采用脉冲电晕放电离子源的离子迁移谱仪

第２ｌ卷第１２期２０１３年１２月

光学精密工程

ＯｐｔｉｃｓａｎｄＰｒｅｃｉｓｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ

Ｖ０１．２ｌＮｏ．１２Ｄｅｃ．２０１３

文章编号１００４—９２４Ｘ（２０１

３）ｉ２—３０９５—０７

采用脉冲电晕放电离子源的离子迁移谱仪

栗大超＋，李国卿，檀景辉，于海霞，徐可欣

（天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室，天津３０００７２）

摘要：尝试采用脉冲电晕放电作为离子迁移谱仪中的放射性离子源以简化离子迁移谱仪结构。研究了脉冲电晕放电的特性，测量了单次脉冲电晕放电产生的正离子数．以及正离子数与高压脉冲的关系．正离子数与电极间距的关系以及在

不同针尖曲率半径下．正离子数随高压脉冲的变化。确定脉冲电晕放电离子源的各电极参数后．设计了脉冲电晕放电离子源及相应的离子迁移谱仪主体结构。最后．利用自行设计的离子迁移谱仪．探测了空气中反应物离子Ｈ一（Ｈ．２（））。的迁移谱。结果显示：离子迁移谱的峰值对应时间为４７．５ｎｌｓ，峰值半高宽为７．５ｍｓ．由此算出离子迁移谱仪的谱分辨率为６．３３。实验验证了脉冲电晕放电作为离子迁移谱仪离子源的可行性。由于脉冲电晕放电结构极易采用微机电系统

（ＭＥＭＳ）技术实现．其对应的迁移管和传统迁移管相比去除了离子门，简化了离子迁移谱仪的结构。

关

键

词：离子迁移谱仪；离子源；脉冲电晕放电；微机电系统

文献标识码：Ａ

ｄｏｉ：１０．３７８８／／（）ＰＥ．２０１３２１１２．３０９５

中图分类号：ＴＨ８４３

Ｉｏｎｍｏｂｉｌｉｔｙｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒｕｓｉｎｇｐｕｌｓｅ

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Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ

ＭｅａｓｕｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔ，

ＴｉａｎｊｉｎＵｎｉｚｔｅｒｓｉｔｙ。Ｔｉａｎｊｉｎ３０００７２，Ｃｈｉｎａ）

＊Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ，Ｅ－ｍａｉｌ：ｄｃｈｌｉ＠巧Ｕ．ｅｄｕ．ｃｎ

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收稿日期：２０１３一０７—１０；修订Ｅｌ期：２０１３一０８一０５．

基金项目：国家自然科学基金资助项目（Ｎｏ．６１１７６１０７，Ｎｏ．１１２０４２１０，Ｎｏ．５１３５０１１０２３３）；天津市科技支撑计划重点

项目（Ｎｏ．１１ＺＣＫＦＳＹ０１５００）；国家公益性行业科研专项重点项目（Ｎｏ．ＧＹＨＹ２００９０６０３７１）；国家８６３高技术研究发展计划资助项目（Ｎｏ．２０１２ＡＡ０２２６０２）

光学精密工程

ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ—ｍｅｃｈａｎｉｃＳｙｓｔｅｍ（ＭＥＭＳ）ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｇａｔｅ，ｔｈｅ

ｓｔｒｕｃｔ

ｕｒｅ

第２１卷

ｏｆＩＭＳｉｓｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ．

ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ：ｉｏｎ

ｓｏｕｒｃｅ；

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｏｎｍｏｂｉｌｉｔｙｐｕｌｓｅ

ｃｏｒｏｎａ

ｄｉｓｃｈａｒｇｅ；Ｍｉｃｒｏ—ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ—ｍｅｃｈａｎｉｃ

Ｓｙｓｔｅｍ（ＭＥＭＳ）

生的正离子数的影响，对直流正电晕放电和脉冲

引言

正电晕放电进行了有关实验和性能分析。在此基础上，设计了脉冲电晕放电离子源和相应的离子

离子迁移谱技术。１是一种在大气压下的离子分离技术。离子迁移谱仪具有体积小、结构简单、测量速度快、功耗低等优点，可用于痕量气态化学物质检测口一。它突破了传统分析仪器只在实验室中使用的限制．被广泛应用于爆炸物、毒品、生化战剂的检测以及生物分析、环境监测等领域『３。。

在离子迁移谱仪的研究中，首先要有一个离子源，该离子源需要具备稳定，且能够将被测气态物质充分电离的特性，为通过离子迁移率的不同对离子进行分离提供了前提。传统的离子迁移谱技术一般采用放射性元素６３Ｎｉ作为离子源。该离子源具有无功耗、性能稳定等优点。但由于在微型化便携式离子迁移谱仪中具有放射性的元素，会对操作者的身体健康构成潜在的威 …… 此处隐藏：10835字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……