Система регистрации и управления спектрометрическим каналом двухполярного спектрометра ионной подвижности тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.05, кандидат наук Громов Евгений Анатольевич

  • Громов Евгений Анатольевич
  • кандидат науккандидат наук
  • 2018, ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
  • Специальность ВАК РФ05.13.05
  • Количество страниц 160
Громов Евгений Анатольевич. Система регистрации и управления спектрометрическим каналом двухполярного спектрометра ионной подвижности: дис. кандидат наук: 05.13.05 - Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления. ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ». 2018. 160 с.

Оглавление диссертации кандидат наук Громов Евгений Анатольевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Современные устройства обнаружения сверхмалых количеств химических веществ

1.1. Область применения и задачи метода спектрометрии ионной подвижности

1.2. Физические особенности и задачи детектирования разнородных веществ

1.3. Эксплуатационные параметры и конструкции двухполярных спектрометров ионной подвижности

1.4. Анализ путей реализации двухполярного спектрометра ионной подвижности и постановка задач работы

1.5. Выводы

ГЛАВА 2. Исследование и разработка блока детектирования ионного тока

2.1. Анализ структуры блока детектирования

2.2. Моделирование двухполярного трансимпедансного усилителя ионного тока

2.3. Конструирование усилителя и системы управления

2.4. Исследование, диагностика и тестирование двухполярного усилителя ионного тока

2.5. Выводы

ГЛАВА 3. Спектрометрический канал двухполярного спектрометра ионной подвижности

3.1. Общая структура спектрометрического канала

3.2. Моделирование и конструирование узла коллектора ионного тока

3.3. Источник высокого напряжения с быстрым переключением полярности

3.4. Обеспечение двухполярного режима в дрейфовой камере

3.5. Моделирование и конструирование электроники ионных затворов

3.6. Выводы

ГЛАВА 4. Система управления спектрометром ионной подвижности

4.1. Требование к системе синхронизации и исполнительной системе

4.2. Формирование сигналов управления сбором спектрометрических

данных, ионным источником и затворами

4.3.Управление датчиками и исполнительными устройствами

4.4. Мониторинг параметров функционирования спектрометра и защита

электронных блоков

4.5. Выводы

ГЛАВА 5. Экспериментальная апробация двухполярного спектрометра ионной подвижности

5.1. Апробация электронных блоков спектрометра ионной подвижности

5.2. Детектирование веществ

5.3. Дополнительные достоинства модернизированной управляющей

системы и заключение по экспериментальной апробации

5.4. Выводы

Заключение

Список литературы:

Приложение. Патенты на изобретение

Приложение. Фотографии серийных приборов

Рекомендованный список диссертаций по специальности «Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления», 05.13.05 шифр ВАК

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Система регистрации и управления спектрометрическим каналом двухполярного спектрометра ионной подвижности»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Аналитические средства идентификации веществ широко используются в таких социально значимых областях как противодействие терроризму и обороту наркотиков, предотвращение распространения опасных и токсичных химических веществ, медицинская диагностика, контроль качества пищевой продукции и промышленных материалов. Современные стандарты и условия конкуренции в аналитическом оборудовании требуют соблюдения все более высоких требований. Одной из технологий, применяемой в последнее время наряду с традиционными масс-спектрометрией и хроматографией, является спектрометрия ионной подвижности, используемая для детектирования и идентификации разнообразных классов веществ, образующих положительно и отрицательно заряженные ионы, анализ подвижностей которых положен в основу данного метода. Одновременное обнаружение веществ разных классов требует средств совместного детектирования ионов как положительной, так и отрицательной полярности. Поэтому задача разработки двухполярного спектрометра ионной подвижности с высокой разрешающей способностью для экспресс обнаружения сверхмалых количеств веществ является актуальной.

В настоящее время метод спектрометрии ионной подвижности с одновременным детектированием веществ в двух полярностях применяется в ряде серийных приборов, изготавливаемых компаниями Smiths Detection (Великобритания), Implant Sciences Corp. (США), Morpho Detection(Франция) и Bruker (Германия). Большинство таких приборов выполнены в стационарном варианте и имеют большие габариты и массу. По существу эти приборы представляют собой два параллельно работающих детектора, установленных в один корпус, один из которых работает в положительной, а другой - в отрицательной полярности. Большая часть выпускаемых в России детекторов: «Пилот-М», «МО-2М», «Сапсан-1», «Руно» - предназначены для

работы только в одном, заранее определенном, режиме: обнаружение отрицательно заряженных ионов (взрывчатые вещества) или положительно заряженных ионов (наркотические вещества). Также выпускается отечественный прибор «ИДД Кербер» с медленным электронным переключением полярности напряжения в дрейфовой области. Фактически прибор работает в однополярном режиме, а полярность детектируемых ионов выбирается для каждой конкретной задачи обнаружения целевых веществ. Переключение полярности занимает длительное время, поскольку связано с необходимостью установления режимов работы и проведения калибровки, что исключает возможность одновременного детектирования веществ различных классов. Таким образом, актуальна задача модернизации подобных детекторов для обеспечения возможности одновременного детектирования ионов разной полярности (двухполярный режим), ориентированных на обнаружение взрывчатых и наркотических веществ.

Принцип спектрометрии ионной подвижности основан на разделении ионов по времени пролета в газовой среде в постоянном электрическом поле. Получаемая времяпролетная спектрограмма, в которой можно выделить пики веществ, характеризует наличие ионов с определенной подвижностью. Величины подвижностей ионов исследуемого вещества, приведенные к стандартным значениям температуры и атмосферного давления, позволяют идентифицировать состав по табличным значениям, записанным в базу данных веществ прибора.

Спектрометрический канал состоит из камеры ионизации, пространственно отделенной электрическим затвором от дрейфовой камеры с однородным, продольным электрическим полем и блока детектирования ионов. Спектрометры ионной подвижности, работающие в однополярном режиме, каждый раз при переключении полярности требуют проведения калибровки, что требует дополнительных затрат времени, усложняет эксплуатацию и существенно ограничивает возможности детектора. Двухполярный прибор достаточно откалибровать по смеси веществ, или

одному веществу, образующему как положительные, так и отрицательные ионы. Создание двухполярного спектрометра ионной подвижности, основанного на быстром переключении полярности дрейфового напряжения, для одновременного детектирования веществ разных классов включает в себя решение комплекса технически сложных задач, связанных с быстрым и непрерывным переключением высоких напряжений в области дрейфа ионов, формированием стабильных дрейфовых полей, эффективной генерацией ионов обеих полярностей и обработкой данных.

Таким образом, решение указанных проблем по модернизации портативного спектрометра ионной подвижности обеспечит одновременное обнаружение положительных и отрицательных ионов веществ разных классов, в том числе взрывчатых, наркотических и отравляющих, что позволит усовершенствовать целый класс приборов и внести вклад в общие методы построения аналогичных устройств.

Целью диссертационной работы является исследование, разработка и улучшение характеристик элементов и узлов усовершенствованного варианта спектрометра ионной подвижности с быстрым переключением полярности дрейфового поля для реализации попеременного, непрерывного обнаружения положительных и отрицательных ионов, с нерадиоактивным источником ионизации и с малыми массогабаритными параметрами, что позволит оперативно обнаруживать полный спектр веществ в различных областях применения. Прибор должен эксплуатироваться в самых разнообразных условиях (в том числе и полевых). Для этого необходимо:

1. Сформулировать требования к узлам и блокам спектрометра, обеспечивающие выполнение поставленной цели.

2. Разработать трансимпедансный усилитель для регистрации пикоамперного сигнала ионного тока в спектрометрическом канале спектрометра ионной подвижности с быстрым переключением полярности дрейфового поля.

3. Провести моделирование (в СЛО-программах) частотных и шумовых параметров усилителя ионного тока на соответствие заданным требованиям.

4. Исследовать и разработать систему формирования стабильного высокого напряжения (до 3 кВ) в дрейфовой области спектрометра ионной подвижности с возможностью быстрого (не более 10 мс), непрерывного переключения полярности.

5. Разработать способ минимизации помех от высоковольтной системы на усилитель ионного тока, позволяющий реализовать регистрацию сигнала в спектрометрическом канале при быстром переключении полярности дрейфового поля.

6. Провести схемотехническое моделирование и разработать электронику формирования дрейфового поля, на основе частотно-компенсированного делителя.

7. Разработать микроконтроллерную систему управления электронными узлами спектрометра ионной подвижности с быстрым переключением полярности.

8. Провести экспериментальную апробацию портативного двухполярного спектрометра ионной подвижности и показать возможность его практического применения.

Объектом реализации указанных исследований является спектрометрический канал (элементы и узлы) и система управления для портативного спектрометра ионной подвижности с быстрым переключением полярности, позволяющего одновременно регистрировать в реальном времени ионы целевых веществ, образовавшиеся в камере ионизации, как с положительным, так и с отрицательным зарядом.

Достоверность результатов подтверждается практикой использования разработанной системы регистрации и управления спектрометрическим каналом двухполярного спектрометра ионной подвижности в производимых мелкосерийно детекторах сверхмалых количеств веществ, основанной на

воспроизводимой технологией изготовления, воспроизводимыми электрическими параметрами источника высокого напряжения, генератора напряжения на защитной сетке коллектора, усилителя ионного тока и электростатических затворов, параметрами обнаружения и согласованностью полученных результатов с результатами других исследователей.

Научная новизна диссертации заключается в исследовании и разработке научных подходов, методов, алгоритмов, а также улучшении узлов усовершенствованного варианта спектрометра ионной подвижности для получения новых качественных результатов. При этом получены следующие научные результаты:

1. Предложен и реализован способ управления состоянием интегрирующего звена трансимпедансного усилителя на основе контролируемой инжекции токов заданной полярности на входе усилителя [патент РФ № 2625805].

2. Предложен и обоснован результатами проведенных исследований способ быстрого переключения полярности высоковольтного источника и стабилизации напряжений в цепи формирования распределенного поля в дрейфовой области.

3. Предложен и реализован способ формирования напряжения на экранирующем электроде усилителя ионного тока, обеспечивающий минимизацию помех при переключении полярности высокого напряжения [патент РФ № 2638824].

4. Предложен алгоритм управления и синхронизации функциональных блоков спектрометра при быстром переключении полярности, обеспечивающий одновременное обнаружение положительных и отрицательных ионов.

Практическая значимость работы определяется следующими результатами:

1. Предложены и реализованы принципы, позволяющие осуществлять

непрерывное электронное переключение полярности высокого

напряжения за время, не превышающее 10 мс, обеспечивающие одновременное детектирование положительных и отрицательных ионов.

2. Предложена и исследована схема, минимизирующая перенос заряда через цепь управления усилителем ионного тока и расширяющая динамический диапазон для увеличения точности и повышения достоверности результатов измерений спектрометра ионной подвижности.

3. Разработан и реализован трансимпедансный усилитель, который позволяет регистрировать сигнал ионного тока в спектрометрическом канале спектрометра ионной подвижности с быстрым переключением полярности дрейфового поля.

4. Предложена и исследована схема формирования напряжения на защитной сетке, минимизирующей индукционный ток от ионного сгустка, позволяющая реализовать стабильную регистрацию сигнала в спектрометрическом канале при быстром переключении полярности дрейфового поля.

5. Разработаны, исследованы и внедрены схемотехнические и конструктивные решения, существенно повышающие эффективность обнаружения веществ с помощью портативных детекторов на основе технологии спектрометрии ионной подвижности.

Основные положения, выносимые на защиту. Методы и технические решения, усовершенствованных вариантов элементов и системы управления спектрометра ионной подвижности, обеспечивающие его работу в двухполярном режиме обнаружения, что позволяет одновременно детектировать широкий список веществ различных классов:

1. Способ минимизации влияния высоковольтной системы на усилитель ионного тока путем использования управляемого генератора.

2. Принцип переключения высокого напряжения в дрейфовой камере на основе мультифазного управления с использованием частотно-компенсированного делителя.

3. Способ организации управления и конструкция коллекторного блока с дополнительным генератором для формирования напряжения на защитной сетке.

4. Алгоритм синхронизации основных электронных блоков управления (затворов, ионизации, высокого напряжения).

5. Результаты экспериментальной апробации спектрометра ионной подвижности с быстрым переключением полярности.

Личный вклад автора. Общая постановка и обоснование задач исследований, обсуждение полученных результатов были выполнены автором совместно с научным руководителем и членами научного коллектива. Личный вклад автора заключается в разработке и реализации усилителя ионного тока для двухполярного спектрометра ионной подвижности, коллекторного блока с дополнительным генератором напряжения на защитной сетке, минимизирующей индуцированный ток от ионного сгустка, электронных узлов высоковольтного блока с быстрым переключением полярности дрейфового поля. Автором проведены разработка и моделирование схемотехнических и конструктивных решений, позволяющих существенно увеличить эффективность обнаружения веществ с помощью портативных детекторов на основе технологии спектрометрии ионной подвижности. Автором также были проведены апробация разработанного спектрометра ионной подвижности и анализ результатов.

Представленные исследования выполнялись на базе кафедры микро- и наноэлектроники НИЯУ "МИФИ".

Апробация работы. Основные результаты работы представлялись, на 12, 13, 14, 15 и 18 научных сессиях МИФИ (г. Москва, 2009; 2010; 2011; 2012, 2015); на форуме "Технологии безопасности 2010"(Москва, Крокус Экспо, 2010г.); на международных конференциях International Conference on

Nanotechnologies and Biomedical Engineering, Chi§inäu, Republic of Moldova, 2011; 21 International Conference on Ion Mobility Spectrometry, Orlando, Florida, USA 22-27 July 2012; 16th Annual Conference AISEM, February 5-9 2013, Brescia, Italy; IEEE Workshop on Environmental, Energy, and Structural Monitoring Systems, EESMS 2015; 3rd International Conference on Nanotechnologies and Biomedical Engineering, 2016.

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 26 печатных работ, в том числе 6 статей в журналах из перечня ВАК, 9 статей и материалов конференций, индексируемых в Scopus и Web of Science, а также 3 патента на изобретение. Список печатных работ приведен в конце автореферата.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка цитируемой литературы и приложения. Общий объем диссертации составляет 160 страниц, включая 98 рисунков, 2 таблицы и 140 библиографических ссылок.

ГЛАВА 1. Современные устройства обнаружения сверхмалых количеств химических веществ

1.1. Область применения и задачи метода спектрометрии

ионной подвижности

Обнаружение сверхмалых следовых количеств взрывчатых, наркотических, отравляющих [1,2] и других опасных веществ является ключевой задачей в создании современной досмотровой техники. В современном мире ведется активная борьба с терроризмом, контрабандой наркотиков, взрывчатки и других запрещенных предметов[3]. При этом в ряде задач существует необходимость одновременного обнаружения веществ различных классов[4,5]. Таким образом, одним из ключевых требований современной досмотровой техники является одновременное детектирование широкого перечня веществ.

В настоящее время для обнаружения запрещенных веществ наиболее часто используются хроматография [6,7], масс-спектрометрия [8] и спектрометрия ионной подвижности. Данные методы широко распространены и являются наиболее чувствительными для обнаружения и анализа смесей веществ в газовой среде. Аналитический узел масс-спектрометра для своей работы требует вакуума, а для хроматографов требуются применение чистых газов. Так же эти приборы технически сложны, характеризуются продолжительным временем анализа пробы и поэтому представлены в основном в стационарных лабораторных вариантах. Поиск веществ с помощью обученных собак [9-14] является наиболее распространенным, однако продолжительность непрерывного поиска не может быть больше 30 минут в силу возможностей собаки. Кроме того существует ряд затрудняющих факторов, таких как время суток, климатические условия и т.д., что не позволяет рассматривать данный

вариант в качестве надежного средства поиска. Метод спектрометрии ионной подвижности позволяет собирать достаточно полную информацию о составе примесей в газовой среде, при сравнительно небольших размерах, массе оборудования и требованиях к энергопотреблению. По совокупности характеристик, спектрометры ионной подвижности считаются самым перспективным и универсальным классом приборов в досмотровых системах. Поэтому спектрометры ионной подвижности находят широкое применение в электронных проходных на предприятиях[ 15-17], в правительственных и общественных учреждениях[18], на таможне[19], а также на всех видах транспорта[20-21 ].

Область применения спектрометров ионной подвижности все время расширяется и основным требованием, предъявляемым к современным приборам, является одновременное детектирование разнородных веществ. Определение сверхмалых количеств веществ играет важную роль в контроле состояния окружающей среды [22-25], экологическом мониторинге [26] для контроля выбросов вредных веществ промышленными предприятиями, а также для оценки уровня качества помещений для жизни человека [27]. Компактные сенсоры можно использовать для определения качества сырья и готовой продукции в пищевой [28-38], ликероводочной [39,40], табачной, парфюмерной [41,42], лакокрасочной промышленности и в сельском хозяйстве [43-46], разработки компактных анализаторов для робототехники [47,48], проведения исследований в области биохимии [49,50], в химической промышленности [51,52], для контроля качества медицинских препаратов [53], в области нанотехнологий [54], анализа паров нефти и газа для поиска и мониторинга месторождений в добывающей промышленности и оценки качества горюче-смазочных материалов [55,56].

Метод спектрометрии ионной подвижности [57] основывается на том, что ионизованная молекула любого вещества обладает определенной подвижностью, характеризующей скорость дрейфа иона в слабом электрическом поле. Во время работы спектрометра ионной подвижности

проба подвергается ионизации для проведения анализа. В зависимости от детектируемого вещества при ионизации образуются либо отрицательные[58], либо положительные[59] ионы. Это связано с тем, что в анализируемой пробе могут быть вещества, обладающие различной физической природой. При ионизации некоторых сложных комплексов веществ появляются целые наборы различных ионов, среди которых есть как положительно-, так и отрицательно- заряженные. Подвижность этих ионов может совпадать с подвижностью других веществ (в одной полярности). Поэтому спектрометрия ионов одновременно как положительной, так и отрицательной полярности несет наиболее полную информацию и обеспечивает большую достоверность получаемых результатов. Большинство существующих портативных спектрометров ионной подвижности предназначены для работы в одном из двух режимов: обнаружение отрицательно заряженных ионов, характерных для большинства взрывчатых веществ, или положительно заряженных ионов, характерных для наркотических веществ. Использование только одного режима работы приводит к невозможности обнаружения целых классов веществ, что является существенным недостатком таких приборов. Поэтому возникает особая потребность в создании портативного прибора на основе технологии спектрометрии ионной подвижности для детектирования полного спектра веществ.

Для ряда прикладных задач является требуется детектирование как положительных, так и отрицательных ионов. Например, при обнаружении аварийно химически опасных и отравляющих веществ необходимо учитывать, что часть таких соединений обнаруживается в отрицательном режиме работы (фосфорорганические соединения, хлор), а часть - в положительном режиме (аммиак). Таким образом, задача детектирования аварийно химически опасных и отравляющих веществ требует возможности одновременной работы прибора в двух режимах, или быстрого переключения между режимами. Это значит, что необходимо разработать спектрометр

ионной подвижности, который обеспечит эффективное функционирование в режимах обнаружения как отрицательных, так и положительных ионов.

1.2. Физические особенности и задачи детектирования

разнородных веществ

В основу работы спектрометров ионной подвижности положен принцип разделения ионов по критерию подвижности ионов детектируемых веществ в слабом электрическом поле в газовой среде при атмосферном давлении[60,61]. Общепринятая схема прибора (основные блоки) приведена на рис. 1.1. Спектрометр ионной подвижности состоит из системы забора пробы, камеры ионизации, камеры дрейфа, ионных затворов и детектирующего узла. Подобная конструкция детектора, применяемая во всех современных приборах, подробно описана в [62,63].

Рис.1.1. Общепринятая схема спектрометра ионной подвижности.

Пары анализируемого вещества попадают в ионизационную камеру. Для образования ионов детектируемых веществ в ионизационной камере применяются источники ионизации на основе радиоактивных веществ [64], рентгеновского излучения [65], коронного разряда [66], распыления в электрическом поле [67], объемной или поверхностной лазерной ионизации, матрично-активированной лазерной десорбции/ионизации (MALDI)[68] и других. В портативных приборах обычно применяются радиоактивные вещества [69] и импульсный коронный разряд [70]. Процесс ионизации молекул исследуемого вещества при атмосферном давлении происходит в несколько этапов. Вначале образуются положительно и отрицательно заряженные реактант-ионы, концентрация которых существенно превышает концентрацию исследуемых веществ. Затем реактант-ионы передают свой заряд молекулам исследуемого вещества по механизму химической ионизации при атмосферном давлении. Реакции ионизации многоступенчатые и проходят через несколько промежуточных соединений [71-73]. При этом изменение температуры и влажности воздуха в области ионизации оказывает значительное влияние на протекание реакций [74]. Механизм образования ионов был исследован в масс-спектрометрии с источником ионизации при повышенном давлении [75] и источником ионизации на основе коронного разряда при атмосферном давлении [76].

После процесса ионизации для формирования ионного сгустка на короткое время открывается ионный затвор, отделяющий камеру ионизации от камеры дрейфа. Ионы анализируемых веществ инжектируются в дрейфовую камеру, в которой происходит их разделение по подвижностям во время движения в постоянном электрическом поле. Разделенные ионы попадают на коллектор ионного тока, сигнал с которого поступает в систему обработки и усиления сигнала. Время-амплитудная структура ионного тока коллектора несет информацию об анализируемых веществах.

В зависимости от типа образовавшихся ионов (положительные или отрицательные) при ионизации детектируемого вещества, режимы работы

спектрометра ионной подвижности подразделяются на положительную и отрицательную моды. Положительной называется мода, когда электрическое поле в камере дрейфа направлено в сторону детектирующего узла. Это позволяет детектировать вещества, образующие положительно заряженные ионы, поскольку положительные заряды движутся в направлении поля. И, наоборот, в отрицательной моде можно обнаружить вещества с отрицательным зарядом ионов.

1.3. Эксплуатационные параметры и конструкции двухполярных спектрометров ионной подвижности

В спектрометрах ионной подвижности используются высокие напряжения для создания полей[77] в камерах дрейфа и ионизации. Это необходимо для того, чтобы ионы двигались с достаточной скоростью, и при характерном времени дрейфа происходило незначительное изменение формы ионного сгустка за счет кулоновского расталкивания. Во время движения ионов поле в дрейфовой камере должно быть стабильным[78], что достигается использованием в блоке формирования высокого напряжения электрических емкостей (конденсаторов) большого номинала. Поэтому большинство существующих на сегодняшний день спектрометров ионной подвижности способны создавать в камере дрейфа постоянное электрическое поле с возможностью только медленного переключения. Кроме того переключение высокого напряжения вызывает электрические наводки и перегрузку высокочувствительного усилителя ионного тока[79], что не позволяет проводить измерения в течение длительного времени. Это накладывает существенные ограничения на работу приборов, поскольку позволяет обнаруживать только или положительные, или отрицательные ионы, сужая список обнаруживаемых веществ.

При возникновении необходимости детектирования веществ из другой моды требуется переключение полярности прибора, занимающее от

40 секунд[80] до нескольких минут[81], что является неприемлемым для оперативной работы. При этом в некоторых приборах полярность задается аппаратно (определяется конструкцией) и переключение режима не представляется возможным [пилот, MO-2M]. В случае необходимости оперативного обнаружения веществ, например на КПП или досмотровых пунктах, возможен вариант установки в один прибор[82] сразу двух камер ионизации, дрейфовых камер, детектирующих узлов, систем газовой очистки и высоковольтных систем управления, то есть фактически установка двух параллельных устройств, работающих в фиксированной полярности. Вследствие существенного увеличения габаритов, массы и потребления энергии такие приборы выпускаются только в стационарном исполнении, что снижает эффективность оперативного поиска целевых веществ. Также возникает необходимость правильной организации отбора пробы и разделения газовых потоков внутри прибора для двух устройств, что приводит к существенному усложнению системы пробоотбора.

Возможно несколько конструкций детекторов с установленными двумя параллельными приборами, работающими в фиксированной полярности, и вариантов разделения газовых потоков:

Первый вариант (рис 1.2.) состоит в том, чтобы подавать пробу последовательно через первый и второй приборы[83-85]. При этом анализируемый воздух через систему забора пробы попадает сначала в камеру ионизации первого прибора, откуда ионы соответствующей полярности движутся в дрейфовой камере к детектирующему узлу 1. Затем проба через соединительный канал попадает в камеру ионизации второго прибора, откуда ионы другой полярности движутся в дрейфовой камере к детектирующему узлу 2. Однако данный вариант сильно снижает чувствительность во время измерения вторым прибором вследствие ионно-обменных реакций, протекающих в камере ионизации первого прибора. Поэтому на практике этот вариант является непригодным.

Похожие диссертационные работы по специальности «Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления», 05.13.05 шифр ВАК

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Громов Евгений Анатольевич, 2018 год

Список литературы:

1. Сажин С.Г., Соборовер Э.И., Токарев С.В., Сенсорные методы контроля аммиака // Дефектоскопия, 2003, №10, C.78-96.

2. S. Sielemann, F. Li, H. Schmidt, J.I. Baumbach, Ion Mobility Spectrometer with UV-Ionization Source for the Determination of Chemical Warfare Agent Simulants // IJIMS 4(2001)2,81-84, p. 44.

3. Долгополов Н.В., Яблоков М.Ю. "Электронный нос" - новое направление индустрии безопасности. - Мир и безопасность. 2007, № 4, с. 54-59.

4. Sferopoulos R.// A review of chemical warfare agent (CWA) detector technologies and commercial-off-the-shelf items, Defence Science and Technology Organisation, DSTO-GD-0570,AustraHa, 2008. Стр 28

5. Sven Ehlert//Detection of Security-Relevant Substances via Soft Ionization Mass Spectrometric Methods Using Ambient Pressure Laser Desorption //Cumulative Dissertation for the academic degree of a doctor rerum naturalium (Dr. rer. nat.) of Mathematics and Natural Sciences the University of Rostock, Rostock, April 2014

6. Jennings W., Mittlefehldt E., Stremple P., Analytical Gas Chromatography (Second Edition) // Academic Press. - 1997.

7. Kenndler E., Gas Chromatography // Institute for Analytical Chemistry, University of Vienna. - 2004.

8. Van Bramer S.E., An Introduction to Mass Spectrometry // Widener University, Department of Chemistry. - 1998.

9. Browne C., Stafford K., Fordham R., The use of scent-detection dogs // Irish Veterinary Journal. - 2006. - Volume 59. - № 2. - P.97-104.

10. Gazit I., Terkel J., Explosives detection by sniffer dogs following strenuous physical activity // Applied animal behavior Science. - 2003. - № 81. - P.149-161.

11. Gazit I., Terkel J. Domination of olfaction over vision in explosives detection by dogs // Applied Animal Behaviour Science. - 2003. - № 82. -P.65-73.

12. Oxley J.C., Waggoner L.P., Detection of Explosives by Dogs // Aspects of Explosives Detection. - 2009. - Chapter 3. - P.27-40.

13. Diederich C., Giffroy Jean-Marie, Behavioural testing in dogs: A review of methodology in search for standardization // Applied Animal Behaviour Science. - 2006. - № 97. - P.51-72.

14. O'Connor M. B., O'Connor C., Walsh C. H., A dog's detection of low blood sugar: a case report // Irish Veterinary Journal. - 2008. - № 177. - P.155-157.

15. William J. McGann, Kevin J. Perry, Sherry L. Lepine, Trapping materials for trace detection systems // Patent № US 7338638 B2, Date of Patent: Mar.4, 2008.

16. Kevin L. Linker, John A. Hunter, Charles A. Brusseau, Screening portal, system and method of using same // Patent № US 8429987 B1, Date of Patent: Apr.30, 2013.

17. David A. Jones, Christopher A. Gresham, Marc L. Basiliere, James J. Spates, Philip J. Rodacy, Screening system and method of using same // Patent № US 8695443 B1, Date of Patent: Apr.15, 2014.

18. Ганшин В.М., Чебышев А.В., Фесенко А.В. От обонятельных моделей к "электронному носу". Новые возможности параллельной аналитики. -Специальная техника, 1999, № 1-2.

19. Детектор «Sentinel II», http://www.aviaport.ru/digest/2005/07/21/93233.h tml

20. Детектор «VIPER-97HS», http://www.sis-tss.ru/2010-06-23-20-24-47/2639........qviper-97hsq.html

21. http://izvestia.ru/news/529747

22. De Vito S., Massera E., Quercia L., Di Francia G., Analysis of volcanic gases by means of electronic nose // Sensors and Actuators B: Chemical. - 2007. - Volume 127. - Issue 1. - P.36-41.

23. Baby R.E., Cabezas M., Walsöe de Reca E.N., Electronic nose: a useful tool for monitoring environmental contamination // Sensors and Actuators B: Chemical. - 2000. - Volume 69. - Issue 3. - P.214-218.

24. Hogben P., Drage B., Stuetz R.M., Electronic sensory systems for taste and odour monitoring in water - Developments and limitations // Reviews in Environmental Science & BioTechnology. - 2004. - №3. - P.15-22.

25. Walendzik G., Baumbach J.I., Klockow D., Coupling of SPME with MCC/UV-IMS as a tool for rapid on-site detection of groundwater and surface water contamination // Anal Bioanal Chem. - 2005. - P.1842 - 1847.

26. Podlepetsky B., Samotaev N., Vasiliev A., Sokolov A., Pisliakov A., Pavelko R., Metal Oxide Sensor Operating at Pulse Heating: Improved Selectivity to Ammonia // Proceedings, Eurosensors XXII Conference Anniversary. - 2008. - Germany, Dresden. - P.375.

27. Kalman Eva-Lotta, Löfvendahl Anders, Winquist F., Lundström I., Classification of complex gas mixtures from automotive leather using an electronic nose // Analytica Chimica Acta. - 2000. - Volume 403. - Issues 1-2. -P.31-38.

28. El Barbri N., Mirhisse J., Ionescu R., El Bari N., Correig X., Bouchikhi B., Llobet E., An electronic nose system based on a micro-machined gas sensor array to assess the freshness of sardines // Sensors and Actuators B: Chemical. -2009. - Volume 141. - Issue 2. - P.538-543.

29. Rebecca N. Bleibaum, Herbert Stone, Tsung Tan, Said Labreche, Emmanuelle Saint-Martin, Sandrine Isz, Comparison of sensory and consumer results with electronic nose and tongue sensors for apple juices // Food Quality and Preference. - 2002. - Volume 13. - Issue 6. - P.409-422.

30. Pardo M., Niederjaufner G., Benussi G., Comini E., Faglia G., Sberveglieri G., Holmberg M., Lundstrom I., Data preprocessing enhances the classification

of different brands of Espresso coffee with an electronic nose // Sensors and Actuators B: Chemical. - 2000. - Volume 69. - Issue 3. - P.397-403.

31. Huichun Yu, Jun Wang, Discrimination of LongJing green-tea grade by electronic nose // Sensors and Actuators B: Chemical. - 2007. - Volume 122. -Issue 1. - P.134-140.

32. Concina I., Falasconi M., Gobbi E., Bianchi F., Musci M., Mattarozzi M., Pardo M., Mangia A., Careri M., Sberveglieri G., Early detection of microbial contamination in processed tomatoes by electronic nose // Food Control. - 2009. - Volume 20. - Issue 10. - P.873-880.

33. Antihus Hernández Gómez, Jun Wang, Guixian Hu, Annia García Pereira, Discrimination of storage shelf-life for mandarin by electronic nose technique // LWT - Food Science and Technology. - 2007. - Volume 40. - Issue 4. - P.681-689.

34. Zheng Hai, Jun Wang Electronic nose and data analysis for detection of maize oil adulteration in sesame oil // Sensors and Actuators B:Chemical. -2006. - Volume 119. - Issue 2. - P.449-455.

35. Trihaas J., Vognsen L., Nielsen P.V., Electronic nose: New tool in modelling the ripening of Danish blue cheese // International Dairy Journal. -2005. - Volume 15. - Issues 6-9. - P.679-691.

36. Guorún Ólafsdóttir, Kristberg Kristbergsson, Electronic-Nose Technology: Application for Quality Evaluation in the Fish Industry // Odors in the Food Industry. - 2006. - Chapter 5. - P. 57-74.

37. Hongmei Zhang, Mingxun Chang, Jun Wang, Sheng Ye Evaluation of peach quality indices using an electronic nose by MLR, QPST and BP network // Sensors and Actuators B: Chemical. - 2008. - Volume 134. - Issue 1. - P.332-338.

38. Vinaixa M., Vergara A., Duran C., Llobet E., Badia C., Brezmes J., Vilanova X., Correig X., Fast detection of rancidity in potato crisps using e-noses based on mass spectrometry or gas sensors // Sensors and Actuators B: Chemical. - 2005. - Volume 106. - Issue 1. - P.67-75.

39. Corrado Di Natale, Fabrizio A. M. Davide, Arnaldo D'Amico, Paolo Nelli, Silvio Groppelli, Giorgio Sberveglieri, An electronic nose for the recognition of the vineyard of a red wine // Sensors and Actuators B: Chemical. - 1996. -Volume 33. - Issues 1-3. - P.83-88.

40. M Pilar Martir, Jorge Pino, Ricard Boquer, Olga Busto, Josep Guasch, Determination of ageing time of spirits in oak barrels using a headspace-mass spectrometry (HS-MS) electronic nose system and multivariate calibration // Anal Bioanal Chem. - 2005. - P.440-443.

41. Jérôme Poprawski, Pascal Boilot, Florence Tetelin, Counterfeiting and quantification using an electronic nose in the perfumed cleaner industry // Sensors and Actuators B: Chemical. - 2006. - Volume 116. - Issues 1-2. - P.156-160.

42. Negri R.M., Electronic Noses in Perfume Analysis // Analysis of Cosmetic Products. - 2007. - Chapter 6. - P.276-290.

43. Leilei Pan Simon, X. Yang Environ, A new intelligent electronic nose system for measuring and analysing livestock and poultry farm odours // Monit Assess. - 2007. - P.399-408.

44. Tiina Rajamaki T., Arnold M., Venelampi O., Vikman M., Rasanen J., Itavaara M., An electronic nose and indicator volatiles for monitoring of the composting progress // Water, Air, and Soil Pollution. - 2005. - P.71-87.

45. Peter A. Lieberzeit, Abdul Rehman, Bita Najafi, Franz L. Dickert, Reallife application of a QCM-based e-nose: quantitative characterization of different plant-degradation processes // Anal Bioanal Chem.- 2008. - P.2897-2903.

46. Baby R., Cabezas M., Castro E., Filip R., Walsöe de Reca E. N., Quality control of medicinal plants with an electronic nose // Sensors and Actuators B: Chemical. - 2005. - Volume 106. - Issue 1. - P.24-28.

47. Lino Marques, Anibal T. de Almeida, Application of Odor Sensors in Mobile Robotics // Autonomous Robotic Systems. - 1998. - Volume 236. - P. 82-95.

48. Loutfi A., Coradeschi S., Smell, think and act: A cognitive robot discriminating odours // Auton Robot. - 2006. - P.239-249.

49. Ritaban Dutta, Aruneema Das, Nigel G. Stocks, David Morgan, Stochastic resonance-based electronic nose: A novel way to classify bacteria // Sensors and Actuators B: Chemical. - 2006. - Volume 115. - Issue 1. - P.17-27.

50. Michael P. Caulfield, Shuguang Li, Gloria Lee, Patricia J. Blanche, Wael A. Salameh, W. Henry Benner, Richard E. Reitz, Ronald M. Krauss, Direct Determination of Lipoprotein Particle Sizes and Concentrations by Ion Mobility Analysis // Clinical Chemistry. - 2008. - № 54. - P.1307-1316.

51. Magali Lovino, M. Fernanda Cardinal, Diana B.V. Zubiri, Delia L. Bernik, Electronic nose screening of ethanol release during sol-gel encapsulation: A novel non-invasive method to test silica polymerization // Biosensors and Bioelectronics. - 2005. - Volume 21. - Issue 6. - P.857-862.

52. HE Liu, LIANG Gui-Zhao, LI Zhi-Liang, Molecular Structural Characterization and Quantitative Prediction of Reduced Ion Mobility Constants for Diversified Organic Compounds // Chinese J. Struct. Chem. - 2008. -Volume 27. - № 10. - P.1187-1194.

53. Shinji Ohmori, Yasuo Ohno, Tadashi Makino, Toshio Kashihara, Application of an electronic nose system for evaluation of unpleasant odor in coated tablets // European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. -2005. - Volume 59. - Issue 2. - P.289-297.

54. Lei Zhou, Ashish Rai, Nicholas Piekiel, Xiaofei Ma, Michael R. Zachariah, Ion-Mobility Spectrometry of Nickel Nanoparticle Oxidation Kinetics: Application to Energetic Materials // J. Phys. Chem. C. - 2008. -P.16209-16218.

55. Brudzewski K., Osowski S., Markiewicz T., Ulaczyk J., Classification of gasoline with supplement of bio-products by means of an electronic nose and SVM neural network // Sensors and Actuators B: Chemical. - 2006. - Volume 113. - Issue 1. - P.135-141.

56. Sobanski T., Szczurek A., Nitsch K., Licznerski B.W., Radwan W., Electronic nose applied to automotive fuel qualification // Sensors and Actuators B: Chemical. - 2006. - Volume 116. - Issues 1-2. - P.207-212.

57. Eiceman G.A., Karpas Z., Ion Mobility Spectrometry(Second edition) // CRC Press. - 2014.

58. S. Yamaguchi, R. Asada, S. Vichi etc. Detection Performance of a portable IMS with 63Ni radioactive ionization for chemical warfare agents // Forensic Toxicology Volume 28, Number 2, 84-95.

59. K.K. Kroenigm R.N. Caster etc. Analysis of CWA Degradation Products // John Wiley&Sons, 2011.

60. Carr T.W., Plasma Chromatography, Plenum Press, New York, 1984.

61. Tabrizchi M., Abedi A., A novel electron source for negative ion mobility spectrometry, International Journal of Mass Spectrometry, v. 218, pp.75-85, 2002.

62. Karpas Z., Eiceman G.A., Ewing R.G., Algom A., Avida R., Friedman M., Matmor A., Shahal O., Ion distribution profiles in the drift region of an ion mobility spectrometer // Int. J. Mass Spectrom. Ion Proc. - 1993. - Volume 127. - P.95-104.

63. Fagan R., Bradshaw D., Drift chambers // US Patent №6051832. - 2000.

64. M. Tabrizchi, T. Khayamian, and N. Taj, Design and operation of a corona dischargeionization source for ion mobility spectrometry // Rev. Sci. Inst. Vol. 71 (6), pp. 2321-2328, 2000

65. Matsaev V., Gumerov M., Krasnobaev L., Pershenkov V., Belyakov V., Chistyakov A., Boudovitch V., IMS Spectrometers with Radioactive, X-ray, UV and Laser Ionization // IJIMS. - 2002. - Volume 5. - P.112-114.

66. Discharge ionization source, Patent No. US 6407382, Date of Patent: 06/18/2002

67. Julian R.R., Hodyss R., Kinnear B., Jarrold M.F., Beauchamp J.L., Nanocrystalline Ag-gregation of Serine Detected by Electrospray Ionization

Mass Spectrometry: Origin of the Stable Homochiral Gas-Phase Serine Octamer // J. Phys. Chem. B. - 2002. - Volume 106. - P.1219-1228.

68. Schwamborn K, Caprioli RM (2010) Molecular imaging by mass spectrometry looking beyond classical histology. Nat Rev Cancer. 10(9):639-46 A

69. Детектор «Raid M-100», http://www.bdal.de

70. Беляков В.В., Головин А.В., Першенков В.С., Экспериментальные исследования спектрометра ионной подвижности с источником ионизации на основе коронного разряда, // Датчики и системы, 2009, №2, стр. 12-17.

71. Harrison A.G., Chemical Ionization Mass Spectrometry // CRC Press. -Boca Raton. - 1986. - P.87.

72. Karasek F.W., Denney D.W., Role of nitric oxide in positive reactant ions in plasma chromatography // Anal. Chem. - 1974. - Volume 46. - P.633-637.

73. Eiceman G.A., Kelly K., Nazarov E.G., Nitric oxide as a reagent gas in ion mobility spectrometry // Int. J. Ion Mobility Spectrom. - 2002. - Volume 5. -P.22-30.

74. Kim S.H., Betty K.R., Karaser F.W., Mobility behavior and composition of hydrated positive reactant ions in plasma chromatography with nitrogen carrier gas // Anal. Chem. - 1978. - Volume 50. - P.2006-2016.

75. Good A., Durden D.A., Kebarle P., Ion-molecule reactions in pure nitrogen and nitrogen containing traces of water at total pressures 0.5-4 torr. Kinetics of clustering reactions forming H+(H2O)n // J. Chem. Phys. - 1970. -Volume 52. - P.212-221.

76. Shahin M.M., Mass-spectrometric studies of corona discharges in air at atmospheric pressures // J. Chem. Phys. - 1966. - Volume 45. - P.2600-2605

77. Charles L. Wilkins, Sarah Trimpin, ed. (2010). Ion Mobility Spectrometry - Mass Spectrometry: Theory and Applications

78. Avida A., Friedman M., The Design of an Ion Drift Tube with a Uniform Electric Field // NRCN(TN)-099. - 1986.

79. Boylestad R., Nashelsky L., Electronic Devices and Circuit Theory(11th Edition), 2012

80. Детектор «ИДД Кербер», http://modus-ltd.ru/pdf/kerber_20130925.pdf

81. Детектор «SABRE 5000», http://www.smithsdetection.com/

82. Детектор «IONSCAN 500DT», http://www.smithsdetection.com/

83. Stimac, R.M.; Wernlund, R.F.; Cohen, M.J.; Lubman, D.M.; Harden, C.S., Initial studies on the operation and performance of the tandem ion mobility spectrometer, presented at the 1985 Pittsburgh Conference and Exposition on Analytical Chemistry and Applied Spectroscopy, Pittcon 1985, New Orleans, LA, March 1985.

84. Stimac, R.M.; Cohen, M.J.; Wernlund, R.F., Tandem Ion Mobility Spectrometer for Chemical Agent Detection, Monitoring and Alarm, Contractor Report on CRDEC contract DAAK11-84-C-0017, PCP, Inc., West Palm Beach, FL, May 1985, AD-B093495.

85. G.A. Eiceman History of Tandem Ion Mobility Spectrometry At or Near Ambient Pressure - New Mexico: New Mexico State University, March 2014 -12 с. [Электронный ресурс]. URL: http://http://ionmobility.nmsu.edu/history/ (дата обращения: 26.01.2015).

86. Kevin J. Machlinski, Michael A. Pompeii, (Chemical agent) point detection system (IPDS) employing dual ion mobility spectrometers // Patent № US 6627878 B1, Date of Patent: Sep.30, 2003.

87. Paul Grant Wynn, James Andrew Breach, Ion mobility system comprising two IMS cells operated at different polarities // Patent № US 7345276 B2, Date of Patent: Mar.18, 2008.

88. Glenn E. Spangler, John F. Wroten, Jr., Apparatus for simultaneous detection of positive and negative ions in ion mobility spectrometry // Patent № US 4445038 A, Date of Patent: Apr.24, 1984.

89. Jonathan Richard Atkinson, Alastair Clark, Stephen John Taylor, Ion mobility spectrometer comprising two drift chambers // Patent № US 8415614 B2, Date of Patent: Apr.9, 2013.

90. Zhiqiang Chen, Yuanjing Li, Hua Peng, Qingjun Zhang, Jin Lin, Double-faced ion source // Patent № US 8217365 B2, Date of Patent: Jul.10, 2012.

91. Jill R. Scott, David A. Dahl, Carla J. Miller, Dual mode ion mobility spectrometer and method for ion mobility spectrometry // Patent № US 7259369 B2, Date of Patent: Aug.21, 2007.

92. Hua Peng, Qingjun Zhang, Jin Lin, Yuanjing Li, Ion gate for dual ion mobility spectrometer and method thereof // Patent № US 8013297 B2, Date of Patent: Sep.6, 2011.

93. Joshi M., Delgado Y., Guerra P., Lai H., Almirall José R., Detection of odor signatures of smokeless powders using solid phase microextraction coupled to an ion mobility spectrometer // Forensic Science International. - 2009. -Volume 188. - Issues 1-3. - P.112-118.

94. Bohrer B.C., Merenbloom S.I., Koeniger S.L., Hilderbrand A.E., Clemmer D.E., Biomolecule Analysis by Ion Mobility Spectrometry // Anal. Chem. -2008. - № 1. - P.10.1-10.35.

95. Vautz W., Baumbach J.I., Jung J., Beer Fermentation Control Using Ion Mobility Spectrometry - Results of a Pilot Study // J. Inst. Brew. - 2006. -Volume 112. - № 2. - P.157-164.

96. Vautz W., Zimmermann D., Hartmann M., Baumbach J.I., Nolte J., Jung J., Ion mobility spectrometry for food quality and safety // Food Additives & Contaminants: Part A. - 2006. - Volume 23. - Issue 11. - P.1064 - 1073.

97. Vautz W., Breath analysis—performance and potential of ion mobility spectrometry // J. Breath Res. - 2009. - Issue 3. - P.25-33.

98. Ulanowska A., Ligor M., Amann A., Buszewski B., Determination of Volatile Organic Compounds in Exhaled Breath by Ion Mobility Spectrometry // Chem. Anal. (Warsaw). - 2008. - № 53. - P.953-965.

99. Madison N.J., Ion Mobility Diagnostic Test from Quest Diagnostics is First to Provide Direct Physical Measurement of Lipoprotein Particles, Cardiovascular Disease Indicators, Study Finds // DIABETES CARE. - 2008. -Volume 31. - № 4.

100. O'Donnell R.M., Sun Xiaobo, Harrington Peter de B., Pharmaceutical applications of ion mobility spectrometry // Trends in Analytical Chemistry.-2008. - Volume 27. - № 1. - P.44-53.

101. Davies A.N., Baumbach J.I., Early lung cancer diagnostics by ion mobility spectrometry data handling // Spectroscopy Europe. - 2008. - Volume 20. -№ 5. - P.18-21.

102. Baumbach J.I., Westhoff M., Ion mobility spectrometer to detect lung cancer and airway infections // Spectroscopy Europe. - 2006. - Volume 18. -№ 6. - P.22-27.

103. Shvartsburg A.A., Noskov S.Y., Purves R.W., Smith R.D., Pendular proteins in gases and new avenues for characterization of macromolecules by ion mobility spectrometry // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. - 2009. - Volume 106. - № 16. - P.6495-6500.

104. Caulfield M.P., Li S., Lee G., Blanche P.J., Salameh W.A., Benner W.H., Reitz R.E., Krauss R.M., Direct Determination of Lipoprotein Particle Sizes and Concentrations by Ion Mobility Analysis // Clinical Chemistry. - 2008. -Volume 54. - № 8. - P.1307-1316.

105. Bacon T., Webber K., Carpio R., Contamination Monitoring for Ammonia, Amines and Acid Gases Utilizing Ion Mobility Spectroscopy (IMS) // Metrology, inspection, and process control for microlithography. Conference. -2008. - Santa Clara CA. - Vol. 3332. - № 12. - P.550-559.

106. Vautz W., Baumbach J.I., Uhde E., Detection of emissions from surfaces using ion mobility spectrometry // Anal Bioanal Chem. - 2006. - № 384.-P.980-986.

107. Hubert T., Tiebe C., Stephan I., Miessner H., Koch B., Detection of mould in indoor environments using a mini ion-mobility spectrometer system // Eurosensors Conference. - 2008. - Dresden. - Germany. - № 22.

108. Sevier D., Ryan K.P., Gribb M.M., Loo S.M., Hill H.H., A Novel Subsurface Ion Mobility Spectrometer Sensor System // Proceedings of the

Environmental Sensing Symposium. - 2007. - Boise State University and Inland Northwest Research Alliance. - Boise. - Idaho.

109. Sin Ming Loo, Cole J.P., Gribb M.M., Hardware/Software Codesign in a Compact Ion Mobility Spectrometer Sensor System for Subsurface Contaminant Detection // EURASIP Journal on Embedded Systems. - 2008. - Article ID 137295. - p. 8.

110. Funk P.A., Eiceman G.A., White C.R., White W., Detection of Plastics in Seedcotton with Ion Mobility Spectrometry // Journal of Cotton Science. - 2008.

- Volume 12. - P.237-245.

111. Trimpin S., Clemmer D.E., Ion Mobility Spectrometry/Mass Spectrometry Snapshots for Assessing the Molecular Compositions of Complex Polymeric Systems // Anal. Chem. - 2008. - Volume 80. - P.9073-9083.

112. Jazan E., Tabrizchi M., Kinetic study of proton-bound dimer formation using ion mobility spectrometry // Chemical Physics. - 2009. - Volume 355.-P.37-42.

113. Weis P., Structure determination of gaseous metal and semi-metal cluster ions by ion mobility spectrometry // International Journal of Mass Spectrometry.

- 2005. - Volume 245. - P.1-13.

114. http://www.smithsdetection.com/

115. Детектор «IONSCAN 400B», http://www.smithsdetection.com/

116. Техническая информация «Детектор одновременного обнаружения следов взрывчатых и наркотических веществ IONSCAN 500DT» http://www.smithsdetection.com/index.php?option=com_scio&task=downloadP roductPdf&assetId=17080%20&productName=roNSCAN%20500DT

117. Патенты WO2009140812 A1; US H01J49/04, G01N27/62, H01J49/26, G01N27/64, G01N30/16, G01N37/00, G01N27/68. Ion mobility spectrometry analyzer with improved sample receiving device // Ted Gabowicz, Dragoljub Ridjosic, Sabatino Nacson; заявитель и патентообладатель Smith Detection Inc. - № PCT/IB2006/004307; заявл. 15 дек 2006; опубл. 27 мар 2008,- 20 с. https://www.google.ru/patents/WO2008035138A2?cl=en&dq=Smiths+Detectio

n+Air+Purification+System&hl=ru&sa=X&ei=QhLGVOOvJoOAzAPDp4G4B A&ved=0CCQQ6AEwAQ#forward-citations

118. Детектор «DE-tector», http://www.bruker.com/products/cbrne-detection/ims/de-tector/overview.html

119. Zicheng Yang, Roy P Moeller, Stephen Zanon, Atmospheric pressure ion source with exhaust system // Patent № US 8841607 B2, Date of Patent: Sep.23, 2014.

120. Техническая информация «детектор взрывчатых и наркотических веществ DE-tector», http://www.bruker.com/fileadmin/user_upload/8-PDF-Docs/CBRNE_Detection/Literature/_8_266820_DE-tector_Brochure_2012_eBook.pdfpdf

121. Детектор «QS-B220», http://www.implantsciences.com

122. Stephen N. Bunker, Leonid Krasnobaev, Photoelectric ion source photocathode regeneration system // Patent № US 7576320 B2, Date of Patent: Aug.18, 2009.

123. Vladimir V. Belyakov, Vladimir Kekukh, Anatoly Lazarevich, Stephen N. Bunker, Pulsed ultraviolet ion source // Patent № US 7820979 B2, Date of Patent: Oct.26, 2010.

124. Патенты US6870155 B2; US20040227073. Modified vortex for an ion mobility spectrometer // авторы изобретения: Ted Gabowicz, Dragoljub Ridjosic, Sabatino Nacson; заявитель и патентообладатель Implant Sciences Corporation. - № US 10/818,434; заявл. 5 апр 2004; опубл. 22 мар 2005 ,-14 с.

125. Edward Geraghty, Vladimir Kekukh, Stephen N. Bunker, Chemical calibration method and system // Patent № US 7709788 B2, Date of Patent: May.4, 2010.

126. Техническая информация «детектор следовых количеств взрывчатых и наркотических веществ QS-B220»

http://www.implantsciences.com/document/qs-b220-desktop-explosives-drugs-trace-detector/?dl=1

127. Детектор «Itemiser DX», http://www.morpho.com/

128. Michael Edgar Patterson, Matthew Edward Knapp, Detection system assembly, dryer cartridge, and regenerator and methods for making and using the same // Patent № CA 2807894 A1, Date of Patent: Sep.8, 2013.

129. Loucinda Carey, Kurt Bistany, Calibration and verification tool and method for calibrating a detection apparatus // Patent № US 7856898 B2, Date of Patent: Dec.28, 2010.

130. Патенты US 7456393 B2; US20050019220. Device for testing surfaces of articles for traces of explosives and/or drugs // авторы изобретения:Joseph D. Napoli ; заявитель и первичный патентообладатель Ge Homeland Protection, Inc. патентообладатель MORPHO DETECTION, LLC, CALIFORNIA. -G01N1/02, G01N1/04; заявл. 6 фев 2004; опубл. 25 ноя 2008,- 11 с. https://www.google.ru/patents/US7456393?dq=morpho+itemiser&hl=ru&sa=X &ei=S0zGVOHlA-qkygOC3oHQCA&ved=0CEgQ6AEwBQ

131. Техническая информация «настольный детектор взрывчатых и наркотических веществ Itemiser DX» http://www.morpho.com/IMG/pdf/Morpho_Itemiser_DX.pdf

132. International standard IEC 60529. Degrees of protection provided by enclosures (IP Code). Edition 2.1. - Geneva: IEC, 2001 -02.

133. ГОСТ 14254-96 (МЭК 529-89). Степени защиты, обеспечиваемые оболочками (Код IP). М.: ИПК "Изд-во стандартов", 1997.

134. Leonhardt J.W., New detectors in environmental monitoring using tritium sources // Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. - 1996. - Volume 206. - № 2. - P.333-339.

135. Мацаев В.Т., Спектрометр ионной подвижности для экспрессного обнаружения следовых количеств паров химических веществ // Диссертация кандидата технических наук. - 2006. - Специальность 05.13.01, 05.11.13. - Сосновый Бор.

136. Цены и сроки произодства печатных плат (прайс), оценка стоимости изготовления печатных плат (калькулятор),

http://www.tepro.ru/pcb/price.php , http://www.tepro.ru/pcb/pcb_calc.php

137. Дэвид Вестерман, Применение трансимпедансных усилителей // Электронные компоненты. - 2008. №3. Электронные компоненты.- с.53-55.

138. «Overview of pharmaceutical excipients used in tablets and capsules» http://drugtopics.modernmedicine.com/drug-

topics/news/modernmedicine/modern-medicine-news/overview-pharmaceutical-excipients-used-tablets

139. «599 Additives in Cigarette», Updated December 05, 2014; shttp://quitsmoking.about.com/cs/nicotineinhaler/a/cigingredients.htm

140. Eberhard Teufel, Wolfgang Sexauer, Rolf Willmund, Filter cigarette // Patent № US 6145511 A, Date of Patent: Nov.14, 2000.

Приложение. Патенты на изобретение.

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

СМ

О

00 п

Г-.

а>

п *

гм 3

о:

<ш ки(п>

2 439 738С2

(51) МПК

НОН 4МЮ (2006.01)

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

(21X22) Заявка: 20Ю10891М)7Я 11.03.2010

(24) Дата начала, отсчета. срока действия патента: 11,03.2010

Приоритетны):

(22) Дата подачи заявки: 11.03.2010

(43} Дата публикации заявки: 20.09.2011 Бюл. Ли 26

(45) Опубликовано: 10.01.2012 Бнзл. № 1

(56) Список документов, цитированных ы отчете о поиске: ий 6407382 В1, lfi.06.2002. (Ш 63119 Ш. 10.05.2007. ив 5955886 А., 21.09.1W.

Адрес для переписки:

115580, Москва, ул. Мусы Джалиля, 7, корп.4, кв.135, Е.А. Громову

(72) Авггар(ы):

Беляков Владимир Васильевич (КЬ"), Першеиков Вячеслав Сергеевич (ЕШ), Громов Евгений. Анатольевич (1Щ}, Васильев Валерий Константинович (Н.Щ

(73) Патемчюбладател ци):

Громов Евгений. Анатольевич (ЙС)

(54) СПОСОБ ПО ДЖИГА КОРОННОГО РАЗРЯДА В ИОННОМ ИСТОЧНИКЕ СПЕКТРОМЕТРА ИОННОЙ ПОДВИЖНОСТИ

(57) Ра(крат:

Изс>брс1енис огноснгся к слскгромегрнн ионной подвижности. применяемой в прибора* для контроля газообразных примесей в воздухе. Способ основан на использовании и м п у л ьсн о го источника коронного разряда, содержащего не менее одной пары поджИ1аюшнх электродов, высокими ь гний импульсный генератор поджига коронного разряда и импульсный генератор электрического поля в области ионизации. Перед по крайней мере одним импульсом напряжения., ^нормируемым на поджигающих электродах в основную tJ3a.1v ионизации, на поджигакзшнх злекгродах (^нормируют по крайней мере один дополнительный импульс напряжения, во время которого напряженность электрического поля в области ионизации

имеет величину, сниженную относительно номинального уровни, или равна нулю, а к момен ту подачи на поджигающие электроды одиночного шеи серии импульсов напряжении основной фазы пони гации напряженжмггь электрического пиан в области ионизации устанавливают на номинальный уронен ь, осуществляя гаки и обра:!ом модуляцию поля во время под жига. Технический результат -повышение стабильности работы

спектрометра, увеличение разрешающей способности и чувст иительносш прибора и отсутствие в камере ионизации дополнительных разрядных электродов для 1 |ред вар и те; I ь н <кй ионизации, что упрощает к он 1ЛГрук ци ю ионного источника н электронную схему управлении. 4 ил.

73

с

К1

и щ

ч ш со

О м

С-:.: 1

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

(19)

см О

ю о 00 ю

см (О см

Э ОС

RU

(id

2 625 805 13) С2

(51) МПК

H0U4М>2 (2(Н)6.01)

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ

<|5> ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

(21X22) Заявка: 2015119785, 26.05.2015

(24) Дача начала отсчета срока действия иатсита: 26.05.2015

Да ча регистрации: 19.07.2017

I 1риори iCi(i.i):

(22) Дата подачи чаинки: 26.05.2015

(43) Дата публикации заявки: 20.12.2016 Бюл. Ne 33

(45) Опубликовано: 19.07.2017 Бюл. № 20

Адрес для переписки:

115407, Москва, ул. Затонная, 5, кори. I, кн. 20, Головину Анатолии Владимировичу

(72) Автор{ы):

Голонин Aiiaiолий Владимирович (RU), Беляков Владимир Васильевич (RU), Громов Евгений Анатольевич (RU)

(73) Патентообладателей):

Головин Анатолий Владимирович (RU)

(56) Список документов, цитированные и отчете о поиске: US 2013284914 Al, 31.1.0.2013. RU 2293977 С2, 20.02.2007. WO 2013179058 A3, 05.12.2013. WO 2013179060 A2,05.12.2013. US 2015136965 AI, 21.05.2015.

(54) УСТРОЙСТВО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ИОННОГО ТОКА СПЕКТРОМЕТРА ИОННОЙ ПОДВИЖНОСТИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к спектрометрии ионной подвижности, позволяющей обнаруживать сверхмалие количества взрывчатых, наркотических, о пасных и токсичных веществ, проводить медицинские исследования, а также обеспечивать контроль качества продуктов питания, строительных и промышленных материалов. Устройство преобразования ионного тока спектрометра ионной подвижности с быстрым переключением полярности детектируемых ионов основано на использовании интегрирующего и

дифференцирующей) каскадов, преобразующих входной ионный ток в напряжение и о беспечи вающих эквивалентную реэистивную характеристику трансимпедансно го

преобразования ионного тока, а также по крайней мерс одного управляемого генератора тока на входе интегрирующего каскада для задания

стартового напряжения на его выходе. Заряд компенсирующего импульса тока управляемого 1 ei icpar ора о 11 редел не ген и нте] ра л ь 11 ] >1 м Iii р нд ом ионов предыдущего цикла, емкостными наведенными зарядами от электрических цепей, изменяющих потенциал при переключении полярности высокого напряжения, и необходимым напряжением на выходе интегрирующего каскада. Технический результат уменьшение накопительной емкости интегрирующего каскада, управление зарядом на накопительной емкости с помощью источника тока, минимизация переноса заряда через цепь управления генератора тока, что позволяет увеличить чувствительность интегрирующего каскада и оптимизировать динамический диапазон трансимпедансного преобразования ионного тока при переключении полярности детектируемых ионов. 5 ил.

7.J С

м от

M Ü1 00 о от

О

КЗ

Стр.: 1

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

(19)

сч U

Tf

СМ со со со о см

а:

RU

(il)

2 638 824(13) С2

(SI) MIIK

H01J49/40 (2006.01)

COIN 27/64 (2006.01)

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ

(|2> ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

(21X22) Заявка: 2016118246, 11.05.2016

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

11.05.2016

Дата регистрации:

18.12.2017

11риоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 11.05.2016

(43)Дата публикации заявки: 16.11.2017 Ыол. № 32

(45) Опубликовано: 18.12.2017 Ыол. № 35

Адрес ДЛЯ переписки:

115407, Москва, ул. Затонная, 5, корп. 1, кн. 20, Головину Анатолию Владимировичу

(72) Автор(ы):

Головин Анатолий Владимирович (КИ), Беляков Владимир Васильевич (Ки), Громов Евгений Анатольевич (ки)

(73) 11агентообладатель(и):

Головин Анатолий Владимирович (КЧ)

(56) Список документов,цитированных в отчете о поиске: Ш 6765198А, 20.07.2004. 1Ш 2293977С2, 20.02.2007. Щ 7345276В2, 18.03.2008. ЕР 2633297А1,04.092013. WO 2013179060А2,05.12.2013.

(54) УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА ЗАЩИТНОЙ СЕТКЕ КОЛЛЕ КТО РА ИОННОГО ТОКА СПЕКТРОМЕТРА ИОННОЙ ПОДВИЖНОСТИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к спектрометрам ионной подвижности, которые находят широкое приме нение для кон троля с одержания разл ичны х веществ н воздухе и, н частности, дли обнаружения малых концентраций взрывчатых, наркотических, опасных и токсичных веществ, проведения медицинской диагностики, контроля качества пищевой продукции и промышленных материалов. Один из вариантов реализации устройства формирования напряжения на защитной кс коллектора ионного тока заключается в использовании повторителя напряжения, который может быть реализован на операционном усилителе с обратной связью, на эмиттфном или истоковом повторителе, при этом для стабилизации уровня напряжения и исключения пульсаций па защитной сетке па выходе повторителя напряжения устанавливается по крайней море один конденсатор и один резистор. Другой вариант реализации устройства формирования напряжения на защитной сетке коллектора ионного тока заключается п использовании управляемого двухполярного источника напряжения с быстрым переключением

полярности выходного напряжения, например реализованного па основе двух независимых управляемых источников напряжения, один для положительной, а другой для отрицательной полярности, оснащен ньв каждый по крайней мере одним конденсатором и одним резистором для ограничения пульсаций и дрейфа выходного напряжения и по крайней мере одним ключом для коммутации выходного напряжения на защитную сетку при переключении полярности. Технический результат - возможность регулирования уровня напряжения на защитной сетке независимо для положительной и отрицател ьной пол ярностей для ги бкой настройки электрического поля в области коллектора и оптимизации сбора ионов разных полярностей, высокая скорость переключения полярности напряжения на защитной сетке, отсутствие дрейфа напряжения па защитной сетке после переключения полярности,снижение требований к частотной компенсации и времени установления потенциалов на дели теле высокого напряжения. 2 и. и 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

73 С

ГО

о> со со 00 ю

о

KJ

Приложение. Фотографии серийных приборов.

Smiths Detection "ЮШСАК 500DT" Вгикег 'та^ейог"

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.