离子迁移率非线性函数系数α2和α4是高场不对称波形离子迁移谱(FAIMS)实现物质识别的基础.现有的α2和α4缺少先验值和误差分析方法,因此有必要建立关于α2和α4求解结果误差的评估标准,进而在此基础上提高α2和α4的求解精度.通过自制FAIMS分别对丙酮、异丙醇和1,2二氯苯三种物质在不同分离电压下的检测实验,获取样本在不同分离电压下的谱图和谱图特征值,运用组合的方法从多组分离电压值和相应补偿电压值的数据中选取指定组数,计算出大量的α2和α4数据.通过对α2和α4的数值分析,探究了α2和α4的分布特点和二者之间的相关性,研究了分离电压取点数量和取点方式对其求解结果误差的影响.在拟合α2和α4数据不同范围的频数后,发现α2和α4符合正态分布,其拟合度均在0.96以上,可以利用α2和α4分布的标准差来评估其求解结果的误差.通过对(α2,α4)散点进行拟合,发现α2和α4之间具有很强的负相关性,三样本的相关度分别为-0.977,-0.968,-0.992.随着分离电压选取点数的增加,其相应的求解结果误差在不断减少.通过不同分离电压取点方式的对比,发现当分离电压取VDmax和0.7　VDmax时求解结果最优.在保证α2和α4求解的准确性的前提下有效降低了检测次数,为FAIMS实现快速现场检测和精确的谱图解析创造了有利的条件。

离子迁移率的非线性函数反映了物质本身的微观碰撞特性, 是FAIMS技术实现离子分离检测的基础。 现有的离子迁移率非线性函数求解方法多是近似求解, 存在较大误差。 该工作提出了一种基于半正弦分离电压和FAIMS谱图峰位置下的严格求解方法, 推导出严格的二阶、 四阶系数求解方程。 利用自制的高场不对称波形离子迁移谱仪分别对乙醇、 间二甲苯和正丁醇三种典型的醇和苯类物质进行检测, 获取了三种物质的FAIMS谱图, 通过谱图峰位置获得了不同分离电压值下的补偿电压, 利用最小二乘法求出三种离子非线性函数二阶、 四阶系数。 拟合后的均方误差表明FAIMS非线性函数严格求解的方法, 明显优于现有的求解方法。 有助于提高FAIMS检测分辨率, 进而有助于建立更加准确的FAIMS图谱, 实现FAIMS对检测物质的精准识别。