DE19938392A1

DE19938392A1 - Einlaßsystem für Ionenmobilitätsspektrometer

Info

Publication number: DE19938392A1
Application number: DE19938392A
Authority: DE
Inventors: Juergen Leonhardt; Holger Bensch; Joachim Franke
Original assignee: IUT INST fur UMWELTTECHNOLOGI
Current assignee: Leonhardt Juergen Prof Dr De
Priority date: 1999-08-05
Filing date: 1999-08-05
Publication date: 2001-02-08
Anticipated expiration: 2019-08-06
Also published as: DE19938392B4

Description

Die Erfindung betrifft ein Probeneinlaßsystem für Ionenmobilitätsspektrometer. Sie kann insbesondere im wissenschaftlichen Gerätebau und in der Gasspurenanalytik Anwendung finden.

Aus der DE-PS 195 02 674 ist bereits ein Ionenmobilitätsspektrometer mit einem geschlossenen Gaskreislauf und interner GC-Säule bekannt. Als Einlaßsystem für Ionenmobilitätsspektrometer werden meistens geheizte Silikonmembranen verwendet. Der Hauptnachteil dieser Membranen sind ihre begrenze Temperaturstabilität in Sauerstoff- bzw. Luftumgebung und die damit verbundene verminderte Durchlässigkeit für schwerflüchtige Substanzen.

Weiterhin ist es üblich, Probenschleifensysteme zur Probeneingabe in Ionenmobilitätsspektrometern zu verwenden. Dabei wird die zu analysierende, gasförmige Meßprobe mittels einer zusätzlichen Pumpe durch eine Gasschleife, die normalerweise vom Kreislauf des Ionenmobilitätsspektrometer getrennt ist, angesaugt. Zum Zeitpunkt der Probeneingabe auf die Meßzelle wird der Gasweg umgeschaltet, so daß sich die Probenschleife im Kreislauf der Meßzelle befindet. Diese Probegabe versagt, wenn die Meßprobe als schwerflüchtige Probe in flüssiger oder fester Form vorliegt, da hier die über die Meßprobe hinwegströmende Luft nur Bruchteile der nachzuweisenden Substanz mitnimmt; die dem Ionenmobilitätsspektrometer zugeführte Gasmenge also die nachzuweisende Substanz nur in sehr stark und nichtreproduzierbar verdünnter Konzentration enthält.

Es war also Aufgabe der Erfindung ein Probeneingabesystem für ein im Kreislauf betriebenes Ionenmobilitätsspektrometer anzugeben, das auch schwerflüchtige Proben zuverlässig und reproduzierbar der Meßzelle zuführt, keine Verdünnung der Konzentration der nachzuweisenden Substanz vornimmt und somit eine hohe Nachweisempfindlichkeit des Ionenmobilitätsspektrometer sicherstellt.

Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe durch eine Anordnung mit den Merkmalen der Patentansprüche gelöst.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.

Es zeigt

Fig. 1 das Schema vom Einlaßteil und Driftzelle eines Ionenmobilitätsspektrometers

Das Ionenmobilitätsspektrometer besteht in bekannter Weise aus der Driftzelle 1, der Ionisationsquelle 2 und dem Einlaßgitter 3. Der geschlossene Gaskreislauf wird durch die Pumpe 5, den Filter 6, den Verzweigungspunkt des Gaskreislaufes 7 realisiert.

Am Verzweigungspunkt 7 sind der Driftgaseinlaß 14 der Driftzelle und ein erstes 3/2-Wege-Magnetventil 8 angeschlossen. Dieses Magnetventil 8 ist mit einem Gasauslaß 10 und einer angeschlossenen Umwegleitung 12 verbunden, an der ein weiteres 3/2-Wege Magnetventil 9, das mit einer Probenquelle 11 und dem Analysengaseinlaß 4 der Driftzelle verbunden ist, angeschlossen ist. Im Bereitschaftsmodus wird durch den ständig umlaufenden Gaskreislauf über des Filter 6 eine Reinigung des Trägergases erreicht.

Im Meßfall, der in kurzen Abständen wiederholt werden kann, werden beide Ventile 8 und 9 gleichzeitig umgeschaltet.

Dabei wird der bisher geschlossene Gaskreislauf derart geöffnet, daß das bisher umlaufende Gas über den Gasauslaß 10 nach außen gefördert wird. Gleichzeitig wird der Analysengaseinlaß 4 über das Ventil 9 auf die geschlossene oder quasistationäre Probenquelle 11 gelegt.

Diese Probenquelle kann z. B. als Desorptionsquelle realisiert sein. In ihr hat sich während des Bereitschaftszyklus des Ionenmobilitätsspektrometer ein Sättigungsdampfdruck der nachzuweisenden Substanz aufgebaut, der im Umschaltmoment durch den aus dem Analysengaseinlaß 4 herrührenden Unterdruck herausgesaugt wird. Nach kurzer Zeit - in praxi wenige Sekunden - wird der ursprüngliche Gaskreislauf durch Umschalten der Ventile 8 und 9 wieder hergestellt. Die einströmende Analyseprobe wurde nicht verdünnt und kann in hoher Empfindlichkeit in bekannter Weise im Ionenmobilitätsspektrometer nachgewiesen werden.

Zur Sicherung konstanter Druckverhältnisse im Gaskreislauf kann zwischen dem Verzweigungspunkt 7 und dem ersten Magnetventil 8 eine zusätzliche Pumpe oder eine Druckreduzierung 15 eingefügt sein.

Claims

1. Einlaßsystem für ein Ionenmobilitätsspektrometer mit geschlossenem Gaskreislauf, mit Driftzelle, Umlaufpumpe, Filter und Kreislaufverzweigung zur Zelle und zum Probeneinlaß, dadurch gekennzeichnet, daß an den Verzweigungspunkt (7) ein 3/2-Wege-Magnetventil (8) derart angeschlossen ist, daß der Gaskreislauf in Bereitschaftsstellung über eine Umwegleitung (12) und ein zweites 3/2-Wege- Magnetventil (9) zum Analysengaseinlaß (4) der Meßzelle geschlossen ist und in der anderen Schalterstellung der Magnetventile (8) und (9) der Kreislauf zum Gasauslaß (10) hin geöffnet und eine quasistationäre Probenquelle (11) mit dem Analysengaseinlaß (4) verbunden ist.

2. Einlaßsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke der Sicherung konstanter Druckverhältnisse im Kreislauf zwischen dem Verzweigungspunkt (7) und dem Magnetventil (8) eine Pumpe und/oder eine Druckreduzierung (15) angeordnet ist.