[发明专利]一种用于磁质谱仪的高效离子源

说明书

本发明涉及离子源领域，提供了一种用于磁质谱仪的高效离子源，包括灯丝、离子化盒、推斥极和偏转板组件；推斥极设在离子化盒内部的前端，两者共同形成圆柱形空间；灯丝发射电子穿过圆柱形空间到达收集极；离子化盒、收集极的外部设置磁铁；偏转板组件包括依次设置的第一水平偏转透镜、聚焦透镜、第一垂直偏转透镜、第二水平偏转透镜、第二垂直偏转透镜；第一垂直偏转透镜和第二水平偏转透镜间设狭缝。本发明实现了电子轰击电离和化学电离二种电离模式；离子化盒内外形成差级真空，延长灯丝使用寿命；离子化室和推斥极形成圆柱形的离子化空间，离子引出效率高；推斥极和离子化盒存在电势差，形成电势透镜，降低离子空间发散，提高仪器质量分辨率。

技术领域

本发明涉及离子源技术领域，特别涉及一种用于磁质谱仪的高效离子源。

背景技术

近年来，伴随高精度的机械加工以及电子技术的发展，质谱技术在化工和环境分析领域得到飞速发展。

采用电子轰击离子源的质谱仪，相比采用单光子紫外光电离离子源和电感耦合等离子体离子源的质谱仪而言，具有结构简单，可电离样品种类丰富和离子化效率高的特点，可以在实现仪器离子源小型化的同时保持高效的离子化效率。实现高效的离子提取，进而能够实现仪器对样品的高精度分析，对于痕量物质的检测，具有十分重要的意义。

对于用于磁质谱仪的离子源而言，传统的电子轰击离子源采用矩形或圆柱形离子化盒，样品离子化后空间发散大，导致推斥聚焦后离子提取效率低。实现样品的高效离子化，对样品选择性的电离和较高的离子束流提取效率，是需要解决的问题.

发明内容

本发明的目的之一就是克服现有技术的不足，提供了一种用于磁质谱仪的高效离子源，同时采用电子轰击电离和化学电离，离子化效率高，并在离子化盒内形成电势透镜，离子引出效率高。

本发明采用如下技术方案：

一种用于磁质谱仪的高效离子源，包括灯丝、离子化盒、推斥极和偏转板组件；

所述推斥极设置在所述离子化盒内部的前端，所述离子化盒、推斥极上均具有半圆柱形，2个所述半圆柱形共同形成圆柱形空间；所述灯丝发射的电子在所述圆柱形空间内与样品及辅助气体发生电子轰击电离和化学电离，形成离子流；离子流通过所述推斥极加速，经所述偏转板组件整形，形成供后续的磁质谱仪分离分析的离子束流。

进一步的，所述圆柱形空间的轴向方向安装发射电子的所述灯丝，所述灯丝设置于所述离子化盒外，所述灯丝发射的电子通过中心小孔穿过所述离子化盒内部的圆柱形空间到达收集极；所述灯丝和收集极的外侧设置用于形成磁场的磁铁。

进一步的，所述偏转板组件包括依次设置的第一水平偏转透镜、聚焦透镜、第一垂直偏转透镜、第二水平偏转透镜、第二垂直偏转透镜；所述第一垂直偏转透镜和第二水平偏转透镜之间设置有供离子流通过的狭缝。

进一步的，对所述灯丝施加发射电流和加速电压，灯丝发射电子，电子经中心小孔进入所述离子化盒，与所述离子化盒内的样品气体发生碰撞电离；离子与辅助气体发生化学电离形成离子流；离子流经所述推斥极加速后，依次经过所述第一水平偏转透镜、聚焦透镜、第一垂直偏转透镜，形成扁条状离子束流；所述扁条状离子束流通过狭缝，并经所述第二水平偏转透镜、第二垂直偏转透镜整形后，得到最终的离子束流。

进一步的，所述高效离子源设置在真空腔体内。

进一步的，所述中心小孔为差级真空孔，确保灯丝安装位置的真空度。

进一步的，所述离子化盒与推斥极之间具有电势差，在所述圆柱形空间内形成电势透镜，减小了离子流在离子化区域内的空间发散效应，高效地将离子束流引出。

进一步的，所述真空腔体内的真空度优于所述离子化盒内的真空度。