[发明专利]分析离子结构的方法

权利要求书

1.一种分析离子结构的方法，包括以下步骤：

囚禁、激发离子步骤：向一离子质量分析器施加一射频电场，使样品离子囚禁于所述离子质量分析器中，所加射频电场具有高阶成分；并向所述离子质量分析器施加一辅助交流电场或施加一宽频激发电场使样品离子被激发到一运动幅度，但不超过离子质量分析器的囚禁能力，此时运动幅度记为初始运动幅度(a0)，对应于该初始运动幅度(a0)的时刻记为第一时刻(t0)；

信号采集步骤：向所述离子质量分析器持续通入载气，并使离子质量分析器中的真空度小于1.333Pa，样品离子与载气发生碰撞，运动幅度逐渐减小，直到第二时刻(tt)，采集从第一时刻(t0)到第二时刻(tt)过程中样品离子产生的镜像电流的时域信号；

信号处理步骤：通过时频分析方法对所述时域信号进行分析，分别获得样品离子中各尺寸的离子的运动频率(f)随时间变化的时变特征曲线(C)，每条所述时变特征曲线(C)包含有相应尺寸的离子的运动频率(f)与该离子与载气的碰撞截面积的对应关系，以区别出不同尺寸的离子。

2.根据权利要求1所述的方法，其中在所述信号处理步骤之后，还包括对时域信号进行滤波步骤，将所述时域信号通过滤波器滤波，以获得干扰较小的时域信号。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述信号处理中的时频分析方法为傅里叶变换方法、快速傅里叶变换方法、短时傅里叶变换方法、分数阶傅里叶变换方法或小波分析方法。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述信号处理步骤中，样品离子运动频率(f)随时间变化的时变特征曲线满足方程：

f=f01+3a124∈3+5a148∈5+35a1664∈7+···---(1)]]>

其中a₁为样品离子运动幅度；f₀为无高阶场时离子运动频率；∈₃,∈₅,∈₇为偶阶场微扰系数，

a1=1(1/a0+c)eδ12t-c---(2)]]>

其中a₀为样品初始运动幅度；为常数；为Langevin衰减系数；为硬球模型衰减系数；r为样品离子有效半径；q为样品离子电荷；αp为极化率；ε₀为真空介电常数；p为真空度；T为热力学温度；k为Boltzmann常数；M为载气质量；m为样品离子质量；

将式(2)代入式(1)，则得到样品离子有效半径(r)与样品离子运动频率(f)随时间变化的关系等式。