[发明专利]用于分析气体组分的便携式电子装置

权利要求书

1.一种用于分析在环境压力(Pa)下存在于环境(A)中的气体组分的电子装置(1)，所述装置是便携式的并且适于放置在所述环境(A)中，并且包括：

-气体采样模块(7)，被配置为以可控方式调节来自所述环境(A)的气体颗粒的输入气流(Fi)和输出气流(Fo)，以便在所述采样模块(7)内再现表征待分析的所述气体组分的气体组分，并且被配置为电离所述气体颗粒并且发射所产生的离子，以便生成具有表征待分析的所述气体组分的离子组分的离子流(I)；

-离子过滤模块(8)，可操作地连接到所述采样模块(7)以接收所述离子流(I)，并且被配置为可控地选择存在于所述离子流(I)中的至少一种类型的离子，并且生成相对应的至少一个均匀离子束(I’)，所述至少一个均匀离子束(I’)的强度表征待分析的所述气体组分中的相对应的气体颗粒的浓度；

-离子检测模块(9)，可操作地连接到所述离子过滤模块(8)以接收所述至少一个均匀离子束(I’)，并且被配置为测量所述至少一个均匀离子束(I’)的强度以及生成相对应的电信号(S)，该电信号(S)表征待分析的所述气体组分中相对应的气体颗粒的浓度；

-泵送装置(95)，被配置为从所述装置(1)抽出气体，以便控制存在于所述采样模块(7)内部的电离压力(Pi)；

其中，所述输入气流(Fi)包括在所述环境压力(Pa)下处于分子或主要是分子状态的多个微流，并且所述输出气流(Fo)是在电离压力(Pi)下处于分子或主要是分子状态的流。

2.根据权利要求1所述的装置(1)，其中，所述装置(1)是集成装置。

3.根据权利要求1所述的装置(1)，其中，所述环境压力(Pa)是大气压力或更高，并且所述电离压力(Pi)是范围在10^-2mbar和10^-6mbar之间的真空压力。

4.根据权利要求1所述的装置(1)，其中，所述采样模块(7)包括：

-电离室(6)，适于保持在所述电离压力(Pi)下，并且被配置为容纳和电离所述气体颗粒；

-入口构件(2)，被配置为控制所述输入气流(Fi)的所述电离室中的入口，并且包括气流调节界面(22)，所述气流调节界面具有多个亚微米尺寸的纳米孔(20)，该纳米孔(20)适于以受控的方式被打开或关闭，以允许或抑制处于分子或主要是分子状态的所述多个微流；

-离子出口构件(3)，可操作地连接到所述离子过滤模块(8)，被配置为控制处于分子或主要是分子状态的所述输出气流(Fo)和所生成的离子的离子流(I)。

5.根据权利要求4所述的装置(1)，其中，所述离子出口构件(3)包括孔口(30)，适于以受控方式被打开或关闭，以便控制所述输出气流(Fo)的输出流导。

6.根据权利要求5所述的装置(1)，其中，所述采样模块(7)进一步包括：

-第一致动装置(25)，包括多个小型化的纳米孔打开/关闭构件(26)，每个小型化的纳米孔打开/关闭构件(26)适于打开或关闭相对应的纳米孔(20)以便分别最大化或最小化所述纳米孔(20)的流导；

-第二致动装置(35)，包括闸门(36)，被配置为以受控方式完全关闭或保持完全打开或部分地阻塞所述离子出口构件(3)的所述孔口(30)；

-采样模块控制装置(40)，被配置为控制所述第一致动装置(25)和第二致动装置(35)。

7.根据权利要求4所述的装置(1)，其中，所述电离室(6)包括：

-至少一个电离源(61)；

-电离区域(62)，包含已经通过所述调节界面(22)进入的气体颗粒，所述电离区域(62)被布置为电离所述气体颗粒并生成相对应的离子；

-第一离子提取装置(63)，被配置为针对所生成的离子确定优选轨迹并且随后朝向所述离子出口构件(3)引导所述离子，其中所生成的离子穿过至少一个第一离子提取窗口(64)并且所述离子通过该第一离子提取窗口(64)离开所述电离区域(62)；

-电离室控制装置(65)。