用于离子迁移率谱仪的迁移管结构转让专利
申请号 : CN200710308546.3
文献号 : CN101471222B
文献日 : 2010-11-24
发明人 : 胡海峰 , 李元景 , 张清军 , 陈志强
申请人 : 同方威视技术股份有限公司
摘要 :
公开了一种用于离子迁移率谱仪的迁移管结构，包括间隔排列的极片和绝缘部分，其中电极片是带有弧度或锥度的网状金属片。另外，电极片的弧度或锥度部分带有透明度较高的网孔。本发明由于以上结构，将会在迁移区部分形成外围带有聚焦中心较为均匀的电场，由于电极外围的圆环结构，可以屏蔽外界电场对迁移电场的影响。由于电极为网状且中间带有圆孔，对于不在轴心运动的离子进行了尽可能多的聚焦和收集，在轴心方向运动的离子可以完全透明的通过。
权利要求 :
1.一种用于离子迁移率谱仪的迁移管结构，包括间隔排列的电极片和绝缘部分，其中电极片是带有弧度或锥度的网状金属片，且具有中心孔，靠近法拉第盘的电极片的中心孔比远离法拉第盘的电极片的中心孔小。
2.如权利要求1所述的迁移管结构，其中电极片的弧度或锥度部分带有网孔。
3.如权利要求1所述的迁移管结构，其中，电极片的中心孔是圆孔。
4.如权利要求1所述的迁移管结构，其中，电极片的外围是单边或两边都带有金属环的金属结构。
5.如权利要求1所述的迁移管结构，其中绝缘部分构成为环状。
6.如权利要求1所述的迁移管结构，其中所述电极片同轴排列，并且被加上递增或递减的电压。
说明书 :
技术领域
本发明涉及一种使用离子迁移技术检测毒品和爆炸物的探测装置所用的迁移管结构，属于安全检测技术领域。
背景技术
离子迁移谱仪是根据不同离子在均匀弱电场下漂移速度不同而实现对离子的分辨。离子迁移谱仪通常由进样部分、电离部分、离子门或离子存储部分、迁移区、收集区、读出电路、数据采集和处理、控制部分等构成。
现有技术为了实现较高的离子透过率，人们将注意力集中在离子聚焦技术上。美国专利US4855595使用时变电场进行聚焦。美国专利US5189301使用了杯形电极进行聚焦增加了离子穿过率。但不少离子会散射到电极而消失。美国专利US6727495采用将电极片进行偶数分割、相邻分割片电场相位差90度的时变电场和线性电场耦合的办法实现对离子的聚焦增加了透过率。但是，该技术结构和控制较为复杂。美国专利US7223969采取了强弱静电场交替的办法进行聚焦提高离子穿过率，然而结构复杂。
图1示出了根据现有技术的迁移管结构，它包括依次排列的进样器1、半透膜2、电离源2、离子门3、迁移管4、法拉第盘和前端电路5等。迁移管内部电场容易受到干扰，且外围的离子由于边缘不均匀的电场被散射而失去。
现有技术为了实现较高的离子透过率，人们将注意力集中在离子聚焦技术上。美国专利US4855595使用时变电场进行聚焦。美国专利US5189301使用了杯形电极进行聚焦增加了离子穿过率。但不少离子会散射到电极而消失。美国专利US6727495采用将电极片进行偶数分割、相邻分割片电场相位差90度的时变电场和线性电场耦合的办法实现对离子的聚焦增加了透过率。但是，该技术结构和控制较为复杂。美国专利US7223969采取了强弱静电场交替的办法进行聚焦提高离子穿过率，然而结构复杂。
图1示出了根据现有技术的迁移管结构，它包括依次排列的进样器1、半透膜2、电离源2、离子门3、迁移管4、法拉第盘和前端电路5等。迁移管内部电场容易受到干扰，且外围的离子由于边缘不均匀的电场被散射而失去。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种迁移管结构，能够简单且有效地提高迁移管的离子透过效率。
在本发明的一个方面，提出了一种用于离子迁移率谱仪的迁移管结构，包括间隔排列的电极片和绝缘部分，其中电极片是带有弧度或锥度的网状金属片。
优选地，电极片的弧度或锥度部分带有透明度较高的网孔。
优选地，电极片的中心是直径为毫米级的孔。
优选地，电极片的中心是直径为圆孔。
优选地，电极片的外围是单边或两边都带有金属环的金属结构。
优选地，靠近法拉第盘的电极片的中心孔比远离法拉第盘的电极片的中心孔小。
优选地，绝缘部分构成为环状。
优选地，所述电极片等距离或者不等距同轴排列，并且被加上递增或递减的电压。
本发明由于以上结构，将会在迁移区部分形成外围带有聚焦中心较为均匀的电场，由于电极外围的圆环结构，可以屏蔽外界电场对迁移电场的影响。由于电极为网状且中间带有圆孔，对于不在轴心运动的离子进行了尽可能多的聚焦和收集，在轴心方向运动的离子可以完全透明的通过。靠近法拉第盘的电极中心孔较小，一方面满足被聚焦的离子束的通过，另一方面较好的屏蔽了该电极以前离子运动对法拉第盘的影响，极大的提高了离子通过率。由于离子束较细，法拉第盘可以做的较小，从而降低了前端电路的输入电容，降低了电路噪声。
在本发明的一个方面，提出了一种用于离子迁移率谱仪的迁移管结构，包括间隔排列的电极片和绝缘部分，其中电极片是带有弧度或锥度的网状金属片。
优选地，电极片的弧度或锥度部分带有透明度较高的网孔。
优选地，电极片的中心是直径为毫米级的孔。
优选地，电极片的中心是直径为圆孔。
优选地，电极片的外围是单边或两边都带有金属环的金属结构。
优选地，靠近法拉第盘的电极片的中心孔比远离法拉第盘的电极片的中心孔小。
优选地，绝缘部分构成为环状。
优选地，所述电极片等距离或者不等距同轴排列，并且被加上递增或递减的电压。
本发明由于以上结构，将会在迁移区部分形成外围带有聚焦中心较为均匀的电场，由于电极外围的圆环结构，可以屏蔽外界电场对迁移电场的影响。由于电极为网状且中间带有圆孔，对于不在轴心运动的离子进行了尽可能多的聚焦和收集，在轴心方向运动的离子可以完全透明的通过。靠近法拉第盘的电极中心孔较小，一方面满足被聚焦的离子束的通过，另一方面较好的屏蔽了该电极以前离子运动对法拉第盘的影响，极大的提高了离子通过率。由于离子束较细，法拉第盘可以做的较小，从而降低了前端电路的输入电容，降低了电路噪声。
附图说明
从下面结合附图的详细描述中，本发明的上述特征和优点将更明显，其中：
图1是根据现有技术的迁移管结构的剖面示意图；
图2以及2A到2G是根据本发明实施例的迁移管中所用的网状电极的结构示意图；
图3以及3A到3G是根据本发明实施例的可与网状电极结合使用的电极结构示意图；
图4是根据本发明实施例的迁移管的结构示意图；
图5是根据本发明实施例的迁移管的结构示意图；
图6是根据本发明实施例的迁移管的结构示意图。
图1是根据现有技术的迁移管结构的剖面示意图；
图2以及2A到2G是根据本发明实施例的迁移管中所用的网状电极的结构示意图；
图3以及3A到3G是根据本发明实施例的可与网状电极结合使用的电极结构示意图；
图4是根据本发明实施例的迁移管的结构示意图；
图5是根据本发明实施例的迁移管的结构示意图；
图6是根据本发明实施例的迁移管的结构示意图。
具体实施方式
下面，参考附图详细说明本发明的优选实施方式。在附图中，虽然示于不同的附图中，但相同的附图标记用于表示相同的或相似的组件。为了清楚和简明，包含在这里的已知的功能和结构的详细描述将被省略，否则它们将使本发明的主题不清楚。
参看图2，本发明实施例的迁移管中所采用的电极是带有弧度或锥度的网状金属片，包括电极片的网孔弧度或锥度部分7，死区部分金属丝非常细。电极片的中心8是圆孔或其他形状的孔，电极的外围6是单边或两边都带有金属圆环或其他形状如方筒的金属结构9。靠近法拉第盘的电极要求中心孔8较远离法拉第盘的电极的中心孔小。
图2A是外围部分不带金属圆环的电极剖面示意图，图2B、2C、2D是外围部分带金属圆环的电极剖面示意图，适合较大的绝缘体。图2E、2F、2G是外围部分带厚金属圆环的电极剖面示意图，适合较小的绝缘体。
参看图3，本发明实施例的迁移管中所采用的电极可和网电极结合使用的外围不带或带有屏蔽装置10的环电极。可以与网电极间隔使用，合理优化性能和成本。
参看图4、5、6，电极12、15、18，分别是由图2A、图2C、图2F所示意形状的电极构成，与法拉第盘靠近的电极13、16、19也分别是由图2A、图2C、图2F所示形状电极构成，只是中间的孔8较小。两电极之间分别是绝缘体11、14、17。
上面的描述仅用于实现本发明的实施方式，本领域的技术人员应该理解，在不脱离本发明的范围的任何修改或局部替换，均应该属于本发明的权利要求来限定的范围，因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
参看图2，本发明实施例的迁移管中所采用的电极是带有弧度或锥度的网状金属片，包括电极片的网孔弧度或锥度部分7，死区部分金属丝非常细。电极片的中心8是圆孔或其他形状的孔，电极的外围6是单边或两边都带有金属圆环或其他形状如方筒的金属结构9。靠近法拉第盘的电极要求中心孔8较远离法拉第盘的电极的中心孔小。
图2A是外围部分不带金属圆环的电极剖面示意图，图2B、2C、2D是外围部分带金属圆环的电极剖面示意图，适合较大的绝缘体。图2E、2F、2G是外围部分带厚金属圆环的电极剖面示意图，适合较小的绝缘体。
参看图3，本发明实施例的迁移管中所采用的电极可和网电极结合使用的外围不带或带有屏蔽装置10的环电极。可以与网电极间隔使用，合理优化性能和成本。
参看图4、5、6，电极12、15、18，分别是由图2A、图2C、图2F所示意形状的电极构成，与法拉第盘靠近的电极13、16、19也分别是由图2A、图2C、图2F所示形状电极构成，只是中间的孔8较小。两电极之间分别是绝缘体11、14、17。
上面的描述仅用于实现本发明的实施方式，本领域的技术人员应该理解，在不脱离本发明的范围的任何修改或局部替换，均应该属于本发明的权利要求来限定的范围，因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。