[實用新型]一種90°折角式阻抗匹配的飛行時間質譜檢測器

無效

• 申請號: 201020634368.0
• 申請日: 2010-11-30
• 公開（公告）號: CN202034344U
• 公開（公告）日: 2011-11-09
• 發明（設計）人: 李海洋;陳平;侯可勇;花磊;吳慶浩;李杭
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: H01J49/40
• 分類號: H01J49/40;G01N27/62
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

技術領域

本實用新型涉及飛行時間質譜的檢測器。所設計的同軸信號傳輸結構符合50歐阻抗匹配的原理。這種技術有效的消除了高頻信號不匹配造成峰的抖動，改善質譜信號的峰形，提高了信噪比。?

背景技術

目前廣泛應用的飛行時間質譜的檢測器多采用微通道板(MCP)來放大離子信號。MCP具有相應快速，高增益的優點。普通的質譜產生的信號峰的上升沿僅為幾個納秒左右。?

根據信號傳輸理論，對于高頻信號來說，傳輸線由于電磁效應產生耦合阻抗。在傳輸線的阻抗突變的點，引起阻抗不匹配，信號被反射。反射引起接收到的信號產生振鈴并且加寬信號峰，影響質譜的性能。因此需要進行阻抗匹配。?

目前在飛行時間質譜中，法拉第盤多采用平板式結構。另外為了避免傳輸線結構發生彎折而導致阻抗的變化，多是直接使信號傳輸的方向沿MCP安裝軸線方向。這給阻抗匹配和固定安裝帶來不便。?

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種折角式的飛行時間質譜檢測器，滿足阻抗匹配的同時又可便于安裝固定。?

為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案為：?

一種90°折角式阻抗匹配的飛行時間質譜檢測器，包括二塊微通道板、錐體法拉第盤、法拉第外殼、柵網；電極內芯為具有90°折角的折線形結構；錐體法拉第盤與傳輸電流信號的電極內芯的一端相連，法拉第外殼與屏蔽上蓋相固接。?

屏蔽上蓋和下蓋作為電極內芯的外屏蔽層，避免外部電場的干擾；屏蔽上蓋和下蓋分別與電極內芯間同軸設置、并設有空隙；屏蔽上蓋和下蓋間相互固接，形成一以電極內芯為軸心的、徑向截面為圓環形結構。圓環內外間隙大小，介電材料滿足截面阻抗50Ω。?

電極內芯于屏蔽上蓋和下蓋間所形成的空腔內通過絕緣材料環定位，保證同軸固定；電極內芯的另一端的屏蔽上蓋和下蓋通過螺釘固定到質譜腔體法蘭上，可以使整個檢測器可以通過法蘭方便的安裝。?

錐體法拉第盤通過螺紋與電極內芯聯結，并通過絕緣材料環與法拉?第外殼同軸固定；電極內芯與屏蔽蓋通過絕緣材料環同軸固定。?

屏蔽上蓋和屏蔽下蓋與電極內芯折角相對應的圓槽折角處用球面刀加工，保證電極內芯從圓槽中心穿過。?

在屏蔽上蓋和/或屏蔽下蓋上設置有放氣孔，除去間隙內氣體；在高壓電極的外沿焊接有電容和分壓電阻。?

所述裝置包括二塊微通道板、錐體法拉第盤、法拉第外殼、柵網。?

相互間隔、同軸、平行設置的二塊微通道板、錐體法拉第盤、法拉第外殼，微通道板與錐體法拉第盤依次相互間隔、同軸、平行設置，錐體法拉第盤的錐體底面靠近微通道板；法拉第外殼環繞于錐體法拉第盤外部，并與錐體法拉第盤間同軸設置、它們之間設有空隙；在微通道板上、遠離錐體法拉第盤側同軸、平行設置柵網；?

柵網接大地，二塊微通道板的上下表面分別通過負高壓電極與直流電源相連，且電勢向錐體法拉第盤方向逐漸增加。?

本實用新型適用于飛行時間質譜的檢測器，也可以滿足其他類型質譜的離子檢測器。?

本實用新型為一種90°折角式阻抗匹配的飛行時間質譜檢測器，質譜產生的離子流經過高壓加速與MCP碰撞產生電子流。法拉第盤收集電子，產生電流信號。信號傳輸結構的設計符合50歐姆阻抗匹配的原理，可以有效消除阻抗不匹配引起信號峰的抖動，改善質譜的性能。本實用新型采用折角的同軸匹配設計，滿足了在反射式飛行時間質譜中檢測器阻抗匹配和固定安裝的要求。?

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖；?

圖2是飛行時間質譜檢測器沒有采用阻抗匹配設計時ADC卡采集的Xe氣同位素的質譜圖；?

圖3是同一飛行時間質譜檢測器采用阻抗匹配設計時同樣ADC卡采集的Xe氣同位素的質譜圖；可見峰的振鈴現象明顯改善。?

具體實施方式

如圖1所示，5片2mm厚的中空環狀高壓電極1同軸間隔分布。在第1片接地的高壓電極上貼有金屬柵網14，在第2，3和4，5片之間分別固定一片直徑50mm的微通道板MCP13，分壓電阻12由上至下分別取5.8MΩ，4.8MΩ，5.8MΩ，2.8MΩ，電容為2200pF。總高壓用-5KV電源供電，分別給每片MCP分壓600V-800V，MCP之間加速區電壓為500V-600V的，最下面的MCP和錐體法拉第盤3之間為300V-400V。?