[发明专利]探测器和离子源

说明书

技术领域

本发明涉及一种离子源组件，该组件包括物流路径，该物流路径具有沿 着其长度的混合区域。

背景技术

用于探测爆炸物、危险化学物质和其它蒸汽的探测器通常包括电离源， 该电离源用于在探测之前对分析物的分子进行电离。在离子迁移率光谱仪 (IMS)中，被电离的分子通过静电门进入漂移区，在漂移区中受电场影响， 该电场被设置来沿着漂移区的长度将离子拉向在门的相反一端的集电极板。 离子沿着漂移区移动所花费的时间根据离子的迁移率变化，所述迁移率是分 析物的自然特性。在场非对称离子迁移率光谱仪(FAIMS)或微分迁移率光 谱仪(DMS)中，离子受横穿离子移动路径的非对称交变场影响，所述非对 称交变场被调整以滤除被选择的离子物质并允许其它离子通过以用于探测。

各种技术通常被用于对分析物的分子进行电离。这可能包括放射源、UV 或其它辐射源、或者电晕放电。US6225623描述了具有电离源的IMS，所述 电离源具有两个在不同极性工作的电晕点源。所述点源沿着分析物分子的物 流路径一个接一个地排列。

发明内容

本发明的目标是提供可替换的探测器和离子源组件。

根据本发明的一个方面，提供一种上面指出的离子源组件，其特征在于， 所述源包括正离子和负离子的第一源和第二源，该第一源和第二源分别通向 混合区域以产生包含正离子和负离子的等离子体，从而使得分析物可以暴露 于等离子体。

第一源和第二源优选地被设置以使得在等离子体上的全部电荷基本上 是中性的。离子源可以包括电晕点电离源。分析物优选地在离子源下游的位 置处被引入到物流路径。该组件优选地包括在离子源的上游位置处通向物流 路径的清洁干空气源。第一源和第二源优选地在沿着物流路径的长度的相同 距离处通向物流路径。第一源和第二源可以包括用于驱使离子从源进入物流 路径的装置。用于驱使离子的装置可以包括建立电场的装置或/和可以包括气 体的供应器，该气体的供应器可以包括用于增强离子形成或调整所形成的离 子物质的化学物质。混合区域优选地通向反应区域，所述反应区域被设置以 降低反应区域内的流的速度。反应区域的横截面面积可以被扩大以降低穿过 它的流的速度。

根据本发明的另一方面，提供了一种探测器设备，包括根据上述本发明 的一个方面的组件和被设置以从所述组件接收分析物离子的探测器。

探测器优选地为诸如离子迁移率光谱仪的光谱仪，例如FAIMS光谱仪。 探测器的输出可以被用于控制来自所述组件的离子流。

具体实施方式

现在将要通过示例的方式并参考附图来描述根据本发明的FAIMS探测 器设备，所述附图示意性地示出了所述设备。

所述设备包括探测器或分析器单元1，该探测器或分析器单元1具有连 接到离子源进口组件4的出口端3的进口端2，所述离子源进口组件4将被 电离的分析物分子提供到探测器单元。

进口组件4包括在其上端连接到清洁干空气源41的进口40，所述清洁 干空气例如由泵和分子筛提供。进口40成直线通向混合区域42。进口组件 4还包括在沿着经由进口40进入的气体的物流路径的相同位置处通向混合 区域42的相反侧的两个离子源43和44。

左边的正离子源43包括室45，所述室45包含双点电晕46，所述双点 电晕连接到电压源47，该电压源47被操作用于向点提供约3kV的正电压脉 冲以有效使电晕放电。可以用其它离子源，例如，单点直流电晕。室45相 对较小，被选择使得向混合区域42的离子传送就绪。电晕点46位于分别在 通常大约+4kV和+50V的两个栅极48和49之间。较低的电压栅极49位于 室45的通向混合区域42的开口处。以这种方式，电场沿着室45的长度被 建立以用于有效地将由电晕点46生成的正离子推进到右边并通过低电压栅 极49进入混合区域42。可替代地或除了使用电场将离子推进到混合区域42， 还可以使用气体流。所述气体可以包括增强离子形成或调整所形成的离子物 质的化学物质。这可以用于帮助所需要的离子物质传送到中央混合区域。气 体流可以被设置来帮助或抗衡(counter)由电场生成的离子流。