CN113808908B - 光电子抑制电离源装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于质谱离子源技术领域，特别涉及一种光电子抑制电离源装置。包括紫外光源、传输电极、出口电极及绝缘挡光装置，其中传输电极和出口电极的轴向开有通孔，出口电极设置于传输电极的底部，紫外光源设置于传输电极的顶部通孔处，传输电极用于离子传输，出口电极用于真空差分；绝缘挡光装置用于间隔传输电极和出口电极及用于遮挡紫外光源的紫外光对传输电极和出口电极的辐照。本发明不仅可以抑制光电子产生，保证单一的单光子电离途径，还能够能实现离子聚焦，提高离子传输效率，有效提高样品测定动态区间。

Description

光电子抑制电离源装置
技术领域
本发明属于质谱离子源技术领域，特别涉及一种光电子抑制电离源装置。
背景技术
真空紫外光能够使电离能低于其光子能量的有机物分子发生单光子电离，主要产生分子离子，几乎没有碎片离子，谱图简单，可根据分子量和信号强度进行快速的定性定量分析，但是只能电离电离能低于光子能量的分子，可分析物范围有限。利用真空紫外光源在试剂区产生的光电子可以发展得到不同的电离源，比如：光电子电离源、单光子-化学电离以及射频电场增强的单光子-化学电离源。通过调控电子能量可以扩大分析物电离范围，提高电离效率。然而，光电子通过电场作用引发除光电离之外的其它电离途径发生，比如：电离轰击电离、化学电离等，多种电离方式的存在，使得样品测定的线性动态范围变窄。此外，高气压下的光电离由于离子传输效率的降低会导致灵敏度下降。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种光电子抑制电离源装置，以解决现有电离技术中存在除光电离之外的其它电离途径发生，使得样品测定的线性动态范围变窄，及高气压下的光电离由于离子传输效率的降低而导致灵敏度下降的问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种光电子抑制电离源装置，包括紫外光源、传输电极、出口电极及绝缘挡光装置，其中传输电极和出口电极的轴向开有通孔，出口电极设置于传输电极的底部，紫外光源设置于传输电极的顶部通孔处，传输电极用于离子传输，出口电极用于真空差分；
绝缘挡光装置用于间隔传输电极和出口电极及用于遮挡紫外光源的紫外光对传输电极和出口电极的辐照。
所述传输电极包括顶盖电极、入口电极和多极杆电极，其中顶盖电极设置于入口电极的上方，多极杆电极沿周向布设于入口电极的下方，且轴线与所述传输电极的传输方向平行。
所述挡光装置包括顶盖电极挡光绝缘垫、入口电极绝缘垫、多极杆电极绝缘垫及挡光管，其中顶盖电极挡光绝缘垫设置于紫外光源和顶盖电极之间，用于阻挡紫外光源的紫外光对顶盖电极的辐照；入口电极绝缘垫设置于顶盖电极和入口电极之间，用于阻挡紫外光源的紫外光对入口电极的辐照；挡光管设置于多极杆电极的内侧，用于阻挡紫外光源的紫外光对多极杆电极的辐照。
所述顶盖电极挡光绝缘垫、入口电极绝缘垫和多极杆电极绝缘垫均为环形结构，所述顶盖电极挡光绝缘垫的内孔直径小于所述顶盖电极上的通孔直径；所述入口电极绝缘垫的内孔直径小于入口电极上的通孔直径。
所述挡光管设有底部通孔；所述挡光管的底部通孔直径小于所述出口电极上的通孔直径。
所述挡光管的底部沿径向向外设有延伸部，所述延伸部位于所述多极杆电极和所述出口电极之间。
顶盖电极挡光绝缘垫、入口电极绝缘垫和多极杆电极绝缘垫采用PEEK绝缘垫。
所述顶盖电极的顶部设有凹槽，所述顶盖电极挡光绝缘垫容置于该凹槽内。
所述顶盖电极上设有进样毛细管，所述进样毛细管的进样端位于所述传输电极内侧的电离区内。
所述顶盖电极和所述入口电极上施加有直流传输电压；所述多极杆电极上叠加有射频电压，实现离子的聚焦传输。
本发明的优点及有益效果是：本发明提供的一种光电子抑制电离源装置，不仅可以抑制光电子产生，保证单一的单光子电离途径，还能够能实现离子聚焦，提高离子传输效率，有效提高样品测定动态区间。
附图说明
图1为本发明实施例中一种光电子抑制电离源装置的结构示意图；
图中：1、紫外光源，2、顶盖电极挡光绝缘垫，3、顶盖电极，4、入口电极绝缘垫，5、入口电极，6、多极杆电极绝缘垫，7、多极杆电极，8、挡光管，9、出口电极，10、进样毛细管。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
如图1所示，本发明提供的一种光电子抑制电离源装置，包括紫外光源1、传输电极、出口电极9及绝缘挡光装置，其中传输电极和出口电极9的轴向开有通孔，出口电极9设置于传输电极的底部，紫外光源1设置于传输电极的顶部通孔处，传输电极用于离子传输，出口电极9用于真空差分；绝缘挡光装置用于间隔传输电极和出口电极9及用于遮挡紫外光源1的紫外光对传输电极和出口电极9的辐照。
本发明的实施例中，传输电极包括顶盖电极3、入口电极5和多极杆电极7，其中顶盖电极3设置于入口电极5的上方，多极杆电极7沿周向布设于入口电极5的下方，且轴线与传输电极的传输方向平行。挡光装置包括顶盖电极挡光绝缘垫2、入口电极绝缘垫4、多极杆电极绝缘垫6及挡光管8，其中顶盖电极挡光绝缘垫2设置于紫外光源1和顶盖电极3之间，用于阻挡紫外光源1的紫外光对顶盖电极3的辐照；入口电极绝缘垫4设置于顶盖电极3和入口电极5之间，用于阻挡紫外光源1的紫外光对入口电极5的辐照；挡光管8设置于多极杆电极7的内侧，用于阻挡紫外光源1的紫外光对多极杆电极7的辐照。
具体地，顶盖电极挡光绝缘垫2、入口电极绝缘垫4和多极杆电极绝缘垫6均为环形结构，顶盖电极挡光绝缘垫2的内孔直径小于顶盖电极3上的通孔直径；入口电极绝缘垫4的内孔直径小于入口电极5上的通孔直径。挡光管8设有底部通孔；挡光管8的底部通孔直径小于出口电极9上的通孔直径。
进一步地，挡光管8的底部沿径向向外设有延伸部，延伸部位于多极杆电极7和出口电极9之间。
进一步地，顶盖电极挡光绝缘垫2、入口电极绝缘垫4和多极杆电极绝缘垫6采用PEEK绝缘垫。
本发明的实施例中，顶盖电极3是设置有圆孔的金属电极，顶盖电极3的顶部设有凹槽，顶盖电极挡光绝缘垫2容置于该凹槽内，紫外光源1位于顶盖电极挡光绝缘垫2的正上方。顶盖电极3上设有进样毛细管10，进样毛细管10的进样端位于传输电极内侧的电离区内，进样毛细管10将气体样品从电离室的一侧引入真空紫外光灯前进行电离，气体样品的进样方向与紫外光源1的光轴垂直。
本发明的实施例中，顶盖电极3和入口电极5上施加有直流传输电压；多极杆电极7上叠加有射频电压，实现离子的聚焦传输。紫外光源1为直流真空紫外灯，用于产生紫外光。紫外光属于光子范畴，当光子入射材料时，依据光子能量不同，将与靶原子产生相互作用，当入射光子能量小于1MeV时，主要为光电效应，即入射光子被靶原子吸收继而碰撞产生一个自由电子，称为光电子。引起其它电离过程的源是光电效应产生的光电子。光电子在直流电场和射频电场作用下加速形成高能光电子，高能光电子可以直接轰击样品分子使其电离，也可以与背景气体碰撞先产生实际离子比如氧离子等，产生的离子再与样品分子碰撞发生电离，即化学电离过程。以上过程的发生取决于光电效应中产生的光电子数量，光电子数量越少，非光电离过程发生几率越低。
本发明提供的一种光电子抑制电离源装置，紫外光源1、顶盖电极挡光绝缘垫2、顶盖电极3、入口电极绝缘垫4、入口电极5、多极杆电极绝缘垫6、挡光管8及出口电极9依次同轴设置，四个多极杆电极7沿周向均布在挡光管8的外侧。紫外光源1的紫外光进入电离区，其中顶盖电极挡光绝缘垫2用于阻挡紫外光源1对顶盖电极3的辐照，入口电极绝缘垫4用于紫外光源1对入口电极5的辐照。通过上述设计，有效抑制了光电子的产生，实现了离子的聚焦传输，进而提高样品测定动态区间。
本发明能够非常有效的抑制紫外光源辐照系统内设备结构件时在其表面发射的光电子数量，避免了光电子引起的其它电离途径的发生，保证了电离源中仅存在光电离过程，同时射频多极杆用于聚焦离子传输，有效提高了样品测定的线性范围。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种光电子抑制电离源装置，其特征在于，包括紫外光源(1)、传输电极、出口电极(9)及绝缘挡光装置，其中传输电极和出口电极(9)的轴向开有通孔，出口电极(9)设置于传输电极的底部，紫外光源(1)设置于传输电极的顶部通孔处，传输电极用于离子传输，出口电极(9)用于真空差分；
绝缘挡光装置用于间隔传输电极和出口电极(9)及用于遮挡紫外光源(1)的紫外光对传输电极和出口电极(9)的辐照；
所述传输电极包括顶盖电极(3)、入口电极(5)和多极杆电极(7)，其中顶盖电极(3)设置于入口电极(5)的上方，多极杆电极(7)沿周向布设于入口电极(5)的下方，且轴线与所述传输电极的传输方向平行；
所述挡光装置包括顶盖电极挡光绝缘垫(2)、入口电极绝缘垫(4)、多极杆电极绝缘垫(6)及挡光管(8)，其中顶盖电极挡光绝缘垫(2)设置于紫外光源(1)和顶盖电极(3)之间，用于阻挡紫外光源(1)的紫外光对顶盖电极(3)的辐照；入口电极绝缘垫(4)设置于顶盖电极(3)和入口电极(5)之间，用于阻挡紫外光源(1)的紫外光对入口电极(5)的辐照；挡光管(8)设置于多极杆电极(7)的内侧，用于阻挡紫外光源(1)的紫外光对多极杆电极(7)的辐照。
2.根据权利要求1所述的光电子抑制电离源装置，其特征在于，所述顶盖电极挡光绝缘垫(2)、入口电极绝缘垫(4)和多极杆电极绝缘垫(6)均为环形结构，所述顶盖电极挡光绝缘垫(2)的内孔直径小于所述顶盖电极(3)上的通孔直径；所述入口电极绝缘垫(4)的内孔直径小于入口电极(5)上的通孔直径。
3.根据权利要求1所述的光电子抑制电离源装置，其特征在于，所述挡光管(8)设有底部通孔；所述挡光管(8)的底部通孔直径小于所述出口电极(9)上的通孔直径。
4.根据权利要求1所述的光电子抑制电离源装置，其特征在于，所述挡光管(8)的底部沿径向向外设有延伸部，所述延伸部位于所述多极杆电极(7)和所述出口电极(9)之间。
5.根据权利要求1所述的光电子抑制电离源装置，其特征在于，所述顶盖电极挡光绝缘垫(2)、入口电极绝缘垫(4)和多极杆电极绝缘垫(6)采用PEEK绝缘垫。
6.根据权利要求1所述的光电子抑制电离源装置，其特征在于，所述顶盖电极(3)的顶部设有凹槽，所述顶盖电极挡光绝缘垫(2)容置于该凹槽内。
7.根据权利要求1所述的光电子抑制电离源装置，其特征在于，所述顶盖电极(3)上设有进样毛细管(10)，所述进样毛细管(10)的进样端位于所述传输电极内侧的电离区内。
8.根据权利要求1所述的光电子抑制电离源装置，其特征在于，所述顶盖电极(3)和所述入口电极(5)上施加有直流传输电压；所述多极杆电极(7)上叠加有射频电压，实现离子的聚焦传输。
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