[發(fā)明專利]一種小型磁偏轉(zhuǎn)質(zhì)譜計(jì)磁分析器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010186033.1
• 申請(qǐng)日: 2010-05-28
• 公開（公告）號(hào): CN101923068A
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭美如;李得天;趙以德;肖玉華;郭文瑾;王亮;岳瑞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)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(hào): G01N27/64
• 分類號(hào): G01N27/64
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)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(jì)磁分析器，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(jì)主要由離子源、磁分析器、離子接收器和電測(cè)系統(tǒng)組成。現(xiàn)有的磁偏轉(zhuǎn)質(zhì)譜計(jì)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(cè)以及空間環(huán)境的探測(cè)。

為滿足小型磁偏轉(zhuǎn)質(zhì)譜計(jì)小型化的需求，其磁分析器也需要相應(yīng)的小型化。而當(dāng)前磁偏轉(zhuǎn)質(zhì)譜計(jì)的磁分析器普遍體積大、質(zhì)量重，如果減小磁體體積和重量又會(huì)極大地影響磁場(chǎng)的強(qiáng)度，從而削弱其分析性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題為：克服現(xiàn)有的技術(shù)不足之處，提供一種質(zhì)量輕、體積小、分析性能高的雙通道90°扇形磁分析器。

本發(fā)明提供了一種小型磁偏轉(zhuǎn)質(zhì)譜計(jì)磁分析器，包括磁鐵、軛鐵、極靴和飛行管道；軛鐵和極靴均采用軟磁性材料，軛鐵包括上壁、下壁和外壁，其上壁和下壁為缺口扇形，外壁連接上壁和下壁的弧形邊緣，以減小邊緣磁場(chǎng)效應(yīng)；軛鐵上壁、下壁的內(nèi)表面分別粘接一塊磁鐵，磁鐵設(shè)置有和上壁、下壁同樣的缺口；磁鐵的另一面粘接于與磁鐵形狀相同的極靴上，以提高空氣間隙中的磁場(chǎng)均勻度；軛鐵、磁鐵連同極靴套裝于飛行管道外部；飛行管道設(shè)有離子偏轉(zhuǎn)半徑為90°的兩個(gè)離子出口。

本發(fā)明的工作原理為：當(dāng)離子在垂直于磁場(chǎng)的平面運(yùn)動(dòng)時(shí)，不同質(zhì)荷比的離子有不同的偏轉(zhuǎn)半徑，從而實(shí)現(xiàn)不同質(zhì)量離子的分離。

有益效果

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明由于采用雙通道90°扇形磁分析器，因而極大減小了質(zhì)譜計(jì)的質(zhì)量與功耗，同時(shí)在很大程度上減小了由加速電壓大幅度變化引起的質(zhì)量歧視。

附圖說(shuō)明

圖1為一個(gè)根據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的小型磁偏轉(zhuǎn)質(zhì)譜計(jì)磁分析器結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的扇形磁分析器的離子光學(xué)系統(tǒng)示意圖。

其中，1為磁鐵，2為軛鐵，3為極靴，4為飛行管道，5為離子入口，6為離子出口一，7為離子出口二。

具體實(shí)施方式

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

圖1為一個(gè)根據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的小型磁偏轉(zhuǎn)質(zhì)譜計(jì)磁分析器，包括磁鐵1、軛鐵2、極靴3和飛行管道4；軛鐵2和極靴3均采用軟磁性材料，軛鐵2包括上壁、下壁和外壁，其上壁和下壁為缺口扇形，外壁連接上壁和下壁的弧形邊緣，以防止漏磁；軛鐵上壁、下壁的內(nèi)表面分別粘接一塊磁鐵1，磁鐵設(shè)置有和上壁、下壁同樣的缺口；磁鐵的另一面粘接于與磁鐵形狀相同的極靴上，以提高空氣間隙中的磁場(chǎng)均勻度；軛鐵2、磁鐵1連同極靴3套裝于飛行管道4外部；飛行管道4設(shè)有離子偏轉(zhuǎn)半徑為90°的兩個(gè)離子出口6、7。

飛行管道4設(shè)有離子偏轉(zhuǎn)半徑為90°的兩個(gè)離子出口，這有助于減小由加速電壓大幅度變化而引起的質(zhì)量歧視。

飛行管道4采用非磁性不銹鋼制成，其縫隙處采用氬弧焊來(lái)確保密封性。

該磁分析器的軛鐵2采用一塊軟磁性材料，通過(guò)內(nèi)部掏空一體成型，以提高磁性能的利用率。

該磁分析器在離子出口二7一端的軛鐵2其上壁、下壁的外角加工為圓角形狀，以減小邊緣磁場(chǎng)效應(yīng)，提高檢測(cè)的靈敏度。

該磁分析器類似于一個(gè)離子光學(xué)透鏡，其采用永久磁鐵產(chǎn)生扇形均勻磁場(chǎng)，利用雙通道分別測(cè)量不同質(zhì)量數(shù)的離子。對(duì)于直射情況，如圖2所示，離子源主狹縫到磁鐵的距離(物距)，即為入口距g_m；磁鐵到出口縫的距離(像距)，即為出口距f_m。其中磁分析器偏轉(zhuǎn)角Φ_m1和Φ_m2都為90°，如圖2所示。

該磁分析器的結(jié)構(gòu)采用離子光學(xué)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，在保證分析性能的同時(shí)大大減小了磁分析器的質(zhì)量和體積。

該磁分析器的工作原理是：

當(dāng)帶電離子從距磁分析器入口距為gm的距離入射，進(jìn)入磁分析器，當(dāng)離子在垂直于磁場(chǎng)的平面運(yùn)動(dòng)時(shí)，不同質(zhì)荷比的離子有不同的偏轉(zhuǎn)半徑，其中質(zhì)量數(shù)較小的離子從偏轉(zhuǎn)半徑較小的通道檢測(cè)，最終在距離出口距離為fm1的位置聚焦，而質(zhì)量數(shù)較大的離子從偏轉(zhuǎn)半徑較大的通道檢測(cè)，最終在距離出口距離為fm2的位置聚焦。