CN101866811A - 一种小型磁偏转质谱计离子源 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种小型磁偏转质谱计离子源,包括气体样品入口,电离室,灯丝,发射电极,收集电极,永久磁铁,聚焦电极,加速电极,引出狭缝,电离室一端与气体样品入口相连,在另一端设置有离子出口;电离室内部设置有灯丝,两端分别设置发射电极和收集电极;电离室置于永久磁铁形成的磁场中,在电离室出口处依次设置有聚焦电极,加速电极和引出狭缝。本发明与现有技术相比的优点在于:在已有离子源的基础上,将离子光学引出、聚焦系统简化,去除了α缝、β缝,缩短了离子的引出距离,从而减小了离子源的质量和体积。
Description
技术领域
本发明涉及一种小型磁偏转质谱计离子源,属于仪器仪表技术领域。
背景技术
磁偏转质谱计主要由离子源、磁分析器、离子接收器和电测系统组成。现有的磁偏转质谱计普遍存在的缺点为功耗高、体积大、质量重,因此不适合便携式气体成分检测以及空间环境的探测。
为满足小型磁偏转质谱计小型化的需求,其离子源也需要相应的小型化。而现有技术中的离子源普遍存在质量和体积都偏大的缺点,不能满足小型磁偏转质谱计的使用要求。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足,提供一种功耗低、体积小、质量轻、灵敏度高的小型磁偏转质谱计离子源。
本发明提供了一种小型磁偏转质谱计离子源,包括气体样品入口,电离室,灯丝,发射电极,收集电极,永久磁铁,聚焦电极,加速电极,引出狭缝,电离室一端与气体样品入口相连,在另一端设置有离子出口;电离室内部设置有灯丝,两端分别设置发射电极和收集电极;电离室置于永久磁铁形成的磁场中,在电离室出口处依次设置有聚焦电极,加速电极和引出狭缝。
本发明的工作原理为:当灯丝发射出的电子,在永久磁铁提供的外加磁场和加速电压的共同作用下,旋转加速经过电离室。在电离室中,加速电子碰撞气体样品分子使其电离,最后电子束被相对电离室为正电位的电子收集电极所接收,而电离后的气体正离子被聚焦电极,加速电极和引出狭缝构成的离子光学系统聚焦引出,进入磁分析器。
有益效果
本发明与现有技术相比的优点在于:在已有离子源的基础上,将离子光学引出、聚焦系统简化,去除了α缝、β缝,缩短了离子的引出距离,从而减小了离子源的质量和体积。
附图说明
图1为本发明所述离子源原理图。
其中,1-气体入口,2-电离室,3-推斥极,4-灯丝1,5-灯丝2,6-发射极,7-收集极,8-永久磁铁,9-聚焦极,10-加速极,11-引出缝。
具体实施方式
下面结合附图,说明本发明的优选实施方式。
图1为根据本发明实现的一个小型磁偏转质谱计离子源原理图,由气体样品入口1,电离室2,灯丝,发射电极6,收集电极7,永久磁铁8,聚焦电极9,加速电极10,引出狭缝11,电离室2一端与气体样品入口1相连,在另一端设置有离子出口;电离室2内部设置有灯丝,两端分别设置发射电极6和收集电极7;电离室2置于永久磁铁8形成的磁场中,在电离室2出口处依次设置有聚焦电极9,加速电极10和引出狭缝11。
该小型磁偏转质谱计离子源电离室2内部两端分别设置灯丝14和灯丝25,双灯丝结构可以实现当一个灯丝不能正常工作时随时自动切换。
该小型磁偏转质谱计离子源设置了离子推斥极,用来改善电离室内的电场分布,提高其灵敏度;
该小型磁偏转质谱计离子源的聚焦电极9采用离子束纵向聚焦电极,减小离子束纵向散角;
引出狭缝和聚焦电极组成了一个双透镜结构,引出狭缝位于电离室底部。该小型磁偏转质谱计离子源引出狭缝电位V2设置为比电离室2电位V1低1%~3%,离子室2内部的电场E1近似为0。其余电极间的场强和距离如图1所示。
该小型磁偏转质谱计离子源的工作原理为:
当灯丝发射出的电子,在永久磁铁8提供的外加磁场0.03~0.05T和加速电压发射电极6和收集电极7之间的电位差的共同作用下,旋转加速经过电离室。在电离室中,加速电子碰撞气体样品分子使其电离,最后电子束被相对电离室为正电位的电子收集电极所接收,而电离后的气体正离子被聚焦电极9,加速电极10和引出狭缝11构成的离子光学系统聚焦引出,进入磁分析器。
Claims (5)
1.一种小型磁偏转质谱计离子源,其特征在于,包括气体样品入口(1),电离室(2),灯丝,发射电极(6),收集电极(7),永久磁铁(8),聚焦电极(9),加速电极(10),引出狭缝(11),电离室(2)一端与气体样品入口(1)相连,在另一端设置有离子出口;电离室(2)内部设置有灯丝,两端分别设置发射电极(6)和收集电极(7);电离室(2)置于永久磁铁(8)形成的磁场中,在电离室(2)出口处依次设置有聚焦电极(9),加速电极(10)和引出狭缝(11)。
2.根据权利要求1所述的一种小型磁偏转质谱计离子源,其特征在于,所述的电离室(2)内部两端分别设置灯丝1(4)和灯丝2(5),双灯丝结构可以实现当一个灯丝不能正常工作时随时自动切换。
3.根据权利要求1所述的一种小型磁偏转质谱计离子源,其特征在于,还设置了离子推斥极,用来改善电离室内的电场分布,提高其灵敏度。
4.根据权利要求1所述的一种小型磁偏转质谱计离子源,其特征在于,所述的聚焦电极(9)采用离子束纵向聚焦电极,减小离子束纵向散角。
5.根据权利要求1所述的一种小型磁偏转质谱计离子源,其特征在于,所述的引出狭缝电位V2设置为比电离室(2)电位V1低1%~3%,离子室(2)内部的电场E1近似为0。
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