專利名稱：輝光放電離子源裝置用供氣系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種供氣系統(tǒng)，尤指一種用于輝光放電離子源裝置的供氣系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
中國(guó)實(shí)用新型專利“一種輝光放電離子源裝置”(授權(quán)公告號(hào)為CN201590398U， 申請(qǐng)?zhí)枮?00920246956.4，申請(qǐng)日為2009年11月10日)中公開的輝光放電離子源裝置 屬于低氣壓氣體放電，放電區(qū)處于非熱平衡狀態(tài)，靠高能電子碰撞、亞穩(wěn)態(tài)Ar粒子的潘寧 (Penning)碰撞電離，其激發(fā)能量高、電離度高，周期表上的絕大多數(shù)元素均能被其電離，其 是質(zhì)譜系統(tǒng)的一種很好的離子源。而且，該輝光放電離子源裝置涉及的輝光放電離子源質(zhì) 譜(GDMQ分析技術(shù)具有分析靈敏度高、檢測(cè)限制低、分析準(zhǔn)確度好、測(cè)定的動(dòng)態(tài)范圍寬、可 多元素快速分析、對(duì)各種元素的響應(yīng)較均一、可采用相對(duì)靈敏度因子(RSF)校正、可實(shí)現(xiàn)少 標(biāo)樣或無(wú)標(biāo)樣分析等優(yōu)點(diǎn)，是目前對(duì)固體導(dǎo)電材料進(jìn)行痕量及超痕量元素分析中最有效的 分析技術(shù)之一。該輝光放電離子源裝置正常、穩(wěn)定工作的基本條件是輝光放電離子源裝置內(nèi)必 須充有一定壓力的載氣(一般為氬氣)，載氣的壓力應(yīng)可按需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，并在整個(gè)工作過 程中保持穩(wěn)定；輝光放電過程中所產(chǎn)生的各類物粒會(huì)使載氣的純度變壞而破壞輝光放電的 穩(wěn)定性，因此，載氣在整個(gè)工作過程中應(yīng)能不斷得到純化。另外，輝光放電離子源裝置是一 種開放式的結(jié)構(gòu)，分析樣品要作為密封離子源裝置的一個(gè)部件，因此，在更換分析樣品時(shí)， 需充入一個(gè)大氣壓的空氣，但是，當(dāng)在實(shí)驗(yàn)環(huán)境很差的條件下通過充入空氣來(lái)更換分析樣 品時(shí)，充入空氣的同時(shí)，蒸汽、水分或雜質(zhì)等會(huì)進(jìn)入輝光放電離子源裝置并吸附在其內(nèi)，污 染輝光放電離子源裝置，因而，在實(shí)驗(yàn)環(huán)境差的條件下更換分析樣品時(shí)，應(yīng)該用載氣來(lái)替代 空氣。由此可見，輝光放電離子源裝置所需的供氣系統(tǒng)應(yīng)具備如下功能抽去輝光放電 離子源裝置中的氣體、更換分析樣品時(shí)充入空氣或載氣、充入所需壓力的載氣并保持載氣 的壓力穩(wěn)定、輝光放電離子源裝置中的載氣可不斷被更新來(lái)保持純度。因此，設(shè)計(jì)出一種具 有上述功能的供氣系統(tǒng)是目前應(yīng)解決的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種輝光放電離子源裝置用供氣系統(tǒng)，該供氣系統(tǒng)很 好地滿足了輝光放電離子源裝置對(duì)載氣壓力、純度等方面的要求。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案—種輝光放電離子源裝置用供氣系統(tǒng)，其特征在于它包括一個(gè)穩(wěn)壓閥、一個(gè)微調(diào) 閥、一個(gè)進(jìn)氣閥門、兩個(gè)真空泵，其中載氣源的輸出口經(jīng)由該穩(wěn)壓閥、微調(diào)閥、進(jìn)氣閥門與 輝光放電離子源裝置的進(jìn)氣口連接，該進(jìn)氣口經(jīng)由一個(gè)充空氣閥門與外部大氣連通，兩個(gè) 該真空泵分別經(jīng)由一個(gè)抽氣閥門與該輝光放電離子源裝置上相應(yīng)的抽氣口連接。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是在輝光放電過程中，本實(shí)用新型供氣系統(tǒng)可使輝光放電離子源裝置內(nèi)的載氣壓力處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，且使輝光放電離子源裝置中的載氣可被不斷更 新，保持輝光放電過程中離子源裝置內(nèi)載氣的純度，提高了輝光放電的穩(wěn)定性。在很差的實(shí) 驗(yàn)環(huán)境下更換分析樣品時(shí)，可通過本實(shí)用新型供氣系統(tǒng)向離子源裝置內(nèi)充入載氣(通常為 氬氣)，從而在載氣氛圍下更換分析樣品，避免外部空氣中的蒸汽、水分或雜質(zhì)等進(jìn)入離子 源裝置而對(duì)離子源裝置造成污染。

圖1是本實(shí)用新型供氣系統(tǒng)的組成示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型供氣系統(tǒng)是專為輝光放電離子源裝置設(shè)計(jì)的，有關(guān)輝光放電離子源裝 置的詳細(xì)情況可參閱授權(quán)公告號(hào)為CN201590398U的中國(guó)實(shí)用新型專利“一種輝光放電離 子源裝置”中的描述，在這里不再加以贅述。如圖1所示，本實(shí)用新型輝光放電離子源裝置用供氣系統(tǒng)包括一個(gè)穩(wěn)壓閥2、一個(gè) 微調(diào)閥4、一個(gè)進(jìn)氣閥門7、兩個(gè)真空泵14、15，其中載氣源1的輸出口經(jīng)由該穩(wěn)壓閥2、微 調(diào)閥4、進(jìn)氣閥門7與輝光放電離子源裝置16的進(jìn)氣口連接，該進(jìn)氣口經(jīng)由一個(gè)充空氣閥門 11與外部大氣連通，兩個(gè)該真空泵分別經(jīng)由一個(gè)抽氣閥門與該輝光放電離子源裝置16上 相應(yīng)的抽氣口連接，即真空泵14經(jīng)由抽氣閥門8與輝光放電離子源裝置16上的一個(gè)抽氣 口連接而真空泵15經(jīng)由抽氣閥門9與輝光放電離子源裝置16上的另一個(gè)抽氣口連接。在實(shí)際實(shí)施時(shí)，抽氣閥門8的輸入口與位于輝光放電離子源裝置16的空心腔室端 部的抽氣口連接，抽氣閥門9的輸入口經(jīng)由輝光放電離子源質(zhì)譜接口裝置與位于輝光放電 離子源裝置16的空心腔室中部的抽氣口連接(實(shí)際中，抽氣閥門9的輸入口與輝光放電離 子源質(zhì)譜接口裝置的出氣口連接。)。真空泵14和15都是用于抽出輝光放電離子源裝置 16的空心腔室內(nèi)的氣體，但是，真空泵14是直接對(duì)空心腔室的主體空心部分進(jìn)行抽氣，而 真空泵15是對(duì)分析樣品所在的空心腔室的局部空心部分進(jìn)行抽氣(直接作用于分析樣品 的表面進(jìn)行抽氣)。如圖1，載氣源1的輸出口與充空氣閥門11的輸出口之間可連接一個(gè)充載氣閥門 10。這樣，當(dāng)在良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境下時(shí)，可通過充空氣閥門11充入空氣來(lái)更換分析樣品。當(dāng) 在很差的實(shí)驗(yàn)環(huán)境下時(shí)，可通過充載氣閥門10充入載氣來(lái)更換分析樣品，保持離子源裝置 16內(nèi)部的清潔，避免空氣中的蒸汽、水分、雜質(zhì)等進(jìn)入離子源裝置16并滯留在離子源裝置 16內(nèi)，對(duì)離子源裝置16帶來(lái)污染。真空泵可采用旋片式機(jī)械真空泵。每個(gè)真空泵的輸入口可連接一個(gè)泵閥。如圖1， 真空泵14的輸入口連接泵閥12，真空泵15的輸入口連接泵閥13。當(dāng)真空泵14和15停止 工作時(shí)，便可通過泵閥12、13分別向真空泵14、15內(nèi)充入大氣，以防止泵油返流到供氣系統(tǒng) 中。在實(shí)際應(yīng)用中，如圖1，輝光放電離子源裝置16上的進(jìn)氣口處可設(shè)置皮拉尼規(guī) 管5(采用德國(guó)萊寶TTR91Q和壓力真空計(jì)6 (采用兩設(shè)點(diǎn)壓力真空計(jì)，德國(guó)萊寶Display one)，從而實(shí)時(shí)測(cè)量和顯示輝光放電離子源裝置16內(nèi)的載氣壓力情況。在實(shí)際應(yīng)用中，如圖1，穩(wěn)壓閥2的輸出口處可設(shè)置壓力表，穩(wěn)壓閥2采用精密穩(wěn)壓閥。微調(diào)閥4采用針形微調(diào)閥，以精確調(diào)節(jié)和控制離子源裝置16內(nèi)的載氣壓力，氣壓控制 精度高。為了確保本實(shí)用新型供氣系統(tǒng)的密閉性能，各器件間用波紋管(標(biāo)準(zhǔn)型F25不銹 鋼波紋管)和密封性能好的琺瑯盤(標(biāo)準(zhǔn)型F25不銹鋼快卸式真空琺瑯盤)連接。本實(shí)用新型供氣系統(tǒng)的工作原理為采用氬氣作為載氣，以純度為99. 99%的鋼瓶氬氣經(jīng)減壓閥減壓后作為載氣源1。 當(dāng)要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，將分析樣品裝入離子源裝置16內(nèi)，通過真空泵14和15對(duì)離子源裝置 16內(nèi)部進(jìn)行抽真空。然后，載氣源1中的氬氣經(jīng)由穩(wěn)壓閥2穩(wěn)壓(將氬氣的壓力穩(wěn)定在 0. 1-0. 之間)后，再經(jīng)由高精度的針形微調(diào)閥4、進(jìn)氣閥門7輸入輝光放電離子源裝置 16內(nèi)，開始輝光放電實(shí)驗(yàn)。在輝光放電過程中，通過微調(diào)閥4調(diào)節(jié)進(jìn)入離子源裝置16內(nèi)的 氬氣流量，同時(shí)由兩個(gè)獨(dú)立操作的真空泵14和15以設(shè)定速率分別對(duì)離子源裝置16抽氣， 從而使輝光放電離子源裝置16內(nèi)的氬氣在所需壓力下保持動(dòng)態(tài)平衡，且保持輝光放電離 子源裝置16內(nèi)的氬氣純度不會(huì)變壞，保證輝光放電過程的穩(wěn)定，很好地滿足了輝光放電實(shí) 驗(yàn)的要求。通過本實(shí)用新型，離子源裝置16內(nèi)的氬氣壓力可保持在10Pa-150(^a之間，滿 足了不同分析樣品對(duì)輝光放電離子源裝置16內(nèi)部氬氣壓力的需求。在輝光放電過程中，穩(wěn)壓閥2輸出的氬氣壓力由壓力表3實(shí)時(shí)測(cè)量，從而，根據(jù)壓 力表3的測(cè)量結(jié)果和所需的壓力值，可對(duì)穩(wěn)壓閥2進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制。并且，在輝光放電過程 中，可通過輝光放電離子源裝置16的進(jìn)氣口處設(shè)置的皮拉尼規(guī)管5和壓力真空計(jì)6來(lái)實(shí)時(shí) 測(cè)量和顯示輝光放電離子源裝置16內(nèi)氬氣壓力情況，從而根據(jù)顯示的氬氣壓力數(shù)值，對(duì)微 調(diào)閥4進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)。當(dāng)輝光放電結(jié)束，需要更換分析樣品時(shí)若此時(shí)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境良好，則打開充空氣閥 門11，向離子源裝置16內(nèi)充入空氣后，便可更換分析樣品；若此時(shí)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境很差，則打開 充載氣閥門10，向離子源裝置16內(nèi)充入氬氣后更換分析樣品，這樣，在氬氣的保護(hù)下更換 分析樣品，可避免蒸汽、水分、雜質(zhì)等對(duì)離子源裝置16的污染，保持了離子源裝置16的清潔。上述本實(shí)用新型供氣系統(tǒng)為手動(dòng)控制。若采用自動(dòng)控制，則進(jìn)氣閥門7、充空氣閥 門11、充載氣閥門10、抽氣閥門8和9、泵閥12和13可采用電磁閥，進(jìn)氣閥門7、充空氣閥 門11、充載氣閥門10、抽氣閥門8和9、泵閥12和13的控制端分別與控制系統(tǒng)(圖中未示 出)上相應(yīng)的控制端連接，受控制系統(tǒng)的控制。在本實(shí)用新型中，有關(guān)輝光放電離子源質(zhì)譜接口裝置的詳細(xì)情況可參閱授權(quán)公 告號(hào)為CN201549467U的中國(guó)實(shí)用新型專利“輝光放電離子源質(zhì)譜接口裝置”(申請(qǐng)?zhí)枮?200920M6955.X，申請(qǐng)日為2009年11月10日)中的描述，在這里不再加以贅述。在輝光放電過程中，本實(shí)用新型供氣系統(tǒng)可使輝光放電離子源裝置內(nèi)的載氣壓力 處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，且使輝光放電離子源裝置中的載氣可被不斷更新，保持輝光放電過程 中離子源裝置內(nèi)載氣的純度，提高了輝光放電的穩(wěn)定性。在很差的實(shí)驗(yàn)環(huán)境下更換分析樣品時(shí)，可通過本實(shí)用新型供氣系統(tǒng)向離子源裝置 內(nèi)充入載氣(通常為氬氣)，從而在載氣氛圍下更換分析樣品，避免外部空氣中的蒸汽、水 分或雜質(zhì)等進(jìn)入離子源裝置而對(duì)離子源裝置造成污染。以上是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例及所運(yùn)用的技術(shù)原理，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái) 說，在不背離本實(shí)用新型精神和范圍的情況下，任何基于本實(shí)用新型基礎(chǔ)上的等效變換、簡(jiǎn)單替換等改變，均屬于本實(shí)用新型保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種輝光放電離子源裝置用供氣系統(tǒng)，其特征在于它包括一個(gè)穩(wěn)壓閥、一個(gè)微調(diào) 閥、一個(gè)進(jìn)氣閥門、兩個(gè)真空泵，其中載氣源的輸出口經(jīng)由該穩(wěn)壓閥、微調(diào)閥、進(jìn)氣閥門與輝光放電離子源裝置的進(jìn)氣口連 接，該進(jìn)氣口經(jīng)由一個(gè)充空氣閥門與外部大氣連通，兩個(gè)該真空泵分別經(jīng)由一個(gè)抽氣閥門 與該輝光放電離子源裝置上相應(yīng)的抽氣口連接。
2.如權(quán)利要求1所述的供氣系統(tǒng)，其特征在于一個(gè)所述抽氣閥門的輸入口與位于所述輝光放電離子源裝置的空心腔室端部的抽氣 口連接，另一個(gè)所述抽氣閥門的輸入口經(jīng)由輝光放電離子源質(zhì)譜接口裝置與位于所述輝光 放電離子源裝置的空心腔室中部的抽氣口連接。
3.如權(quán)利要求2所述的供氣系統(tǒng)，其特征在于所述載氣源的輸出口與所述充空氣閥門的輸出口之間連接一個(gè)充載氣閥門。
4.如權(quán)利要求3所述的供氣系統(tǒng)，其特征在于所述進(jìn)氣閥門、充空氣閥門、充載氣閥門、抽氣閥門為電磁閥，所述進(jìn)氣閥門、充空氣閥 門、充載氣閥門、抽氣閥門的控制端分別與控制系統(tǒng)上相應(yīng)的控制端連接。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的供氣系統(tǒng)，其特征在于每個(gè)所述真空泵的輸入口連接一個(gè)泵閥。
6.如權(quán)利要求5所述的供氣系統(tǒng)，其特征在于所述泵閥為電磁閥。
7.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的供氣系統(tǒng)，其特征在于所述輝光放電離子源裝置上的進(jìn)氣口處設(shè)置皮拉尼規(guī)管和壓力真空計(jì)。
8.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的供氣系統(tǒng)，其特征在于所述微調(diào)閥為針形微調(diào)閥。
9.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的供氣系統(tǒng)，其特征在于所述穩(wěn)壓閥的輸出口處設(shè)置壓力表。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種輝光放電離子源裝置用供氣系統(tǒng)，它包括一個(gè)穩(wěn)壓閥、一個(gè)微調(diào)閥、一個(gè)進(jìn)氣閥門、兩個(gè)真空泵，載氣源的輸出口經(jīng)由該穩(wěn)壓閥、微調(diào)閥、進(jìn)氣閥門與輝光放電離子源裝置的進(jìn)氣口連接，該進(jìn)氣口經(jīng)由一個(gè)充空氣閥門與外部大氣連通，兩個(gè)該真空泵分別經(jīng)由一個(gè)抽氣閥門與該輝光放電離子源裝置上相應(yīng)的抽氣口連接。在輝光放電過程中，本實(shí)用新型可使離子源裝置內(nèi)的載氣壓力處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，保持了離子源裝置內(nèi)載氣的純度，提高了輝光放電的穩(wěn)定性。在很差的實(shí)驗(yàn)環(huán)境下，可通過本實(shí)用新型向離子源裝置內(nèi)充入載氣來(lái)更換分析樣品，從而避免外部空氣中的蒸汽、水分或污物進(jìn)入離子源裝置，對(duì)離子源裝置造成污染。
文檔編號(hào)H01J49/04GK201910396SQ20102069789
公開日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2010年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月27日
發(fā)明者劉湘生, 劉 英, 李繼東, 潘元海, 王長(zhǎng)華 申請(qǐng)人:北京有色金屬研究總院