專利名稱：一種電子轟擊離子源機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子轟擊離子源機(jī)構(gòu)，尤其是涉及一種能提供5000V高壓對(duì)樣品離子進(jìn)行加速聚焦的電子轟擊離子源機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在質(zhì)譜儀器中影響儀器靈敏度的關(guān)鍵是離子源對(duì)樣品離子的加速聚焦作用，而且對(duì)于磁場(chǎng)扇形質(zhì)譜儀，離子源和接收器的狹縫大小也會(huì)影響到質(zhì)譜儀器的靈敏度。電子轟擊離子源是比較常見的用于磁分析儀器的離子源，它利用慢電子對(duì)樣品進(jìn)行轟擊，使樣品的分子(原子)失去電子成為正離子，或者得到電子成為負(fù)離子。對(duì)于質(zhì)譜儀器，離子源對(duì)樣品的離化效率，所形成的光學(xué)系統(tǒng)對(duì)樣品離子的加速聚焦所形成的聚焦離子束，能否高效率的被質(zhì)譜儀器所使用，是質(zhì)譜儀器的關(guān)鍵問題。離子源的性能對(duì)于質(zhì)譜儀器的靈敏度和分辨率起著至關(guān)重要的意義，提高離子源的性能對(duì)于其器性能的提高有著重要作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種電子轟擊離子源機(jī)構(gòu)，通過對(duì)聚焦極片組件上施加不同的電壓形成最高電壓為5000V的離子光學(xué)系統(tǒng)，對(duì)樣品進(jìn)行離化加速聚焦，得到需要的離子束。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):一種電子轟擊離子源機(jī)構(gòu)，包括進(jìn)樣組件、電離室、聚焦極片組件及出口狹縫組件，所述的進(jìn)樣組件固定連接在電離室上，所述的電離室、聚焦極片組件及出口狹縫組件依次設(shè)置:進(jìn)樣組件:包括兩根進(jìn)樣導(dǎo)管、設(shè)置在進(jìn)樣導(dǎo)管間的彈簧及將進(jìn)樣導(dǎo)管固定在電離室上的進(jìn)樣管固定片；電離室:包括電離盒、推出極、陰極組件及電子接收機(jī)組件，所述的推出極安裝在電離盒上，所述的陰極組件及電子接收機(jī)組件與進(jìn)樣組件連接；聚焦極片組件:由依次排列設(shè)置的拉出極、屏蔽片、兩塊聚焦透鏡、X聚焦極、Y聚焦極構(gòu)成；出口狹縫組件:包括出口狹縫片、出口狹縫座、狹縫固定座、限孔狹縫及總離子流接收極，所述的出口狹縫座套設(shè)在狹縫固定座外，所述的出口狹縫片及限孔狹縫分別設(shè)置在出口狹縫座的兩側(cè)表面，所述的總離子流接收極設(shè)置在出口狹縫座朝向聚焦極片組件的一側(cè)表面。所述的進(jìn)樣組件中設(shè)置有兩根進(jìn)樣導(dǎo)管實(shí)現(xiàn)左右兩路進(jìn)樣。 所述的進(jìn)樣組件聯(lián)通在電離盒內(nèi)，該電離盒內(nèi)保持真空狀態(tài)。所述的聚焦極片組件對(duì)電離室中的樣品離子進(jìn)行加速聚焦形成離子束，聚焦極片組件采用了 6組極片，形成多組可調(diào)節(jié)的電極，實(shí)現(xiàn)離子源光學(xué)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)方便可靠，效率高。聚焦極片組件對(duì)不同極片上分布不同電壓，形成離子源的光學(xué)系統(tǒng)，對(duì)樣品離子束加速聚焦形成用于質(zhì)譜分析的離子束，同時(shí)極片上的電壓可以通過控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)所需的電壓分布。所述的離子束為具有5000V高壓的飛行離子束。所述的出口狹縫組件中控制狹縫的長(zhǎng)度為10_15mm，狹縫的寬度可調(diào)節(jié)，對(duì)于不同分辨率的條件質(zhì)譜分析都可以使用。所述的狹縫的寬度調(diào)節(jié)寬度范圍為0.01-0.3mm,優(yōu)選0.2mm、0.lmm、0.05mm、
0.03mm、0.015mm。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能夠?qū)悠冯x子進(jìn)行5000V的高壓加速聚焦，該離子源利用極片聚焦系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)離子源的光學(xué)聚焦，可以得到用于高分辨質(zhì)譜的樣品離子束。同時(shí)，該離子源可實(shí)現(xiàn)離子源狹縫的調(diào)節(jié)，對(duì)于不同分辨率和不同靈敏度的質(zhì)譜分析條件下都適用。對(duì)離子源的光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行精確地計(jì)算和仿真分析，為離子源的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)，得到可靠的數(shù)據(jù)，為儀器設(shè)計(jì)提供了指導(dǎo)作用。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為聚焦極片組件、電離室及進(jìn)樣組件處的主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為聚焦極片組件、電離室及進(jìn)樣組件處的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3中A-A截面示意圖；圖5為出口狹縫組件的主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖5中A-A截面示意圖；圖7為出口狹縫組件的后視結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，I為進(jìn)樣組件、11為第一進(jìn)樣導(dǎo)管、12為第二進(jìn)樣導(dǎo)管、13為彈簧、14為進(jìn)樣管固定片;2為電離室、21為電離盒、22為推出極、23為離子源支撐桿組件、24為小磁鐵組件、25為銷子、26為磁棍組件、27為定位墊、28為陰極組件、29為電子接收機(jī)組件；3為聚焦極片組件、31為Y聚焦極、32為X聚焦極、33為第一聚焦透鏡、34為第二聚焦透鏡、35為屏蔽片、36為拉出極；4為出口狹縫組件、41為定位銷、42為狹縫固定座、43為固定片、44為出口狹縫片、45為陶瓷墊圈、46為出口狹縫座、47為引線、48為限孔狹縫、49為總離子流接收極。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。實(shí)施例一種電子轟擊離子源機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括進(jìn)樣組件1、電離室2、聚焦極片組件3及出口狹縫組件4，進(jìn)樣組件I固定連接在電離室2上，電離室2、聚焦極片組件3及出口狹縫組件4依次設(shè)置。進(jìn)樣組件1、電離室2、聚焦極片組件3的結(jié)構(gòu)如圖2-4所示，進(jìn)樣組件I包括第一進(jìn)樣導(dǎo)管11、第二進(jìn)樣導(dǎo)管12，設(shè)置在兩根進(jìn)樣導(dǎo)管間的彈簧13及將進(jìn)樣導(dǎo)管固定在電離室2上的進(jìn)樣管固定片14。電離室2包括電離盒21、推出極22、離子源支撐桿組件23、小磁鐵組件24、銷子25、磁棍組件26、定位墊27、陰極組件28、電子接收機(jī)組件29。推出極22安裝在電離盒21上，陰極組件28及電子接收機(jī)組件29與進(jìn)樣組件I連接。聚焦極片組件3由自電離室2向出口狹縫組件4依次排列設(shè)置的拉出極36、屏蔽片35、第二聚焦透鏡34、第一聚焦透鏡33、X聚焦極32、Y聚焦極31構(gòu)成。出口狹縫組件4的結(jié)構(gòu)如圖5_7所示，包括定位銷41、狹縫固定座42、固定片43、出口狹縫片44、陶瓷墊圈45、出口狹縫座46、弓丨線47、限孔狹縫48、總離子流接收極49，出口狹縫座46套設(shè)在狹縫固定座42外，出口狹縫片44及限孔狹縫48分別設(shè)置在出口狹縫座46的兩側(cè)表面，總離子流接收極49設(shè)置在出口狹縫座46朝向聚焦極片組件3的一側(cè)表面。實(shí)驗(yàn)時(shí)，電離盒21通過離子源支撐桿組件23連接到離子源的端子法蘭上，整個(gè)結(jié)構(gòu)密閉于離子源殼體的真空內(nèi)。通過進(jìn)樣系統(tǒng)組件進(jìn)樣，第一進(jìn)樣導(dǎo)管11和第二進(jìn)樣導(dǎo)管12進(jìn)樣；樣品進(jìn)入電離室2后進(jìn)行電離，形成帶電的樣品離子，在推出極22的作用下推出電離室，進(jìn)入聚焦極片組件進(jìn)行加速聚焦。聚焦極片組是整個(gè)系統(tǒng)的核心部件。聚焦極片組件包括:Y聚焦極31、X聚焦極32、第二聚焦透鏡34、第一聚焦透鏡33、屏蔽片35、拉出極36。樣品離子通過極片組件的加速聚焦作用形成離子束。在聚焦極片組的作用下，得到具有5000V高壓的飛行離子束，且具有較小的離子束徑。具有5000eV動(dòng)能的飛行離子束最終要飛離聚焦極片組通過圖2所示的出口狹縫組件?？烧{(diào)狹縫組件可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)和自動(dòng)調(diào)節(jié)，其狹縫規(guī)格為縫長(zhǎng)度10-15mm，具有5個(gè)不同寬度的狹縫，寬度范圍在0.01-0.3mm可調(diào)節(jié)，例如0.2mm、0.lmm、0.05mm、0.03mm、
0.015mm。不同的縫寬對(duì)應(yīng)著不同儀器分辨率和靈敏度要求。縫寬越小，儀器分辨率越高，相應(yīng)的靈敏度會(huì)降低。整個(gè)電子轟擊離子源內(nèi)部處于10_7到10_9pa的高真空狀態(tài)，對(duì)于接口部分采用法蘭密封，包括引線的端子法蘭和進(jìn)樣系統(tǒng)的連接法蘭，法蘭密封出采用無氧紫銅墊片。本發(fā)明所述的用于雙聚焦磁質(zhì)譜儀的電子轟擊離子源，能夠?qū)悠冯x子進(jìn)行5000V的高壓加速聚焦，該離子源利用極片聚焦系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)離子源的光學(xué)聚焦，可以得到用于高分辨質(zhì)譜的樣品離子束。同時(shí)，該離子源可實(shí)現(xiàn)離子源狹縫的調(diào)節(jié)，對(duì)于不同分辨率和不同靈敏度的質(zhì)譜分析條件下都適用。離子源的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有可靠的理論依據(jù)和計(jì)算仿真的驗(yàn)證，為質(zhì)譜儀器發(fā)展提供有用的信息。
權(quán)利要求
1.一種電子轟擊離子源機(jī)構(gòu)，其特征在于，該機(jī)構(gòu)包括進(jìn)樣組件、電離室、聚焦極片組件及出口狹縫組件，所述的進(jìn)樣組件固定連接在電離室上，所述的電離室、聚焦極片組件及出口狹縫組件依次設(shè)置: 進(jìn)樣組件:包括兩根進(jìn)樣導(dǎo)管、設(shè)置在進(jìn)樣導(dǎo)管間的彈簧及將進(jìn)樣導(dǎo)管固定在電離室上的進(jìn)樣管固定片； 電離室:包括電離盒、推出極、陰極組件及電子接收機(jī)組件，所述的推出極安裝在電離盒上，所述的陰極組件及電子接收機(jī)組件與進(jìn)樣組件連接； 聚焦極片組件:由依次排列設(shè)置的拉出極、屏蔽片、兩塊聚焦透鏡、X聚焦極、Y聚焦極構(gòu)成； 出口狹縫組件:包括出口狹縫片、出口狹縫座、狹縫固定座、限孔狹縫及總離子流接收極，所述的出口狹縫座套設(shè)在狹縫固定座外，所述的出口狹縫片及限孔狹縫分別設(shè)置在出口狹縫座的兩側(cè)表面，所述的總離子流接收極設(shè)置在出口狹縫座朝向聚焦極片組件的一側(cè)表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電子轟擊離子源機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的進(jìn)樣組件中設(shè)置有兩根進(jìn)樣導(dǎo)管實(shí)現(xiàn)左右兩路進(jìn)樣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電子轟擊離子源機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的進(jìn)樣組件聯(lián)通在電離盒內(nèi)，該電離盒內(nèi)保持真空狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電子轟擊離子源機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的聚焦極片組件對(duì)電離室中的樣品離子進(jìn)行加速聚焦形成離子束。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種電子轟擊離子源機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的離子束為具有5000V高壓的飛行離子束。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電子轟擊離子源機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的出口狹縫組件中控制狹縫的長(zhǎng)度為10-15mm，狹縫的寬度可調(diào)節(jié)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電子轟擊離子源機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的狹縫的寬度范圍為 0.01-0.3mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種電子轟擊離子源機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的狹縫的寬度優(yōu)選 0.2mm、0.lmm、0.05mm、0.03mm、0.015mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電子轟擊離子源機(jī)構(gòu)，包括進(jìn)樣組件、電離室、聚焦極片組件及出口狹縫組件，進(jìn)樣組件固定連接在電離室上，電離室、聚焦極片組件及出口狹縫組件依次設(shè)置。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能夠?qū)悠冯x子進(jìn)行5000V的高壓加速聚焦，該離子源利用極片聚焦系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)離子源的光學(xué)聚焦，可以得到用于高分辨質(zhì)譜的樣品離子束。同時(shí)，該離子源可實(shí)現(xiàn)離子源狹縫的調(diào)節(jié)，對(duì)于不同分辨率和不同靈敏度的質(zhì)譜分析條件下都適用。離子源光學(xué)系統(tǒng)依據(jù)經(jīng)過精確計(jì)算和仿真分析的可靠數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)H01J49/14GK103208411SQ20131012331
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月10日
發(fā)明者章蘭珠, 楊遂平, 鄭磊, 謝黨 申請(qǐng)人:華東理工大學(xué)