RU2476870C1 - Способ разделения и регистрации ионов в газе (варианты) - Google Patents
Способ разделения и регистрации ионов в газе (варианты) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2476870C1 RU2476870C1 RU2011144529/28A RU2011144529A RU2476870C1 RU 2476870 C1 RU2476870 C1 RU 2476870C1 RU 2011144529/28 A RU2011144529/28 A RU 2011144529/28A RU 2011144529 A RU2011144529 A RU 2011144529A RU 2476870 C1 RU2476870 C1 RU 2476870C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- peak
- electric field
- polarity
- alternating
- spectrum
- Prior art date
Links
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 title claims abstract description 67
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims abstract description 62
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 54
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 36
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 32
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 19
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 16
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000599 controlled substance Substances 0.000 abstract 4
- 229940125368 controlled substance Drugs 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 33
- RMBFBMJGBANMMK-UHFFFAOYSA-N 2,4-dinitrotoluene Chemical compound CC1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1[N+]([O-])=O RMBFBMJGBANMMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- SPSSULHKWOKEEL-UHFFFAOYSA-N 2,4,6-trinitrotoluene Chemical compound CC1=C([N+]([O-])=O)C=C([N+]([O-])=O)C=C1[N+]([O-])=O SPSSULHKWOKEEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000000015 trinitrotoluene Substances 0.000 description 18
- VYZAHLCBVHPDDF-UHFFFAOYSA-N Dinitrochlorobenzene Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC=C(Cl)C([N+]([O-])=O)=C1 VYZAHLCBVHPDDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- -1 DNCB ions Chemical class 0.000 description 4
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 3
- 230000037230 mobility Effects 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 101001054273 Nocardioides sp. (strain JS1661) 2,4-dinitroanisole O-demethylase subunit beta Proteins 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 238000004868 gas analysis Methods 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
- 230000003533 narcotic effect Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области газового анализа и может быть использовано для решения задач разделения и регистрации ионов в газе, например ионов взрывчатых или наркотических веществ в воздухе. Изобретение может быть также использовано как основа для газохроматографического детектирования. В способе, включающем разделение ионов различных типов с помощью суперпозиции знакопеременных периодических однородных или неоднородных несимметричного и симметричного по полярности электрических полей и однонаправленного электрического поля в потоке газа, ограниченном протяженными электродами, варьирование однонаправленного электрического поля, транспортировку разделенных ионов потоком газа на регистрацию, регистрацию спектра разделенных ионов в виде совокупности ионных пиков, в том числе пиков веществ, подлежащих контролю, согласно изобретению по первому варианту предварительно во всем диапазоне изменения температуры газа в отсутствие знакопеременного периодического симметричного по полярности электрического поля определяют параметры, характеризующие средние квадратические отклонения (СКО) пиков веществ, подлежащих контролю, затем при варьировании однонаправленного электрического поля и регистрации спектра измеряют температуру газа, а амплитуду напряженности знакопеременного периодического симметричного по полярности электрического поля при регистрации каждого участка спектра, где может присутствовать пик вещества, подлежащего контролю, при фиксировании периода выбирают в зависимости от величины параметра, характеризующего СКО этого пика при данной температуре, исходя из условия: чем бол�
Description
Изобретение относится к области газового анализа и может быть использовано для решения задач разделения и регистрации ионов в газе, например ионов взрывчатых или наркотических веществ в воздухе. Изобретение может быть также использовано как основа для газохроматографического детектирования.
Известен способ разделения и регистрации ионов в газе, включающий разделение ионов различных типов с помощью знакопеременного периодического несимметричного по полярности электрического поля, регистрацию разделенных ионов [а.с. СССР №966583, опубл. 15.10.1982]. Разделение ионов происходит вследствие различия их подвижностей в полях малой и высокой напряженностей.
Недостатками этого технического решения являются низкие чувствительность, разрешение и избирательность, вследствие диффузионного расплывания ионов в пространстве разделения, заполненном газом.
Известен также способ разделения и регистрации ионов в газе, включающий разделение ионов различных типов с помощью знакопеременного периодического неоднородного несимметричного по полярности электрического поля и регистрацию разделенных ионов [патент РФ №1485808, опубл. 10.06.98].
Недостатками данного технического решения являются низкие разрешение и избирательность, обусловленные использованием неоднородного фокусирующего электрического поля, приводящего к уширению пиков.
Известны способы разделения и регистрации ионов в газах, включающие разделение ионов различных типов с помощью суперпозиции знакопеременного периодического несимметричного по полярности и однонаправленного электрических полей в потоке газа, ограниченном протяженными электродами, варьирование однонаправленного электрического поля, транспортировку разделенных ионов на регистрацию потоком газа, регистрацию спектра разделенных ионов в виде совокупности ионных пиков, в том числе ионных пиков веществ, подлежащих контролю [патенты США: №6504149, опубл. 07.01.03; №6653627, опубл. 25.11.03; №6639212, опубл. 28.10.03; №6774360, опубл. 27.03,03; №6815668, опубл. 18.10.01; №6972407, опубл. 06.12.05; №7005632, опубл. 20.05.04; №7355170, опубл. 08.04.08, №7619214, опубл. 16.11.06].
Основным недостатком данных технических решений является низкое разрешение и избирательность.
Наиболее близким является способ разделения и регистрации ионов в газах, включающий разделение ионов различных типов с помощью суперпозиции знакопеременного периодического однородного или неоднородного несимметричного по полярности, знакопеременного периодического с фиксированными периодом и напряженностью однородного или неоднородного симметричного по полярности и однонаправленного электрических полей в потоке газа, ограниченном протяженными электродами, варьирование однонаправленного электрического поля, транспортировку разделенных ионов потоком газа на регистрацию, регистрацию спектра разделенных ионов в виде совокупности ионных пиков, в том числе пиков веществ, подлежащих контролю [патент США №5420424, опубл. 30.05.95].
Основным недостатком данного технического решения является нестабильность таких аналитических характеристик, как чувствительность, разрешение и избирательность. Это обусловлено тем, что при выборе при некоторой температуре газа для какого-либо типа ионов оптимальных значений периода и напряженности знакопеременного периодического симметричного по полярности электрического поля для других типов ионов эти значения могут быть неоптимальными, кроме того, эти значения будут неоптимальными для указанного типа ионов при других температурах газа.
Задачей заявленных изобретений является повышение стабильности таких аналитических характеристик, как чувствительность, разрешение и избирательность, для выбранного перечня веществ, подлежащих контролю, во всем диапазоне изменения температуры газа.
Поставленная задача решается тем, что в известном способе, включающем разделение ионов различных типов с помощью суперпозиции знакопеременного периодического однородного или неоднородного несимметричного по полярности, знакопеременного периодического однородного или неоднородного симметричного по полярности и однонаправленного электрических полей в потоке газа, ограниченном протяженными электродами, варьирование однонаправленного электрического поля, транспортировку разделенных ионов потоком газа на регистрацию, регистрацию спектра разделенных ионов в виде совокупности ионных пиков, в том числе пиков веществ, подлежащих контролю, согласно изобретению по первому варианту предварительно во всем диапазоне изменения температуры газа в отсутствие знакопеременного периодического симметричного по полярности электрического поля определяют параметры, характеризующие средние квадратические отклонения (СКО) пиков веществ, подлежащих контролю, затем при варьировании однонаправленного электрического поля и регистрации спектра разделенных ионов измеряют температуру газа, а амплитуду напряженности знакопеременного периодического симметричного по полярности электрического поля при регистрации каждого участка спектра, где может присутствовать пик вещества, подлежащего контролю, при фиксировании периода выбирают в зависимости от величины параметра, характеризующего СКО этого пика при данной температуре, исходя из условия: чем больше величина параметра, характеризующая СКО пика, тем больше амплитуда знакопеременного периодического симметричного по полярности электрического поля при регистрации участка спектра, на котором этот пик может присутствовать.
Амплитуду напряженности знакопеременного периодического симметричного по полярности электрического поля при регистрации каждого участка спектра, где может присутствовать пик вещества, подлежащего контролю, выбирают пропорционально величине параметра, характеризующего СКО этого пика.
При использовании знакопеременного периодического неоднородного несимметричного по полярности электрического поля, приводящего к фокусировке ионов, коэффициент пропорциональности амплитуды напряженности знакопеременного периодического симметричного по полярности электрического поля величине параметра, характеризующего СКО пика вещества, подлежащего контролю, выбирают в зависимости от степени фокусировки, исходя из условия: чем сильнее фокусировка, тем больше указанный коэффициент.
Поставленная задача решается также тем, что в известном способе, включающем разделение ионов различных типов с помощью суперпозиции знакопеременного периодического однородного или неоднородного несимметричного по полярности, знакопеременного периодического однородного или неоднородного симметричного по полярности и однонаправленного электрических полей в потоке газа, ограниченном протяженными электродами, варьирование однонаправленного электрического поля, транспортировку разделенных ионов потоком газа на регистрацию, регистрацию спектра разделенных ионов в виде совокупности ионных пиков, в том числе пиков веществ, подлежащих контролю, согласно изобретению по второму варианту предварительно во всем диапазоне изменения температуры газа в отсутствие знакопеременного периодического симметричного по полярности электрического поля определяют параметры, характеризующие средние квадратические отклонения (СКО) пиков веществ, подлежащих контролю, затем при варьировании однонаправленного электрического поля и регистрации спектра разделенных ионов измеряют температуру газа, а период знакопеременного периодического симметричного по полярности электрического поля при регистрации каждого участка спектра, где может присутствовать пик вещества, подлежащего контролю, при фиксировании амплитуды напряженности выбирают в зависимости от величины параметра, характеризующего СКО этого пика при данной температуре, исходя из условия: чем больше величина параметра, характеризующая СКО пика, тем больше период знакопеременного периодического симметричного по полярности электрического поля при регистрации участка спектра, на котором этот пик может присутствовать.
Период знакопеременного периодического симметричного по полярности электрического поля при регистрации каждого участка спектра, где может присутствовать пик вещества, подлежащего контролю, выбирают пропорционально величине параметра, характеризующего СКО этого пика.
При использовании знакопеременного периодического неоднородного несимметричного по полярности электрического поля, приводящего к фокусировке ионов, коэффициент пропорциональности периода знакопеременного периодического симметричного по полярности электрического поля величине параметра, характеризующего СКО пика вещества, подлежащего контролю, выбирают в зависимости от степени фокусировки, исходя из условия: чем сильнее фокусировка, тем больше указанный коэффициент.
Регистрация каждого участка спектра, где может присутствовать пик вещества, подлежащего контролю, с оптимальной для указанного пика амплитудой и периодом знакопеременного периодического однородного или неоднородного симметричного по полярности электрического поля позволяет повысить стабильность аналитических характеристик (чувствительность, разрешение, избирательность) для выбранного перечня веществ во всем диапазоне изменения температуры газа.
Преимущества настоящего изобретения будут подробно описаны ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, где:
фиг.1 - вид напряжений, прикладываемых к электродам и вызывающих соответствующие электрические поля: USƒ(t} - знакопеременное периодическое несимметричное по полярности напряжение; Ug(t) - знакопеременное периодическое симметричное по полярности напряжение; Uc(t) - варьируемое однонаправленное напряжение;
фиг.2 - примеры различных форм напряжения: (А) - ƒ(t), (Б) - g(t);
фиг.3 - спектры смеси ионов взрывчатых веществ 2,4,6-тринитротолуола (ТНТ), 2,4-динитротолуола (ДНТ) и динитрохлорбензола (ДНХБ) в воздухе, имеющем температуру Т=293 К, при воздействии знакопеременного периодического несимметричного по полярности напряжения амплитудой Us=-2400 В и частотой 200 кГц, знакопеременного периодического симметричного по полярности напряжения с фиксированными периодом р=1×10-2 с и амплитудами (a) U=0 или (б) U=12 В и варьировании однонаправленного напряжения в диапазоне Uc=0÷25 В;
фиг.4 - фрагменты спектров ионов ДНХБ в воздухе, имеющем температуру Т=293 или 313 К, при воздействии знакопеременного периодического несимметричного по полярности напряжения амплитудой US=-2400 В и частотой 200 кГц, знакопеременного периодического симметричного по полярности напряжения с фиксированным периодом р=1×10-2 с и амплитудами (a) U=0 или (б) U=5 В и варьировании однонаправленного напряжения в диапазоне Uc=0÷25 В;
фиг.5 - зависимости относительной амплитуды IU/IU=0 и обратных значений ширины на половине высоты (1/wU)/(1/wU=0) ионных пиков ТНТ, ДНТ и ДНХБ от амплитуды знакопеременного периодического симметричного по полярности напряжения U (период р=1×10-2 с) при температуре газа Т=293 и 313 К.
фиг.6 - зависимости (А) относительной амплитуды IU/IU=0 и (Б) относительных обратных значений ширины на половине высоты (1/wU)/(1/wU=0) ионных пиков ТНТ, ДНТ и ДНХБ от температуры газа Т при использовании прототипа (прерывистые линии) и при использовании предлагаемого технического решения (сплошные линии).
Разделение ионов в потоке газа, ограниченном протяженными электродами, происходит при воздействии на них суперпозиции знакопеременного периодического однородного или неоднородного несимметричного по полярности, знакопеременного периодического однородного или неоднородного симметричного по полярности и однонаправленного электрических полей. Для формирования этих полей на электроды подают соответствующие напряжения USƒ(t), Ug(t) и Uc(t) (фиг.1), где US, U - амплитуды напряжений, а ƒ(t), g(t) - формы напряжений. Формы напряжений ƒ(t), g(t) могут быть различны. На фиг.2 даны примеры форм, наиболее часто используемых на практике. В русскоязычной литературе такое Ug(t) иногда называют напряжение «ряби» [Первухин В.В., Шевень Д.Г. Письма в ЖТФ, 2008, т.34, Вып.22, с.57-63], в англоязычной - «ripple» voltage [патент США №5420424]. Варьирование однонаправленного напряжения Uc(t) позволяет регистрировать токи (I) разделенных ионов в виде совокупности ионных пиков - спектр (зависимость I(Uc)), представляющий собой условное отображение распределенных в пространстве и во времени пучков ионов различных типов.
Ионы веществ, подлежащих контролю, могут иметь различные значения физических характеристик: коэффициентов подвижности и диффузии, приращения коэффициентов подвижности. Плотности пространственного распределения ионов между электродами, формирующиеся под действием суперпозиции указанных электрических полей, являются функциями этих характеристик, следовательно, также могут отличаться друг от друга, т.е. иметь разную пространственную дисперсию. Поэтому пики на спектре могут иметь разные величины параметра, характеризующего среднее квадратическое отклонение (СКО). В качестве такого параметра часто используют ширину пика на половине высоты. Разрешение и избирательность обратно пропорциональны параметру, характеризующему СКО, а чувствительность прямо пропорциональна амплитуде пика на спектре. На фиг.3 показаны зарегистрированные по способу-прототипу спектры смеси ионов взрывчатых веществ ТНТ, ДНТ и ДНХБ в воздухе, имеющем температуру Т=293 К, при воздействии знакопеременного периодического несимметричного по полярности напряжения амплитудой Us=-2400 В и частотой 200 кГц, знакопеременного периодического симметричного по полярности напряжения с фиксированными периодом р=1×10-2 с и амплитудами (a) U=0 или (б) U=12 В и варьировании однонаправленного напряжения в диапазоне Uc=0÷25 В. На фиг.4 показаны зарегистрированные по способу-прототипу фрагменты спектров ионов ДНХБ в воздухе, имеющем температуру Т=293 или 313 К, при воздействии знакопеременного периодического несимметричного по полярности напряжения амплитудой Us=-2400 В и частотой 200 кГц, знакопеременного периодического симметричного по полярности напряжения с фиксированными периодом р=1×10-2 с и амплитудами (a) U=0 или (б) U=5 В и варьировании однонаправленного напряжения в диапазоне Uc=0÷25 В. Как видно из чертежей, при изменении значений амплитуды напряжения U и температуры газа Т ширина пиков на половине высоты wU и их амплитуда IU для разных типов ионов изменяется в разной степени. На фиг.5 приведены зависимости относительной амплитуды IU/IU=0 и обратных значений ширины на половине высоты (1/wU)/(1/wU=0) ионных пиков ТНТ, ДНТ и ДНХБ от амплитуды знакопеременного периодического симметричного по полярности напряжения U (период р=1×10-2 с) при температуре газа Т=293 и 313 К. Величина IU/IU=0 характеризует изменение чувствительности. Соотношение (1/wU)/(1/wU=0) характеризует изменение разрешения, поскольку напряжение Uc для пиков ионов ДНТ и ТНТ при изменении U практически не меняется (т.е. не меняется местоположение пика на спектре), а для ДНХБ меняется незначительно (величина ΔUc на фиг.3).
Если использовать способ-прототип, то выбрав фиксированные значения периода и амплитуды напряжения U, например, р=1×10-2 с и U=6 В, являющиеся оптимальными для ДНХБ при Т=293 К, получим для пиков ионов ТНТ, ДНТ и ДНХБ следующие зависимости относительной чувствительности IU/IU=0 и относительного разрешения (1/wU)/(1/wU=0) от температуры газа Т, показанные пунктирными линиями на фиг.6 (А и Б), соответственно. При Т=293 К для ДНХБ чувствительность составляет 0.8 от максимальной Smax (фиг.6 А), а разрешение в 1.8 раза выше минимального Rmin (фиг.6 Б). Для ТНТ чувствительность 0.45 Smax при сохранении Rmin, для ДНТ - 0.5 Smax при увеличении разрешения 1.2 Rmin. Считаем, что максимальная чувствительность Smax и минимальное разрешение Rmin для каждого вещества наблюдаются при U=0 (или р→0) и заданной температуре газа.
При повышенной температуре Т=303 К наблюдается существенное уменьшение относительной чувствительности: ТНТ - 0.04 Smax, ДНТ - 0.17 Smax, ДНХБ - 0.45 Smax, при незначительном росте разрешения (кроме ТНТ): ТНТ - Rmin, ДНТ - 1.1 Rmin, ДНХБ - 1.57 Rmin. При Т=313 К, р=1×10-2 с и U=6 В пики ТНТ, ДНТ и ДНХБ на спектре отсутствуют, т.е. чувствительность для этих веществ равна нулю.
При пониженных температурах:
Т=283 К: чувствительность: ТНТ - 0.68 Smax, ДНТ - 0.8 Smax, ДНХБ - 0.98 Smax, разрешение: ТНТ - 1.04 Rmin, ДНТ - 1.3 Rmin, ДНХБ - 1.65 Rmin;
Т=273 К: чувствительность: ТНТ - 0.85 Smax, ДНТ - 0.92 Smax, ДНХБ - Smax, разрешение: ТНТ - 1.09 Rmin, ДНТ - 1.4 Rmin, ДНХБ - 1.35 Rmin.
Согласно как первому, так и второму предлагаемым способам необходимо предварительно во всем диапазоне изменения температуры газа в отсутствии знакопеременного периодического симметричного по полярности электрического поля (т.е. U=0) определить параметры (например, wU), характеризующие СКО пиков веществ, подлежащих контролю. Например, при воздействии знакопеременного периодического несимметричного по полярности напряжения амплитудой Us=-2400 В и частотой 200 кГц и температуре воздуха Т=273 К для пиков ионов ТНТ, ДНТ и ДНХБ ширина на половине высоты была равна wU=0=0.5, 1.10 и 4.1 В, при T=283 К wU=0=0.35, 0.80 и 3.1 В, при Т=293 К wU=0=0.29, 0.50 и 2.21 В, при Т=303 К wU=0=0.27, 0.37 и 1.21 В, а при Т=313 К wU=0=0.25, 0.32 и 0.65 В, соответственно. Ранее показано (фиг.5), что амплитуда напряжения U=6 В при р=1×10-2 с является оптимальной для пика с wU=0=2.21 В. Согласно первому предлагаемому техническому решению значение амплитуды U необходимо выбирать исходя из условия: для меньших значений wU=0<2.21 В, необходимо использовать меньшее значение U<6 В и наоборот. Как частный случай, предлагается использовать при регистрации каждого участка спектра, где может присутствовать пик вещества, подлежащего контролю, значения U прямо пропорциональные величинам wU=0 этих пиков. На фиг.6 (А и Б) приведены соответственно зависимости IU/IU=0 и (1/wU)/(1/wU=0) от температуры газа Т, полученные для указанного случая (сплошные линии). Амплитуды знакопеременного периодического симметричного по полярности напряжения (с фиксированным периодом р=1×10-2 с), вызывающего соответственное электрическое поле, при регистрации участков спектра, где могут присутствовать пики ТНТ ДНТ и ДНХБ, выбирали равными: Т=273 К - U≈1.5, 3 и 12 В; Т=283 К - U≈1, 2.2 и 8.5 В; Т=293 К - U≈0, 0.5 и 6 В; Т=303 К - U≈0, 0 и 3 В; Т=313 К - U≈0, 0 и 0.4 В, соответственно. Как видно из чертежа, при использовании первого предлагаемого технического решения, во-первых, пики регистрировались во всем диапазоне изменения температуры газа T=273÷313 К (при использовании прототипа при Т=313 К пики ТНТ, ДНТ и ДНХБ на спектре отсутствуют), во-вторых, зависимости IU/IU=0 и (1/wU)/(1/wU=0) от Т более пологи, чем при использовании прототипа. Все это свидетельствует о том, что стабильность аналитических характеристик, таких как чувствительность, разрешение и избирательность, при использовании первого предлагаемого технического решения существенно выше, чем при использовании прототипа.
Аналогичный результат получен и для второго предлагаемого технического решения. Для этого периоды знакопеременного периодического симметричного по полярности напряжения (при фиксированной амплитуде U=12 В) выбирали равными: Т=273 К - р≈1.5×10-3, 2.5×10-3 и 1×10-2 с; Т=283 К - р≈5×10-4, 1×10-3 и 6×10-3 с; Т=293 К - р≈1×10-4, 2×10-4 и 5×10-3 с; Т=303 К - p≈1×10-4, 1×10-4 и 2.5×10-3 с; T=313 К - р≈1×10-4, 1×10-4 и 2×10-4 с, соответственно. При указанных параметрах генератора получали зависимости IU/IU=0 и (1/wU)/(1/wU=0) от температуры газа T практически идентичные зависимостям, показанным на фиг.6 (сплошные линии).
Реализация предлагаемых технических решений представляет собой простую техническую задачу, так как может быть выполнена на оборудовании, используемом в прототипе. Требуется лишь модернизация генератора знакопеременного периодического симметричного по полярности напряжения. Необходимо, чтобы имелась возможность управления такими параметрами генератора, как амплитуда и частота колебаний.
Claims (6)
1. Способ разделения и регистрации ионов в газе, включающий разделение ионов различных типов с помощью суперпозиции знакопеременного периодического однородного или неоднородного несимметричного по полярности, знакопеременного периодического однородного или неоднородного симметричного по полярности и однонаправленного электрических полей в потоке газа, ограниченном протяженными электродами, варьирование однонаправленного электрического поля, транспортировку разделенных ионов потоком газа на регистрацию, регистрацию спектра разделенных ионов в виде совокупности ионных пиков, в том числе пиков веществ, подлежащих контролю, отличающийся тем, что предварительно во всем диапазоне изменения температуры газа в отсутствие знакопеременного периодического симметричного по полярности электрического поля определяют параметры, характеризующие средние квадратические отклонения (СКО) пиков веществ, подлежащих контролю, затем при варьировании однонаправленного электрического поля и регистрации спектра разделенных ионов измеряют температуру газа, а амплитуду напряженности знакопеременного периодического симметричного по полярности электрического поля при регистрации каждого участка спектра, где может присутствовать пик вещества, подлежащего контролю, при фиксировании периода выбирают в зависимости от величины параметра, характеризующего СКО этого пика при данной температуре, исходя из условия: чем больше величина параметра, характеризующая СКО пика, тем больше амплитуда знакопеременного периодического симметричного по полярности электрического поля при регистрации участка спектра, на котором этот пик может присутствовать.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что амплитуду напряженности знакопеременного периодического симметричного по полярности электрического поля при регистрации каждого участка спектра, где может присутствовать пик вещества, подлежащего контролю, выбирают пропорционально величине параметра, характеризующего СКО этого пика.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что при использовании знакопеременного периодического неоднородного несимметричного по полярности электрического поля, приводящего к фокусировке ионов, коэффициент пропорциональности амплитуды напряженности знакопеременного периодического симметричного по полярности электрического поля величине параметра, характеризующего СКО пика вещества, подлежащего контролю, выбирают в зависимости от степени фокусировки, исходя из условия: чем сильнее фокусировка, тем больше указанный коэффициент.
4. Способ разделения и регистрации ионов в газе, включающий разделение ионов различных типов с помощью суперпозиции знакопеременного периодического однородного или неоднородного несимметричного по полярности, знакопеременного периодического однородного или неоднородного симметричного по полярности и однонаправленного электрических полей в потоке газа, ограниченном протяженными электродами, варьирование однонаправленного электрического поля, транспортировку разделенных ионов потоком газа на регистрацию, регистрацию спектра разделенных ионов в виде совокупности ионных пиков, в том числе пиков веществ, подлежащих контролю, отличающийся тем, что предварительно во всем диапазоне изменения температуры газа в отсутствие знакопеременного периодического симметричного по полярности электрического поля определяют параметры, характеризующие средние квадратические отклонения (СКО) пиков веществ, подлежащих контролю, затем при варьировании однонаправленного электрического поля и регистрации спектра разделенных ионов измеряют температуру газа, а период знакопеременного периодического симметричного по полярности электрического поля при регистрации каждого участка спектра, где может присутствовать пик вещества, подлежащего контролю, при фиксировании амплитуды напряженности выбирают в зависимости от величины параметра, характеризующего СКО этого пика при данной температуре, исходя из условия: чем больше величина параметра, характеризующая СКО пика, тем больше период знакопеременного периодического симметричного по полярности электрического поля при регистрации участка спектра, на котором этот пик может присутствовать.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что период знакопеременного периодического симметричного по полярности электрического поля при регистрации каждого участка спектра, где может присутствовать пик вещества, подлежащего контролю, выбирают пропорционально величине параметра, характеризующего СКО этого пика.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что при использовании знакопеременного периодического неоднородного несимметричного по полярности электрического поля, приводящего к фокусировке ионов, коэффициент пропорциональности периода знакопеременного периодического симметричного по полярности электрического поля величине параметра, характеризующего СКО пика вещества, подлежащего контролю, выбирают в зависимости от степени фокусировки, исходя из условия: чем сильнее фокусировка, тем больше указанный коэффициент.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011144529/28A RU2476870C1 (ru) | 2011-11-02 | 2011-11-02 | Способ разделения и регистрации ионов в газе (варианты) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011144529/28A RU2476870C1 (ru) | 2011-11-02 | 2011-11-02 | Способ разделения и регистрации ионов в газе (варианты) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2476870C1 true RU2476870C1 (ru) | 2013-02-27 |
Family
ID=49121591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011144529/28A RU2476870C1 (ru) | 2011-11-02 | 2011-11-02 | Способ разделения и регистрации ионов в газе (варианты) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2476870C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2541729C1 (ru) * | 2013-10-25 | 2015-02-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский технологический институт имени А.П. Александрова" | Способ циклического разделения и регистрации ионов в газах (варианты) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5420424A (en) * | 1994-04-29 | 1995-05-30 | Mine Safety Appliances Company | Ion mobility spectrometer |
| WO2001069647A2 (en) * | 2000-03-14 | 2001-09-20 | National Research Council Canada | Tandem high field asymmetric waveform ion mobility spectrometry (faims)/tandem mass spectrometry |
| RU2276426C1 (ru) * | 2004-12-14 | 2006-05-10 | Рязанская государственная радиотехническая академия | Способ разделения заряженных частиц по удельному заряду и устройство для его осуществления |
| US20110095175A1 (en) * | 2004-04-20 | 2011-04-28 | Micromass Uk Limited | Mass spectrometer |
-
2011
- 2011-11-02 RU RU2011144529/28A patent/RU2476870C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5420424A (en) * | 1994-04-29 | 1995-05-30 | Mine Safety Appliances Company | Ion mobility spectrometer |
| WO2001069647A2 (en) * | 2000-03-14 | 2001-09-20 | National Research Council Canada | Tandem high field asymmetric waveform ion mobility spectrometry (faims)/tandem mass spectrometry |
| US20110095175A1 (en) * | 2004-04-20 | 2011-04-28 | Micromass Uk Limited | Mass spectrometer |
| RU2276426C1 (ru) * | 2004-12-14 | 2006-05-10 | Рязанская государственная радиотехническая академия | Способ разделения заряженных частиц по удельному заряду и устройство для его осуществления |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2541729C1 (ru) * | 2013-10-25 | 2015-02-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский технологический институт имени А.П. Александрова" | Способ циклического разделения и регистрации ионов в газах (варианты) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2687184C (en) | Method and apparatus for digital differential ion mobility separation | |
| Krylov et al. | Differential mobility spectrometer: Model of operation | |
| Krylov et al. | Selection and generation of waveforms for differential mobility spectrometry | |
| JP3688010B2 (ja) | イオン移動度分光計 | |
| Rorrer III et al. | Solvent vapor effects on planar high-field asymmetric waveform ion mobility spectrometry | |
| Krylov | Comparison of the planar and coaxial field asymmetrical waveform ion mobility spectrometer (FAIMS) | |
| US9400261B2 (en) | Sensor apparatus and method for use with gas ionization systems | |
| Tabrizchi | Temperature effects on resolution in ion mobility spectrometry | |
| Roscioli et al. | Modular ion mobility spectrometer for explosives detection using corona ionization | |
| Suresh et al. | UV photo-ionization based asymmetric field differential ion mobility sensor for trace gas detection | |
| RU2476870C1 (ru) | Способ разделения и регистрации ионов в газе (варианты) | |
| Shvartsburg et al. | Optimum waveforms for differential ion mobility spectrometry (FAIMS) | |
| Chen et al. | Field switching combined with Bradbury–Nielsen gate for ion mobility spectrometry | |
| US11543385B2 (en) | Ion mobility filter | |
| US10600632B2 (en) | Methods for operating electrostatic trap mass analyzers | |
| US7714282B2 (en) | Apparatus and method for forming a gas composition gradient between FAIMS electrodes | |
| Ewing et al. | Selected overtone mobility spectrometry | |
| Tabrizchi et al. | Inverse ion mobility spectrometry | |
| RU121936U1 (ru) | Устройство для разделения ионов в газах | |
| Brunger et al. | Excitation of the lowest lying B31, B11, A32, A12, A31 and A11 electronic states in water by 15 eV electrons | |
| US20070278398A1 (en) | Ion mobility spectrometry waveform | |
| RU2451930C1 (ru) | Способ разделения и регистрации ионов в газе | |
| RU2437088C1 (ru) | Способ разделения и регистрации ионов в газе | |
| WO2016143030A1 (ja) | 平行平板型不均一電場イオン移動度分光装置 | |
| Yang et al. | Tristate Bradbury–Nielsen Gate for Enhancing the Sensitivity of High-Resolution Ion Mobility Spectrometry |