CN201910396U

CN201910396U - 辉光放电离子源装置用供气系统

Info

Publication number: CN201910396U
Application number: CN2010206978975U
Authority: CN
Inventors: 刘湘生; 刘�英; 潘元海; 李继东; 王长华
Original assignee: Beijing General Research Institute for Non Ferrous Metals
Current assignee: National standard (Beijing) inspection & Certification Co., Ltd.
Priority date: 2010-12-27
Filing date: 2010-12-27
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2020-12-27

Abstract

本实用新型公开了一种辉光放电离子源装置用供气系统，它包括一个稳压阀、一个微调阀、一个进气阀门、两个真空泵，载气源的输出口经由该稳压阀、微调阀、进气阀门与辉光放电离子源装置的进气口连接，该进气口经由一个充空气阀门与外部大气连通，两个该真空泵分别经由一个抽气阀门与该辉光放电离子源装置上相应的抽气口连接。在辉光放电过程中，本实用新型可使离子源装置内的载气压力处于动态平衡状态，保持了离子源装置内载气的纯度，提高了辉光放电的稳定性。在很差的实验环境下，可通过本实用新型向离子源装置内充入载气来更换分析样品，从而避免外部空气中的蒸汽、水分或污物进入离子源装置，对离子源装置造成污染。

Description

辉光放电离子源装置用供气系统

技术领域

本实用新型涉及一种供气系统，尤指一种用于辉光放电离子源装置的供气系统。

背景技术

中国实用新型专利“一种辉光放电离子源装置”(授权公告号为CN201590398U，申请号为200920246956.4，申请日为2009年11月10日)中公开的辉光放电离子源装置属于低气压气体放电，放电区处于非热平衡状态，靠高能电子碰撞、亚稳态Ar粒子的潘宁(Penning)碰撞电离，其激发能量高、电离度高，周期表上的绝大多数元素均能被其电离，其是质谱系统的一种很好的离子源。而且，该辉光放电离子源装置涉及的辉光放电离子源质谱(GDMS)分析技术具有分析灵敏度高、检测限制低、分析准确度好、测定的动态范围宽、可多元素快速分析、对各种元素的响应较均一、可采用相对灵敏度因子(RSF)校正、可实现少标样或无标样分析等优点，是目前对固体导电材料进行痕量及超痕量元素分析中最有效的分析技术之一。

该辉光放电离子源装置正常、稳定工作的基本条件是：辉光放电离子源装置内必须充有一定压力的载气(一般为氩气)，载气的压力应可按需要进行调节，并在整个工作过程中保持稳定；辉光放电过程中所产生的各类物粒会使载气的纯度变坏而破坏辉光放电的稳定性，因此，载气在整个工作过程中应能不断得到纯化。另外，辉光放电离子源装置是一种开放式的结构，分析样品要作为密封离子源装置的一个部件，因此，在更换分析样品时，需充入一个大气压的空气，但是，当在实验环境很差的条件下通过充入空气来更换分析样品时，充入空气的同时，蒸汽、水分或杂质等会进入辉光放电离子源装置并吸附在其内，污染辉光放电离子源装置，因而，在实验环境差的条件下更换分析样品时，应该用载气来替代空气。

由此可见，辉光放电离子源装置所需的供气系统应具备如下功能：抽去辉光放电离子源装置中的气体、更换分析样品时充入空气或载气、充入所需压力的载气并保持载气的压力稳定、辉光放电离子源装置中的载气可不断被更新来保持纯度。因此，设计出一种具有上述功能的供气系统是目前应解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种辉光放电离子源装置用供气系统，该供气系统很好地满足了辉光放电离子源装置对载气压力、纯度等方面的要求。

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种辉光放电离子源装置用供气系统，其特征在于：它包括一个稳压阀、一个微调阀、一个进气阀门、两个真空泵，其中：载气源的输出口经由该稳压阀、微调阀、进气阀门与辉光放电离子源装置的进气口连接，该进气口经由一个充空气阀门与外部大气连通，两个该真空泵分别经由一个抽气阀门与该辉光放电离子源装置上相应的抽气口连接。

本实用新型的优点是：在辉光放电过程中，本实用新型供气系统可使辉光放电离子源装置内的载气压力处于动态平衡状态，且使辉光放电离子源装置中的载气可被不断更新，保持辉光放电过程中离子源装置内载气的纯度，提高了辉光放电的稳定性。在很差的实验环境下更换分析样品时，可通过本实用新型供气系统向离子源装置内充入载气(通常为氩气)，从而在载气氛围下更换分析样品，避免外部空气中的蒸汽、水分或杂质等进入离子源装置而对离子源装置造成污染。

附图说明

图1是本实用新型供气系统的组成示意图。

具体实施方式

本实用新型供气系统是专为辉光放电离子源装置设计的，有关辉光放电离子源装置的详细情况可参阅授权公告号为CN201590398U的中国实用新型专利“一种辉光放电离子源装置”中的描述，在这里不再加以赘述。

如图1所示，本实用新型辉光放电离子源装置用供气系统包括一个稳压阀2、一个微调阀4、一个进气阀门7、两个真空泵14、15，其中：载气源1的输出口经由该稳压阀2、微调阀4、进气阀门7与辉光放电离子源装置16的进气口连接，该进气口经由一个充空气阀门11与外部大气连通，两个该真空泵分别经由一个抽气阀门与该辉光放电离子源装置16上相应的抽气口连接，即真空泵14经由抽气阀门8与辉光放电离子源装置16上的一个抽气口连接而真空泵15经由抽气阀门9与辉光放电离子源装置16上的另一个抽气口连接。

在实际实施时，抽气阀门8的输入口与位于辉光放电离子源装置16的空心腔室端部的抽气口连接，抽气阀门9的输入口经由辉光放电离子源质谱接口装置与位于辉光放电离子源装置16的空心腔室中部的抽气口连接(实际中，抽气阀门9的输入口与辉光放电离子源质谱接口装置的出气口连接。)。真空泵14和15都是用于抽出辉光放电离子源装置16的空心腔室内的气体，但是，真空泵14是直接对空心腔室的主体空心部分进行抽气，而真空泵15是对分析样品所在的空心腔室的局部空心部分进行抽气(直接作用于分析样品的表面进行抽气)。

如图1，载气源1的输出口与充空气阀门11的输出口之间可连接一个充载气阀门10。这样，当在良好的实验环境下时，可通过充空气阀门11充入空气来更换分析样品。当在很差的实验环境下时，可通过充载气阀门10充入载气来更换分析样品，保持离子源装置16内部的清洁，避免空气中的蒸汽、水分、杂质等进入离子源装置16并滞留在离子源装置16内，对离子源装置16带来污染。

真空泵可采用旋片式机械真空泵。每个真空泵的输入口可连接一个泵阀。如图1，真空泵14的输入口连接泵阀12，真空泵15的输入口连接泵阀13。当真空泵14和15停止工作时，便可通过泵阀12、13分别向真空泵14、15内充入大气，以防止泵油返流到供气系统中。

在实际应用中，如图1，辉光放电离子源装置16上的进气口处可设置皮拉尼规管5(采用德国莱宝TTR91S)和压力真空计6(采用两设点压力真空计，德国莱宝Display one)，从而实时测量和显示辉光放电离子源装置16内的载气压力情况。

在实际应用中，如图1，稳压阀2的输出口处可设置压力表，稳压阀2采用精密稳压阀。微调阀4采用针形微调阀，以精确调节和控制离子源装置16内的载气压力，气压控制精度高。为了确保本实用新型供气系统的密闭性能，各器件间用波纹管(标准型F25不锈钢波纹管)和密封性能好的珐琅盘(标准型F25不锈钢快卸式真空珐琅盘)连接。

本实用新型供气系统的工作原理为：

采用氩气作为载气，以纯度为99.99％的钢瓶氩气经减压阀减压后作为载气源1。当要进行实验时，将分析样品装入离子源装置16内，通过真空泵14和15对离子源装置16内部进行抽真空。然后，载气源1中的氩气经由稳压阀2稳压(将氩气的压力稳定在0.1-0.2MPa之间)后，再经由高精度的针形微调阀4、进气阀门7输入辉光放电离子源装置16内，开始辉光放电实验。在辉光放电过程中，通过微调阀4调节进入离子源装置16内的氩气流量，同时由两个独立操作的真空泵14和15以设定速率分别对离子源装置16抽气，从而使辉光放电离子源装置16内的氩气在所需压力下保持动态平衡，且保持辉光放电离子源装置16内的氩气纯度不会变坏，保证辉光放电过程的稳定，很好地满足了辉光放电实验的要求。通过本实用新型，离子源装置16内的氩气压力可保持在10Pa-1500Pa之间，满足了不同分析样品对辉光放电离子源装置16内部氩气压力的需求。

在辉光放电过程中，稳压阀2输出的氩气压力由压力表3实时测量，从而，根据压力表3的测量结果和所需的压力值，可对稳压阀2进行调节和控制。并且，在辉光放电过程中，可通过辉光放电离子源装置16的进气口处设置的皮拉尼规管5和压力真空计6来实时测量和显示辉光放电离子源装置16内氩气压力情况，从而根据显示的氩气压力数值，对微调阀4进行适当调节。

当辉光放电结束，需要更换分析样品时：若此时的实验环境良好，则打开充空气阀门11，向离子源装置16内充入空气后，便可更换分析样品；若此时的实验环境很差，则打开充载气阀门10，向离子源装置16内充入氩气后更换分析样品，这样，在氩气的保护下更换分析样品，可避免蒸汽、水分、杂质等对离子源装置16的污染，保持了离子源装置16的清洁。

上述本实用新型供气系统为手动控制。若采用自动控制，则进气阀门7、充空气阀门11、充载气阀门10、抽气阀门8和9、泵阀12和13可采用电磁阀，进气阀门7、充空气阀门11、充载气阀门10、抽气阀门8和9、泵阀12和13的控制端分别与控制系统(图中未示出)上相应的控制端连接，受控制系统的控制。

在本实用新型中，有关辉光放电离子源质谱接口装置的详细情况可参阅授权公告号为CN201549467U的中国实用新型专利“辉光放电离子源质谱接口装置”(申请号为200920246955.X，申请日为2009年11月10日)中的描述，在这里不再加以赘述。

在辉光放电过程中，本实用新型供气系统可使辉光放电离子源装置内的载气压力处于动态平衡状态，且使辉光放电离子源装置中的载气可被不断更新，保持辉光放电过程中离子源装置内载气的纯度，提高了辉光放电的稳定性。

在很差的实验环境下更换分析样品时，可通过本实用新型供气系统向离子源装置内充入载气(通常为氩气)，从而在载气氛围下更换分析样品，避免外部空气中的蒸汽、水分或杂质等进入离子源装置而对离子源装置造成污染。

以上是本实用新型的较佳实施例及所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本实用新型精神和范围的情况下，任何基于本实用新型基础上的等效变换、简单替换等改变，均属于本实用新型保护范围。

Claims

1.一种辉光放电离子源装置用供气系统，其特征在于：它包括一个稳压阀、一个微调阀、一个进气阀门、两个真空泵，其中：

载气源的输出口经由该稳压阀、微调阀、进气阀门与辉光放电离子源装置的进气口连接，该进气口经由一个充空气阀门与外部大气连通，两个该真空泵分别经由一个抽气阀门与该辉光放电离子源装置上相应的抽气口连接。

2.如权利要求1所述的供气系统，其特征在于：

一个所述抽气阀门的输入口与位于所述辉光放电离子源装置的空心腔室端部的抽气口连接，另一个所述抽气阀门的输入口经由辉光放电离子源质谱接口装置与位于所述辉光放电离子源装置的空心腔室中部的抽气口连接。

3.如权利要求2所述的供气系统，其特征在于：

所述载气源的输出口与所述充空气阀门的输出口之间连接一个充载气阀门。

4.如权利要求3所述的供气系统，其特征在于：

所述进气阀门、充空气阀门、充载气阀门、抽气阀门为电磁阀，所述进气阀门、充空气阀门、充载气阀门、抽气阀门的控制端分别与控制系统上相应的控制端连接。

5.如权利要求1至4中任一项所述的供气系统，其特征在于：

每个所述真空泵的输入口连接一个泵阀。

6.如权利要求5所述的供气系统，其特征在于：

所述泵阀为电磁阀。

7.如权利要求1至4中任一项所述的供气系统，其特征在于：

所述辉光放电离子源装置上的进气口处设置皮拉尼规管和压力真空计。

8.如权利要求1至4中任一项所述的供气系统，其特征在于：

所述微调阀为针形微调阀。

9.如权利要求1至4中任一项所述的供气系统，其特征在于：

所述稳压阀的输出口处设置压力表。