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采用离子风实现敞开式离子源和微型气泵集成系统的设计与实验
  • ISSN号:1672-7126
  • 期刊名称:真空科学与技术学报
  • 时间:2015.2.1
  • 页码:1112-1118-
  • 分类:O461[理学—电子物理学;理学—物理]
  • 作者机构:[1]桂林电子科技大学生命与环境科学学院,桂林541004, [2]广西信息科学实验中心,桂林541004
  • 相关基金:国家自然科学基金青年基金项目(61204120); 广西自然科学基金青年基金项目(2013GXNSFBA019273); 国家级大学生创新项目(XY290406); 广西高等教育教学改革工程项目(2014GJB144); 广西自动检测技术与仪器重点实验室基金项目(YQ15114); 广西信息科学实验中心资助项目(YB1420)
  • 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:

为了实现敞开式离子源和微型气泵的系统集成,设计了一种小型阵列式针-柱电极结构。采用0~-20000 V,最大输出电流5 m A的负直流高压电源提供负高压,实现针-柱间稳定的负电晕放电,产生离子风。对单排针-单柱、单排针-双柱、双排针-双柱三种不同的针-柱结构进行的放电实验表明双排针-双柱结构产生的风速最大。采用testo 405-V1风速计对4,6,8,10和12 mm五种不同的针-柱间距放电产生的离子风进行风速测量,表明针-柱10 mm间距时产生的风速最大,为2.11m/s。采用双排针-双柱、间距10 mm的针-柱电极结构进行了乙酸的进样和电离实验,p H试纸变红表明乙酸在离子风的驱动下实现了进样,放电电压-12000 V时法拉第杯检测到的电流值为-200 p A表明乙酸实现了电离。该离子源和微型气泵集成系统减少了外接庞大复杂的供气系统,产生的离子风流速以及电流强度值和稳定性满足高场非对称波形离子迁移谱仪等分析仪器的要求,有利于分析仪器的微型化。

英文摘要:

The integration of the ambient ion-source with micro gas pump via ionic wind. The original work includes the development of the electrodes with double row stainless steel tip array and Cu rod configuration to effectively gener- ate steady negative coronadischarge and high velocity ionic wind. The impact of the electrodes' structures and tip rod distance on the ionic wind velocity was investigated. The field distribution of the electrodes with different structures was modeled and simulated with software COMSOL Multiphysics. The simulated results show that the electrodes with double row tip-rod configuration do the best job, and that the tip-rod separation significantly affects the ionic wind velocity. To be specific, for an optimized tip-rod distance of 10 mm in a double row tip-rod configuration, the highest ionic wind reached 2.11 m/s with an ion-current of -200 pA.The preliminary test results show that the ionic wind is capable of injecting and ionizing acetic acid.

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期刊信息
  • 《真空科学与技术学报》
  • 中国科技核心期刊
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  • 主办单位:中国真空学会
  • 主编:李德杰
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  • 邮编:100022
  • 邮箱:cvs@chinesevacuum.com
  • 电话:010-58206280
  • 国际标准刊号:ISSN:1672-7126
  • 国内统一刊号:ISSN:11-5177/TB
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  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 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,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),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:4421