實現單管離子遷移譜儀同時檢測正負離子的高壓電源的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種離子檢測技術的高壓電源，具體來說涉及一種離子迀移譜儀單管同時檢測正負離子的高壓電源。
【背景技術】
[0002]離子迀移譜技術是國外上世紀70年代出現的一種分離檢測技術，其基本原理是:對固體顆?；蛞后w樣品解析氣化，氣化之后的樣品在進樣氣的引導作用下進入電離室發(fā)生離子化反應，當電離門打開時，離子化的樣品進入漂移區(qū)，在外加電場的作用下迀移，根據迀移時間實現分子的辨別。
[0003]離子迀移譜儀中的核心部件為離子漂移管；當施加在漂移管上的高壓為正高壓時，儀器工作在正模式下，可以完成對正離子的檢測，主要針對毒品、化學毒劑及有毒有害氣體和極個別爆炸物的檢測；當施加在漂移管上的高壓為負高壓時，儀器工作在負模式下，可以完成對負離子的檢測，主要針對大多數爆炸物的檢測。
[0004]在安檢領域中，針對爆炸物、毒品、化學毒劑及有毒有害氣體等的檢測是極為重要的工作。由于離子迀移譜技術具有快速、靈敏和適于現場工作等特點，出現了很多檢測爆炸物或毒品的離子迀移譜儀。
[0005]參見圖1，為傳統(tǒng)離子漂移管的結構，其由進樣口、電離樣品分子的電離室、離子門、漂移區(qū)和探測器等部分組成。離子門由兩片貼近的金屬網組成，當Vg〈Vd時，離子門打開；反之，離子門關閉。在離子門與電離室之間區(qū)域為富集樣品離子的離子肼。漂移區(qū)上施加一定強度的勻強電場；樣品離子在電場的牽引下，與前進方向相反的漂移氣的作用下，先后到達檢測器；其中，漂移所用的時間為樣品分子的定性依據。
[0006]參見圖2，當高壓電源負極接地，正極接漂移管最高壓Vh，此時漂移管工作在正模式下，可以完成對正離子的檢測；當高壓電源正極接地，負極接漂移管最高壓Vh，此時漂移管工作在負模式下，可以完成對負離子的檢測。
[0007]這種傳統(tǒng)的離子迀移譜儀一次分析只能工作在一種模式下，給儀器的現場使用帶來一定不便。

【發(fā)明內容】

[0008]針對上述問題，本發(fā)明提供一種實現單管離子迀移譜儀同時檢測正負離子的高壓電源，以解決現有技術中的離子迀移譜儀一次分析只能工作在一種模式下，給儀器的現場使用帶來不便的問題。
[0009]為了實現上述目的，本發(fā)明的技術方案如下:
實現單管離子迀移譜儀同時檢測正負離子的高壓電源，包括控制區(qū)高壓和漂移區(qū)高壓兩部分，該高壓電源還包括高壓正負極性切換控制機構，所述的高壓正負極性切換控制機構在離子迀移譜儀單次分析過程中將正負高壓先后加到漂移管上，且在正或負高壓下控制離子肼、門的時序，有效地完成單次分析過程中對正負離子的同時檢測。
[0010]進一步的，所述的控制區(qū)高壓和漂移區(qū)高壓由兩個不同的DC-DC模塊轉換而成，相同的直壓輸入，不同的高壓輸出；輸出的高壓分別加到漂移管的控制區(qū)與漂移區(qū)，由此實現了控制區(qū)高壓與漂移區(qū)高壓的隔離，避免了控制區(qū)高壓與漂移區(qū)高壓的相互影響。
[0011]進一步的，所述的控制區(qū)高壓經容值相等的串聯(lián)高壓電容器連接到漂移管的高壓、離子肼、門前及門的探針上，每個電容器上的分壓相同；幾個相同的電容器上的電壓疊加，實現了電壓的升高；由此倍壓法分壓與升壓代替?zhèn)鹘y(tǒng)方法中通過分壓電阻分壓的辦法。
[0012]進一步的，漂移區(qū)高壓直接連接到漂移管漂移區(qū)的內部電阻，形成勻強電場。
[0013]在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，所述的高壓正負極性切換控制機構由繼電器切換電路與可編程邏輯器件CPLD控制電路組成；通過相應的繼電器有序開合，控制高壓電源正負交替地加到漂移管的兩端；由此完成單次分析中同時檢測正負離子。
[0014]進一步的，所述的高壓極性切換控制機構在控制區(qū)包含八個繼電器，通過每四個繼電器的通與斷，分別用于最高壓、離子肼、門前及離子門在正或負模式下的切換。
[0015]進一步的，所述的高壓極性切換控制機構在漂移區(qū)包含六個繼電器，通過每三個繼電器的通與斷，分別用于漂移區(qū)前、漂移區(qū)后與接地端在正或負模式下的切換。
[0016]更進一步的，高壓正負極性切換控制機構控制高壓的方法為:通過繼電器先連通漂移區(qū)的高壓，再連通控制區(qū)的高壓；高壓極性切換時，通過繼電器先關閉控制區(qū)的高壓，再關閉漂移區(qū)的高壓；高壓電源關斷完成后，再打開另一極性的高壓電源；高壓一次關斷與重啟到穩(wěn)定的時間At為高壓極性切換的間隔時間。
[0017]本發(fā)明提供的方案，在僅有一根離子漂移管的情況下，實現離子迀移譜儀交替工作在正、負模式下，完成單次分析中同時檢測正負離子。
[0018]采用本發(fā)明提供的方案，能夠實現傳統(tǒng)單管離子迀移譜在一次分析10秒鐘的時間內進行40次以上的正負模式切換，交替進行正負離子的檢測，同時給出正負離子的檢測結果，達到同時檢測爆炸物、毒品、化學毒劑及有毒有害氣體的目的，為安檢工作提供便利。
[0019]本發(fā)明的特點可參閱本案圖式及以下較好實施方式的詳細說明而獲得清楚地了解。
【附圖說明】
[0020]圖1為傳統(tǒng)離子漂移管結構；
圖2為傳統(tǒng)離子漂移管的高壓電源與工作模式；
圖3為本發(fā)明離子漂移管高壓電源電路原理圖；
圖4為本發(fā)明離子漂移管高壓電源極性切換的控制電路。
【具體實施方式】
[0021]為了使本發(fā)明實現的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體實施例進一步闡述本發(fā)明。
[0022]本發(fā)明在不改變傳統(tǒng)離子迀移管結構的情況下，通過對高壓電源進行改進，將高壓電源的正負極交替連接到漂移管的接地與最高壓端，同時漂移管上的每一個探針使用兩個繼電器進行切換，當一個繼電器斷開而另一個繼電器開啟之前，漂移管上的余電可以快速放空；從而實現高壓電源極性在正負之間快速切換，完成單次分析中對正負離子的同時檢測。
[0023]參見圖3，其所示為一種能實現上述方案的離子迀移管高壓電源的電路原理圖。
[0024]由圖可知，高壓電源由兩個DC/DC轉換模塊產生，輸入電壓相同；輸出高壓根據需要進一步調整。兩個DC/DC轉換模塊的輸出電壓分別加到漂移管的控制區(qū)與漂移區(qū)。由此，控制區(qū)電壓與漂移區(qū)電壓相互隔離，避免了相互干擾?？刂茀^(qū)采用幾個相同的電容器進行分壓與升壓，代替了傳統(tǒng)的分壓電阻分壓法。
[0025]其中，漂移區(qū)分布三個