[发明专利]一种高气密性离子迁移管

说明书

本发明公开一种高气密性的离子迁移管，其采用平面配合和应力弹簧挤压的方法实现离子迁移管内部的气相密封，离子迁移管的工作温度在0～150℃、内部气压在300～1200Torr之间调节时不会发生气体渗露。该方法避免了密封胶、橡胶O圈等热不稳定性密封材料的使用，有效解决离子迁移管在高低温交变环境中绝缘材料胀缩形变造成的气密性差、易受污染等问题。

技术领域

本发明涉及离子迁移谱仪器核心部件离子迁移管的气相密封，具体来说是一种结合平面配合和应力弹簧挤压实现离子迁移管内部气相密封的方法。

背景技术

离子迁移管作为离子迁移谱仪器的核心组件，其气密性影响离子迁移谱仪器的检测灵敏度、抗污染能力等性能。

目前，普遍采用在离子迁移管内腔加密封套筒和橡胶O圈的方式对离子迁移管进行气相密封。一方面，密封套筒的使用会造成严重的电荷累积现象，影响离子迁移管的开机稳定时间；另一方面，橡胶O圈耐高温性能差，极易出现高温疲劳并释放出有机物污染离子迁移管内部。

使用陶瓷作为绝缘材料，通过陶瓷密封胶将陶瓷组件和不锈钢组件相粘合也是一种实现离子迁移管密封的方式。但是这种方式制作的离子迁移管无法在高温下使用。

低温共火陶瓷一体成型技术，也被用于高密封性离子迁移管的设计，但这中技术制作离子迁移管需要耗费大量的时间，并且成本高。

因此，本发明公开一种新型高气密性的离子迁移管，其采用平面配合和应力弹簧挤压的方法实现离子迁移管内部的气相密封，离子迁移管的工作温度在0～150℃、内部气压在300～1200Torr之间调节时不会发生气体渗露。该方法避免了密封胶、橡胶O圈等热不稳定性密封材料的使用，有效解决离子迁移管在高低温交变环境中绝缘材料胀缩形变造成的气密性差、易受污染等问题。

发明内容

本发明的目的是利用平面配合和应力弹簧挤压的方法实现离子迁移管内部的气相密封，避免密封胶、橡胶O圈等热不稳定性密封材料的使用对离子迁移管的性能造成影响。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种高气密性离子迁移管，离子迁移管为一中空圆柱状腔体，在腔体两端分别设置反应离子产生装置离子源以及离子检测装置离子接收极；在腔体内部位于离子源和离子接收极之间设置离子门，将腔体内部分成两个区域，其中离子源和离子门之间构成电离区，离子门和离子接收极之间构成迁移区。

电离区和迁移区均由平板状圆环电极与平板状圆环绝缘体交替叠合构成，平板状圆环绝缘体的厚度0.005-2毫米，平板状圆环电极与平板状圆环绝缘体之间存在绕中部通孔一周的平面接触。

离子门由片状圆形栅网电极及片状圆环形绝缘体交替叠合构成，片状圆环形绝缘体的厚度0.005-2毫米，片状圆形栅网电极的四周外缘设有圆环形片状金属，片状圆形栅网电极同轴置于圆环形片状金属内部，圆环形片状金属与片状圆环形绝缘体之间存在绕中部通孔一周的平面接触。

离子源为固定于一圆形导电极板上的圆筒状离子源或圆环状平板离子源；离子接收极为圆筒状离子接收极或圆环状平板离子接收极。

离子源的圆形导电极板与电离区之间、电离区与离子门之间、离子门与迁移区之间、迁移区与离子接收极之间存在绕中部通孔一周的平面接触。

离子迁移管置于一左端密闭右端开口的筒体绝缘固定外壳内，于左密闭端中部开设有通孔，于离子迁移管左端圆形导电极板和固定外壳左侧密闭端内壁面间设有压力弹簧，于离子迁移管右端离子接收极的右侧设有压力弹簧，固定外壳的右开口端设有内螺纹或外螺纹，一带有外螺纹或内螺纹的圆形压盖螺合于固定外壳的右开口端，圆形压盖与离子接收极右侧的压力弹簧抵接；于压盖中部设有通孔。

离子迁移管两端紧邻离子源和离子接收极的轴向外侧设置有圆环形压力弹簧，压力弹簧压缩至工作长度时产生压力大于100牛。