专利名称：一种用于飞行时间质谱计的新型离子源的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于飞行时间质谱计外离子源，属于仪器仪表技术领域。
背景技术：
飞行时间质谱计主要由离子源、飞行时间检测器和相应的运算、测量等系统组成，而离子源又由用于产生离子的外离子源，以及用于传输和聚焦离子的内离子源组成；现有的飞行时间质谱计中的外离子源设计复杂，加工困难，功耗大，不适合在线及便携式等质谱计的使用要求。飞行时间质谱计的离子源主要包括外离子源和内离子源，外离子源是离子产生的 地方，内离子源是离子进行聚焦、储存和传输的地方。外离子源是最容易产生碳化和污染的 地方，因此外离子源必须容易拆卸和清洗，现有的许多外离子源结构都比较复杂不容易拆卸和清洗，许多甚至需要专业人士来进行维护。
发明内容
本发明的目的在于弥补现有飞行时间质谱计离子源的不足，提供一种结构紧凑、简单、方便拆卸、容易维护、低功耗，同时能够有较高的灵敏度和较高的离子化效率的飞行时间质谱计外离子源。本发明提供一种用于飞行时间质谱计外离子源，包括气体样品进样口，离子化室，灯丝及形成电子束的狭缝，推斥加速电极，永久磁铁磁极，离子引出狭缝，外离子源加热杆，外离子源固定杆。本发明的工作原理在于当灯丝发射出电子通过狭缝产生电子束，进入离子化室，在永久磁铁磁极的作用下，把通过气体进样口进入的气体样品进行电离，这些电离后的离子在推斥加速电极的作用下，通过离子引出狭缝，导出外离子源。本发明的有益效果在于内置型的永久磁铁磁极，可以极大提高气体样品分子与灯丝发射出来的电子束的碰撞效率，极大提高气体样品分子的离子化效率；结构简单、紧凑，易于装配，便于清洗；椭圆形推斥加速电极满足多种引入气体样品离子化后的导出方式，减少离子源积碳效果；灯丝及形成电子束的狭缝、推斥加速电极和永久磁铁磁极在同一轴线上，离子引出狭缝平行与这一轴线，离子引出狭缝其长度略小于推斥加速电极长轴长度，便于产生的气体样品离子能尽可能被推斥加速电极导出，并通过离子引出狭缝形成离子束；离子源单边加热，减少耗能，减少积碳和污染，提高离子化效率，延长外离子源可工作时间；同源多通道气体进样，便于发生离子源内反应，提高某些特定离子的离子化效率，以及进行某些特定气体分子的离子化和共生离子化。
附图I和附图2为本发明所述外离子源原理图。1、2、3_体样品进样口，4-离子化室，5-灯丝及灯丝产生电子束狭缝，6-推斥加速电极，7-永久磁铁磁极，8-弓丨出狭缝，9-外离子源加热杆，10-外离子源温度探头，11、12、13、14-外离子源固定杆。
具体实施例方式附图I和附图2是根据发明实现的一种用于飞行时间质谱计的外离子源原理图，由气体样品进样口(I) (2) (3)，离子化室(4)，灯丝及灯丝产生电子束狭缝(5)，推斥加速电极(6)，永久磁铁磁极(7)，引出狭缝(8)，外离子源加热杆(9)，外离子源温度探头(10)，夕卜离子源固定杆(11)(12)(13)(14)组成。以气体样品进样口(I)为起点，以推斥加速电极
(6)为中心，在离子化室(4)上，按顺时针排列，依次为外离子源固定杆(11)，灯丝及灯丝产生电子束狭缝(5)，外离子源固定杆(12)，外离子源加热杆(9)，气体进样口(2)，气体进样口(3)，外离子源温度探头(10)，外离子源固定杆(13)，永久磁铁磁极(7)，外离子源固定杆(14);灯丝及灯丝产生电子束狭缝(5)、推斥加速电极(6)和永久磁铁(7)在同一轴线上，引出狭缝(8)平行与这一轴线；推斥加速电极(6)为椭圆形电极；离子引出狭缝(8)长度略小于推斥加速电极(6)的长轴长度。该飞行时间质谱计外离子源设置了内置式的永磁铁磁极有效提高离子碰撞效果，提高气体样品的离子化效率。该飞行时间质谱计外离子源设置了外离子源固定杆便于外离子源与内离子源的拆卸、安装，方便进行离子源的清洗和维护。该飞行时间质谱计外离子源设置了椭圆形推斥加速电极，能最大满足带电离子导 出离子化室的效率，同时减少积碳等不利因素。该飞行时间质谱计外离子源把灯丝及形成电子束的狭缝、推斥加速电极和永久磁铁磁极设置在同一轴线上，让离子引出狭缝平行与这一轴线，同时离子引出狭缝其长度略小于推斥加速电极长轴长度，便于产生的气体样品离子能尽可能被推斥加速电极导出，并通过离子引出狭缝形成离子束。该飞行时间质谱计外离子源设置了单侧外离子源加热杆可以减少气体样品在离子化室冷凝的情况，减少积碳和污染，延长外离子源工作时间，同时所消耗的功耗较低。该飞行时间质谱计外离子源设置了多个气体进样口能满足气体样品的离子源内反应，用于提高某些特定气体样品的离子化效率，以及进行标样校正等多种离子化需求。该飞行时间质谱计外离子源工作原理为当灯丝发射出的电子通过狭缝形成电子束，进入离子化室后，在永久磁铁磁极
0.01-0. 04T磁场的偏转作用下，把通过气体进样口进入的气体样品进行电离，这些电离后的离子在推斥和加速电极-10V-+10V的电场作用下，通过引出狭缝，形成离子束，导出外离子源外。
权利要求
1.一种用于飞行时间质谱计外离子源，其特征在于，包括气体样品进样口(I) (2) (3)，离子化室(4)，灯丝及形成电子束的狭缝(5)，推斥加速电极￠)，永久磁铁磁极(7)，离子引出狭缝(8)，外离子源加热杆(9)，外离子源温度探头(10)，外离子源固定杆(11) (12) (13)(14)。以气体样品进样口⑴为起点，以推斥加速电极(6)为中心，在离子化室⑷上，按顺时针排列，依次为外离子源固定杆(11)，灯丝及形成电子束的狭缝(5)，外离子源固定杆(12)，外离子源加热杆(9)，气体进样口(2)，气体进样口(3)，外离子源温度探头(10)，外离子源固定杆(13)，永久磁铁磁极(7)，外离子源固定杆(14);灯丝及形成电子束的狭缝(5)、推斥加速电极(6)和永久磁铁磁极(7)在同一轴线上，离子引出狭缝(8)平行与这一轴线；推斥加速电极￠)为椭圆形电极；离子引出狭缝(8)长度略小于推斥加速电极￠)的长轴长度。
2.根据权利要求I所述的一种用于飞行时间质谱计外离子源，其特征在于将0.01-0. 04T永久磁铁磁极内置入离子化室内部，用以提高离子碰撞的效果，提高气体样品的离子化效率。
3.根据权利要求I所述的一种用于飞行时间质谱计外离子源，其特征在于气体样品进样口(I)和(2)是相对放置，便于多化合物进行离子源内化学反应，用于提高某些特定气体化合物的离子化效率；气体样品进样口(I)和(3)差位放置，便于进行不同气体样品同时离子化，用于不同气体样品进行共生离子化。
4.根据权利要求I所述的一种用于飞行时间质谱计外离子源，其特征在于推斥加速电极(6)为椭圆形电极，并椭圆的中心点正对气体样品进样口(I)和(2)，用以提高离子的推斥效果，提高离子导出效率。
5.根据权利要求I所述的一种用于飞行时间质谱计外离子源，其特征在于灯丝及形成电子束的狭缝、推斥加速电极和永久磁铁磁极在同一轴线上，离子引出狭缝平行与这一轴线，使得产生的气体样品离子能够尽可能的通过离于引出狭缝，形成离子束，被导出外离子源。
6.根据权利要求I所述的一种用于飞行时间质谱计外离子源，其特征在于离子引出狭缝(8)其长度略小于推斥加速电极(6)长轴长度，便于产生的气体样品离子能尽可能被推斥加速电极(6)导出，并通过离子引出狭缝(8)形成离子束。
7.根据权利要求I所述的一种用于飞行时间质谱计外离子源，其特征在于加装外离子源加热杆(9)在气体样品进样口(2)的左侧，便于从气体样品进样口(I)中被引入的气体不容易被在离子化室内被冷凝，同时减少离子化气体分子被中性化后的积碳和污染，延长外离子源工作时间，减少外离子源需要被拆卸进行清洗和维护的时间。
8.根据权利要求I所述的一种用于飞行时间质谱计外离子源，其特征在于加装外离子源固定杆(11)、(12)、(13)、(14)，方便外离子源和质谱计的其它部件进行位置固定和安装，方便进行离子源清洗和维护。
全文摘要
本发明涉及一种飞行时间质谱计外离子源，包括气体进样口，离子化室，灯丝及其狭缝，推斥电极，磁极，离子引出狭缝，加热杆，温度探头，固定杆。本发明外离子源装置是以气体进样口为起点，以推斥电极为圆心，在离子化室上，按顺时针依次为固定杆、灯丝及其狭缝、温度探头、加热杆、双气体进样口、固定杆、磁极；灯丝及其狭缝、推斥电极和磁极在同一轴线上，离子引出狭缝平行于这一轴线；椭圆形推斥电极。本发明与现有技术相比的优点在于构造简单、结构紧凑、质量轻、耗能少、离子化率高，便于清洗维护；多通道气体进样口，便于多气体离子源内反应；离子源单边加热，减少能耗与积碳；适用于在线及便携式飞行时间质谱计离子源。
文档编号H01J49/16GK102789953SQ20111013102
公开日2012年11月21日 申请日期2011年5月19日 优先权日2011年5月19日
发明者宗诚刚 申请人:安徽中科大建成海晟科技有限责任公司