[實用新型]一種抑制低能光電子共振電離產生負離子的裝置

有效

• 申請號: 201520140536.3
• 申請日: 2015-03-12
• 公開（公告）號: CN204596746U
• 公開（公告）日: 2015-08-26
• 發明（設計）人: 譚學園;侯可勇;唐彬;趙無垛;黃云光;李海洋;朱立平
• 申請（專利權）人: 廣西電網有限責任公司電力科學研究院;中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: H01J49/06
• 分類號: H01J49/06;H01J49/16
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 陳科恒

技術領域

本實用新型涉及質譜分析的電離裝置技術領域，具體涉及一種抑制低能光電子共振電離產生負離子的裝置。

背景技術

SF₆分子采用sp3d2雜化，是正八面體結構，同時硫的6個外層電子都用于成鍵，而F都是8電子體結構，因此又稱人造惰性氣體，1900年法國科學家Moissan和Lebeau首次人工合成了SF₆氣體，在1947出現了商品化的SF₆。由于SF₆化學性質穩定，其耐電強度為相同壓力下氮氣的2.5倍，擊穿電壓是空氣的2.5倍，滅弧能力是空氣的100倍，是一種優于空氣和油之間的新一代超高壓絕緣介質材料。從20世紀60年代起，SF₆被成功應用到高壓開關設備，作為絕緣和滅弧介質，SF₆除應用在高壓電氣開關設備外，還應用在變壓器、互感器、避雷器、充氣電纜等高壓電器設備，目前已經廣泛應用于電力領域；但是，含有雜質的SF₆其絕緣性能會大幅下降，變得易放電，從而導致電氣設備故障，當SF₆發生放電后會產生SO₂等含硫化合物，因此對其的檢測具有重要意義。

單光子電離(single?photon?ionization，SPI)是一種閾值光電離的軟電離源，對于大多數不飽和烷烴和芳香族化合物，雙鍵或共軛作用使電離截面增加，電離概率也隨之增加。真空紫外(vacuum?ultraviolet，VUV)燈是一種能夠發射紫外光子的電離源，其結構簡單，體積小，功耗低；SF₆的雜質成分如HF、SO₂和SO₂F₂等具有高的電離勢，單個光子很難將其電離，為了將難以電離的化合物電離，利用VUV燈發射的光子照到金屬孔電極上產生光電子，通過加速光電子使其具有高的能量，然后應用于高電離能化合物的電離。

在高壓設備中，填充的氣體主要成分是SF₆，SF₆分子具有強的捕獲電子能力，在對SF₆氣體進行分析時，從金屬表面溢出的低能光電子很容易被SF₆分子捕獲，進而影響光電子加速后與其它成分的碰撞電離，對于低能的光電子，其能量與SF₆分子軌道電子能量接近時，容易發生共振，從而被SF₆捕獲，為了減少光電子被SF₆分子的捕獲，需要快速加速光電子。

實用新型內容

本實用新型的目的為解決現有技術的上述問題，提供了一種靈敏度高、碰撞率高的抑制低能光電子共振電離產生負離子的裝置，為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案如下：

一種抑制低能光電子共振電離產生負離子的裝置,其特征在于：包括推斥電極，所述推斥電極中心的正上方設置有紫外光源，通過推斥電極的壁上設置有放置毛細管的通孔，且毛細管通過通孔延伸到達電離區，推斥電極下方設置有聚焦電極，聚焦電極為圓環金屬電極，其外側還套有磁鐵環，所述聚焦電極下方設置有帶圓孔的引出電極，引出電極的下表面粘貼一層金屬柵網，金屬柵網由金屬細絲交錯連接呈篩網狀，所述引出電極的下方設置有金屬孔電極，金屬孔電極為中空的柱狀或臺狀圓柱，中心孔從頂端到底端逐漸增大。

優選地，所述紫外光源、推斥電極、聚焦電極、磁鐵環、引出電極、金屬柵網和金屬孔電極由上至下依次同軸設置，且推斥電極與聚焦電極之間、聚焦電極與引出電極之間、引出電極與金屬孔電極之間分別通過絕緣材料進行隔絕。

優選地，所述推斥電極為中心設置有圓孔的金屬片構成，其中心圓孔徑由上到下逐漸增大。

優選地，所述電離區位于引出電極和推斥電極之間的位置。

優選地，金屬孔電極上的中心狹縫與下一級真空室連接，真空室中設置有離子探測器，探測器產生的離子信號通過導線與外界的信號檢測設備相連接。

優選地，所述紫外光源為充有Kr氣體的放電燈,所述推斥電極、引出電極和金屬孔電極所加電壓分別為18V、16V和-14V。

綜上所述，本實用新型具有以下有益效果：

(1)本實用新型在光電子溢出電極上方添加金屬柵網，并在金屬柵網上施加一定的電壓，使從金屬孔電極上溢出的光電子能被快速加速從而避免被SF₆捕獲，同時，在電離區內設置了磁鐵環增強高能光電子在電離區與樣品分子的碰撞電離概率。

(2)本實用新型提高了電子和樣品分子的碰撞幾率，進而提裝置的靈敏度。