采用脉冲电晕放电离子源的离子迁移谱仪

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1、万方数据第2l卷第12期2013年12月光学精密工程OpticsandPrecisionEngineeringV01．2lNo．12Dec．2013文章编号1004—924X(2013)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

2、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

3、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；微机电系统中图分类号：TH843文献标识码：Adoi：10．3788／／()PE．20132112．3095IonmobilityspectrometerusingpulsecoronadischargeionsourceLIDa—chao+。LIGuo—qing，TANJing—hui，YUHal—xia，XUKe—xin(StateKeyLaboratoryofPrecisionMeasuringTec

4、hnologyandInstrument，TianjinUniztersity。Tianjin300072，China)*Correspondingauthor，E-mail：dchli@巧U．edu．cnAbstract：ThepulsecoronadischargewasemployedastheionsourceofanIonMobilitySpectrometerfIMS)tOreplacetheradioactiveionsourcetOsimplifythestructureOftheIMS．

5、ThefeaturesOfpulsecoronadischargewasresearchedandtheNumberOfpositiveIons(N，)inasinglepulsecoronadis—chargeweremeasured．ThentherelationshipsbetweentheN，andthehighvoltagepulse，theN，andtheelectrodespacing，andthevariationofNIswithhighvoltagepulseunderdifferen

6、ttipcurvaturera—diiWeretested．Afterdetermingtheelectrodeparametersofpulsecoronadischargeionsource，thepulsecoronadischargeionsourceandthecorrespondingmainstructureofIMSweredesigned．Final一1v，themobilityspectrumofreactantionH+(H!())。intheairwasdetectedbyusin

7、gtheIMSbuiltinourlab．TheobtainedresultsshowthatthetimecorrespondingtOthepeakofIMSis47．5ms，andtheDeakhaIf—widthis7．5ms．Therefore，thespectrumresolutionofIMSforreactantionH1(H2())。、detectionis6．33．Theexperimentsdemonstrateitisfeasiblethatpulsecoronadischarge

8、isusedastheionsOUrceofIMS．BecausethestructureofpulsecoronadischargecanbeeasilyrealizedusingMicro一收稿日期：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．11ZCKFSY01