一种热电离质谱仪离子源透镜组件

本发明涉及热电离质谱仪，具体涉及一种热电离质谱仪离子源透镜组件。

背景技术：

1、质谱仪旨在测定样品中化学元素同位素组成，离子源的作用是将元素转换成正离子形态并加速聚焦成一束离子束，便于后续带电离子磁场分析。离子接收器的作用是用于收集经过电磁铁分析后的离子，带电离子运动具有电流，通过外接设备将电流放大，可测出收集的离子比值，从而测量到不同质荷比的同位素比值。热电离磁式质谱仪的工作原理是基于分析物固体样品元素的空间分离，这些元素在通过功函数不同被电离并形成离子束，然后确定每种成分的含量。为了实现这一目标，将被样品点在样品支架上，然后通过电流电离进入质谱仪的离子光学透镜系统，被离子源的离子光学系统收集成窄束，同时被加速到比初始热能传播高很多倍的能量。产生的单离子束被引导到横向均匀磁场（分析器）中，在那里它被分成多个束，每个束包含只有一个m/e值（离子质量/离子电荷）的离子。通过改变磁场的感应，可以将测量所需要的m/e值的离子束引导到离子接收器的法拉第杯中。每个离子束的离子将它们的电荷提供给离子收集器，也就是说，它们在其电路中产生电流。该电流的大小可以作为样品气体中该组分含量的量度。

2、例如专利cn202210097473 .2提供的一种磁式质谱仪的离子源，其透镜组件包括转盘连接基座、准直器组件、输出透镜组件、聚焦极x组件、分离式聚焦透镜组件、聚焦透镜组件、引出极透镜组件、绝缘连接柱和瓷绝缘柱，转盘连接基座的一侧通过绝缘连接柱连接有准直器组件，准直器组件的外侧设置有输出透镜组件，转盘连接基座与准直器组件之间通过瓷绝缘柱安装有聚焦极x组件，聚焦极x组件的中部安装有聚焦透镜组件，瓷绝缘柱的一端设置有分离式聚焦透镜组件，转盘连接基座的中部设置有引出极透镜组件。

3、但其存在的问题是：现有技术中，离子源透镜组件一般采用的是先进行校正后，再进行加速，但是校正后的离子窄束通过加速后会出现发散效果。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种热电离质谱仪离子源透镜组件，解决现有技术中离子窄束发散的技术问题。

2、为达到上述技术目的，本发明采取了以下技术方案：

3、本发明提供了一种热电离质谱仪离子源透镜组件，包括：

4、固定架，

5、y方向校正电极组件，固定在所述固定架的下方，用于校正离子；

6、聚焦极透镜组件，同轴固定在所述y方向校正电极组件的下方，用于聚焦离子；

7、引出组件，同轴固定在所述聚焦极透镜组件的下方，用于将离子源射出的离子引出至所述聚焦极透镜组件，以及

8、出口组件，固定在所述固定架的上方，用于导出依次经过聚焦、校正的离子。

9、在一些实施例中，所述固定架包括架体、若干定位销柱以及若干陶瓷定位柱，所述架体上沿轴线方向开设有通孔，所述定位销柱固定在所述架体上表面上，用于固定所述出口组件，所述瓷定位柱固定在所述架体下表面上，用于固定所述y方向校正电极组件、所述聚焦极透镜组件、所述引出组件。

10、在一些实施例中，所述y方向校正电极组件包括一对y方向校正电极，一对所述y方向校正电极与所述陶瓷定位柱固定且沿y轴方向相对设置，所述y方向校正电极朝向另一所述y方向校正电极的一侧上开设有缺口，所述缺口合围形成一与所述通孔同轴设置的y方向校正通道。

11、在一些实施例中，所述y方向校正电极组件还包括第一定位垫片，所述第一定位垫片固定在所述校正电极的边沿上，所述第一定位垫片套设于所述陶瓷定位柱并与所述架体下表面抵接。

12、在一些实施例中，所述聚焦极透镜组件包括聚焦极座、聚焦极透镜，所述聚焦极座与所述陶瓷定位柱固定，所述聚焦极座中部镂空，所述聚焦极透镜固定在所述聚焦极座上且与所述通孔同轴。

13、在一些实施例中，所述引出组件包括引出极透镜组件、引出狭缝组件，所述引出极透镜组件与所述陶瓷定位柱固定且位于所述聚焦极透镜组件的下方，所述引出狭缝组件与所述陶瓷定位柱固定且位于所述引出极透镜组件的下方。

14、在一些实施例中，所述引出极透镜组件包括一对引出极透镜安装座以及一对引出极透镜极片，一对所述引出极透镜安装座与所述陶瓷定位柱固定并相对设置，一对所述引出极透镜极片分别固定在一对所述引出极透镜安装座上且相对设置，一所述引出极透镜极片合围形成与所述通孔同轴的引出通道。

15、在一些实施例中，所述引出狭缝组件包括引出狭缝安装座以及引出狭缝件，所述引出狭缝安装座呈环状，所述引出狭缝件与所述引出狭缝安装座固定，所述引出狭缝件上开设有供所述陶瓷定位柱穿设的安装孔以及与所述通孔同轴的狭缝，所述引出狭缝件上嵌设有加速电极片。

16、在一些实施例中，所述出口组件包括x方向校正极透镜组件、出口狭缝组件，所述x方向校正极透镜组件与所述架体上表面固定，用于在x方向校正离子，所述出口狭缝组件与所述架体上表面且位于所述x方向校正极透镜组件的上方，用于引导离子射出。

17、在一些实施例中，所述x方向校正极透镜组件包括一对x方向校正极片，一对所述x方向校正极片沿x轴方向相对设置，所述x方向校正极片与所述出口狭缝组件固定。

18、与现有技术相比，本发明提供的热电离质谱仪离子源透镜组件，包括固定架、y方向校正电极组件、聚焦极透镜组件、引出组件以及出口组件，所述y方向校正电极组件固定在所述固定架的下方，用于校正离子，所述聚焦极透镜组件同轴固定在所述y方向校正电极组件的下方，用于聚焦离子，所述引出组件同轴固定在所述聚焦极透镜组件的下方，用于将离子源射出的离子引出至所述聚焦极透镜组件，所述出口组件固定在所述固定架的上方，用于导出依次经过聚焦、校正的离子。本发明不同于现有技术的先校正再加速，而是采用先加速再校正，出口离子束的离子窄束是稳定的，没有重新加速后的离子发散风险。

19、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如下。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

技术特征：

1.一种热电离质谱仪离子源透镜组件，其特征在于，其包括：

2.根据权利要求1所述的热电离质谱仪离子源透镜组件，其特征在于，所述固定架包括架体、若干定位销柱以及若干陶瓷定位柱，所述架体上沿轴线方向开设有通孔，所述定位销柱固定在所述架体上表面上，用于固定所述出口组件，所述瓷定位柱固定在所述架体下表面上，用于固定所述y方向校正电极组件、所述聚焦极透镜组件、所述引出组件。

3.根据权利要求2所述的热电离质谱仪离子源透镜组件，其特征在于，所述y方向校正电极组件包括一对y方向校正电极，一对所述y方向校正电极与所述陶瓷定位柱固定且沿y轴方向相对设置，所述y方向校正电极朝向另一所述y方向校正电极的一侧上开设有缺口，所述缺口合围形成一与所述通孔同轴设置的y方向校正通道。

4.根据权利要求3所述的热电离质谱仪离子源透镜组件，其特征在于，所述y方向校正电极组件还包括第一定位垫片，所述第一定位垫片固定在所述校正电极的边沿上，所述第一定位垫片套设于所述陶瓷定位柱并与所述架体下表面抵接。

5.根据权利要求2所述的热电离质谱仪离子源透镜组件，其特征在于，所述聚焦极透镜组件包括聚焦极座、聚焦极透镜，所述聚焦极座与所述陶瓷定位柱固定，所述聚焦极座中部镂空，所述聚焦极透镜固定在所述聚焦极座上且与所述通孔同轴。

6.根据权利要求2所述的热电离质谱仪离子源透镜组件，其特征在于，所述引出组件包括引出极透镜组件、引出狭缝组件，所述引出极透镜组件与所述陶瓷定位柱固定且位于所述聚焦极透镜组件的下方，所述引出狭缝组件与所述陶瓷定位柱固定且位于所述引出极透镜组件的下方。

7.根据权利要求6所述的热电离质谱仪离子源透镜组件，其特征在于，所述引出极透镜组件包括一对引出极透镜安装座以及一对引出极透镜极片，一对所述引出极透镜安装座与所述陶瓷定位柱固定并相对设置，一对所述引出极透镜极片分别固定在一对所述引出极透镜安装座上且相对设置，一所述引出极透镜极片合围形成与所述通孔同轴的引出通道。

8.根据权利要求7所述的热电离质谱仪离子源透镜组件，其特征在于，所述引出狭缝组件包括引出狭缝安装座以及引出狭缝件，所述引出狭缝安装座呈环状，所述引出狭缝件与所述引出狭缝安装座固定，所述引出狭缝件上开设有供所述陶瓷定位柱穿设的安装孔以及与所述通孔同轴的狭缝，所述引出狭缝件上嵌设有加速电极片。

9.根据权利要求8所述的热电离质谱仪离子源透镜组件，其特征在于，所述出口组件包括x方向校正极透镜组件、出口狭缝组件，所述x方向校正极透镜组件与所述架体上表面固定，用于在x方向校正离子，所述出口狭缝组件与所述架体上表面且位于所述x方向校正极透镜组件的上方，用于引导离子射出。

10.根据权利要求9所述的热电离质谱仪离子源透镜组件，其特征在于，所述x方向校正极透镜组件包括一对x方向校正极片，一对所述x方向校正极片沿x轴方向相对设置，所述x方向校正极片与所述出口狭缝组件固定。

技术总结
本发明公开了一种热电离质谱仪离子源透镜组件，包括固定架、Y方向校正电极组件、聚焦极透镜组件、引出组件以及出口组件，所述Y方向校正电极组件固定在所述固定架的下方，用于校正离子，所述聚焦极透镜组件同轴固定在所述Y方向校正电极组件的下方，用于聚焦离子，所述引出组件同轴固定在所述聚焦极透镜组件的下方，用于将离子源射出的离子引出至所述聚焦极透镜组件，所述出口组件固定在所述固定架的上方，用于导出依次经过聚焦、校正的离子。本发明不同于现有技术的先校正再加速，而是采用先加速再校正，出口离子束的离子窄束是稳定的，没有重新加速后的离子发散风险。

技术研发人员：翟中生,雷自力,王选择,陈智,何俊伟,李健,胡晓燕
受保护的技术使用者：湖北工业大学
技术研发日：
技术公布日：2025/4/10