[發(fā)明專利]一種小型磁偏轉(zhuǎn)質(zhì)譜計離子源

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010186030.8
• 申請日: 2010-05-28
• 公開（公告）號: CN101866811A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭美如;李得天;趙以德;郭文瑾;肖玉華;王亮;岳瑞
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航天科技集團(tuán)公司第五研究院第五一〇研究所
• 主分類號: H01J49/10
• 分類號: H01J49/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種小型磁偏轉(zhuǎn)質(zhì)譜計離子源，屬于儀器儀表技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

磁偏轉(zhuǎn)質(zhì)譜計主要由離子源、磁分析器、離子接收器和電測系統(tǒng)組成。現(xiàn)有的磁偏轉(zhuǎn)質(zhì)譜計普遍存在的缺點(diǎn)為功耗高、體積大、質(zhì)量重，因此不適合便攜式氣體成分檢測以及空間環(huán)境的探測。

為滿足小型磁偏轉(zhuǎn)質(zhì)譜計小型化的需求，其離子源也需要相應(yīng)的小型化。而現(xiàn)有技術(shù)中的離子源普遍存在質(zhì)量和體積都偏大的缺點(diǎn)，不能滿足小型磁偏轉(zhuǎn)質(zhì)譜計的使用要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種功耗低、體積小、質(zhì)量輕、靈敏度高的小型磁偏轉(zhuǎn)質(zhì)譜計離子源。

本發(fā)明提供了一種小型磁偏轉(zhuǎn)質(zhì)譜計離子源，包括氣體樣品入口，電離室，燈絲，發(fā)射電極，收集電極，永久磁鐵，聚焦電極，加速電極，引出狹縫，電離室一端與氣體樣品入口相連，在另一端設(shè)置有離子出口；電離室內(nèi)部設(shè)置有燈絲，兩端分別設(shè)置發(fā)射電極和收集電極；電離室置于永久磁鐵形成的磁場中，在電離室出口處依次設(shè)置有聚焦電極，加速電極和引出狹縫。

本發(fā)明的工作原理為：當(dāng)燈絲發(fā)射出的電子，在永久磁鐵提供的外加磁場和加速電壓的共同作用下，旋轉(zhuǎn)加速經(jīng)過電離室。在電離室中，加速電子碰撞氣體樣品分子使其電離，最后電子束被相對電離室為正電位的電子收集電極所接收，而電離后的氣體正離子被聚焦電極，加速電極和引出狹縫構(gòu)成的離子光學(xué)系統(tǒng)聚焦引出，進(jìn)入磁分析器。

有益效果

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于：在已有離子源的基礎(chǔ)上，將離子光學(xué)引出、聚焦系統(tǒng)簡化，去除了α縫、β縫，縮短了離子的引出距離，從而減小了離子源的質(zhì)量和體積。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述離子源原理圖。

其中，1-氣體入口，2-電離室，3-推斥極，4-燈絲1，5-燈絲2，6-發(fā)射極，7-收集極，8-永久磁鐵，9-聚焦極，10-加速極，11-引出縫。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。

圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的一個小型磁偏轉(zhuǎn)質(zhì)譜計離子源原理圖，由氣體樣品入口1，電離室2，燈絲，發(fā)射電極6，收集電極7，永久磁鐵8，聚焦電極9，加速電極10，引出狹縫11，電離室2一端與氣體樣品入口1相連，在另一端設(shè)置有離子出口；電離室2內(nèi)部設(shè)置有燈絲，兩端分別設(shè)置發(fā)射電極6和收集電極7；電離室2置于永久磁鐵8形成的磁場中，在電離室2出口處依次設(shè)置有聚焦電極9，加速電極10和引出狹縫11。

該小型磁偏轉(zhuǎn)質(zhì)譜計離子源電離室2內(nèi)部兩端分別設(shè)置燈絲14和燈絲25，雙燈絲結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)當(dāng)一個燈絲不能正常工作時隨時自動切換。

該小型磁偏轉(zhuǎn)質(zhì)譜計離子源設(shè)置了離子推斥極，用來改善電離室內(nèi)的電場分布，提高其靈敏度；

該小型磁偏轉(zhuǎn)質(zhì)譜計離子源的聚焦電極9采用離子束縱向聚焦電極，減小離子束縱向散角；

引出狹縫和聚焦電極組成了一個雙透鏡結(jié)構(gòu)，引出狹縫位于電離室底部。該小型磁偏轉(zhuǎn)質(zhì)譜計離子源引出狹縫電位V2設(shè)置為比電離室2電位V1低1％～3％，離子室2內(nèi)部的電場E1近似為0。其余電極間的場強(qiáng)和距離如圖1所示。

該小型磁偏轉(zhuǎn)質(zhì)譜計離子源的工作原理為：

當(dāng)燈絲發(fā)射出的電子，在永久磁鐵8提供的外加磁場0.03～0.05T和加速電壓發(fā)射電極6和收集電極7之間的電位差的共同作用下，旋轉(zhuǎn)加速經(jīng)過電離室。在電離室中，加速電子碰撞氣體樣品分子使其電離，最后電子束被相對電離室為正電位的電子收集電極所接收，而電離后的氣體正離子被聚焦電極9，加速電極10和引出狹縫11構(gòu)成的離子光學(xué)系統(tǒng)聚焦引出，進(jìn)入磁分析器。