[发明专利]离子传输管及其制造方法

说明书

本发明涉及一种用于制造离子传输管的方法，所述离子传输管适于借助电场将离子传输通过被构造为离子传输管内部空腔的离子传输室，所述电场能够通过将电位施加在离子传输管的电极上来产生，所述方法具有以下制造步骤：a)提供材料块，其中多个导电的电极层重叠地沿着材料块的纵向轴线相继地并且基本上彼此平行地布置，其中分别相邻的电极层彼此隔开，并且在相邻的电极层之间由此形成的间隙中分别有至少一个绝缘材料层，相邻的电极层通过所述绝缘材料层彼此粘接并彼此电绝缘，b)在所述材料块中形成空腔，以形成离子传输室。本发明此外还涉及一种离子传输管和一种气体分析装置。

本发明涉及一种用于制造离子传输管的方法，该离子传输管适用于借助电场将离子传输通过被构造为离子传输管内部空腔的离子传输室，所述电场能够通过将电位施加在离子传输管的电极上而产生。本发明还涉及根据权利要求9的离子传输管和根据权利要求13的气体分析装置。

这种离子传输管，也称为漂移管，例如在气体分析设备、尤其是在离子迁移谱仪中使用。离子迁移谱仪(IMS)用于物质混合物的分析。通常以气相存在的混合物在此通过其离子迁移率分离，这在很大程度上取决于碰撞横截面和物质的质量。在此可以在一秒内检测出较低的ppb(十亿分之一)至ppt(万亿分之一)的物质浓度。由于这些分析能力和较低的仪器耗费，IMS目前用于很多应用领域，例如，化学战物质和爆炸物的检测，用于质量保证的食品工业，用于测量有毒化合物和药物的安全技术以及用于呼吸气体分析和快速鉴定细菌的医疗技术等。

按照离子迁移率进行物质分离的一种可能方法是测量各种不同的离子种类在大气压下的飞行时间。如果离子包(lonenpakete)在电场中沿着规定路径移动，则为此所需的时间可以用作离子迁移率的量度。这样的漂移管-离子迁移谱仪的基本结构通常由电离区、漂移区和检测器组成。在WO2015/091 146 A1中可以找到描述，其内容在此也成为本申请的主题。

为了获得高分析性能，需要电场尽可能均匀的漂移区。这通常通过环形电极的布置来实现，所述环形电极借助分压器被设在规定的电位上。在这里，一个特殊挑战是制造尽可能成本低廉的并且还是小型结构的漂移管。

用于制造离子传输管的建议例如来自于DE 41 30 810 C1或DE 103 47 656 B4。

本发明的目的是提供一种离子传输管，其能够以成本低廉和以尽可能小型结构制造，并且规定了与此相应的制造方法。

根据权利要求1，该目的通过一种用于制造离子传输管的方法来实现，该离子传输管适于借助电场将离子传输通过被构造为离子传输管内部空腔的离子传输室，所述电场能够通过将电位施加在离子传输管的电极上来产生，所述方法具有以下制造步骤：

a)提供材料块，其中多个导电的电极层重叠地沿着材料块的纵向轴线相继地并且基本上彼此平行地布置，其中分别相邻的电极层彼此隔开，并且在相邻的电极层之间由此形成的间隙中分别有至少一个绝缘材料层，相邻的电极层通过所述绝缘材料层彼此粘接并彼此电绝缘，

b)在所述材料块中形成空腔，以形成离子传输室。

以该方式，可以以简单且成本有效的方式制造离子传输管。已经具有由电极层和绝缘材料层构成的层结构并因此是复合材料的材料块可以在单独的工序中制造。以该方式还能够在工作侧上实现采用根据本发明的方法提供离子传输管，方法是，在一个工序中制造材料块，在另一个在时间和/或空间上分开的工序中由材料块制造具有某些特定几何特性的离子传输管。因此，本发明还尤其允许以尤其简单和成本低廉的方式有客户针对性地定制生产离子传输管。

预制材料块的使用具有进一步的优点，即离子传输管和因此配备有离子传输管的气体分析装置可以尤其有利地以小型化形式提供。以该方式，气体分析装置能够用于新的应用，尤其是利用本发明能够开发日常应用中的各种新领域。