一种用于质谱连续在线监测的VUV灯电离源装置的制作方法

本发明涉及质谱分析仪器，具体的说是一种用于质谱连续在线监测的vuv灯电离源装置。该电离源装置以低气压电荷转移反应为机理，具体为样品分子与vuv灯所照射的紫外光发生电荷转移反应从而得到电离。该新型电离源装置技术大大提高了vuv灯连续在线电离较难电离物质的电离效率。该技术在环境分析、医疗诊断等领域具有非常广阔的应用前景。

背景技术：

vuv灯电离源装置具有体积小，功耗低，灵敏度高，寿命长，谱图简单等优点，适合于复杂样品分析及样品的连续在线监测，过程监控等领域。vuv灯能够用于电离能(ie)低于其光子能量10.6ev的有机物分子发生软电离反应，利用这种单光子电离质谱技术，环境中绝大部分挥发性有机物(vocs)都能够得到很好的电离。但是，vuv灯的电离效率与物质的电离能和电离截面相关，对于电离能高于10.0ev以及电离截面较小的化合物，其电离效率会大大减小。

因此，发展一种用于质谱连续在线监测的vuv灯电离源装置具有十分重要的意义。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于质谱连续在线监测的vuv灯电离源装置。该电离源装置以低气压电荷转移反应为机理，采用vuv灯点亮照射紫外光，再与样品分子发生电荷转移反应电离，从而实现电离样品分子。该技术在环境分析、医疗诊断等领域具有非常广阔的应用前景。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种用于质谱连续在线监测的vuv灯电离源装置，包括vuv灯、密闭的电离源腔体，电离源腔体一侧壁面开有通孔，通孔经挡板阀与真空泵连接，于电离源腔体侧壁面上设有用于测量腔体内真空度的真空计；其特征在于：

于电离源腔体壁面上设有离子出口，于电离源腔体外部靠近离子出口处设有skimmer电极；

vuv灯的出光口置于电离源腔体内部，vuv灯发出的光依次经电极组、离子出口和skimmer电极；

电极组由2片或者3片以上中部设有通孔的极片构成；相邻极片间通过绝缘环间隔；由1片或者2片以上四氟绝缘环构成四氟绝缘环组；

样品分子进样管穿过电离源腔体壁面伸入至电离源腔体内；构成四氟绝缘环组的四氟绝缘环为中部设有第一通孔的平板结构，于靠近vuv灯出光口的四氟绝缘环的第一通孔的内壁面上沿径向设有第二通孔，伸入电离源腔体内的样品分子进样管一端插接于第二通孔内，样品分子经样品分子进样管和第二通孔通入第一通孔内。

构成电极组的极片、构成四氟绝缘环组的绝缘环和skimmer电极均为中部设置有通孔的平板结构，并且它们间均为平行、绝缘、同轴放置；样品分子出口面向电极组的中部通孔区域。

电极组、四氟绝缘环组和skimmer电极为圆环状或者方环状极片；材料为不锈钢等金属或者表面镀了金属的极片；电极组极片数量为2片或者3片以上；极片孔径为1～50mm。

在电极组、四氟绝缘环组和skimmer电极上按照从高到低依次施加不同轴向电压并在轴线方向上形成大小为5～500v/cm的传输电场，电场可以是均匀的，也可以使非均匀的。

skimmer电极小孔直径为0.5～5mm。

样品分子进样管内径均为φ50～530μm，长度均为5～200cm，气体样品进样量为0.1～200ml/min，电离源腔体内的真空度维持在1torr～10torr。

vuv灯电离源装置选择电离能大于10.0ev小于10.6ev的vuv灯。

vuv灯点亮所照射的紫外光与通过样品分子进样管进样的样品分子发生低气压电荷转移反应，电荷转移反应电离所需的紫外光由vuv灯产生；电极组、四氟绝缘环组和skimmer电极三者的中空区域共同构成电荷转移反应电离反应区。

电离得到的离子通过skimmer电极小孔直接引入到质量分析器中；所述的质量分析器为飞行时间质量分析器、四级杆质量分析器或离子阱质量分析器。

本发明提供的一种用于质谱连续在线监测的vuv灯电离源装置，在低气压(1～10torr)条件下，首先，点亮vuv灯使其照射紫外光；其次，大量的紫外光与样品分子进样管充入的样品分子发生电荷转移反应产生样品离子；样品离子在电极组所产生的电场作用下通过skimmer小孔进入质量分析器进行检测。以上设计最终可以达到提高电离能较高及电离截面较小化合物的电离效率的目的。

附图说明

图1为本发明的一种用于质谱连续在线监测的vuv灯电离源装置结构示意图；

包括1vuv灯、密闭的2电离源腔体，2电离源腔体一侧壁面开有通孔，10通孔经挡板阀与9真空泵连接，于2电离源腔体侧壁面上设有8真空计，沿1vuv灯光线出射方向依次设置有11电极组、5四氟绝缘环组和6skimmer电极；

具体实施方式

请参阅图1，为本发明的结构示意图。

一种用于质谱连续在线监测的vuv灯电离源装置，包括vuv灯1、密闭的电离源腔体2，电离源腔体2一侧壁面开有通孔，通孔经挡板阀10与真空泵9连接，于电离源腔体2侧壁面上设有用于测量腔体内真空度的真空计8；其特征在于：

于电离源腔体2壁面上设有离子出口，于电离源腔体2外部靠近离子出口处设有skimmer电极6；

vuv灯1的出光口置于电离源腔体2内部，vuv灯1发出的光依次经电极组11、离子出口和skimmer电极6；

电极组11由2片或者3片以上中部设有通孔的极片构成；相邻极片间通过绝缘环间隔；由1片或者2片以上四氟绝缘环构成四氟绝缘环组5；

样品分子进样管3穿过电离源腔体2壁面伸入至电离源腔体2内；构成四氟绝缘环组5的四氟绝缘环为中部设有第一通孔的平板结构，于靠近vuv灯1出光口的四氟绝缘环的第一通孔的内壁面上沿径向设有第二通孔，伸入电离源腔体2内的样品分子进样管3一端插接于第二通孔内，样品分子4经样品分子进样管3和第二通孔通入第一通孔内。

构成电极组11的极片、构成四氟绝缘环组5的绝缘环和skimmer电极6均为中部设置有通孔的平板结构，并且它们间均为平行、绝缘、同轴放置；样品分子出口面向电极组11的中部通孔区域。

电极组11、四氟绝缘环组5和skimmer电极6为圆环状或者方环状极片；材料为不锈钢等金属或者表面镀了金属的极片；电极组11极片数量为2片或者3片以上；极片孔径为1～50mm。

在电极组11、四氟绝缘环组5和skimmer电极6上按照从高到低依次施加不同轴向电压并在轴线方向上形成大小为5～500v/cm的传输电场，电场可以是均匀的，也可以使非均匀的。

skimmer电极6小孔直径为0.5～5mm。

样品分子进样管3内径均为φ50～530μm，长度均为5～200cm，气体样品进样量为0.1～200ml/min，电离源腔体2内的真空度维持在1torr～10torr。

vuv灯电离源装置选择电离能大于10.0ev小于10.6ev的vuv灯。

vuv灯1点亮所照射的紫外光与通过样品分子进样管3进样的样品分子4发生低气压电荷转移反应，电荷转移反应电离所需的紫外光由vuv灯1产生；电极组11、四氟绝缘环组5和skimmer电极6三者的中空区域共同构成电荷转移反应电离反应区。

电离得到的离子7通过skimmer电极6小孔直接引入到质量分析器中；所述的质量分析器为飞行时间质量分析器、四级杆质量分析器或离子阱质量分析器。