一種電暈放電組件和離子遷移譜儀的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種電暈放電組件和離子遷移譜儀。其中，電暈放電組件包括至少一個(gè)電暈放電單元，所述電暈放電單元包括一對(duì)平行設(shè)置的電暈金屬絲；所述平行設(shè)置的電暈金屬絲上施加幅度相等極性相反的脈沖。本實(shí)用新型能產(chǎn)生比針或者尖端電暈更多的反應(yīng)離子，有利于提高離子遷移的靈敏度，同時(shí)可以有效地提高電暈源的使用壽命能將壽命延長(zhǎng)至3?10年。
【專利說(shuō)明】
一種電暈放電組件和離子遷移譜儀
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及安全檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電暈放電組件和離子迀移譜儀。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，離子迀移作為快速檢測(cè)爆炸物及毒品的儀器，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)、地鐵、場(chǎng)館的安檢領(lǐng)域。傳統(tǒng)的離子迀移產(chǎn)品多采用放射源產(chǎn)生反應(yīng)離子，但放射源危險(xiǎn)性高，嚴(yán)格受控，不能用于飛機(jī)內(nèi)部等場(chǎng)所的安檢。因此自上世紀(jì)90年代開(kāi)始，多家公司開(kāi)始了非放射源的產(chǎn)品化研究。目前市場(chǎng)上主要以電暈放電，光電離源，電噴霧源，輝光放電等幾種非放射源技術(shù)為主，其中電暈放電及光電離是各個(gè)公司采用的最主要的電離源形式。
[0003]電暈放電產(chǎn)生的反應(yīng)離子種類非常豐富，在所有電離源中，它產(chǎn)生的反應(yīng)離子與放射源最接近，是替代放射源的最佳選擇。電暈放電源的缺點(diǎn)是損耗快壽命短，要經(jīng)常更換，增加了儀器設(shè)計(jì)的難度。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中公開(kāi)一種對(duì)針的正負(fù)脈沖電暈放電源，其優(yōu)點(diǎn)是能同時(shí)產(chǎn)生正負(fù)離子，并通過(guò)控制開(kāi)門信號(hào)與脈沖電暈的時(shí)間間隔，達(dá)到控制樣品分子與反應(yīng)離子間反應(yīng)進(jìn)程的目的。雖然使用脈沖來(lái)有效地延長(zhǎng)針的壽命，但針尖得損耗依然是不可避免的，其缺點(diǎn)是針的壽命較短，需要定期更換。
[0005]另一種直流切換電暈源，當(dāng)切換到高壓時(shí)，電暈金屬絲產(chǎn)生的反應(yīng)離子可以使摻雜分子帶電，當(dāng)切換到低壓時(shí)，則無(wú)法使摻雜分子帶電，其使用目的是可控的摻雜狀態(tài)。光電離原理簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，缺點(diǎn)是壽命偏低，因?yàn)殡姇炿妷涸礁?，針尖損耗越快，背景氣體越活躍，針的污染越嚴(yán)重，雖然使用了切換電壓的方法(工作時(shí)，電暈高壓開(kāi)啟，產(chǎn)生電暈，不工作的時(shí)候，電暈高壓電位低，無(wú)法起暈，不產(chǎn)生電暈)減少高壓的使用頻率，但是其電暈源的壽命依然偏低。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是:如何提高電暈源的壽命。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述的實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型提供了一種電暈放電組件和離子迀移譜儀。
[0008]—方面，本實(shí)用新型提供一種電暈放電組件，包括至少一個(gè)電暈放電單元，
[0009]所述電暈放電單元包括一對(duì)平行設(shè)置的電暈金屬絲；
[0010]所述平行設(shè)置的電暈金屬絲上施加幅度相等極性相反的脈沖。
[0011 ]可選地，所述電暈金屬絲直徑為10微米至50微米。
[0012]可選地，所述電暈金屬絲是鉑金或鈀金制成。
[0013]可選地，所述脈沖強(qiáng)度為IkV至5kV。
[0014]可選地，所述脈沖時(shí)間小于I微秒。
[0015]可選地，所述電暈放電單元是多個(gè)，
[0016]所述多個(gè)電暈放電單元的電暈金屬絲按施加的脈沖極性交替設(shè)置。
[0017]可選地，所述電暈放電單元的電暈金屬絲線性排列。
[0018]可選地，所述電暈放電單元的電暈金屬絲呈折線形陣列方式排列。
[0019]可選地，所述電暈放電單元的電暈金屬絲呈環(huán)形陣列方式排列。
[0020]另一方面，本實(shí)用新型還提供一種離子迀移譜儀，包括依序設(shè)置的離化區(qū)、離子門、迀移區(qū)和法拉第盤；
[0021 ]所述離化區(qū)內(nèi)固定有電暈放電組件；
[0022]所述電暈放電組件是上述的電暈放電組件。
[0023]可選地，所述離化區(qū)的電位與所述電暈金屬絲的直流偏置相等。
[0024]可選地，所述電暈金屬絲的方向與離子迀移管的軸向方向垂直。
[0025]本實(shí)用新型提供的電暈放電組件和離子迀移譜儀，能產(chǎn)生比針或者尖端電暈更多的反應(yīng)離子，有利于提高離子迀移的靈敏度，同時(shí)可以有效地提高電暈源的使用壽命能將壽命延長(zhǎng)至3-10年。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1是本實(shí)用新型提供的電暈放電單元結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2是本實(shí)用新型多個(gè)電暈放電單元水平設(shè)置電暈金屬絲截面圖；
[0028]圖3是本實(shí)用新型多個(gè)電暈放電單元雙層設(shè)置電暈金屬絲截面圖；
[0029]圖4是本實(shí)用新型多個(gè)電暈放電單元環(huán)形設(shè)置電暈金屬絲截面圖；
[0030]圖5是本實(shí)用新型離子迀移譜儀結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本實(shí)用新型，但不用來(lái)限制本實(shí)用新型的范圍。
[0032]如圖1所示，本實(shí)用新型提供一種電暈放電組件，電暈放電組件應(yīng)用于電暈源中，該電暈放電組件包括至少一個(gè)電暈放電單元I，電暈放電單元I包括一對(duì)平行設(shè)置的電暈金屬絲11、12;平行設(shè)置的電暈金屬絲11、12上施加幅度相等極性相反的脈沖。下面對(duì)本實(shí)用新型提供的電暈放電組件展開(kāi)詳細(xì)的說(shuō)明。
[0033]如圖1所示，在本實(shí)用新型中，每個(gè)電暈放電單元I包括一對(duì)平行設(shè)置的電暈金屬絲11、12。電暈金屬絲11和12優(yōu)選采用鉑金和鈀金等。當(dāng)然可以理解，本實(shí)用新型不僅限于此，其他具有高化學(xué)惰性、高延展性、高強(qiáng)度的高導(dǎo)電率金屬也仍然可以實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。電暈金屬絲11和12的直徑優(yōu)選為10微米至50微米之間。如果電暈金屬絲過(guò)細(xì)會(huì)進(jìn)一步提高加工難度，電暈金屬絲加工成本高，如果電暈金屬絲太粗，所需的脈沖幅度過(guò)高，對(duì)商業(yè)脈沖源的要求過(guò)高。
[0034]本實(shí)用新型提供的電暈放電組件的工作過(guò)程是這樣的:電暈放電單元中的電暈金屬絲11、12在不工作時(shí)，電暈金屬絲11和電暈金屬絲12上不施加電壓，且電暈金屬絲11和電暈金屬絲12處于零電場(chǎng)區(qū)域，電暈金屬絲11和電暈金屬絲12都處于等電位。電暈放電單元中的電暈金屬絲11、12在工作時(shí)，分別在電暈放電單元中的電暈金屬絲11、12施加幅度相等極性相反的脈沖。例如在電暈金屬絲11上施加極性為正(+ )的脈沖，同時(shí)在電暈金屬絲12上施加極性為負(fù)(_)的脈沖。在電暈金屬絲11、電暈金屬絲12施加的脈沖幅度優(yōu)選為IkV至5kV。此時(shí)，電暈金屬絲11上形成正脈沖電暈，電暈金屬絲12上形成負(fù)脈沖電暈。電暈金屬絲11上形成正離子，電暈金屬絲12上形成負(fù)離子。電暈金屬絲11上形成的正離子在電暈金屬絲11和電暈金屬絲12上施加的脈沖產(chǎn)生的強(qiáng)電場(chǎng)作用下向電暈金屬絲12方向運(yùn)動(dòng)。電暈金屬絲12上形成的正離子在電暈金屬絲11和電暈金屬絲12上施加的脈沖產(chǎn)生的強(qiáng)電場(chǎng)作用下向電暈金屬絲11方向運(yùn)動(dòng)。在電暈金屬絲11、電暈金屬絲12施加脈沖的時(shí)間優(yōu)選小于I毫秒。由于向電暈金屬絲11和電暈金屬絲12施加脈沖有效放電時(shí)間很短，因此，電暈產(chǎn)生時(shí)，電暈金屬絲11上形成正離子，電暈金屬絲12上形成負(fù)離子不足以到達(dá)電暈金屬絲12上，電暈金屬絲12上形成負(fù)離子不足以到達(dá)電暈金屬絲11上。脈沖結(jié)束后，電暈金屬絲11上形成的正離子和電暈金屬絲12上形成的負(fù)離子在無(wú)場(chǎng)空間中擴(kuò)散并與空氣中的分子(O2，H2O，N2)發(fā)生反應(yīng)，形成大量的反應(yīng)離子(02—，(H2O)H+,NO+及其水合物)，樣品分子M與這些反應(yīng)離子在離化區(qū)域中進(jìn)行充分的電荷交換后，形成的樣品離子(M(H2O)n02— ,M(H2O)nH+等，η = I，2，3...)進(jìn)入迀移區(qū)，在迀移電場(chǎng)的作用下到達(dá)法拉第盤，根據(jù)飛行時(shí)間的不同，達(dá)到鑒別物質(zhì)的目的。
[0035]在本實(shí)用新型中，電暈放電組件采用電暈金屬絲11、12可以有效延長(zhǎng)電暈源的壽命。但是，電暈金屬絲11、12在使用過(guò)程中，也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的損耗。如圖2至圖4所示，為了盡可能延長(zhǎng)電暈源的壽命，電暈源中的電暈放電單元I是多個(gè)，多個(gè)電暈放電單元I的電暈金屬絲按施加的脈沖極性交替設(shè)置。如圖2至圖4所示，電暈放電組件包括多個(gè)電暈放電單元I，多個(gè)電暈放電單元I的多根電暈金屬絲11、12并列，正負(fù)電暈金屬絲11、12交錯(cuò)排列，圖中，+代表正電暈金屬絲，-代表負(fù)電暈金屬絲。如圖2至圖4所示，在本實(shí)用新型中，電暈源中的多個(gè)電暈放電單元可以交替使用也可以同時(shí)使用，下面對(duì)多個(gè)電暈放電單元的使用方式分別展開(kāi)詳細(xì)說(shuō)明。
[0036]電暈源中的多個(gè)電暈放電單元101、102、103交替使用時(shí)，每次只使用一部分(使用其中的一個(gè)電暈放電單元或兩個(gè)電暈放電單元)。具體地，如圖2至圖4所示，當(dāng)工作時(shí)，只給第一電暈放電單元中101的電暈金屬絲11(-1)和電暈金屬絲12(+1)施加脈沖，其它的電暈放電單元102、103中的電暈金屬絲都處于原始等電位。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間(幾個(gè)月)的運(yùn)行后電暈金屬絲“-1”，“+I”不能再正常起暈，則通過(guò)電路切換到電暈放電單元102運(yùn)行，只給第二電暈放電單元中102的電暈金屬絲11 (-2)和電暈金屬絲12(+2)施加脈沖，以此類推再切換到第三電暈放電單元中103，這樣可以有效地延長(zhǎng)電暈源的使用壽命。
[0037]電暈源中的多個(gè)電暈放電單元101、102、103同時(shí)使用時(shí)，如圖2至圖4所示多個(gè)電暈放電單元101、102、103中的所有正電暈金屬絲11電連接，所有負(fù)電暈金屬絲12絲電連接，只會(huì)在間距最近的一對(duì)電暈金屬絲或幾對(duì)電暈金屬絲之間產(chǎn)生電暈，而其它的電暈金屬絲是不產(chǎn)生電暈。多個(gè)電暈放電單元同時(shí)實(shí)用的優(yōu)點(diǎn)如下:α)、當(dāng)其中的一對(duì)電暈金屬絲絲或一部分電暈金屬絲絲不工作時(shí)，其它的電暈金屬絲開(kāi)始產(chǎn)生電暈，從而有效地提高電暈源的使用壽命。(2)、多電暈金屬絲絲結(jié)構(gòu)的電暈產(chǎn)生更多的離子，從而有效地增加反應(yīng)離子的數(shù)量。
[0038]如圖2所示，本實(shí)用新型的一種實(shí)施方案中，電暈源中的多個(gè)電暈放電單元101、102、103的多個(gè)電暈金屬絲11、12線性排列。電暈金屬絲11、12呈+、-、+、-、+、-方式形成一排排列。相鄰的電暈金屬絲11、12之間產(chǎn)生電暈，相鄰的電暈放電單元之間交替產(chǎn)生電暈。
[0039]如圖3所示，本實(shí)用新型的另一種實(shí)施方案中，電暈源中的多個(gè)電暈放電單元101、102、103的多個(gè)電暈金屬絲呈折線形陣列方式排列。如此，多個(gè)電暈金屬絲呈波浪形設(shè)置，兩排電暈金屬絲11、12構(gòu)成正負(fù)電暈源，上排為正電暈金屬絲11，下排為負(fù)電暈金屬絲12。例如，所有的電暈金屬絲11和電暈金屬絲12工作時(shí)，相鄰的電暈金屬絲11、12之間(“+I”和“-Γ、“-2”)之間產(chǎn)生電暈。在上下排電暈金屬絲11、12間交替產(chǎn)生電暈，相鄰的電暈放電單元之間交替產(chǎn)生電暈。
[0040]如圖4所示，本實(shí)用新型的另一種實(shí)施方案中，電暈源中的多個(gè)電暈放電單元101、102、103的電暈金屬絲11、12的橫截面呈環(huán)形陣列排列。所有電暈金屬絲11、12優(yōu)選整體形成一個(gè)圓形，在“+I”上施加正脈沖，“-Γ或(和)“_6”上施加負(fù)脈沖，就會(huì)產(chǎn)生正負(fù)電暈。呈環(huán)形陣列排列設(shè)置的電暈金屬絲11、12間交替產(chǎn)生電暈，相鄰的電暈放電單元之間交替產(chǎn)生電暈。
[0041]應(yīng)當(dāng)可以理解，本實(shí)用新型中圖2至圖4所示的電暈源中，多個(gè)電暈放電單元可以交替使用也可以同時(shí)使用，具體使用過(guò)程參考以上實(shí)例，再次不再作一一贅述。
[0042]為進(jìn)一步體現(xiàn)本實(shí)用新型提供的電暈放電組件的優(yōu)越性，本實(shí)用新型還提供一種應(yīng)用上述電暈放電組件的離子譜儀，如圖5所示，該離子譜儀包括:包括依序設(shè)置的離化區(qū)10、離子門2、迀移區(qū)3和法拉第盤5;離化區(qū)內(nèi)固定有電暈放電組件I;電暈放電組件I是上述的電暈放電組件。下面對(duì)本實(shí)用新型提供的離子譜儀展開(kāi)詳細(xì)的說(shuō)明。
[0043]如圖5所示，離化區(qū)中的電暈源包括一個(gè)電暈放電組件I，電暈放電組件I中的電暈金屬絲固定在離化區(qū)10中，電暈金屬絲的方向優(yōu)選與離子迀移方向垂直。離化區(qū)10的電位與電暈金屬絲的直流偏置相等。在本實(shí)用新型中，離子門3可以是BN門也可以是網(wǎng)狀門(應(yīng)當(dāng)可以理解，本法實(shí)用新型不僅限于此，現(xiàn)有技術(shù)中任意形式的門均可以實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型)，迀移區(qū)3由一系列極片31構(gòu)成，迀移區(qū)域3收集離子的法拉第盤5之間還設(shè)置有抑制柵4。
[0044]如圖5所示，本實(shí)用新型提供的電暈放電組件的離子譜儀的工作過(guò)程是這樣的:離化區(qū)10中的兩根電暈金屬絲上分別施加幅度相等極性相反的脈沖，在兩根電暈金屬絲表面產(chǎn)生了大量正、負(fù)離子。這些正負(fù)離子向?qū)γ娴碾姇灲饘俳z運(yùn)動(dòng)，但由于脈沖很短，它們到達(dá)之前脈沖就結(jié)束了，大量的正負(fù)離子在離化區(qū)10中擴(kuò)散，與空氣分子發(fā)生反應(yīng)形成了大量的反應(yīng)離子。樣品分子與反應(yīng)離子在離化區(qū)I中進(jìn)行充分的電荷交換，形成了樣品離子。離子門3開(kāi)啟后，樣品離子進(jìn)入迀移區(qū)3，在迀移電場(chǎng)的作用下經(jīng)過(guò)抑制柵4后到達(dá)法拉第盤
5。電暈金屬絲能產(chǎn)生比針或者尖端電暈更多的反應(yīng)離子，有利于提高離子迀移的靈敏度。當(dāng)電暈金屬絲的表面由于雜質(zhì)、樣品污染而覆蓋上一氧化層時(shí)，可以給電暈金屬絲通電來(lái)消除氧化層，延長(zhǎng)電暈金屬絲的使用壽命。
[0045]本實(shí)用新型提供的電暈放電組件的電暈放電過(guò)程是這樣的:向電暈金屬絲上施加幅度相等極性相反的脈沖。當(dāng)電暈金屬絲的表面由于雜質(zhì)、樣品(主要是各種有機(jī)物)污染而覆蓋上一氧化層時(shí)，可以給電暈金屬絲通電來(lái)消除氧化層，電極絲通電發(fā)熱可促使這些物質(zhì)揮發(fā)或進(jìn)一步氧化從而消除，延長(zhǎng)電暈金屬絲的使用壽命。
[0046]綜上所述，提供的電暈放電組件和離子迀移譜儀，能產(chǎn)生比針或者尖端電暈更多的反應(yīng)離子，有利于提高離子迀移的靈敏度，同時(shí)可以有效地提高電暈源的使用壽命能將壽命延長(zhǎng)至3-10年。
[0047]以上實(shí)施方式僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型，而并非對(duì)本實(shí)用新型的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本實(shí)用新型的范疇，本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電暈放電組件，其特征在于，包括至少一個(gè)電暈放電單元， 所述電暈放電單元包括一對(duì)平行設(shè)置的電暈金屬絲； 所述平行設(shè)置的電暈金屬絲上施加幅度相等極性相反的脈沖。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電暈放電組件，其特征在于，所述電暈金屬絲直徑為10微米至50微米。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電暈放電組件，其特征在于，所述電暈金屬絲是鉑金或鈀金制成。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電暈放電組件，其特征在于，所述脈沖強(qiáng)度為IkV至5kV。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電暈放電組件，其特征在于，所述脈沖時(shí)間小于I微秒。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電暈放電組件，其特征在于，所述電暈放電單元是多個(gè)， 所述多個(gè)電暈放電單元的電暈金屬絲按施加的脈沖極性交替設(shè)置。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電暈放電組件，其特征在于，所述電暈放電單元的電暈金屬絲線性排列。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電暈放電組件，其特征在于，所述電暈放電單元的電暈金屬絲呈折線形陣列方式排列。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電暈放電組件，其特征在于，所述電暈放電單元的電暈金屬絲呈成環(huán)形陣列排列。10.—種離子迀移譜儀，其特征在于，包括依序設(shè)置的離化區(qū)、離子門、迀移區(qū)和法拉第盤; 所述離化區(qū)內(nèi)固定有電暈放電組件； 所述電暈放電組件是權(quán)利要求1-9任意一項(xiàng)所述的電暈放電組件。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的離子迀移譜儀，其特征在于，所述離化區(qū)的電位與所述電暈金屬絲的直流偏置相等。12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的離子迀移譜儀，其特征在于，所述電暈金屬絲的方向與離子迀移管的軸向方向垂直。
【文檔編號(hào)】H01T19/04GK205428870SQ201521140985
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2015年12月31日
【發(fā)明人】賀文, 彭華, 張陽(yáng)天, 包云肽, 陳昶卓, 周海朝
【申請(qǐng)人】同方威視技術(shù)股份有限公司