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利用离子风实现后吸式进样与电离集成的离子源
  • ISSN号:1004-924X
  • 期刊名称:光学 精密工程
  • 时间:2015.12
  • 页码:3405-3413
  • 分类:TH83[机械工程—仪器科学与技术;机械工程—精密仪器及机械]
  • 作者机构:[1]桂林电子科技大学生命与环境科学学院,广西桂林541004, [2]广西信息科学实验中心,广西桂林541004
  • 相关基金:国家自然科学基金青年基金资助项目(No.61204120); 广西自然科学基金青年基金资助项目(No.2013GXNSFBA019273);广西自然科学基金面上资助项目(No.2015GXNSFAA139304); 国家级大学生创新项目(No.XY290406); 广西高等教育教学改革工程项目(No.2014GJB144); 广西自动检测技术与仪器重点实验室基金资助项目(No.YQ15114); 广西信息科学实验中心资助项目(No.YB1420); 桂林电子科技大学研究生教育创新计划资助项目(No.YJCXS201559)
  • 相关项目:基于MEMS技术的敞开式离子源和微型气泵集成系统研究
中文摘要:

针对现用离子源工作时需外接庞大复杂的供气装置,不利于便携的不足,提出了一种基于离子风的敞开式离子源和微型气泵集成系统。设计了一种新型阵列式针-柱放电电极结构,其可以在大气压下实现敞开式离子源和微型气泵双重功能。选用0~-20 000V的负直流高压供电电源,10mm的针-柱间距,分别对单排针-单柱,单排针-双柱,双排针-双柱3种放电电极结构进行电晕放电,并采用testo 405-V1风速计进行风速测量。结果表明,双排针-双柱产生的风速最大。采用COMSOL多物理场仿真软件对3种电极结构进行离子风仿真,并与实验结果对比,结果吻合良好。以双排针-双柱电极结构进行了离子源和微型气泵集成系统实验。结果显示:该结构放电产生的离子风最大为2.11m/s,可以将装置后端处的乙酸样品吸入;电离产生的最大电流信号为-10nA左右,表明该装置实现了电离功能。本文所设计的离子源和微型气泵集成系统,实现了后吸式进样并电离,省去了庞大复杂的供气装置,有望应用于便携式分析仪器中。

英文摘要:

As existing ion source requires a complex external huge gas supply and is not convenient to be carried,this paper proposes a integrated system by an opened ion source and a micro gas pump based on ionic wind.A new needle array-cylinder discharge electrode structure was designed to realize the double functions of the open ion source and the micro air pump in ambient air.When the power supply was served as a negative DC high voltage of 0--20 000 V,and the distance between the nee-dle and the cylinder was 10 mm,the corona discharge was implemented by three types of discharge electrode structures respectively:single-array-needle and single-cylinder,single-array-needle and double-cylinder,double-array-needle and double-cylinder,and the wind velocity was measured by the testo405-V1anemometer。The result shows that the maximum wind velocity is produced by the double-array-needle and double-cylinder structure.By using three types of electrode structures,COMSOL multi physic simulation software was applied to simulation of the ion wind and the results show that the simulation is coincided with that of the experimental results well.Based on the double-array-needle and double-cylinder structure,the integrated system experiment of the ion source and the micro air pump was conducted.The results demonstrate that the maximum ion wind generated by the structure discharge is 2.11m/s,which can suck an acetic acid sample at the bottom into the device.Moreover,the maximum electric current value reaches about-10 nA tested by the Faraday cup,which shows that the device realizes the ionization function.In conclusion,the integrated system of the ion source and the micro air pump in this paper realizes posterior suck sampling and ionization,omits a huge complex external gas supplies,and is expected to be applied to portable analytical instruments.

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期刊信息
  • 《光学精密工程》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国仪器仪表学会
  • 主编:曹健林
  • 地址:长春市东南湖大路3888号
  • 邮编:130033
  • 邮箱:gxjmgc@sina.com;gxjmgc@ciomp.ac.cn
  • 电话:0431-86176855 84613409传
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-924X
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1198/TH
  • 邮发代号:12-166
  • 获奖情况:
  • 三次获得“百种中国杰出学术期刊”,2006年获得中国科协择优支持基金,2007年获“吉林省新闻出版精品期刊奖”,2008年获“中国精品科技期刊”,2012年《光学精密工程》看在的3篇论文获得中国百...,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:22699