专利名称：一种毒害气体连续在线离子迁移谱监测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种毒害气体连续在线离子迁移谱监测仪，这种仪器以离子迁移 管阵列为基础，大大拓宽了离子迁移谱的检测范围，同时也提高了其定性分析能力，并且分 析速度快、灵敏度高。
背景技术：
离子迁移谱(Ion Mobility Spectrometry, IMS)技术20世纪70年代出现的一种 分离检测技术，与质谱、色谱等传统技术相比，其具有结构简单、灵敏度高、分析速度快等特 点，适于现场使用。离子迁移谱仪主要由离子源、离子门、漂移区和检测器组成。离子源使样品分子、 N2, O2和水蒸气电离，产生的离子很容易与分子发生离子分子反应，得到多种产物离子。离 子在电场的驱使下通过周期性开启的离子门进入漂移区，与逆流的中性漂移气体分子不断 碰撞的过程中，由于这些离子在电场中各自迁移速率不同，使得不同的离子得到分离，先后 到达收集极被检测。因此，通过离子峰的迁移时间可对化合物进行定性分析，通过峰面积或 峰高可进行定量分析。然而离子迁移谱的分辨率很低，一般分辨率在30-40，对化合物识别的准确率低， 同时单电离源离子迁移管组成的离子迁移谱可测样品种类较少。因此本实用新型提出了一 种以组合电离源离子迁移管阵列为基础的毒害气体连续在线离子迁移谱监测仪。该仪器中 的离子迁移管阵列由三根不同工作模式的离子迁移管组成。该仪器设计不但能扩大可测的 样品种类，而且能同时利用不同电离方式的离子迁移谱的差别实现快速识别和在线检测， 提高了定性识别的准确率。

实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种毒害气体连续在线离子迁移谱监测仪。一种毒害气体连续在线离子迁移谱监测仪，包括自动采样进样装置和离子迁移管 阵列，离子迁移管阵列由二根或三根以上的离子迁移管组成的，阵列中离子迁移管的气路 相互并联；自动采样进样装置通过载气将样品带入离子迁移管内，经检测后输出信号，检测 速度快，灵敏度高。所述自动采样进样装置包括采样泵、样品环、第一三通阀、第二三通阀，第一三通 阀的一端与采样泵相连、一端与离子迁移管的进样口相连、一端与样品环的一端相连，第 二三通阀的一端与样品气源相连、一端与载气/漂气气源相连、一端与样品环的另一端相 连；由采样泵连续采集样品并存储于样品环内。于第二三通阀的一端与样品气源相连处设置有过滤膜。离子迁移管阵列由二根或三根以上的不同工作模式的离子迁移管组成。离子迁移管的进样口与载气/漂气气源相连，离子迁移管的漂气入口与载气/漂 气气源相连，于载气/漂气气源的气体出口处设有气体净化装置。[0011]离子迁移管的出气口放空，离子迁移管内设有法拉第盘，法拉第盘与信号接收与 检测装置连接。本实用新型的优点自动、连续地采样进样，可以实现无人看管的毒害气体在线监测；与单离子迁移管构成的离子迁移谱仪相比，该仪器既能检测正离子，又能检测负 离子，拓宽了仪器的适用范围；由不同工作模式离子迁移管得到同种样品的离子迁移谱图， 亦可大大提高对化合物的识别能力。
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细的说明

图1为毒害气体连续在线离子迁移谱监测仪的结构示意图。图2为丙酮的离子迁移谱图。图3为苯的离子迁移谱图。图4为丙烯腈的离子迁移谱图。图5为醋酸酐的离子迁移谱图。图6为二甲基亚砜的离子迁移谱图。图7为IOppm丙酮的连续在线监测谱图。图8为丙酮的标准曲线。
具体实施方式
为了实现毒害气体的在线连续监测，本实用新型以离子迁移谱作为分析手段，结 合连续自动气体采样进样技术。如图1所示，一种毒害气体连续在线离子迁移谱监测仪，主要包括自动连续采样 进样装置、离子迁移管阵列、信号接收与检测装置。其中1为三根不同模式的离子迁移管、2 为二通阀、3为第一三通阀、4为第二三通阀、5为采样泵、6为样品环、7为样品气源、8为离 子迁移管出气口、9为载气/漂气气源、10为气体净化装置。一种毒害气体连续在线离子迁移谱监测仪，包括自动采样进样装置和离子迁移管 阵列，离子迁移管阵列由三根不同工作模式的离子迁移管组成的，阵列中离子迁移管的气 路相互并联；自动采样进样装置通过载气将样品带入离子迁移管内，经检测后输出信号，检 测速度快，灵敏度高。所述自动采样进样装置包括采样泵、样品环、第一三通阀、第二三通阀，第一三通 阀的一端与采样泵相连、一端与离子迁移管的进样口相连、一端与样品环的一端相连，第 二三通阀的一端与样品气源相连、一端与载气/漂气气源相连、一端与样品环的另一端相 连；由采样泵连续采集样品并存储于样品环内；于第二三通阀的一端与样品气源相连处设 置有过滤膜。离子迁移管的进样口与载气/漂气气源相连，离子迁移管的漂气入口与载气/漂 气气源相连，于载气/漂气气源的气体出口处设有气体净化装置。离子迁移管的出气口放空，离子迁移管内设有法拉第盘，法拉第盘与信号接收与 检测装置连接。[0030]载气、漂气在进入离子迁移管之前进行预热。当第一三通阀中采样泵端与样品环端相连通、第二三通阀中样品气源端与样品环 端连通时，样品被采集并存储于样品环内；当第一三通阀中离子迁移管的进样口端与样品 环相连通、第二三通阀中载气/漂气气源与样品环端相连通时，样品被载气带入离子迁移 管阵列中进行分离检测，离子迁移管的分析过程是样品进入电离区后被电离成正、负离 子，通过周期开启的离子门，进入由均勻电场构成的漂移区，在漂移区得到分离与检测。由 于不同化合物的迁移率常数有差异，致使其在漂移区移动的速度不同，从而造成它们到达 检测器的时间不同，以此对化合物进行定性，采用软件实时跟踪离子峰的峰高和面积，以其 对化合物进行定量。实施例1为了对本实用新型予以进一步的说明，图2-6给出了丙酮、苯、丙烯腈、醋酸酐、二 甲基亚砜的离子迁移谱图。这些谱图的实验条件为三根离子迁移管分别为6Ni源正离 子模式、63M源负离子模式、真空紫外灯(VUV)模式；迁移管长度为9cm，迁移电场强度为 300-400V/cm，离子门开门时间为0. ^iis，周期为40ms ；载气和漂气均为经硅胶、分子筛和活 性炭处理的压缩空气，总载气流速为lOOOmL/min，总漂气气流速为1500mL/min ；三根离子 迁移管温度均保持在40°C左右。实施例2图7给出了丙酮的连续在线监测图谱，图8给出了测定丙酮的标准曲线。实验条 件严·源正离子模式、6Ni源负离子模式、真空紫外灯(νυν)模式三根离子迁移管的温度 分别为90°C、80°C、9(TC，其余实验条件同实施例1。
权利要求1.一种毒害气体连续在线离子迁移谱监测仪，包括自动采样进样装置和离子迁移管阵 列，其特征在于离子迁移管阵列由二根或三根以上的离子迁移管组成的，阵列中离子迁移 管的气路相互并联；自动采样进样装置通过载气将样品带入离子迁移管内，经检测后输出 信号。
2.根据权利要求1所述的监测仪，其特征在于所述自动采样进样装置包括采样泵、样品环、第一三通阀、第二三通阀；第一三通阀的 一端与采样泵相连、一端与离子迁移管的进样口相连、一端与样品环的一端相连；第二三通 阀的一端与样品气源相连、一端与载气/漂气气源相连、一端与样品环的另一端相连；由采 样泵连续采集样品并存储于样品环内。
3.根据权利要求1所述的监测仪，其特征在于第二三通阀的一端与样品气源相连处设置有过滤膜。
4.根据权利要求1所述的监测仪，其特征在于离子迁移管阵列由二根或三根以上的不同工作模式的离子迁移管组成。
5.根据权利要求1所述的监测仪，其特征在于离子迁移管的进样口与载气/漂气气源相连，离子迁移管的漂气入口与载气/漂气气 源相连，于载气/漂气气源的气体出口处设有气体净化装置；离子迁移管的出气口放空，离子迁移管内设有法拉第盘，法拉第盘与信号接收和检测 装置连接。
专利摘要本实用新型研制出一种毒害气体连续在线离子迁移谱监测仪。本仪器的研制以离子迁移谱技术为基础，利用离子迁移谱分析方法为检测手段。采用均匀场的离子迁移管组成阵列，以净化后的空气为载气和漂气，由自动的连续气体采样进样装置从大气中采集样品并存储于样品环内，经载气携带进入监测仪进行在线检测分析。本实用新型研制的仪器经试验验证，结果证实仪器设置结构合理。
文档编号G01N27/62GK201903529SQ201020634580
公开日2011年7月20日 申请日期2010年11月30日 优先权日2010年11月30日
发明者仓怀文, 周庆华, 李林, 李海洋, 杜永斋, 赵琨 申请人:中国科学院大连化学物理研究所