[發(fā)明專利]一種通過直流增強的常壓光電離源裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811248731.2
• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN111105983B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李海洋;侯可勇;王偉民;王爽
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: H01J49/16
• 分類號: H01J49/16
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

1.一種通過直流增強的常壓電離源裝置，其特征在于：

裝置包括射頻燈(2)、電極系統(tǒng)和梯度電壓系統(tǒng)和四氟絕緣密封片；

電極系統(tǒng)包括中部帶通孔的燈頭環(huán)電極(3)、中部帶通孔的出口環(huán)電極(5)、2個以上的中部帶通孔的大內(nèi)徑環(huán)電極(9)；四氟絕緣密封片包括中部帶通孔的環(huán)狀出口四氟密封件(6)、中部帶通孔的環(huán)狀小內(nèi)徑四氟密封件(8)、中部帶通孔的環(huán)狀大內(nèi)徑四氟密封件(10)；梯度電壓系統(tǒng)包括分壓電阻(4)、直流電源(12)和接地(13)；

燈頭環(huán)電極(3)中部的通孔為圓臺形通孔，射頻燈(2)置于燈頭環(huán)電極(3)圓臺形通孔上底面上方，射頻燈(2)的出光口與燈頭環(huán)電極(3)上底面圓臺形通孔的四周邊緣密閉連接，于燈頭環(huán)電極(3)圓臺形通孔下底面下方依次同軸間隔設(shè)置有2個以上的大內(nèi)徑環(huán)電極(9)、出口環(huán)電極(5)；于燈頭環(huán)電極(3)和大內(nèi)徑環(huán)電極(9)之間、以及2個以上的大內(nèi)徑環(huán)電極(9)之間分別均設(shè)有與相鄰電極密閉連接的大內(nèi)徑四氟密封件(10)；于大內(nèi)徑環(huán)電極(9)與出口環(huán)電極(5)之間設(shè)有與相鄰電極密閉連接的小內(nèi)徑四氟密封件(8)，于出口環(huán)電極(5)下方遠離大內(nèi)徑環(huán)電極(9)的一側(cè)設(shè)有與出口環(huán)電極(5)密閉連接的出口四氟密封件(6)；

燈頭環(huán)電極(3)、大內(nèi)徑環(huán)電極(9)、大內(nèi)徑四氟密封件(10)、出口環(huán)電極(5)、小內(nèi)徑四氟密封件(8)、出口四氟密封件(6)通孔同軸，并由它們的通孔構(gòu)成一中空腔室；射頻燈(2)的出射光從燈頭環(huán)電極(3)上方沿圓臺形通孔的軸向射入中空腔室內(nèi)；

燈頭環(huán)電極(3)圓臺形通孔下底面直徑大于上底面直徑；圓臺形通孔下底面直徑、大內(nèi)徑環(huán)電極(9)通孔直徑、大內(nèi)徑四氟密封件(10)通孔直徑相等；大內(nèi)徑環(huán)電極(9)通孔直徑大于出口環(huán)電極(5)通孔直徑，出口環(huán)電極(5)通孔直徑與小內(nèi)徑四氟密封件(8)通孔直徑相等；出口四氟密封件(6)通孔直徑小于出口環(huán)電極(5)通孔直徑；

于燈頭環(huán)電極(3)的側(cè)壁上開設(shè)有作為裝置進氣口(11)的通孔，裝置進氣口(11)的軸向與圓臺形通孔軸向相垂直；出口四氟密封件(6)的中部通孔作為裝置出氣口(7)；

直流電源(12)的直流電壓直接加載在燈頭環(huán)電極(3)上，從上至下的燈頭環(huán)電極(3)、2個以上的大內(nèi)徑環(huán)電極(9)、出口環(huán)電極(5)的相鄰2個電極之間均經(jīng)分壓電阻(4)導線連接，即在相鄰環(huán)電極之間串聯(lián)有一個電阻分壓，出口環(huán)電極(5)通過一個的電阻接地。

2.據(jù)權(quán)利要求1所述的通過直流增強的常壓電離源裝置，其特征在于：裝置進氣口(11)用于傳輸樣品氣體，吹入的樣品氣體被頂部的射頻光電離，最后在氣流和電場的共同作用下，從裝置出氣口(7)進入后端串聯(lián)的離子分析儀器；

裝置內(nèi)部是由四氟密封件和環(huán)電極形成的中空腔體，同時腔體的內(nèi)徑是變化的，腔體頂部的內(nèi)徑大于底部的內(nèi)徑；直流電壓直接加載在燈頭環(huán)電極(3)上，同時每個環(huán)電極之間串聯(lián)有一個電阻分壓，出口環(huán)電極(5)通過一個的電阻接地；裝置內(nèi)從頂部到底部電壓呈現(xiàn)由高到低的分布，同時電極內(nèi)徑的變化導致裝置內(nèi)部形成特殊的物理梯度電場，可以推動離子在向裝置出氣口(7)運動的同時匯聚，減少腔體內(nèi)壁上的離子碰撞損失。

3.據(jù)權(quán)利要求1所述的通過直流增強的常壓電離源裝置，其特征在于：

所述的燈頭環(huán)電極(3)是中部通孔內(nèi)徑從小到大的電極，并且內(nèi)徑較小的一面面向射頻燈(2)，內(nèi)徑較大的一面和大內(nèi)徑四氟密封件(10)相接，為了保證射頻燈光電離的效率，燈頭環(huán)電極小內(nèi)徑尺寸在7～8mm，大內(nèi)徑8mm～10mm，厚度在5mm～7mm；燈頭環(huán)電極內(nèi)壁的一側(cè)是裝置進氣口(11)，裝置進氣口的內(nèi)徑在3mm～4mm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于：

所述的電極系統(tǒng)除了燈頭環(huán)電極以外，出口環(huán)電極(5)和大內(nèi)徑環(huán)電極(9)都是中部通孔內(nèi)徑固定的圓環(huán)，厚度都為1.0mm～1.5mm，出口環(huán)電極的中部通孔內(nèi)徑在5.5mm～6mm，大內(nèi)徑環(huán)電極(9)中部通孔內(nèi)徑和燈頭環(huán)電極(3)中部通孔內(nèi)徑較大一面的內(nèi)徑相等。