[實(shí)用新型]應(yīng)用于TOF質(zhì)譜儀的離子檢測器和質(zhì)量分析器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520053733.1
• 申請日: 2015-01-26
• 公開（公告）號: CN204558418U
• 公開（公告）日: 2015-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 龍濤;包澤民;王培智;齊國臣;姜若鄰;石堅;張玉海;劉敦一
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所
• 主分類號: H01J49/40
• 分類號: H01J49/40;H01J49/22
• 代理公司: 北京同達(dá)信恒知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11291
• 代理人: 郭潤湘

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及離子分析技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于TOF質(zhì)譜儀的離子檢測器和質(zhì)量分析器。

背景技術(shù)

質(zhì)譜儀是一種可以用于分析多種化學(xué)組份的科學(xué)儀器，被廣泛應(yīng)用于化學(xué)、地質(zhì)學(xué)、半導(dǎo)體技術(shù)、生物技術(shù)等各個領(lǐng)域，其工作方式是通過一定手段將物質(zhì)成分離子化，再用質(zhì)量分析器對離子進(jìn)行測定。飛行時間(Time?of?Flight，簡稱TOF)質(zhì)量分析器是質(zhì)譜儀器中重要的一種質(zhì)量分析器，其原理是對飛行管道內(nèi)(無電場區(qū))離子推斥，不同質(zhì)荷比離子飛行速度不同，到達(dá)檢測器的時間也不同，從而達(dá)到成分分析的目的。

TOF質(zhì)量分析器特點(diǎn)是分辨率高，分析速度快，但成分定量分析精度不高，特別是離子的各個成分含量差異較大時，定量分析的精度就會變得不盡如人意。由于TOF的原理，即只能采用脈沖形式的離子，一次脈沖雖然能檢測全譜，但不同離子到達(dá)時間間隔極短，導(dǎo)致測得信號增益全部相同。TOF質(zhì)量分析器進(jìn)行定量分析時精度不高，其原因還包括如下方面：

離子的各個組分含量差異較大時，組分含量小的離子脈沖受誤差影響更大。以自然界氧元素同位素為例，有¹⁶O、¹⁷O、¹⁸O三種同位素的形式存在，相對豐度分別為99.756％、0.039％和0.205％，如果檢測O^-離子時，三種同位素對應(yīng)的譜峰的幅度相差巨大，¹⁶O的譜峰幅度是其他兩種同位素的成百上千倍，檢測時，對的¹⁷O、¹⁸O檢測的影響很大。

窄脈沖信號頻帶處理困難，“震蕩”、“拖尾”等現(xiàn)象難以避免，影響后續(xù)波形的基線，尤其是后續(xù)波形幅度較小時影響更嚴(yán)重。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種應(yīng)用于TOF質(zhì)譜儀的離子檢測器、質(zhì)量分析器及離子檢測的控制方法，以解決TOF定量檢測精度低的問題。

本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種應(yīng)用于飛行時間質(zhì)譜儀的離子檢測器，包括：

金屬屏蔽罩，至少一個偏轉(zhuǎn)板組，每個偏轉(zhuǎn)板組的脈沖電源，和至少兩個接收器，所述接收器由微通道板、寬頻電流放大器和高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器組成；

所有偏轉(zhuǎn)板組設(shè)置在所述金屬屏蔽罩內(nèi)，所述金屬屏蔽罩有位于同一軸線上的入射孔和出射孔；

每個偏轉(zhuǎn)板組在所述軸線兩側(cè)對稱設(shè)置，用于通過其脈沖電源施加的脈沖電壓產(chǎn)生均勻電場，以改變通過偏轉(zhuǎn)板組的離子的飛行方向，使不同種離子以相同的入射角度打入不同的接收器。

優(yōu)選的，每個接收器的增益是根據(jù)打入的離子數(shù)量的估計值確定的。

基于上述任意離子檢測器實(shí)施例，優(yōu)選的，所述偏轉(zhuǎn)板組的脈沖電源施加給偏轉(zhuǎn)板組的脈沖電壓的幅度是根據(jù)對應(yīng)的接收器的安裝位置，本偏轉(zhuǎn)板組中偏轉(zhuǎn)板之間的距離，偏轉(zhuǎn)板的軸向長度，和離子的加速電壓確定的。

一種質(zhì)量分析器，包括上述任一實(shí)施例所述的離子檢測器。

本實(shí)用新型實(shí)施例中，離子檢測器有至少兩個接收器，不同種離子打入不同的接收器，數(shù)量較少的離子可以通過提高增益的方式降低誤差對其檢測精度造成的影響，另外還能夠避免“震蕩”、“拖尾”等現(xiàn)象對脈沖幅度小的離子造成影響，提高了定量檢測的精度。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種離子檢測器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的接收器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3a為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的第一種偏轉(zhuǎn)板組形狀示意圖；

圖3b為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的第二種偏轉(zhuǎn)板組形狀示意圖；

圖3c為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的第三種偏轉(zhuǎn)板組形狀示意圖；

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的接收器的位置關(guān)系示意圖；

圖5為本實(shí)用新型一個實(shí)施例提供的脈沖電源向偏轉(zhuǎn)板組施加的脈沖電壓的脈沖寬度示意圖；

圖6為本實(shí)用新型另一個實(shí)施例提供的脈沖電源向偏轉(zhuǎn)板組施加的脈沖電壓的脈沖寬度示意圖；

圖7為本實(shí)用新型又一個實(shí)施例提供的脈沖電源向偏轉(zhuǎn)板組施加的脈沖電壓的脈沖寬度示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例提供的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)描述。