[发明专利]一种圆环形直流VUV光电离源及应用

说明书

一种圆环形直流VUV光电离源，包括放电腔、圆环形放电电极对、供电电源；所述放电腔为径向截面圆环形中空密闭腔体，是由二个二端开口同轴心圆筒套置后、二个圆筒的二端间密闭连接构成，所述放电腔内筒采用透光材料制成作为光学窗口，于外筒靠近两端的外壁面上分别设有第一圆环状放电电极和第二圆环状放电电极及第三圆环状电极；第一圆环状放电电极和第二圆环状放电电极中一个为参考地电极，另一个为高压电极，分别与位于第一圆环状放电电极和第二圆环状放电电极中间的第三圆环状电极形成放电电极对，利用第一圆环状放电电极和第二圆环状放电电极之间的电压差产生的电场把电离反应区中形成的离子引出电离反应区。

技术领域

本发明涉及分析仪器中的电离源，具体地说是一种高效圆环形直流VUV光电离源技术，具体讲是通过设计圆环形放电结构的VUV光电离源，实现圆环内样品的高效电离，使气流更加通畅，避免湍流对电离效率的不利影响，提高电离效率，将这种新的电离技术用于离子迁移谱，提高离子迁移谱的灵敏度。

背景技术

离子迁移谱是20世纪70年代发展起来的一种检测技术，其分离原理是通过气态离子的迁移率来表征各种不同的化合物。它具有探测灵敏度高、测量响应快、仪器体积小、造价低等优点，目前已广泛应用于化学毒剂、毒品、危险品和大气环境中的挥发性有机污染物的检测。

电离源是离子迁移谱等分析仪器的关键技术之一。传统的离子迁移谱常用的电离源是放射性⁶³Ni电离源。⁶³Ni能够放射出平均能量为17Kev的β射线，与载气经过一系列复杂的反应，最后形成试剂离子H₃O⁺(正离子检测模式)和O₂^_(负离子检测模式)，试剂离子再与待测样品反应，使得待测样品得到电离。放射性⁶³Ni电离源由于其简单、稳定、无需外部供电等优点而得到科学家的青睐，但是由于其放射性带来的安全检查及特殊的安全措施给它的实际应用带来许多麻烦。另外⁶³Ni电离源产生的离子浓度不够高，导致传统的离子迁移谱信号比较弱，线性范围小。因此近年来人们在积极的寻求非放射性电离源，以期代替传统的放射性⁶³Ni电离源。几种用于离子迁移谱的非放射性的电离源有光电离源(包括VUV灯以及激光)、电晕放电电离源以及专门用来电离液体的电喷雾电离源等。

真空紫外光电离源能够将电离能低于紫外单光子能量(10.6eV)的挥发性有机物的高效电离。但是由于传统VUV灯受结构限制，与离子迁移谱结合时采用同轴式结构，这样进样时采用垂直进样，容易产生湍流，导致电离效率低下。一种解决方案是采用垂直灯头结构，即灯与迁移管垂直，可以避免对气流的影响，但是会干扰灯头附件的电场，导致离子损失增大，降低灵敏度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，提供一种能够为离子迁移谱提供稳定试剂离子的一种高效圆环形直流VUV光电离源，电离反应在环状腔体内部，便于与离子迁移谱的连接，避免对气流的扰动，提高电离效率；另外，通过反射膜提高光子的利用效率，进一步提高检测灵敏度。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

所述一种圆环形直流VUV光电离源，其特征在于：一种圆环形直流VUV光电离源，其特征在于：包括放电腔、圆环形放电电极对、供电电源；所述放电腔为径向截面圆环形中空密闭腔体，是由二个二端开口同轴心圆筒(内筒和外筒，内筒穿套于外筒中)套置后、二个圆筒的二端间密闭连接构成，腔体内充满氮气和/或惰性气体；所述放电腔内筒采用透光材料制成作为光学窗口，于外筒靠近两端的外壁面上分别设有第一圆环状放电电极和第二圆环状放电电极及第三圆环状电极；第一圆环状放电电极和第二圆环状放电电极中一个为参考地电极，另一个为高压电极，分别与位于第一圆环状放电电极和第二圆环状放电电极中间的第三圆环状电极形成放电电极对；所述第一圆环状放电电极与第三圆环状电极之间、第二圆环状放电电极与第三圆环状电极之间通过绝缘介质绝缘间隔；所述的内筒所围绕的区域为电离反应区，利用第一圆环状放电电极和第二圆环状放电电极之间的电压差产生的电场把电离反应区中形成的离子引出电离反应区。