[实用新型]应用于TOF质谱仪的离子检测器和质量分析器

说明书

技术领域

本实用新型涉及离子分析技术领域，尤其涉及一种应用于TOF质谱仪的离子检测器和质量分析器。

背景技术

质谱仪是一种可以用于分析多种化学组份的科学仪器，被广泛应用于化学、地质学、半导体技术、生物技术等各个领域，其工作方式是通过一定手段将物质成分离子化，再用质量分析器对离子进行测定。飞行时间(Time of Flight，简称TOF)质量分析器是质谱仪器中重要的一种质量分析器，其原理是对飞行管道内(无电场区)离子推斥，不同质荷比离子飞行速度不同，到达检测器的时间也不同，从而达到成分分析的目的。

TOF质量分析器特点是分辨率高，分析速度快，但成分定量分析精度不高，特别是离子的各个成分含量差异较大时，定量分析的精度就会变得不尽如人意。由于TOF的原理，即只能采用脉冲形式的离子，一次脉冲虽然能检测全谱，但不同离子到达时间间隔极短，导致测得信号增益全部相同。TOF质量分析器进行定量分析时精度不高，其原因还包括如下方面：

离子的各个组分含量差异较大时，组分含量小的离子脉冲受误差影响更大。以自然界氧元素同位素为例，有¹⁶O、¹⁷O、¹⁸O三种同位素的形式存在，相对丰度分别为99.756％、0.039％和0.205％，如果检测O^-离子时，三种同位素对应的谱峰的幅度相差巨大，¹⁶O的谱峰幅度是其他两种同位素的成百上千倍，检测时，对的¹⁷O、¹⁸O检测的影响很大。

窄脉冲信号频带处理困难，“震荡”、“拖尾”等现象难以避免，影响后续波形的基线，尤其是后续波形幅度较小时影响更严重。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种应用于TOF质谱仪的离子检测器、质量分析器及离子检测的控制方法，以解决TOF定量检测精度低的问题。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种应用于飞行时间质谱仪的离子检测器，包括：

金属屏蔽罩，至少一个偏转板组，每个偏转板组的脉冲电源，和至少两个接收器，所述接收器由微通道板、宽频电流放大器和高速模数转换器组成；

所有偏转板组设置在所述金属屏蔽罩内，所述金属屏蔽罩有位于同一轴线上的入射孔和出射孔；

每个偏转板组在所述轴线两侧对称设置，用于通过其脉冲电源施加的脉冲电压产生均匀电场，以改变通过偏转板组的离子的飞行方向，使不同种离子以相同的入射角度打入不同的接收器。

优选的，每个接收器的增益是根据打入的离子数量的估计值确定的。

基于上述任意离子检测器实施例，优选的，所述偏转板组的脉冲电源施加给偏转板组的脉冲电压的幅度是根据对应的接收器的安装位置，本偏转板组中偏转板之间的距离，偏转板的轴向长度，和离子的加速电压确定的。

一种质量分析器，包括上述任一实施例所述的离子检测器。

本实用新型实施例中，离子检测器有至少两个接收器，不同种离子打入不同的接收器，数量较少的离子可以通过提高增益的方式降低误差对其检测精度造成的影响，另外还能够避免“震荡”、“拖尾”等现象对脉冲幅度小的离子造成影响，提高了定量检测的精度。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种离子检测器结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的接收器结构示意图；

图3a为本实用新型实施例提供的第一种偏转板组形状示意图；

图3b为本实用新型实施例提供的第二种偏转板组形状示意图；

图3c为本实用新型实施例提供的第三种偏转板组形状示意图；

图4为本实用新型实施例提供的接收器的位置关系示意图；

图5为本实用新型一个实施例提供的脉冲电源向偏转板组施加的脉冲电压的脉冲宽度示意图；

图6为本实用新型另一个实施例提供的脉冲电源向偏转板组施加的脉冲电压的脉冲宽度示意图；

图7为本实用新型又一个实施例提供的脉冲电源向偏转板组施加的脉冲电压的脉冲宽度示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实用新型实施例提供的技术方案进行详细描述。