[发明专利]高纯氮气检测方法及装置

摘要

本公开提供了一种高纯氮气检测方法及装置，该方法基于离子迁移谱原理，采用负电晕电离法将样品气体电离形成离子，使形成的离子在漂移电场的作用下发生漂移，以使杂质离子分离，并对分离出的杂质离子进行检测，获得样品气体中的杂质浓度。更进一步提供了实现该方法的装置。本公开提高了高纯氮气的检测速度，降低了检测限，并简化了装置结构。

主权项

1.一种高纯氮气检测方法，包括：

采用负电晕电离法将样品气体电离形成离子；

形成的离子在漂移电场的作用下发生漂移，以使杂质离子分离；以及

对分离出的杂质离子进行检测，获得样品气体中的杂质浓度。

2.根据权利要求1所述的高纯氮气检测方法，其中：

在发生漂移的离子漂移区加入不同于所述样品气体的第二气体作为漂移气体，使其逆着离子漂移方向进行流动；或者

在发生漂移的离子漂移区加入样品气体作为漂移气体，使所述样品气体流逆着离子漂移方向经过离子漂移区后被电离。

3.根据权利要求1所述的高纯氮气监测方法，其中，所述样品气体的电离电压为‑1.6kv～‑3.0kv。

4.根据权利要求1所述的高纯氮气监测方法，其中，所述漂移电场为恒定均匀电场或非对称交变电场。

5.根据权利要求4所述的高纯氮气检测方法，其中：

所述恒定均匀电场的电场强度为10V/cm～500V/cm；

所述非对称交变电场电场强度为10000V/cm～60000V/cm。

6.一种高纯氮气检测装置，包括：

电离单元，用于将样品气体从分子电离为离子；

离子分离单元，用于使电离单元内产生的离子发生漂移而进行杂质离子分离；

离子检测单元，设置于所述离子分离单元的末端，用于将离子信号转化为电信号；以及

信号处理单元，电性连接于所述离子检测单元，用于接收离子检测单元的电信号并进行处理和计算，获得样品气体中的杂质浓度。

7.根据权利要求6所述的高纯氮气检测装置，其中：

所述电离单元包括电晕放电电离源，所述电晕放电电离源选自单针结构、针‑筒结构、针‑网结构或双针结构的电晕放电电离源；

所述离子分离单元包括漂移管，用于在所述漂移管内使所述样品气体产生的离子发生漂移，实现杂质离子的分离。

8.根据权利要求7所述的高纯氮气检测装置，其中，所述漂移管包括：

离化区，用于在其内收集样品气体形成的离子；

分离区，用于将形成的杂质离子分离；以及

离子门，设置在所述离化区和分离区之间，用于控制离子从离化区向分离区漂移。

9.根据权利要求6所述的高纯氮气检测装置，还包括：

进样单元，其包括样气进口，所述样品气体通过所述样气进口进入检测装置；以及

温度控制单元，用于对电离单元、离子分离单元以及离子检测单元进行温度控制。

10.根据权利要求9所述的高纯氮气检测装置，其中，所述样气进口设置于所述离子分离单元的末端，在所述电离单元处设置出气口，使样品气体在离子分离单元内逆着离子漂移方向流动，并到达电离单元被电离。