Die Erfindung bezieht sich auf ein Ionenbeweglichkeitsspektrometer, das sich
aus einer Ionisierungskammer, einer Driftkammer, einem Ionenkollektor und
einem Gitter zwischen Ionisierungs- und Driftkammer gemäß Anspruch 1 zu
sammensetzt.The invention relates to an ion mobility spectrometer, the
from an ionization chamber, a drift chamber, an ion collector and
a grid between the ionization and drift chamber according to claim 1
composed.
Solche Ionenbeweglichkeitsspektrometer sind an sich bekannt, beispielsweise
durch die Druckschrift EP 0 046 699 und US 4 390 784. In der Driftkammer
wandern die Ionen durch den Einfluß eines elektrostatischen Feldes zum Io
nenkollektor, wobei die Driftzeit für verschiedene Ionen unterschiedlich ist und
von deren Beweglichkeit in der Gasatmosphäre der Driftkammer bestimmt
wird.Such ion mobility spectrometers are known per se, for example
by the publication EP 0 046 699 and US 4 390 784. In the drift chamber
the ions migrate to the Io through the influence of an electrostatic field
nenkollektor, the drift time is different for different ions and
determined by their mobility in the gas atmosphere of the drift chamber
becomes.
Als Kernstück eines Ionenbeweglichkeitsspektrometers ist demzufolge die
Driftkammer anzusprechen. Die Homogenität des elektrostatischen Feldes in
dieser Driftkammer hat entscheidenden Einfluß auf die Auflösung des Ionen
beweglichkeitsspektrometers. Bei den Ausführungen der Driftröhren des Stan
des der Technik wird dieses elektrostatische Feld durch äquidistante Metallrin
ge gebildet, welche durch Isolationsringe getrennt sind und über Widerstände
miteinander elektrischen Kontakt haben. Das eine Ende dieser Anordnung wird
an eine - im allgemeinen im kV-Bereich liegende - Hochspannungsquelle ange
schlossen und das andere Ende auf Erde gelegt.The core of an ion mobility spectrometer is therefore the
To address the drift chamber. The homogeneity of the electrostatic field in
this drift chamber has a decisive influence on the dissolution of the ions
mobility spectrometer. In the designs of the Stan drift tubes
of technology, this electrostatic field is created by equidistant metal ring
ge formed, which are separated by insulation rings and resistors
have electrical contact with each other. One end of this arrangement will
to a - generally in the kV range - high voltage source
closed and the other end laid on earth.
In einer vorteilhafteren Ausführungsform wird das elektrostatische Feld durch
eine auf der Innenseite einer Trägerröhre aufgebrachte Widerstandsschicht er
zeugt und die Potentialsteuerung des hiermit erhaltenen Feldes ist über einen
größeren Bereich homogener, als diejenige bei Verwendung von Widerstands
ringen. Da ein Ende der Driftröhre immer an eine Hochspannungsquelle von
typisch ca. 2 kV angeschlossen ist, ist eine gute Isolierung zwischen Driftröh
renmaterial und Widerstandsschicht erforderlich, was bisher den Einsatz von
Isolationsmaterial für die Trägerröhre unumgänglich machte. Andere Materiali
en, die sich aus fertigungstechnischen Gründen empfehlen, benötigen jedoch
eine hochwertige Isolationsschicht zwischen Trägermaterial und Widerstands
schicht, die in der Lage sein muß, die auftretende Spannung von über 1.000 V
zu isolieren.In an advantageous embodiment, the electrostatic field is generated by
a resistance layer applied to the inside of a carrier tube
testifies and the potential control of the field thus obtained is via a
larger area more homogeneous than that when using resistance
wrestle. Because one end of the drift tube is always connected to a high voltage source
typically approx. 2 kV is connected, there is good insulation between the drift tube
ren material and resistance layer required, which was previously the use of
Insulation material for the support tube made inevitable. Other materials
However, s that are recommended for manufacturing reasons require
a high-quality insulation layer between the substrate and the resistor
layer that must be able to withstand the occurring voltage of over 1,000 V.
isolate.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ionenbeweglich
keitsspektrometer der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem keinerlei
Anforderungen an eine Isolierung der Driftröhre mehr bestehen.The object of the present invention is to make an ion movable
to create speed spectrometer of the type mentioned, in which none
There are more requirements for insulation of the drift tube.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 vorgeschlagenen Maßnahmen in
überraschender Weise gelöst. Die Maßnahmen des Unteranspruchs zeigen eine
Weiterbildung auf, die bisher nicht gegeben war. In der nachfolgenden Be
schreibung wird ein Ausführungsbeispiel erläutert und in der einzigen Figur der
Zeichnung in einem Schemabild skizziert.This object is achieved by the measures proposed in claim 1
solved surprisingly. The measures of the subclaim show one
Continuing education that was previously not available. In the following Be
an embodiment is explained and in the single figure of the description
Sketched drawing in a schematic image.
Wie vorstehend hervorgehoben, wird das elektrische Feld in einer Driftröhre
eines Ionenbeweglichkeitsspektrometers durch Potentialsteuerung mit einer
Widerstandsschicht erzeugt. Bisher ist vom Stand der Technik nicht erkannt
worden, an der Driftröhre oder Driftkammer den erforderlichen Widerstand
schichtförmig auf der Innenseite und auch auf der Außenseite aufzubringen.
Durch diese Maßnahmen liegt somit zwischen Widerstandsschicht und Trä
germaterial nur dann eine Spannung an, wenn Potentialunterschiede zwischen
Innen- und Außenschicht auftreten. Diese Potentialunterschiede entstehen aber
nur bei unterschiedlichem Widerstandsverlauf der äußeren und der inneren
Schicht.As highlighted above, the electric field is in a drift tube
of an ion mobility spectrometer by potential control with a
Resistance layer created. So far, has not been recognized by the prior art
the required resistance on the drift tube or drift chamber
to be applied in layers on the inside and also on the outside.
These measures thus lie between the resistance layer and the Trä
germmaterial only when there are potential differences between
Inner and outer layers occur. However, these potential differences arise
only if the resistance curve of the outer and the inner differs
Layer.
Die Unterschiede und demgemäß auch die Spannungen sind um Größenord
nungen kleiner als bei einseitig aufgebrachter Widerstandsschicht und was
weiterhin hervorzuheben ist, Anforderungen an Isolierungen sind - wenn über
haupt - somit viel leichter und mit erheblich weniger Aufwand zu erfüllen. Die
vorgeschlagenen Maßnahmen erlauben es aber auch, nunmehr eine Driftröhre
bzw. Driftkammer aus nicht isolierendem Material herzustellen.The differences and, accordingly, the tensions are around magnitude
smaller than with one-sided resistance layer and what
It should also be emphasized that requirements for insulation are - if above
at all - thus much easier and with much less effort to accomplish. The
The proposed measures also allow a drift tube
or drift chamber made of non-insulating material.