ТРУБКА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОДВИЖНОСТИ ИОНОВ Российский патент 2014 года по МПК H01J49/26 

В настоящей заявке испрашивается конвенционный приоритет по китайской заявке №201010225133.0, поданной в Патентное ведомство КНР 5 июля 2010 г., содержание которой включается здесь ссылкой.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится в целом к анализаторам, осуществляющим определение сверхмалых (следовых) концентраций по подвижности ионов, и в частности к трубкам таких анализаторов.

2. ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Трубка для измерения подвижности ионов является основной частью анализатора, осуществляющего определение концентраций веществ по подвижности их ионов. Основными частями трубки для измерения подвижности ионов являются: камера источника ионизации, впускной элемент (затвор) для ионов, зона дрейфа ионов, экранирующая сетка и диск Фарадея. Вышеуказанные компоненты традиционной трубки для измерения подвижности ионов формируются из отдельных металлических пластин электродов. Пластины электродов отделены друг от друга изолирующим материалом. Металлические пластины электродов соединяют с внешним кабелем, или же между металлическими пластинами электродов припаивают отдельные разделительные резисторы, или же разделительные резисторы располагают снаружи трубки. Такая трубка имеет сложную конструкцию со многими выводами проводников, и ее непросто разобрать, поскольку две пластины электродов соединены друг с другом с помощью припаянных проводников или электронных элементов. Кроме того, элементы конструкции традиционных трубок, такие как впускной элемент для ионов и экранирующая сетка, изготовлены из металлической сетки и поэтому имеют низкую прочность. При деформации элементов конструкции трубки ее характеристики существенно изменяются, и поэтому точность определения концентраций веществ ухудшается.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью настоящего изобретения является решение по меньшей мере одной из проблем, присущих известным техническим решениям. Таким образом, задача настоящего изобретения заключается в создании трубки для измерения подвижности ионов, имеющей упрощенную конструкцию, облегчающую изготовление, сборку и разборку трубки.

Трубка для измерения подвижности ионов по настоящему изобретению содержит камеру источника ионизации с центральным отверстием, впускной элемент для ионов, блок зоны дрейфа ионов с центральной камерой трубки, экранирующую сетку и диск Фарадея, причем камеру источника ионизации, впускной элемент для ионов, блок зоны дрейфа ионов, экранирующую сетку и диск Фарадея последовательно составляют вместе в направлении спереди назад, и блок зоны дрейфа ионов содержит первый изолятор и первые металлические пластины электродов, концентрично прикрепленные к передней и к задней поверхностям первого изолятора.

В соответствии с одним из вариантов трубки измерения ионов по настоящему изобретению блок зоны дрейфа ионов содержит первый изолятор и первые металлические пластины электродов, которые составляют одно целое. Поэтому трубка для измерения подвижности ионов имеет простую конструкцию, облегчающую изготовление, сборку и разборку трубки.

Кроме того, трубка измерения ионов по настоящему изобретению характеризуется следующими дополнительными техническими особенностями.

В первом изоляторе сформировано первое отверстие для размещения электронного элемента, расположенное снаружи первых металлических пластин электродов в радиальном направлении.

В первом изоляторе также сформировано первое отверстие для проводников, расположенное снаружи первых металлических пластин электродов в радиальном направлении.

Камера источника ионизации содержит второй изолятор и вторые металлические пластины электродов, концентрично прикрепленные к передней и к задней поверхностям второго изолятора и соединенные между собой.

Во втором изоляторе сформировано второе отверстие для размещения электронного элемента, расположенное снаружи вторых металлических пластин электродов в радиальном направлении.

Во втором изоляторе также сформировано второе отверстие для проводников, расположенное снаружи вторых металлических пластин электродов в радиальном направлении.

Камера источника ионизации снабжена вторым электропроводным каналом, проходящим сквозь второй изолятор и вторые металлические пластины электродов.

Впускной элемент для ионов содержит третий изолятор и третьи металлические пластины электродов, концентрично прикрепленные к передней и задней поверхностям третьего изолятора.

В третьем изоляторе сформировано третье отверстие для размещения электронного элемента, расположенное снаружи третьих металлических пластин электродов в радиальном направлении.

В третьем изоляторе также сформировано третье отверстие для проводников, расположенное снаружи третьих металлических пластин электродов в радиальном направлении.

Экранирующая сетка содержит четвертый изолятор, а также четвертую переднюю металлическую пластину электрода и четвертую заднюю металлическую пластину электрода, концентрично прикрепленные, соответственно, к передней и к задней поверхностям четвертого изолятора и соединенные между собой, причем четвертая задняя металлическая пластина электрода имеет кольцевую форму.

В четвертом изоляторе сформировано четвертое отверстие для размещения электронного элемента, расположенное снаружи четвертой передней металлической пластины электрода и четвертой задней металлической пластины электрода в радиальном направлении.

В четвертом изоляторе сформировано четвертое отверстие для проводников, расположенное снаружи четвертой передней металлической пластины электрода и четвертой задней металлической пластины электрода в радиальном направлении.

Экранирующая сетка имеет четвертый электропроводный канал, проходящий сквозь четвертый изолятор для соединения четвертой передней металлической пластины электрода и четвертой задней металлической пластины электрода.

Диск Фарадея содержит пятый изолятор и пятые металлические пластины электродов, концентрично прикрепленные к передней и к задней поверхностям пятого изолятора и соединенные между собой.

В пятом изоляторе сформировано пятое отверстие для размещения электронного элемента, расположенное снаружи пятых металлических пластин электродов в радиальном направлении.

Диск Фарадея содержит также кольцевые металлические пластины электродов, концентрично прикрепленные к передней и задней поверхностям пятого изолятора, которые охватывают снаружи пятые металлические пластины электродов и соединены между собой, причем пятое отверстие для размещения электронного элемента расположено снаружи кольцевых металлических пластин электродов в радиальном направлении.

В пятом изоляторе также сформировано пятое отверстие для проводников, расположенное снаружи кольцевых металлических пластин электродов в радиальном направлении.

В пятом изоляторе сформировано вентиляционное отверстие, расположенное между кольцевыми металлическими пластинами электродов и пятыми металлическими пластинами электродов.

Диск Фарадея снабжен пятым электропроводным каналом для соединения кольцевых металлических пластин электродов.

Трубка для измерения подвижности ионов по одному из вариантов осуществления изобретения содержит также заднюю кольцевую крышку диска Фарадея и заднюю пластинчатую крышку Фарадея, составленные вместе позади диска Фарадея, причем задняя пластинчатая крышка диска Фарадея содержит шестой изолятор и шестые металлические пластины электродов, концентрично прикрепленные к передней и задней поверхностям шестого изолятора и соединенные между собой, и задняя кольцевая крышка диска Фарадея содержит седьмой изолятор с седьмым центральным отверстием и седьмые кольцевые металлические пластины электродов, концентрично прикрепленные к передней и задней поверхностям седьмого изолятора.

В шестом изоляторе сформировано шестое отверстие для проводников, расположенное снаружи шестых металлических пластин электродов в радиальном направлении, и в седьмом изоляторе сформировано седьмое отверстие для проводников, расположенное снаружи седьмых кольцевых металлических пластин электродов в радиальном направлении.

Задняя пластинчатая крышка диска Фарадея имеет шестой электропроводный канал, проходящий сквозь шестой изолятор и шестые металлические пластины электродов.

На задней поверхности задней пластинчатой крышки диска Фарадея установлена газовая насадка.

В камере источника ионизации, во впускном элементе для ионов, в блоке зоны дрейфа ионов, в экранирующей сетке, в диске Фарадея и в задней пластинчатой крышке диска Фарадея сформированы монтажные отверстия для составления вместе указанных компонентов с помощью болта, проходящего сквозь монтажные отверстия.

Первый изолятор выполнен из керамики, и первые металлические пластины электродов могут быть сформированы на первом изоляторе путем травления, гальванопластики, осаждения или распыления.

Другие особенности и достоинства настоящего изобретения будут рассмотрены в нижеприведенном описании, и отчасти будут очевидны из настоящего описания или же могут стать понятными из вариантов осуществления изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Вышеуказанные и/или другие особенности и достоинства настоящего изобретения можно будет понять и легко оценить из нижеприведенного описания вариантов осуществления изобретения и из прилагаемых чертежей, на которых показано:

фигура 1 - вид в перспективе собранной трубки для измерения подвижности ионов в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения;

фигура 2 - вид в перспективе камеры источника ионизации трубки для измерения подвижности ионов, показанной на фигуре 1;

фигура 3 - вид спереди камеры источника ионизации, показанной на фигуре 2;

фигура 4 - вид сбоку камеры источника ионизации, показанной на фигуре 3;

фигура 5 - вид в перспективе впускного элемента для ионов трубки, показанной на фигуре 1;

фигура 6 - вид спереди впускного элемента для ионов, показанного на фигуре 5;

фигура 7 - вид сбоку впускного элемента для ионов, показанного на фигуре 6;

фигура 8 - вид в перспективе блока зоны дрейфа ионов трубки, показанной на фигуре 1;

фигура 9 - вид спереди блока зоны дрейфа ионов, показанного на фигуре 8;

фигура 10 - вид сбоку блока зоны дрейфа ионов, показанного на фигуре 9;

фигура 11 - увеличенный вид в перспективе группы блоков зоны дрейфа ионов, собранных в пакет;

фигура 12 - вид в перспективе экранирующей сетки трубки для измерения подвижности ионов, показанной на фигуре 1;

фигура 13 - вид спереди экранирующей сетки, показанной на фигуре 12;

фигура 14 - вид сзади экранирующей сетки, показанной на фигуре 13;

фигура 15 - вид в перспективе диска Фарадея трубки для измерения подвижности ионов, показанной на фигуре 1;

фигура 16 - вид спереди диска Фарадея, показанного на фигуре 15;

фигура 17 - вид в перспективе спереди задней пластинчатой крышки диска Фарадея трубки для измерения подвижности ионов, показанной на фигуре 1;

фигура 18 - вид в перспективе сзади задней пластинчатой крышки диска Фарадея трубки для измерения подвижности ионов, показанной на фигуре 1;

фигура 19 - вид в перспективе спереди задней кольцевой крышки диска Фарадея трубки для измерения подвижности ионов, показанной на фигуре 1.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ниже дается подробное описание вариантов осуществления настоящего изобретения, которые иллюстрируются на прилагаемых чертежах, причем на всех чертежах одинаковые ссылочные номера относятся к одинаковым элементам или к элементам, выполняющим одинаковые функции. Нижеописанные варианты осуществления изобретения вместе с прилагаемыми чертежами иллюстрируют изобретение и используются лишь для его пояснения, поэтому не должны рассматриваться как ограничения объема изобретения.

В описании настоящего изобретения ориентации или взаимные расположения в пространстве, указываемые словами "передний", "задний", "левый", "правый", "радиальный", "осевой" и "сзади" относятся к ориентациям или взаимным расположениям, показанным на прилагаемых чертежах, и используются лишь для удобства описания, то есть, не надо понимать, что трубка по настоящему изобретению должна быть сконфигурирована и работать в определенной ориентации. Поэтому указания ориентации или взаимных расположений в пространстве не должны рассматриваться как ограничения объема настоящего изобретения.

Ниже будет описана трубка для измерения подвижности ионов в соответствии одним из вариантов осуществления настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи.

Как показано на фиг.1, трубка для измерения подвижности ионов по настоящему изобретению содержит камеру 1 источника ионизации, впускной элемент 2 для ионов, блок 3 зоны дрейфа ионов, экранирующую сетку 4 и диск 5 Фарадея. В некоторых вариантах настоящего изобретения трубка для измерения подвижности ионов также содержит заднюю пластинчатую крышку 6 диска Фарадея.

Как показано на фигуре 1, камера 1 источника ионизации, впускной элемент 2 для ионов, блок 3 зоны дрейфа ионов, экранирующая сетка 4, диск 5 Фарадея, задняя кольцевая крышка 7 диска Фарадея и задняя пластинчатая крышка 6 диска Фарадея составлены последовательно вместе в направлении от передней части к задней части (направление слева направо на фигуре 1).

В варианте, показанном на фигуре 1, камера 1 источника ионизации, впускной элемент 2 для ионов, блок 3 зоны дрейфа ионов, экранирующая сетка 4, диск 5 Фарадея и задняя пластинчатая крышка 6 диска Фарадея имеют монтажные отверстия в верхнем левом углу и в нижнем правом углу, сквозь которые проходят болты 8 для соединения последовательности этих компонентов в от передней части к задней части.

Ниже подробно описываются компоненты трубки для измерения подвижности ионов в соответствии одним из вариантов осуществления настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи.

Как показано на фигурах 8-11, блок 3 зоны дрейфа ионов с центральной камерой 314 дрейфа ионов содержит первый изолятор 31 и первые металлические пластины 32 электродов, концентрично прикрепленные к передней поверхности (левая поверхность на фигуре 10) и к задней поверхности (правая поверхность на фигуре 10) первого изолятора 31. В первых металлических пластинах 32 электродов имеются центральные отверстия 321, соответствующие центральной камере 314 трубки для измерения подвижности ионов.

Первые металлические пластины 32 электродов могут быть соединены друг с другом через электронный элемент 8. Более конкретно, первые металлические пластины 32 электродов соединяются друг с другом через резистор. Например, электронный элемент 8 соединяет первые металлические пластины 32 электродов на передней и задней поверхностях с помощью проводников 322, отходящих от первых металлических пластин 32 электродов на передней и задней поверхностях.

В некоторых вариантах осуществления изобретения первый изолятор 31 выполнен из керамики, обеспечивающей высокую степень изоляции от высоких температур и высоких напряжений, и первые металлические пластины 32 электродов могут быть сформированы на первом изоляторе 31 путем травления, гальванопластики, осаждения или распыления, так что первый изолятор 31 и первые металлические пластины 32 электродов на передней и задней поверхностях составляют одно целое. Безусловно настоящее изобретение не ограничивается только такой конструкцией. Например, первый изолятор 31 может быть также изготовлен из материала, из которого изготавливают обычные печатные платы, и первые металлические пластины 32 электродов формируются на первом изоляторе 31 способом печати проводников на печатной плате. В варианте, представленном на фигурах 8-10, первый изолятор 31 и первые металлические пластины 32 электродов имеют в целом квадратную форму, однако настоящее изобретение не ограничивается только этой формой.

В соответствии с рассматриваемым вариантом блок зоны дрейфа ионов содержит первый изолятор 31 и первые металлические пластины 32 электродов, которые составляют одно целое. Поэтому зона дрейфа ионов может быть сформирована непосредственно путем последовательного соединения, при котором соответствующие металлические части блоков зоны дрейфа ионов соединяются между собой. Поэтому сборка и разборка осуществляется без всяких затруднений, и стоимость изготовления, соответственно, снижается.

Как показано на фигуре 1, зона дрейфа ионов трубки для измерения подвижности ионов может содержать множество блоков 3 зоны дрейфа ионов. Иначе говоря, зона дрейфа ионов содержит множество первых изоляторов 31, которые составлены вместе, причем их передние и задние поверхности с первыми металлическими пластинами 32 электродов фиксируются, как показано на фигуре 11. Количество блоков 3 зоны дрейфа ионов может быть выбрано в соответствии с конкретным применением. Соответственно, длина зоны дрейфа ионов трубки может изменяться подходящим образом.

В некоторых вариантах настоящего изобретения, как показано на фигурах 8, 9, в первом изоляторе 31 сформировано первое отверстие 313 для размещения электронного элемента, расположенное снаружи первых металлических пластин 32 электродов в радиальном направлении. В варианте, представленном на фигурах 8, 9, первое отверстие 313 для размещения электронного элемента находится в верхнем правом углу первого изолятора 31. Первое отверстие 313 для электронного элемента используется для размещения электронного элемента 8, припаянного к соседнему блоку 3 зоны дрейфа ионов. Как показано на фигуре 11, первое отверстие 313 для размещения электронного элемента в одном из блоков 3 зоны дрейфа ионов находится напротив электронного элемента 8 на одном из блоков 3 зоны дрейфа ионов. Поэтому первое отверстие 313 для размещения электронного элемента в одном из блоков 3 зоны дрейфа ионов находится напротив первого отверстия 313 для размещения электронного элемента в соседнем блоке 3 зоны дрейфа ионов. Соответственно, когда блоки 3 зоны дрейфа ионов составляют вместе, электронный элемент на одном из блоков 3 зоны дрейфа ионов размещается в первом отверстии 313 для размещения электронного элемента в соседнем блоке 3 зоны дрейфа ионов. Поэтому исключается необходимость в проводниках для соединения первых металлических пластин 32 электродов с внешним электронным элементом. Таким образом, сокращается количество проводников блока 3 зоны дрейфа ионов, и его конструкция упрощается. В результате упрощается изготовление и сборка трубки, повышается надежность соединения электронных элементов, а также освобождается внешняя поверхность трубки.

Как показано на фигурах 8, 9 в другом варианте осуществления изобретения, в первом изоляторе 31 дополнительно сформировано первое отверстие 312 для проводников, которое расположено снаружи первых металлических пластин 32 электродов в радиальном направлении и через которое проходит кабель, так что нет необходимости в прокладке кабеля на внешней поверхности трубки, в результате чего упрощаются соединения и повышается их надежность, а также освобождается внешняя поверхность трубки. В варианте, представленном на фигурах 8 и 9, первое отверстие 312 для проводников сформировано в углу первого изолятора 31. В первом изоляторе 31 сформированы монтажные отверстия 311, расположенные в верхнем левом углу и в нижнем правом углу, сквозь которые проходят монтажные болты 8 для составления вместе последовательности блоков 3 зоны дрейфа ионов и других компонентов трубки для измерения подвижности ионов.

Ниже описывается камера 1 источника ионизации трубки для измерения подвижности ионов в соответствии с вариантом, который иллюстрируется на фигурах 2-4.

Камера 1 источника ионизации имеет центральное отверстие и содержит второй изолятор 11 и вторые металлические пластины 12 электродов, которые концентрично прикреплены к передней поверхности (левая поверхность на фигуре 4) и к задней поверхности (правая поверхность на фигуре 4) второго изолятора 11 и соединены между собой. Изолятор 11 имеет второе центральное отверстие 114 изолятора, и вторые металлические пластины 12 электродов, соответственно, имеют вторые центральные отверстия 121 электродов.

Как показано на фигурах 2 и 3, второй изолятор 11 снабжен монтажными отверстиями 113 в верхнем левом углу и в нижнем правом углу, сквозь которые проходят болты 8 для сборки камеры 3 источника ионизации с другими компонентами трубки для измерения подвижности ионов.

Так же, как и в случае блока 3 зоны дрейфа ионов, второй изолятор 11 может быть керамическим, и вторые металлические пластины 12 электродов могут быть сформированы на втором изоляторе 11 путем травления, гальванопластики, осаждения или распыления. Кроме того, второй изолятор 11 может быть также изготовлен из материала, из которого изготавливают обычные печатные платы, и вторые металлические пластины 12 электродов формируют на втором изоляторе 11 способом печати проводников на печатной плате.

Как показано на фигурах 2 и 3, второй изолятор 11 снабжен вторым отверстием 112 для размещения электронного элемента, расположенным снаружи вторых металлических пластин 12 в радиальном направлении. Более конкретно, второе отверстие 112 для размещения электронного элемента сформировано в верхнем правом углу второго изолятора 11. Первый изолятор 11 и вторые металлические пластины 12 электродов имеют в целом квадратную форму, как это показано на фигурах 2 и 3, однако настоящее изобретение не ограничивается только этой формой.

В некоторых вариантах настоящего изобретения, как показано на фигурах 2 и 3, во втором изоляторе 11 сформировано также второе отверстие 111 для проводников, расположенное снаружи вторых металлических пластин 12 электродов в радиальном направлении. Сквозь второе отверстие 111 для проводников, которое аналогично первому отверстию 312 для проводников, проходит кабель. После сборки трубки для измерения подвижности ионов второе отверстие 111 для проводников совмещается с первым отверстием 312 для проводников.

В варианте, представленном на фигурах 2 и 3, камера 1 источника ионизации снабжена вторым электропроводным каналом 122, проходящим сквозь второй изолятор 11 и вторые металлические пластины 12 электродов. Второй электропроводный канал 122 используется для соединения вторых металлических пластин 12, расположенных на передней и задней поверхностях второго изолятора 11. Следует понимать, что соединение вторых металлических пластин 12 электродов на передней и задней поверхностях второго изолятора 11 не ограничивается соединением, выполняемым через второй электропроводный канал 122. Например, вторые металлические пластины 12 электродов на обеих сторонах также могут быть соединены металлом, расположенным в центральных отверстиях второго изолятора 11 и вторых металлических пластин 12 электродов.

Ниже описывается впускной элемент 2 для ионов трубки для измерения подвижности ионов в соответствии с вариантом, который иллюстрируется на фигурах 5-7.

Как показано на фигурах 5-7, впускной элемент 2 для ионов содержит третий изолятор 21 и третьи металлические пластины 22 электродов, концентрично прикрепленные к передней и задней поверхностям третьего изолятора 21. Третий изолятор 21 может быть, например, керамическим, и третьи металлические пластины 22 электродов могут быть прикреплены к передней и задней поверхностям третьего изолятора 21 любым из вышеуказанных способов.

Третий изолятор 21 снабжен третьим отверстием 213 для размещения электронного элемента, расположенным снаружи третьих металлических пластин 22 электродов в радиальном направлении. Например, как показано на фигуре 6, третье отверстие 213 для размещения электронного элемента сформировано в верхнем правом углу третьего изолятора 21. Например, электронный элемент присоединяется к третьим металлическим пластинам 22 электродов на передней и задней поверхностях с помощью проводников 223 таким образом, что он соединяет две третьи металлические пластины 22. Третий изолятор 21 сформирован с монтажными отверстиями 211 в верхнем левом углу и в нижнем правом углу, через которые проходят болты 8. Аналогично, третий изолятор 21 снабжен третьим отверстием 212 для проводников, расположенным снаружи третьих металлических пластин

22 электродов в радиальном направлении. Через третье отверстие 212 для проводников проходит кабель.

Третьи металлические пластины 22 электродов на передней и задней поверхностях третьего изолятора 21 имеют отверстия 221 для прохода ионов, третий изолятор 21 также имеет отверстие для прохода ионов, совмещенное с отверстиями 221, так что ионы могут проходить через эти отверстия, которые аналогичны таким отверстиям в известных трубках и здесь подробно не описываются.

Ниже описывается экранирующая сетка 4 трубки для измерения подвижности ионов в соответствии с вариантом, который иллюстрируется на фигурах 13 и 14.

Экранирующая сетка 4 содержит четвертый изолятор 41, а также четвертую переднюю металлическую пластину 42 электрода и четвертую заднюю металлическую пластину 43 электрода, концентрично прикрепленные к передней и задней поверхностям, соответственно, четвертого изолятора 41 и соединенные между собой. Четвертая задняя металлическая пластина 43 электрода имеет форму кольца. Аналогично первому, второму и третьему изоляторам в четвертом изоляторе 41 сформировано четвертое отверстие 413 для размещения электронного элемента, расположенное снаружи четвертой передней металлической пластины 42 электрода и четвертой задней металлической пластины 43 электрода в радиальном направлении. В другом варианте четвертый изолятор 41 снабжен четвертым отверстием 412 для проводников, расположенным снаружи четвертой передней металлической пластины 42 электрода и четвертой задней металлической пластины 43 электрода в радиальном направлении. Через четвертое отверстие 412 для проводников проходит кабель. Кроме того, четвертый изолятор 41 снабжен также монтажными отверстиями 411, через которые проходят болты 8.

Как показано на фигурах 13 и 14, четвертый изолятор 41 снабжен четвертым электропроводным каналом 421, проходящим через него для соединения четвертой передней металлической пластины 42 электрода с четвертой задней металлической пластиной 43 электрода. Соответственно, четвертый изолятор 41 может быть снабжен соответствующим каналом 414. Четвертый электропроводный канал 421 используется для соединения четвертой передней металлической пластины 42 электрода с четвертой задней металлической пластиной 43, однако настоящее изобретение не ограничивается только такой конструкцией.

Как и в случае впускного элемента 2 для ионов, четвертая передняя металлическая пластина 42 электрода снабжена отверстием 422 для прохода ионов, четвертый изолятор 41 снабжен проходным отверстием 415, так что ионы могут проходить через эти отверстия, которые аналогичны таким отверстиям в известных трубках и здесь подробно не описываются.

Как показано на фигурах 13 и 14, четвертая передняя металлическая пластина 42 электрода в целом имеет круглую форму, и проходное отверстие 422 для ионов сформировано в ее центральной части. Четвертая задняя металлическая пластина 43 электрода имеет кольцевую форму, и в ее центральное отверстие выходит отверстие 422 для прохода ионов и проходное отверстие 415.

Четвертый изолятор 41 может быть керамическим, и четвертая передняя металлическая пластина 42 электрода, а также четвертая задняя металлическая пластина 43 электрода могут быть сформированы и прикреплены к четвертому изолятору 41 любым из вышеуказанных способов.

Ниже описывается диск 5 Фарадея трубки для измерения подвижности ионов в соответствии с вариантом, который иллюстрируется на фигурах 15 и 16.

Как показано на фигурах 15 и 16, диск Фарадея 5 содержит пятый изолятор 51 и пятые металлические пластины 53 электродов, концентрично прикрепленные к передней и задней поверхностям пятого изолятора 51 и соединенные между собой. Третий изолятор 51 снабжен пятым отверстием 513 для размещения электронного элемента, расположенным снаружи пятых металлических пластин 53 электродов в радиальном направлении. Кроме того, пятый изолятор 51 снабжен также монтажными отверстиями 511, через которые проходят болты 8.

Диск 5 Фарадея содержит также кольцевые металлические пластины 52 электродов, концентрично прикрепленные к передней и задней поверхностям пятого изолятора 51 вокруг пятых металлических пластин 53 электродов, и соединенные между собой. Пятое отверстие 513 для размещения электронного элемента расположено снаружи кольцевых металлических пластин 52 электродов в радиальном направлении. Пятый изолятор 51 снабжен пятым отверстием 512 для проводников снаружи кольцевых металлических пластин 52 электродов в радиальном направлении. Через пятое отверстие 512 для проводников проходит кабель. Диск 5 Фарадея также может быть снабжен пятым электропроводным каналом 521 для соединения кольцевых металлических пластин 52 электродов. Пятые металлические пластины 53 электродов могут быть соединены между собой через центральное отверстие 531, и соответствующее центральное отверстие 515 сформировано в пятом изоляторе 51. Как показано на фигурах 15 и 16, пятый изолятор 51 снабжен первым вентиляционным отверстием 514 между пятыми металлическими пластинами 53 электродов и кольцевыми металлическими пластинами 52 электродов для подачи воздуха в трубку для измерения подвижности ионов.

Пятый изолятор 51 может быть керамическим, и пятые металлические пластины 53 электродов, а также кольцевые металлические пластины 52 электродов могут быть сформированы и прикреплены к пятому изолятору 51 любым из вышеуказанных способов.

Ниже описывается задняя кольцевая крышка 7 диска Фарадея и задняя пластинчатая крышка 6 диска Фарадея трубки для измерения подвижности ионов в соответствии с вариантом, который иллюстрируется на фигурах 17 и 18. Задняя пластинчатая крышка 6 диска Фарадея содержит шестой изолятор 61 и шестые металлические пластины 62 электродов, концентрично прикрепленные к передней и задней поверхностям шестого изолятора 61 и соединенные между собой. Кроме того, шестой изолятор 61 снабжен также монтажными отверстиями 611, через которые проходят болты 8. Шестой изолятор 61 снабжен шестым отверстием 612 для проводников, расположенным снаружи шестых металлических пластин 62 электродов в радиальном направлении. Через шестое отверстие для проводников проходит кабель. Задняя пластинчатая крышка 6 диска Фарадея снабжена шестыми электропроводными каналами 621 (соответствующее сквозное отверстие в шестом изоляторе 61 указано ссылочным номером 613), проходящими через шестой изолятор 61 и шестые металлические пластины 62 электродов для соединения этих пластин, расположенных с обеих сторон шестого изолятора 61.

Как показано на фигурах 17 и 18, в центральной части шестого изолятора 61 может быть установлена пружина, которая соприкасается с пятыми металлическими пластинами 53 электродов диска 5 Фарадея. На задней поверхности шестого изолятора 61 установлена газовая насадка для вентиляции через вентиляционное отверстие внутреннего пространства трубки для измерения подвижности ионов.

Шестой изолятор 61 может быть, например, керамическим, и шестые металлические пластины 62 электродов могут быть прикреплены к передней и задней поверхностям шестого изолятора 61 любым из вышеуказанных способов.

Как показано на фигурах 1 и 19, задняя кольцевая крышка 7 диска Фарадея расположена между задней пластинчатой крышкой 6 диска Фарадея и диском 5 Фарадея для формирования пространства для хода пружины 9, чтобы обеспечивался хороший контакт. В частности, задняя кольцевая крышка 7 диска Фарадея содержит седьмой изолятор 71 с центральным отверстием 714 и седьмые кольцевые металлические пластины 72 электродов, расположенные на передней и задней поверхностях седьмого изолятора 71. В седьмом изоляторе 71 сформированы сквозные монтажные отверстия 711, расположенные снаружи седьмых кольцевых металлических пластин 72 электродов в радиальном направлении, и через эти монтажные отверстия 711 проходят болты 8. Например, монтажные отверстия 711 сформированы в верхнем левом углу и в нижнем правом углу седьмого изолятора 71. Седьмой изолятор 71 снабжен также седьмым отверстием 712 для проводников, расположенным снаружи седьмых кольцевых металлических пластин 72 электродов в радиальном направлении. Через седьмое отверстие для проводников проходит кабель.

Для получения трубки для измерения подвижности ионов в соответствии с рассмотренным вариантом осуществления изобретения камеру 1 источника ионизации, впускной элемент 2 для ионов, блок 3 зоны дрейфа ионов, экранирующую сетку 4, диск 5 Фарадея и заднюю пластинчатую крышку 6 диска Фарадея собирают последовательно вместе с помощью болтов 8, и каждый из указанных компонентов представляет собой одну неразъемную часть, состоящую из изолятора и металлических пластин электродов, причем в соответствующих отверстиях этих компонентов размещаются электронные элементы, в результате чего исключается необходимость в наружных проводниках с проводниками между ними, и кабель может проходить внутри трубки через отверстия для проводников. Поэтому изготовление компонентов и сборка трубки для измерения подвижности ионов по настоящему изобретению упрощается, она не имеет элементов на внешней поверхности, обеспечивает высокую надежность и точность определения концентраций веществ.

Хотя в описании были рассмотрены отдельные варианты осуществления настоящего изобретения, однако специалистам в данной области техники будет ясно, что в эти варианты могут быть внесены изменения и замены без отклонения от принципов и сущности изобретения, объем которого определяется прилагаемыми пунктами формулы и их эквивалентами.

Заявленное изобретение относится к трубке для измерения подвижности ионов. Заявленное устройство содержит камеру источника ионизации с центральным отверстием, впускной элемент для ионов, блок зоны дрейфа ионов с центральной камерой трубки, экранирующую сетку и диск Фарадея, причем камеру источника ионизации, впускной элемент для ионов, блок зоны дрейфа ионов, экранирующую сетку и диск Фарадея последовательно составляют вместе в направлении спереди назад. При этом блок зоны дрейфа ионов содержит первый изолятор и первые металлические пластины электродов, концентрично прикрепленные к передней и к задней поверхностям первого изолятора. Блок зоны дрейфа ионов содержит первый изолятор и первые металлические пластины электродов, которые вместе составляют одно целое. Техническим результатом является возможность упрощения конструкции трубки для измерения подвижности ионов и облегчение сборки и разборки трубки. 25 з.п. ф-лы, 19 ил.

1. Трубка для измерения подвижности ионов, содержащая: камеру источника ионизации с центральным отверстием, впускной элемент для ионов, блок зоны дрейфа ионов с центральной камерой трубки, экранирующую сетку и диск Фарадея, причем камеру источника ионизации, впускной элемент для ионов, блок зоны дрейфа ионов, экранирующую сетку и диск Фарадея последовательно составляют вместе в направлении спереди назад, и блок зоны дрейфа ионов содержит первый изолятор и первые металлические пластины электродов, концентрично прикрепленные к передней и к задней поверхностям первого изолятора.

2. Трубка для измерения подвижности ионов по п.1, отличающаяся тем, что в первом изоляторе сформировано первое отверстие для размещения электронного элемента, расположенное снаружи первых металлических пластин электродов в радиальном направлении.

3. Трубка для измерения подвижности ионов по п.2, отличающаяся тем, что в первом изоляторе сформировано также первое отверстие для проводников, расположенное снаружи первых металлических пластин электродов в радиальном направлении.

4. Трубка для измерения подвижности ионов по п.1, отличающаяся тем, что камера источника ионизации содержит второй изолятор и вторые металлические пластины электродов, концентрично прикрепленные к передней и к задней поверхностям второго изолятора и соединенные между собой.

5. Трубка для измерения подвижности ионов по п.4, отличающаяся тем, что во втором изоляторе сформировано второе отверстие для размещения электронного элемента, расположенное снаружи вторых металлических пластин электродов в радиальном направлении.

6. Трубка для измерения подвижности ионов по п.5, отличающаяся тем, что во втором изоляторе сформировано также второе отверстие для проводников, расположенное снаружи вторых металлических пластин электродов в радиальном направлении.

7. Трубка для измерения подвижности ионов по п.6, отличающаяся тем, что камера источника ионизации имеет второй электропроводный канал, проходящий сквозь второй изолятор и вторые металлические пластины электродов.

8. Трубка для измерения подвижности ионов по п.1, отличающаяся тем, что впускной элемент для ионов содержит третий изолятор и третьи металлические пластины электродов, концентрично прикрепленные к передней и к задней поверхностям третьего изолятора.

9. Трубка для измерения подвижности ионов по п.8, отличающаяся тем, что в третьем изоляторе сформировано третье отверстие для размещения электронного элемента, расположенное снаружи третьих металлических пластин электродов в радиальном направлении.

10. Трубка для измерения подвижности ионов по п.9, отличающаяся тем, что в третьем изоляторе сформировано третье отверстие для проводников, расположенное снаружи третьих металлических пластин электродов в радиальном направлении.

11. Трубка для измерения подвижности ионов по п.1, отличающаяся тем, что экранирующая сетка содержит четвертый изолятор, а также четвертую переднюю металлическую пластину электрода и четвертую заднюю металлическую пластину электрода, концентрично прикрепленные, соответственно, к передней и к задней поверхностям четвертого изолятора и соединенные между собой, причем четвертая задняя металлическая пластина электрода имеет кольцевую форму.

12. Трубка для измерения подвижности ионов по п.11, отличающаяся тем, что в четвертом изоляторе сформировано четвертое отверстие для размещения электронного элемента, расположенное снаружи четвертой передней металлической пластины электрода и четвертой задней металлической пластины электрода в радиальном направлении.

13. Трубка для измерения подвижности ионов по п.12, отличающаяся тем, что в четвертом изоляторе сформировано четвертое отверстие для проводников, расположенное снаружи четвертой передней металлической пластины электрода и четвертой задней металлической пластины электрода в радиальном направлении.

14. Трубка для измерения подвижности ионов по п.13, отличающаяся тем, что экранирующая сетка имеет четвертый электропроводный канал, проходящий сквозь четвертый изолятор для соединения четвертой передней металлической пластины электрода и четвертой задней металлической пластины электрода.

15. Трубка для измерения подвижности ионов по п.1, отличающаяся тем, что диск Фарадея содержит пятый изолятор и пятые металлические пластины электродов, концентрично прикрепленные к передней и к задней поверхностям пятого изолятора и соединенные между собой.

16. Трубка для измерения подвижности ионов по п.15, отличающаяся тем, что в пятом изоляторе сформировано пятое отверстие для размещения электронного элемента, расположенное снаружи пятых металлических пластин электродов в радиальном направлении.

17. Трубка для измерения подвижности ионов по п.16, отличающаяся тем, что диск Фарадея содержит также кольцевые металлические пластины электродов, концентрично прикрепленные к передней и задней поверхностям пятого изолятора, которые охватывают снаружи пятые металлические пластины электродов и соединены между собой, причем пятое отверстие для размещения электронного элемента расположено снаружи кольцевых металлических пластин электродов в радиальном направлении.

18. Трубка для измерения подвижности ионов по п.17, отличающаяся тем, что в пятом изоляторе сформировано также пятое отверстие для проводников, расположенное снаружи кольцевых металлических пластин электродов в радиальном направлении.

19. Трубка для измерения подвижности ионов по п.18, отличающаяся тем, что в пятом изоляторе сформировано вентиляционное отверстие, расположенное между кольцевыми металлическими пластинами электродов и пятыми металлическими пластинами электродов.

20. Трубка для измерения подвижности ионов по п.19, отличающаяся тем, что диск Фарадея снабжен пятым электропроводным каналом для соединения кольцевых металлических пластин электродов.

21. Трубка для измерения подвижности ионов по п.1, отличающаяся тем, что она содержит также заднюю кольцевую крышку диска Фарадея и заднюю пластинчатую крышку Фарадея, составленные вместе позади диска Фарадея, причем задняя пластинчатая крышка диска Фарадея содержит шестой изолятор и шестые металлические пластины электродов, концентрично прикрепленные к передней и задней поверхностям шестого изолятора и соединенные между собой, и задняя кольцевая крышка диска Фарадея содержит седьмой изолятор с седьмым центральным отверстием и седьмые кольцевые металлические пластины электродов, концентрично прикрепленные к передней и задней поверхностям седьмого изолятора.

22. Трубка для измерения подвижности ионов по п.21, отличающаяся тем, что в шестом изоляторе сформировано шестое отверстие для проводников, расположенное снаружи шестых металлических пластин электродов в радиальном направлении, и в седьмом изоляторе сформировано седьмое отверстие для проводников, расположенное снаружи седьмых кольцевых металлических пластин электродов в радиальном направлении.

23. Трубка для измерения подвижности ионов по п.22, отличающаяся тем, что задняя пластинчатая крышка диска Фарадея имеет шестой электропроводный канал, проходящий сквозь шестой изолятор и шестые металлические пластины электродов.

24. Трубка для измерения подвижности ионов по п.23, отличающаяся тем, что на задней поверхности задней пластинчатой крышки диска Фарадея установлена газовая насадка.

25. Трубка для измерения подвижности ионов по п.1, отличающаяся тем, что в камере источника ионизации, во впускном элементе для ионов, в блоке зоны дрейфа ионов, в экранирующей сетке, в диске Фарадея и в задней пластинчатой крышке диска Фарадея сформированы монтажные отверстия для составления вместе указанных компонентов с помощью болта, проходящего сквозь монтажные отверстия.

26. Трубка для измерения подвижности ионов по п.1, отличающаяся тем, что первый изолятор выполнен из керамики, и первые металлические пластины электродов могут быть сформированы на первом изоляторе путем травления, гальванопластики, осаждения или распыления.