CN216213257U - 离子迁移管用电离紫外灯的高压隔离结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种离子迁移管用电离紫外灯的高压隔离结构，包括带外螺纹的灯套筒、电离紫外灯、高压隔离用玻璃光窗套环、密封圈和带密封槽的排斥极。高压隔离用玻璃光窗套环的一端设有凹槽，凹槽的内部端面和电离紫外灯玻璃光窗的外边缘之间设有粘合剂层，通过粘合剂层将凹槽的内部端面、电离紫外灯玻璃光窗外边缘、电离紫外灯部分灯体之间粘接和密封，形成新的高压隔离电离紫外灯组件，实现排斥极与电离紫外灯上射频电极片之间的高压隔离。本实用新型提供的离子迁移管用电离紫外灯的高压隔离结构，具有耐高压效果好、可靠性高、实用性强等特点，可以有效地隔离防止排斥极对电离紫外灯之间的高压放电。
Description
技术领域
本实用新型涉及离子迁移谱的非放射性灯电离源，特别是离子迁移管用电离紫外灯的高压隔离结构。
背景技术
离子迁移谱(IMS)是通过电离源对气相分子进行电离、不同的气相离子在相同电场中迁移速度的差异，来对化学物质进行分析的一项技术，已广泛应用在现场对***、毒品和毒剂的快速筛查和检测。
电离紫外灯是一种单光子紫外光发射源，主要由灯体、光窗和电极组成，灯内抽成真空然后充惰性气体，电离紫外灯灯体外壁贴有二个对称射频电极片，电极片分别由二根导线引出，与高压的射频电源连接；通过射频高压电压激发，得到发光能量在8-12eV(约150-110nm)的紫外光线；玻璃光窗为氟化镁材料，可以透过紫外光，紫外光在空气中的传播光程一般在1厘米以内。
玻璃光窗外空气环境中的有机物(通常电离能在7-10eV，对电离能大于10eV的有机物，还可以提供低电离能的掺杂剂丙酮来辅助电离)被紫外光电离成正离子；离子迁移管内设有带密封槽的排斥极，排斥极通过导线连接到离子迁移谱的直流正高压电源上，电压范围在正3千伏到正1万伏之间，通过电压形成的电场将正离子分子迁移、进行分析。
或者，玻璃光窗外空气环境中的有机物(通常电离能在7-10eV，对电离能大于10eV的有机物，还可以提供低电离能的掺杂剂丙酮来辅助电离)被紫外光电离成负离子；离子迁移管内设有带密封槽的排斥极，排斥极通过导线连接到离子迁移谱的直流负高压电源上，电压范围在负3千伏到负1万伏之间，通过电压形成的电场将负离子分子迁移、进行分析。
发明人在实验过程中研究发现，由于排斥极上接在高压电源上具有高电压，电离紫外灯灯体外壁贴有二个对称射频电极片，如果排斥极与射频电极片之间距离太近(0.5-20mm)、二者之间有杂质气体或者潮湿气体，都会导致排斥极与射频电极片之间发生间歇、持续的强放电现象，损毁电离紫外灯，破坏仪器的电离能力。
甘嘉懿等人发明的一种离子迁移谱设备中紫外灯的装配方法以及离子迁移谱设备(专利号ZL201210049161.0)，将紫外灯水平安置于离子迁移管的电离区域中前端，且在紫外窗口前留一条宽度4mm的电离通道，保持电离区完整和离子在该区域通过时运动方向不会发生偏移。
李海洋等人发明的一种真空紫外灯的射频电离激发装置(专利号ZL201420732503.3)，设计了一种真空紫外灯的射频电离激发装置，真空紫外灯腔体中充有惰性气体，通过该电离激发装置将惰性气体电离击穿后，透过光窗会发出特定波长的光。具有体积小巧、结构紧凑，适合于用作离子迁移谱仪中真空紫外灯电离源的电离激发。
李东明等人发明的一种可以提高光电离源使用寿命的离子迁移管(专利号ZL202023012576.X)，公开了一种可以提高光电离源使用寿命的离子迁移管，由真空紫外灯与增透玻璃窗口组成，两个组件同轴放置，真空紫外灯所产生的紫外光垂直射到增透玻璃窗口表面，增透玻璃窗口将真空紫外灯与迁移管电离区腔体隔离，增透玻璃易于更换，使其达到减少真空紫外灯窗口污染的效果。
李杨等人发明的一种集成式真空紫外灯电离源差分离子迁移谱仪(专利号ZL201611041188.x)，包括差分离子迁移谱、紫外灯电离源和固定凹槽，差分离子迁移谱两块平行迁移极板间的全部载气经进气口水平进入迁移极板，全部气体再经水平出气口全部排出，解决差分离子迁移谱的密封问题，使差分离子迁移谱的气流稳定，保证其检测的可靠性。
综上所述，上述专利和现有技术都没有对电离紫外灯与排斥极之间的高压放电损坏问题，进行设计和提出解决方法。
实用新型内容
针对上述技术问题，本实用新型提供了离子迁移管用电离紫外灯的高压隔离结构，具有耐高压效果好、可靠性高、实用性强等特点，可以有效地隔离防止排斥极对电离紫外灯之间的高压放电。
本实用新型技术方案如下：
离子迁移管用电离紫外灯的高压隔离结构，包括电离紫外灯、高压隔离用玻璃光窗套环、密封圈和带密封槽的排斥极；
电离紫外灯包括电离紫外灯灯体，电离紫外灯灯体外壁贴有两个对称射频电极片，电极片分别由两根导线引出，与高压的射频电源连接；电离紫外灯灯体的一端设有电离紫外灯玻璃光窗，电离紫外灯玻璃光窗的外径大于贴有对称射频电极片后的电离紫外灯灯体的外径；
高压隔离用玻璃光窗套环的一端设有凹槽，凹槽内径略大于电离紫外灯玻璃光窗的外径，凹槽的深度大于电离紫外灯玻璃光窗的厚度，凹槽用于嵌入电离紫外灯设有玻璃光窗的一端；所述凹槽的内部端面和电离紫外灯玻璃光窗的外边缘之间设有粘合剂层，电离紫外灯设有玻璃光窗的一端***到凹槽内，通过粘合剂层将凹槽的内部端面、电离紫外灯玻璃光窗外边缘、电离紫外灯部分灯体之间粘接和密封，将电离紫外灯粘接固定在高压隔离用玻璃光窗套环内，形成新的高压隔离电离紫外灯组件，实现排斥极与电离紫外灯上射频电极片之间的高压隔离；高压隔离用玻璃光窗套环的内径等于电离紫外灯灯体的内径，供电离紫外灯玻璃光窗发出的紫外光通过；
高压隔离用玻璃光窗套环的另一端与带密封槽的排斥极紧密贴合，贴合处设有密封圈，密封圈嵌入所述排斥极的密封槽内；带密封槽的排斥极上有导线引出，连接到离子迁移谱的直流高压电源上，通过施加直流高压以形成高压电场。
优选的，所述高压隔离结构还包括灯套筒；所述灯套筒为空心柱体，嵌套于贴有对称射频电极片的电离紫外灯灯体的外部，嵌套后，电离紫外灯玻璃光窗及与电离紫外灯玻璃光窗相邻的部分灯***于灯套筒的外部；所述灯套筒的内径略大于贴有对称射频电极片的电离紫外灯外径；所述灯套筒与电离紫外灯玻璃光窗相邻一端的侧面设有外螺纹，所述灯套筒另一端的侧面，开有两个电极线引出孔，用于引出两个对称射频电极片所连接的导线。
优选的，带外螺纹的灯套筒的内径，大于贴有对称射频电极片的电离紫外灯的外径0.1-3mm。
优选的，凹槽内径大于电离紫外灯玻璃光窗的外径0.1-3mm。
优选的，凹槽的深度大于电离紫外灯玻璃光窗的厚度0.5-20mm。
优选的，带密封槽的排斥极通过导线连接到离子迁移谱的直流正高压电源上，电压范围在正3千伏到正1万伏之间。
优选的，带密封槽的排斥极通过导线连接到离子迁移谱的直流负高压电源上，电压范围在负3千伏到负1万伏之间。
优选的，电离紫外灯玻璃光窗的厚度为0.5-2mm。
优选的，密封圈的内径，大于电离紫外灯灯体内径0.1-1mm；密封圈的外径，小于带外螺纹的灯套筒的螺纹外径0.1-10mm。
优选的，带密封槽的排斥极为金属材料，比如不锈钢，比如铁，比如铝，比如铜等。
优选的，电离紫外灯灯体外壁贴有二个对称射频电极片，其材料为金属，比如铜，比如铝，比如铁等。
优选的，高压隔离用玻璃光窗套环，其材料为绝缘材料，比如四氟乙烯，比如匹克，比如ABS，比如尼龙，比如聚氧化亚甲基(POM)，比如聚乙烯，比如聚碳酸酯等。
有益效果
本实用新型提供了离子迁移管用电离紫外灯的高压隔离结构，通过设置高压隔离用玻璃光窗套环，并在套环内凹槽的内部端面和电离紫外灯玻璃光窗的外边缘之间设置粘合剂层，通过粘合剂层将凹槽的内部端面、电离紫外灯玻璃光窗外边缘、电离紫外灯部分灯体之间粘接和密封，将电离紫外灯粘接固定在高压隔离用玻璃光窗套环内，形成新的高压隔离电离紫外灯组件，实现排斥极与电离紫外灯上射频电极片之间的高压隔离，具有耐高压效果好、可靠性高、实用性强等特点，可以有效地隔离防止排斥极对电离紫外灯之间的高压放电。
附图说明
图1为本实用新型的离子迁移管用电离紫外灯的高压隔离结构***图；
图2为现有的电离紫外灯装配示意图；
图中，1-电极线引出孔；2-灯套筒；3-灯玻璃光窗限位凹槽；4-对称射频电极片；5-电离紫外灯灯体；6-电离紫外灯玻璃光窗；7-高压隔离用玻璃光窗套环；8-密封圈；9-带密封槽的排斥极；10-外螺纹。
具体实施方式
实施例1
离子迁移管用电离紫外灯的高压隔离结构，包括带外螺纹10的灯套筒2、电离紫外灯、高压隔离用玻璃光窗套环7、密封圈8和带密封槽的排斥极9。
电离紫外灯包括圆柱形的电离紫外灯灯体5、电离紫外灯灯体5的一端是圆形的电离紫外灯玻璃光窗6；电离紫外灯灯体5外壁贴有两个对称射频电极片4，电极片分别由两根导线引出，与高压的射频电源连接；电离紫外灯玻璃光窗6的外径大于贴有对称射频电极片4后的电离紫外灯灯体5的外径。
带外螺纹的灯套筒2嵌套于贴有对称射频电极片4的电离紫外灯灯体5的外部，嵌套后，电离紫外灯玻璃光窗6及与电离紫外灯玻璃光窗6相邻的部分灯***于灯套筒2的外部；灯套筒2的内径略大于贴有对称射频电极片4的电离紫外灯的外径；外螺纹10位于灯套筒2与电离紫外灯玻璃光窗6相邻一端的侧面，带外螺纹的灯套筒2的另一侧端面，开有两个电极线引出孔1。
高压隔离用玻璃光窗套环7的一端设有圆形的凹槽，凹槽内径略大于电离紫外灯玻璃光窗6的外径，凹槽的深度大于电离紫外灯玻璃光窗6的厚度，凹槽用于嵌入电离紫外灯设有玻璃光窗的一端；凹槽的内部端面和电离紫外灯玻璃光窗6的外边缘之间设有粘合剂层(即图1线条加粗处)，电离紫外灯设有玻璃光窗的一端***到所述凹槽内，通过粘合剂层将凹槽的内部端面、电离紫外灯玻璃光窗6外边缘、电离紫外灯部分灯体之间粘接和密封，将电离紫外灯粘接固定在高压隔离用玻璃光窗套环7内，形成新的高压隔离电离紫外灯组件，实现排斥极与电离紫外灯上射频电极片之间的高压隔离；高压隔离用玻璃光窗套环7的内径等于电离紫外灯灯体5的内径，供电离紫外灯玻璃光窗6发出的紫外光通过。
高压隔离用玻璃光窗套环7的另一端与带密封槽的排斥极9紧密贴合，贴合处设有密封圈8，密封圈8嵌入所述排斥极的密封槽内；带密封槽的排斥极9上有导线引出，连接到离子迁移谱的直流高压电源上，通过施加直流高压以形成高压电场。
其中，
带外螺纹的灯套筒2的内径，大于贴有对称射频电极片4的电离紫外灯外径0.1mm；
高压隔离用玻璃光窗套环7设有圆形的凹槽，凹槽内径大于电离紫外灯玻璃光窗6的外径0.1mm；
高压隔离用玻璃光窗套环7设有圆形的凹槽，凹槽的深度大于电离紫外灯玻璃光窗6的厚度0.5mm；
带密封槽的排斥极9通过导线连接到离子迁移谱的直流正高压电源上，电压范围在正3千伏；
带密封槽的排斥极9通过导线连接到离子迁移谱的直流负高压电源上，电压范围在负1万伏；
电离紫外灯玻璃光窗6的厚度为1.2mm；
密封圈8的内径，大于电离紫外灯灯体5内径0.1mm；密封圈8的外径，小于带外螺纹的灯套筒2的螺纹外径10mm
带密封槽的排斥极9为金属材料不锈钢；
电离紫外灯灯体5外壁贴有两个对称射频电极片4，其材料为金属铜；
高压隔离用玻璃光窗套环7，其材料为绝缘材料四氟乙烯；
带外螺纹的灯套筒2，其材料为绝缘材料，比如四氟乙烯，比如匹克等。
Claims (10)
1.离子迁移管用电离紫外灯的高压隔离结构，其特征在于，包括电离紫外灯、高压隔离用玻璃光窗套环、密封圈和带密封槽的排斥极；
所述电离紫外灯包括电离紫外灯灯体，电离紫外灯灯体外壁贴有两个对称射频电极片，电极片分别由两根导线引出，与高压的射频电源连接；所述电离紫外灯灯体的一端设有电离紫外灯玻璃光窗，电离紫外灯玻璃光窗的外径大于贴有对称射频电极片后的电离紫外灯灯体的外径；
所述高压隔离用玻璃光窗套环的一端设有凹槽，凹槽内径略大于电离紫外灯玻璃光窗的外径，凹槽的深度大于电离紫外灯玻璃光窗的厚度，所述凹槽用于嵌入电离紫外灯设有玻璃光窗的一端；所述凹槽的内部端面和电离紫外灯玻璃光窗的外边缘之间设有粘合剂层，通过粘合剂层将凹槽的内部端面、电离紫外灯玻璃光窗外边缘、电离紫外灯部分灯体之间粘接和密封；所述高压隔离用玻璃光窗套环的内径等于电离紫外灯灯体的内径，供电离紫外灯玻璃光窗发出的紫外光通过；
所述高压隔离用玻璃光窗套环的另一端与带密封槽的排斥极紧密贴合，贴合处设有密封圈，密封圈嵌入所述排斥极的密封槽内；带密封槽的排斥极上有导线引出，连接到离子迁移谱的直流高压电源上。
2.根据权利要求1所述的离子迁移管用电离紫外灯的高压隔离结构，其特征在于：所述高压隔离结构还包括灯套筒；所述灯套筒为空心柱体，嵌套于贴有对称射频电极片的电离紫外灯灯体的外部，嵌套后，电离紫外灯玻璃光窗及与电离紫外灯玻璃光窗相邻的部分灯***于灯套筒的外部；所述灯套筒的内径略大于贴有对称射频电极片的电离紫外灯的外径；所述灯套筒与电离紫外灯玻璃光窗相邻一端的侧面设有外螺纹，所述灯套筒另一端的侧面，开有两个电极线引出孔，用于引出两个对称射频电极片所连接的导线。
3.根据权利要求2所述的离子迁移管用电离紫外灯的高压隔离结构，其特征在于：所述灯套筒的内径，大于贴有对称射频电极片的电离紫外灯的外径0.1-3mm。
4.根据权利要求1所述的离子迁移管用电离紫外灯的高压隔离结构，其特征在于：所述凹槽内径大于电离紫外灯玻璃光窗的外径0.1-3mm。
5.根据权利要求1所述的离子迁移管用电离紫外灯的高压隔离结构，其特征在于：所述凹槽的深度大于电离紫外灯玻璃光窗的厚度0.5-20mm。
6.根据权利要求1所述的离子迁移管用电离紫外灯的高压隔离结构，其特征在于：所述带密封槽的排斥极通过导线连接到离子迁移谱的直流正高压电源上。
7.根据权利要求1所述的离子迁移管用电离紫外灯的高压隔离结构，其特征在于：所述带密封槽的排斥极通过导线连接到离子迁移谱的直流负高压电源上。
8.根据权利要求1所述的离子迁移管用电离紫外灯的高压隔离结构，其特征在于：所述电离紫外灯玻璃光窗的厚度为0.5-2mm。
9.根据权利要求1所述的离子迁移管用电离紫外灯的高压隔离结构，其特征在于：所述密封圈的内径，大于电离紫外灯灯体内径0.1-1mm；密封圈的外径，小于带外螺纹的灯套筒的螺纹外径0.1-10mm。
10.根据权利要求1所述的离子迁移管用电离紫外灯的高压隔离结构，其特征在于：所述带密封槽的排斥极以及两个对称射频电极片均为金属材料，所述金属材料为不锈钢、铁、铝、铜中的一种；所述高压隔离用玻璃光窗套环为绝缘材料，所述绝缘材料为四氟乙烯、匹克、ABS、尼龙、聚氧化亚甲基、聚乙烯、聚碳酸酯中的一种。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |