道。实现了多个具有相同电场和离子门脉冲的 检测通道的同时检测。

具体结构如下：所述漂移区是由绝缘环和电极环同轴交替叠加构成的 筒状空间结构；沿筒状空间结构的轴线方向，于漂移区的一端依次设置有 离子门和相互平行的二个或二个以上的电离源区，在离子门与电离源区之 间设置有由绝缘环和电极环，绝缘环和电极环内部的筒状空间结构作为反 应区；

在靠近离子门的反应区的绝缘环上设置有载气入口或出气口；在电离 源区或在靠近电离源区的反应区的绝缘环上设置有出气口或载气入口；

于漂移区的另一侧依次设置有栅网和二个或二个以上的法拉第盘，法 拉第盘与电离源区沿漂移区的筒状空间结构的轴线方向一一对应，形成二 个或二个以上的迁移管检测通道；

于法拉第盘的外侧设置有法拉第盘屏蔽筒，在法拉第盘屏蔽筒漂气入 口。

电离源区为至少一端开口的筒状结构，反应区处于电离源区的开口端； 所述反应区是由绝缘环和电极环同轴交替叠加构成的筒状空间结构；构成 漂移区的电极环通过绝缘环按等间距均匀排布设置；所述当电离源区采用 脉冲电离源时可以不使用离子门；

沿漂移区的筒状空间结构的轴线方向，从所述离子门至每个法拉第盘 之间分别设置有一个绝缘套筒，那么每个绝缘套筒的内腔即为漂移区，且 相互平行的绝缘套筒的直径和长度完全相同，以实现一致性的检测。