一种有机和无机爆炸物全面分析仪

摘要

本发明涉及质谱分析仪器，具体的说是一种有机和无机爆炸物全面分析仪，包括热解析进样器、采样布、镍源、低温等离子体电离源和分析器，于热解析进样器上设置有载气入口和样品气出口；采样布置于热解析进样器内，采样布上的样品经热解析后进样；于热解析进样器的样品气出口后端的气路上依次设置有镍源、低温等离子体电离源和分析器。本发明的爆炸物全面分析仪，通过低温等离子体电离源和镍源两种电离方式，可全面检测有机和无机爆炸物；对于两种电离源都能电离的爆炸物，还能提高电离效率和检测灵敏度；在载气或者低温等离子体电离源的放电气体中添加掺杂气体，可改变电离源中的反应试剂离子，提高爆炸物检测的选择性和特异性。

说明书

技术领域

本发明涉及质谱分析仪器，具体的说是一种有机和无机爆炸物全面分析 仪。本发明通过低温等离子体电离源和镍源两种电离方式，可以全面检测有 机和无机爆炸物；对于两种电离源都能电离的爆炸物，可以提高电离效率和 检测灵敏度；在载气或者低温等离子体电离源的放电气体中添加掺杂气体， 可以改变电离源中的反应试剂离子，提高爆炸物检测的选择性和特异性，有 利于爆炸物的定性分析。

背景技术

低温等离子体电离源基于介质阻挡放电原理，利用He、Ar、N₂、空气等 作为放电气体，在玻璃管的内、外两个电极上施加射频电压就能发生介质阻 挡放电，产生低温等离子体，利用低温等离子体可以电离样品。低温等离子 体电离源已经应用于检测爆炸物，表现出高灵敏和无需样品前处理，直接电 离复杂基质中的爆炸物，并且可以直接电离绝缘体以及导体表面上的爆炸物 等优越的性能。在低温等离子体电离源的放电气体中添加反应试剂气体如卤 代烷烃和四氟乙酸等，还能形成新的爆炸物产物离子，提高爆炸物检测的选 择性和特异性，有利于爆炸物的定性分析。但是，低温等离子体电离源主要 应用于电离有机爆炸物，不能电离无机爆炸物或者电离无机爆炸物时电离效 率较低。

镍源是一种高灵敏、高稳定性的电离源。镍源作为离子迁移谱的常用电 离源，已经广泛应用于爆炸物的检测中，并且非常适合用于电离无机爆炸物。 采用镍源电离爆炸物时，在样品载气如空气中添加掺杂气体如二氯甲烷、O₃等，可以改变镍源中的反应试剂离子，得到不同的爆炸物产物离子，进而提 高爆炸物检测的特异性和灵敏度，有利于爆炸物的定性分析。

由此，本发明设计了一种有机和无机爆炸物全面分析仪，通过低温等离 子体电离源和镍源两种电离方式，可以全面检测有机和无机爆炸物；对于两 种电离源都能电离的爆炸物，可以提高电离效率和检测灵敏度；在载气或者 低温等离子体电离源的放电气体中添加掺杂气体，可以改变电离源中的反应 试剂离子，提高爆炸物检测的选择性和特异性，有利于爆炸物的定性分析。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有机和无机爆炸物全面分析仪。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种有机和无机爆炸物全面分析仪，包括热解析进样器、采样布、镍源、 低温等离子体电离源和分析器，于热解析进样器上设置有载气入口和样品气 出口；

采样布置于热解析进样器内，采样布上的样品经热解析后进样；

载气从热解析进样器的载气入口流入，载带样品分子从样品气出口流 出；于热解析进样器的样品气出口后端的气路上设置有镍源；于镍源后端的 气路上设置有低温等离子体电离源；于低温等离子体电离源后端的气路上设 置有分析器。

热解析进样器通过热金属块对样品进行接触加热，或者通过加热灯对样 品进行非接触加热。

所述的载气为空气或者氮气中的一种或者为两种气体的混合气。

从热解析进样器热解析出来的样品分子经镍源和低温等离子体电离源 电离后流入分析器进行分析；所述的分析器为质谱分析器或者离子迁移谱。

本发明的有益效果在于：本发明设计的有机和无机爆炸物全面分析仪， 通过低温等离子体电离源和镍源两种电离方式，可以全面检测有机和无机爆 炸物；对于两种电离源都能电离的爆炸物，可以提高电离效率和检测灵敏度； 在载气或者低温等离子体电离源的放电气体中添加掺杂气体，可以改变电离 源中的反应试剂离子，提高爆炸物检测的选择性和特异性，有利于爆炸物的 定性分析。

附图说明

图1为本发明的有机和无机爆炸物全面分析仪的结构示意图。

其中，1-热解析进样器；2-载气入口；3-样品气出口；4-采样布；5-镍 源；6-低温等离子体电离源；7-分析器。

具体实施方式

如图1所示，一种有机和无机爆炸物全面分析仪，包括热解析进样器1、 采样布4、镍源5、低温等离子体电离源6和分析器7，于热解析进样器1 上设置有载气入口2和样品气出口3；

采样布4置于热解析进样器1内，采样布4的材料为聚四氟乙烯，采样 布4上的爆炸物样品经热解析后进样；

实施例1

热解析进样器1通过卤素光束加热灯LCB-50对样品进行非接触加热， 加热灯与采样布4之间的距离为35mm。

载气从热解析进样器1的载气入口2流入，载带样品分子从样品气出口 3流出；载气为纯净的干燥空气，载气流速为100-500mL/min。

于热解析进样器1的样品气出口3后端的气路上设置有镍源5；镍源5 与样品气出口3的距离为15mm。

于镍源5后端的气路上设置有低温等离子体电离源6；低温等离子体电 离源6与镍源5的距离为10mm。低温等离子体电离源6采用外径为6mm、 厚为1mm的玻璃管作为介质，玻璃管外套有内径为6.1mm、厚为0.1mm、 长为16mm的不锈钢圆筒作为射频高压电极，玻璃管内有外径为1.58mm、 长为100mm的金属圆柱杆作为地电极，在两电极之间施加频率为25KHz， 峰峰值为2KV_p-p的射频电压；放电气体为He气，流量为0.2-1L/min；可 以选择在He气中添加二氯甲烷、水蒸气等掺杂气体，提高爆炸物检测的特 异性和灵敏度。

于低温等离子体电离源6后端的气路上设置有离子阱质谱分析器7；从 热解析进样器1热解析出来的样品分子经镍源5和低温等离子体电离源6电 离后流入离子阱质谱分析器7进行分析。

实施例2

热解析进样器1通过热不锈钢金属块对样品进行接触加热。

载气从热解析进样器1的载气入口2流入，载带样品分子从样品气出口 3流出；载气为纯净的干燥空气，载气流速为100-500mL/min，可以选择在 空气中添加二氯甲烷、O₃等掺杂气体，提高爆炸物检测的选择性和特异性。

于热解析进样器1的样品气出口3后端的气路上设置有镍源5；镍源5 与样品气出口3的距离为15mm。

于热解析进样器1的样品气出口3后端的气路上设置有镍源5；镍源5 与样品气出口3的距离为15mm。

于镍源5后端的气路上设置有低温等离子体电离源6；低温等离子体电 离源6与镍源5的距离为10mm。

于低温等离子体电离源6后端的气路上设置有离子迁移谱分析器7；从 热解析进样器1热解析出来的样品分子经镍源5和低温等离子体电离源6电 离后流入离子迁移谱分析器7进行分析。