基于脈沖正電暈放電離子源的離子遷移譜儀研究.pdf

1、離子遷移譜(ion nlobility spectrometry)技術(shù)作為一項(xiàng)卓越的痕量氣態(tài)物質(zhì)探測(cè)技術(shù),被廣泛應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)安檢、生化戰(zhàn)劑檢測(cè)和環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。傳統(tǒng)離子遷移譜儀一般采用放射性元素63Ni作為離子源,它具有性能穩(wěn)定、無(wú)功耗等優(yōu)點(diǎn),但其缺點(diǎn)也是顯而易見(jiàn)的,放射性元素在離子遷移譜儀微型化便攜式應(yīng)用中,會(huì)對(duì)使用者的身體健康構(gòu)成潛在的威脅,不利于其推廣和被使用者廣泛接受。因此,從健康、環(huán)保的角度考慮,發(fā)展替代離子源勢(shì)在必行。

2、　　 本文嘗試采用脈沖正電暈放電作為離子遷移譜儀離子源。脈沖電暈放電離子源除了具有無(wú)放射性污染的優(yōu)點(diǎn)外,還具有功耗低、離子利用率高等優(yōu)勢(shì),同時(shí),它易于采用MEMS微加工技術(shù)實(shí)現(xiàn),而且與之相應(yīng)的離子遷移譜儀遷移管結(jié)構(gòu)不需要離子門,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,為今后離子遷移譜儀的微型化創(chuàng)造了有利條件。
　　 本文在對(duì)基于電暈放電離子源的離子遷移譜儀研究背景和現(xiàn)狀進(jìn)行簡(jiǎn)要分析的基礎(chǔ)上,詳細(xì)分析了離子遷移譜儀的原理與結(jié)構(gòu)。采用“針-網(wǎng)”非對(duì)稱電極結(jié)構(gòu),

3、對(duì)直流正電暈放電和脈沖正電暈放電進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)和特性分析。通過(guò)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了單次脈沖放電產(chǎn)生的正離子數(shù)的測(cè)量,得到了正離子數(shù)隨各個(gè)電極參數(shù)的變化規(guī)律,為深入了解電暈放電特性,設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理的脈沖正電暈放電離子源提供了最直接的數(shù)據(jù)支撐。接下來(lái),設(shè)計(jì)并實(shí)際制作出基于脈沖正電暈放電離子源的離子遷移譜儀主體結(jié)構(gòu),對(duì)空氣中反應(yīng)物離子的遷移譜進(jìn)行了成功的探測(cè),驗(yàn)證了脈沖正電暈放電作為離子遷移譜儀離子源的性能。實(shí)驗(yàn)分析了空氣中水蒸汽含量對(duì)離子遷