[发明专利]电介质阻挡放电离子化检测器

说明书

提供氩气‑BID，能够防止由等离子体生成区域的扩大而产生单侧阻挡放电，实现高SN比。电介质阻挡放电离子化检测器具有：电介质管(111)；高压电极(112)，围绕设置于电介质管(111)的外壁并连接于交流电源；上游侧接地电极(113)及下游侧接地电极(114)，围绕设置于高压电极(112)的上下，通过在放电部(110)的放电生成等离子体，使供给至电荷收集部(120)的试料气体中的成分离子化并检测离子电流，使上游侧接地电极(113)的长度比电介质管(111)上端的管路前端部件(116)与高压电极(112)之间的沿面放电的开始距离长，或者使下游侧接地电极(114)的长度比高压电极(112)与电荷收集部(120)之间的沿面放电的开始距离长，或者同时满足上述两种情况。

技术领域

本发明涉及一种电介质阻挡放电离子化检测器，主要优选作为气相色谱仪(GC)用的检测器。

背景技术

近年来，将利用了由电介质阻挡放电等离子体实现的离子化的电介质阻挡放电离子化检测器(Dielectric Barrier Discharge Ionization Detector，以下简称为“BID”)实际用作GC用的新的检测器(参照专利文献1、2以及非专利文献1等)。

上述文献所述的BID大致由放电部与设置在其下方的电荷收集部构成。在放电部中，通过将低频的交流高电压施加至等离子体生成用电极，使被供给至该电介质管的管路内的惰性气体电离而形成大气压非平衡等离子体，所述等离子体生成用电极被围绕设置于由石英玻璃等的电介质构成的管(电介质管)。而且，通过从该等离子体发出的光(真空紫外光)或激发物等的作用，使被导入至电荷收集部内的试料气体中的试料成分离子化，并通过收集电极收集生成的该离子，生成与离子的量即试料成分的量相对应的检测信号。

图8示出所述BID中的放电部周边的构成。放电部710具备如上述那样的石英等的电介质构成的电介质圆筒管711，其内部成为作为等离子体生成气体的惰性气体的流路。在电介质圆筒管711的外壁面围绕设置有3个环状的电极，所述环状电极由金属(例如SUS、铜等)构成且分别隔开规定的距离。这些3个电极之中，在中央的电极712中连接有产生低频的高压交流电压的激发用高压交流电源715，配置于该电极上下的电极713、714都接地。以下，将所述中央的电极称为高压电极712，上下的电极分别称为接地电极713、714，将这些统称为等离子体生成用电极。因为电介质圆筒管711的壁面存在于等离子体生成用电极与所述惰性气体的流路之间，所以电介质即该壁面本身作为包覆电极712、713、714的表面的电介质包覆层起作用，能够进行电介质阻挡放电。在惰性气体在电介质圆筒管711内流动的状态下，若驱动激发用高压交流电源715，则低频的高压交流电压被施加至高压电极712与配置于其上下的接地电极713、714之间。由此，在由所述2个接地电极713、714夹着的区域产生放电。因为该放电通过电介质包覆层(电介质圆筒管711的壁面)而进行的，所以是电介质阻挡放电，由此在电介质圆筒管711中流动的等离子体生成气体被大范围电离而产生等离子体(大气压非平衡等离子体)。

另外，通过像上述那样地，使高压电极712构成为夹着2个接地电极713、714，能够抑制因放电产生的等离子体扩散至电介质圆筒管711的上游侧以及下游侧，能够将实质的等离子体生成区域限制在2个接地电极713、714之间。

在BID中，因为等离子体生成用电极的表面如上所述地被电介质覆盖，所以能够抑制来自金属电极表面的热电子或二次电子的放出。此外，通过电介质阻挡放电产生的是包含低温的中性气体的非平衡等离子体，所以能够抑制因放电部710的温度变动或加热导致气体从石英管内壁的放出之类的等离子体的变动因素。其结果是因为能够在BID中稳定地维持等离子体，所以能够实现比作为GC用检测器而最常使用的火焰离子化型检测器(FlameIonization Detector,FID)高的SN比。