[实用新型]一种抑制低能光电子共振电离产生负离子的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及质谱分析的电离装置技术领域，具体涉及一种抑制低能光电子共振电离产生负离子的装置。

背景技术

SF₆分子采用sp3d2杂化，是正八面体结构，同时硫的6个外层电子都用于成键，而F都是8电子体结构，因此又称人造惰性气体，1900年法国科学家Moissan和Lebeau首次人工合成了SF₆气体，在1947出现了商品化的SF₆。由于SF₆化学性质稳定，其耐电强度为相同压力下氮气的2.5倍，击穿电压是空气的2.5倍，灭弧能力是空气的100倍，是一种优于空气和油之间的新一代超高压绝缘介质材料。从20世纪60年代起，SF₆被成功应用到高压开关设备，作为绝缘和灭弧介质，SF₆除应用在高压电气开关设备外，还应用在变压器、互感器、避雷器、充气电缆等高压电器设备，目前已经广泛应用于电力领域；但是，含有杂质的SF₆其绝缘性能会大幅下降，变得易放电，从而导致电气设备故障，当SF₆发生放电后会产生SO₂等含硫化合物，因此对其的检测具有重要意义。

单光子电离(single photon ionization，SPI)是一种阈值光电离的软电离源，对于大多数不饱和烷烃和芳香族化合物，双键或共轭作用使电离截面增加，电离概率也随之增加。真空紫外(vacuum ultraviolet，VUV)灯是一种能够发射紫外光子的电离源，其结构简单，体积小，功耗低；SF₆的杂质成分如HF、SO₂和SO₂F₂等具有高的电离势，单个光子很难将其电离，为了将难以电离的化合物电离，利用VUV灯发射的光子照到金属孔电极上产生光电子，通过加速光电子使其具有高的能量，然后应用于高电离能化合物的电离。

在高压设备中，填充的气体主要成分是SF₆，SF₆分子具有强的捕获电子能力，在对SF₆气体进行分析时，从金属表面溢出的低能光电子很容易被SF₆分子捕获，进而影响光电子加速后与其它成分的碰撞电离，对于低能的光电子，其能量与SF₆分子轨道电子能量接近时，容易发生共振，从而被SF₆捕获，为了减少光电子被SF₆分子的捕获，需要快速加速光电子。

实用新型内容

本实用新型的目的为解决现有技术的上述问题，提供了一种灵敏度高、碰撞率高的抑制低能光电子共振电离产生负离子的装置，为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种抑制低能光电子共振电离产生负离子的装置,其特征在于：包括推斥电极，所述推斥电极中心的正上方设置有紫外光源，通过推斥电极的壁上设置有放置毛细管的通孔，且毛细管通过通孔延伸到达电离区，推斥电极下方设置有聚焦电极，聚焦电极为圆环金属电极，其外侧还套有磁铁环，所述聚焦电极下方设置有带圆孔的引出电极，引出电极的下表面粘贴一层金属栅网，金属栅网由金属细丝交错连接呈筛网状，所述引出电极的下方设置有金属孔电极，金属孔电极为中空的柱状或台状圆柱，中心孔从顶端到底端逐渐增大。

优选地，所述紫外光源、推斥电极、聚焦电极、磁铁环、引出电极、金属栅网和金属孔电极由上至下依次同轴设置，且推斥电极与聚焦电极之间、聚焦电极与引出电极之间、引出电极与金属孔电极之间分别通过绝缘材料进行隔绝。

优选地，所述推斥电极为中心设置有圆孔的金属片构成，其中心圆孔径由上到下逐渐增大。

优选地，所述电离区位于引出电极和推斥电极之间的位置。

优选地，金属孔电极上的中心狭缝与下一级真空室连接，真空室中设置有离子探测器，探测器产生的离子信号通过导线与外界的信号检测设备相连接。

优选地，所述紫外光源为充有Kr气体的放电灯,所述推斥电极、引出电极和金属孔电极所加电压分别为18V、16V和-14V。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型在光电子溢出电极上方添加金属栅网，并在金属栅网上施加一定的电压，使从金属孔电极上溢出的光电子能被快速加速从而避免被SF₆捕获，同时，在电离区内设置了磁铁环增强高能光电子在电离区与样品分子的碰撞电离概率。

(2)本实用新型提高了电子和样品分子的碰撞几率，进而提装置的灵敏度。