[發明專利]一種分析ppb量級氙同位素豐度比的四極質譜測量裝置

在審

• 申請號: 201910403956.9
• 申請日: 2019-05-16
• 公開（公告）號: CN110031537A
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: 楊天麗;劉雪梅;龍開明;羅立力;王海龍;孫明良;楊鳳杰;歐陽群益
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院核物理與化學研究所
• 主分類號: G01N27/62
• 分類號: G01N27/62
• 代理公司: 中國工程物理研究院專利中心 51210
• 代理人: 翟長明;韓志英

1.一種分析ppb量級氙同位素豐度比的四極質譜測量裝置，其特征在于，所述的四極質譜測量裝置包括進樣單元、一級純化單元、二級純化單元、低溫提取單元和四極測量單元；

進樣單元包括通道（1）、全金屬微漏閥（2）、樣品室（3）、薄膜壓力計（4）、隔離閥Ⅰ（5）、隔離閥Ⅱ（7）和金屬三通接頭（6）；金屬三通接頭（6）的進氣端通過通道（1）與樣品瓶連通，金屬三通接頭（6）的一個出氣端通過通道（1）與隔離閥Ⅰ（5）、全金屬微漏閥（2）和樣品室（3）順序連通，金屬三通接頭（6）的另一個出氣端通過通道（1）與隔離閥Ⅱ（7）和渦旋干泵（22）順序連通；薄膜壓力計（4）測量樣品室（3）的壓力；

一級純化單元包括高溫去氣爐（8）和全金屬角閥Ⅰ（9），所述的高溫去氣爐（8）通過全金屬角閥Ⅰ（9）與樣品室（3）連通，高溫去氣爐（8）中裝填有吸附材料Ⅰ（10）；

二級純化單元包括樣品通道（11）、去氣爐（12）和真空規（14）；所述的樣品室（3）通過樣品通道（11）與全金屬隔離閥Ⅱ（13）、全金屬角閥Ⅵ（26）、全金屬隔離閥Ⅲ（27）、全金屬角閥Ⅴ（25）、全金屬角閥Ⅲ（15）和去氣爐（12）順序連通，全金屬角閥Ⅵ（26）上還順序安裝有渦輪分子泵（23）和渦旋干泵（22），全金屬角閥Ⅴ（25）上還安裝有離子濺射泵（24），全金屬角閥Ⅴ（25）、全金屬角閥Ⅲ（15）之間的樣品通道（11）上安裝有真空規（14）；去氣爐（12）中裝填有吸附材料Ⅱ（16）；

低溫提取單元包括低溫吸附柱（17），低溫吸附柱（17）通過全金屬角閥Ⅳ（18）與樣品通道（11）連接，低溫吸附柱（17）工作時放置在外置低溫裝置（19）的低溫池內；

四極測量單元包括四極質量分析器（20），四極質量分析器（20）通過全金屬隔離閥Ⅰ（21）與樣品通道（11）連接。

2.根據權利要求1所述的分析ppb量級氙同位素豐度比的四極質譜測量裝置，其特征在于，所述的進樣單元中樣品室（3）的體積小于等于60mL，樣品室（3）的材質為316型無磁不銹鋼，樣品室（3）的內壁電拋光后鍍金處理。

3.根據權利要求1所述的分析ppb量級氙同位素豐度比的四極質譜測量裝置，其特征在于，所述的一級純化單元中，高溫去氣爐（8）內裝填的吸附材料為海綿鈦或鋯釩鐵中的一種。

4.根據權利要求1所述的分析ppb量級氙同位素豐度比的四極質譜測量裝置，其特征在于，所述的二級純化單元中，去氣爐（12）內裝填的吸附材料為鋯鋁合金材料，鋯的重量百分比為84%、鋁的重量百分比為16%。

5.根據權利要求1所述的分析ppb量級氙同位素豐度比的四極質譜測量裝置，其特征在于，所述的二級純化單元中，樣品通道（11）的材質為316型無磁不銹鋼，樣品通道（11）的內壁電拋光后鍍金處理。

6.根據權利要求1所述的分析ppb量級氙同位素豐度比的四極質譜測量裝置，其特征在于，所述的低溫提取單元中，外置低溫裝置（19）的低溫池的溫度范圍為78K～300K，溫度控制精度為±1K/min。

7.根據權利要求1所述的分析ppb量級氙同位素豐度比的四極質譜測量裝置，其特征在于，所述的進樣單元中，金屬三通接頭（6）的材質為316型無磁不銹鋼，金屬三通接頭（6）的內壁電拋光，金屬三通接頭（6）為整體加工成型部件。

8.根據權利要求1所述的分析ppb量級氙同位素豐度比的四極質譜測量裝置，其特征在于，所述的進樣單元、一級純化單元、二級純化單元和低溫提取單元中的金屬材料部件在600℃真空環境中烘烤48h及以上。

9.根據權利要求1所述的分析ppb量級氙同位素豐度比的四極質譜測量裝置，其特征在于，所述的進樣單元、一級純化單元、二級純化單元和低溫提取單元中連接位置采用法蘭連接，法蘭的出口處采用內部焊接。

10.根據權利要求1所述的分析ppb量級氙同位素豐度比的四極質譜測量裝置，其特征在于，所述的樣品室（3）和樣品通道（11）真空度小于10^-7Pa。