[发明专利]一种离子迁移谱仪及其气路控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及离子迁移谱技术，具体是一种离子迁移谱仪及其气路控制方法。背景技术

差分式离子迁移谱是利用离子迁移率在高低场下的差异进行离子分离的。样品由载气带进入电离区，然后被电离的样品离子进入迁移区。迁移区一般为两块平行的平板。在其中的一块平板上加上非对称波形的射频电场，另一块接地。在迁移区内离子在高频电场的作用下会在与载气方向垂直的方向上做上下震荡的运动。由于在高低场离子的迁移率不同，在高频电场的每个周期，离子都会在垂直方向上产生一个位移，最终离子打到极板上而湮灭掉。如果在高频电场上施加一匹配的补偿电压，抵消离子在非对称场下产生y方向的位移，使离子能够通过漂移区，到达检测极。通过在一定范围内对补偿电压进行扫描，就可以使得不同样品离子在特定补偿电压下通过迁移区到达检测极，实现样品的检测。通过施加特定补偿电压达到选择性检测样品的目的。

差分离子迁移谱和传统离子迁移谱均工作在大气压下，差分离子迁移谱主要由高频高压电源和迁移极板等主要部件，迁移极板进行样品的分离，运行需要洁净的、稳定的漂气流量和载气流量，载气从膜进样一侧流过、将膜进样渗透过去的样品气体携带进入差分离子迁移谱进行分析，漂气和载气在迁移极板内合并后，通过迁移极板的排气口排出。

离子迁移谱通常包括进样器和离子迁移管等主要部件，离子迁移管的运行需要洁净的、稳定的漂气流量和载气流量，载气从膜进样一侧流过、将膜进样渗透过去的样品气体携带进入离子迁移管进行分析，漂气和载气在离子迁移管内合并后，通过离子迁移管的排气口排出后和差分离子迁移谱迁移极板的排气口排出的气合并后再并入一个单向阀输入至空气泵，实现气路的整个循环。

膜进样差分离子迁移谱和传统离子迁移谱包括能同时检测正离子、负离子的差分离子迁移谱迁移极板和传统离子迁移谱的迁移管，无论是迁移极板还是迁移管都需要稳定的漂气流量和载气流量，尤其是正离子、负离子同时检测的差分离子迁移谱迁移极板，由于是在纵向上施加的高频高压和补偿电压，横向上主要依靠气流将离子带出分离场后到达检测区。

通过这种气路方式可实现差分离子迁移谱和传统离子迁移谱同时检测同种物质，也可实现同时检测不同种物质，还可实现差分离子迁移谱或者传统离子迁移谱单独使用。

本发明的一种膜进样差分离子迁移谱和传统离子迁移谱并联仪器的气路控制方法，就是为了解决进入到差分离子迁移谱和传统离子迁移谱的载气和漂气流量大小和比例，为每个差分离子迁移谱迁移极板和传统离子迁移谱的迁移管提供稳定的漂气和载气，实现差分离子迁移谱和传统离子迁移谱同时检测同种物质，或者同时检测不同种物质，亦或者差分离子迁移谱或者传统离子迁移谱单独使用的目标。

发明内容

一种离子迁移谱仪，包括第一膜进样装置、第二膜进样装置、飞行时间离子迁移谱、差分离子迁移谱、掺杂剂腔、掺杂剂调节阀流量计、飞行时间离子迁移谱调节阀流量计、差分离子迁移谱调节阀流量计、膜进样调节阀流量计和空气泵。所述第一膜进样装置和第二膜进样装置的结构相同，包括采样口、抽气口、PDMS膜、膜进样载气进口和膜进样载气出口，其中采样口和抽气口位于PDMS膜的一侧，膜进样载气进口和膜进样载气出口位于PDMS膜的另一侧；所述飞行时间离子迁移谱上设置载气进气口、漂气进气口和飞行时间迁移谱出气口，第一膜进样装置的膜进样载气出口与飞行时间离子迁移谱的载气进气口相连；所述差分离子迁移谱上设置第一差分载气进气口、第二差分载气进气口和差分载气出气口，第二膜进样装置的膜进样载气出口与差分离子迁移谱上的第一差分载气进气口相连；所述空气泵上设置空气泵进气口和空气泵出气口，飞行时间离子迁移谱上的飞行时间迁移谱出气口和差分离子迁移谱上的差分载气出气口与空气泵进气口相连；所述空气泵出气口与掺杂剂调节阀流量计、飞行时间离子迁移谱调节阀流量计、差分离子迁移谱调节阀流量计和膜进样调节阀流量计的输入端相连；掺杂剂调节阀流量计的输出端通过掺杂剂腔与第一膜进样装置的载气进口相连；飞行时间离子迁移谱调节阀流量计的输出端与飞行时间离子迁移谱上的漂气进气口相连；差分离子迁移谱调节阀流量计的输出端与差分离子迁移谱上的第二差分载气进气口相连；膜进样调节阀流量计的输出端与第二膜进样装置的载气进口相连。

更进一步的，所述离子迁移谱仪中，所述空气泵的出气口设置干燥管和颗粒过滤器，干燥管和颗粒过滤器顺次连接在空气泵的出气口上。

更进一步的，所述离子迁移谱仪中，所述空气泵的进气口设置单向阀，单向阀的入口与空气连通。

用于离子迁移谱的控制方法，包括以下步骤，

1）在掺杂剂腔中加入掺杂剂，开启空气泵；