[发明专利]一种抗腐蚀耐高温内置样品池的超声分子束脉冲阀

说明书

本发明一种抗腐蚀耐高温内置样品池的超声分子束脉冲阀；解决了目前脉冲阀无法将样品加热到200ºC以上以提高样品分子浓度获得更好测量信噪比问题，解决了碱金属等样品对橡胶部件具有腐蚀作用问题；本脉冲阀包括进气口、阀盖和阀体，阀体的外周设有电磁线圈，阀盖与阀体的上端相连，阀体下侧与真空法兰密封连接，真空法兰的中部设有样品池，样品池的四周利用密封铜圈与阀体密封，样品池的底部设有气体出射孔，气体出射孔的内部由开关顶针密封，载气由进气口进入，在电磁线圈的作用下，开关顶针可以上下运动，开闭气体出射孔，在气体出射孔打开的瞬间，载气夹带着样品池内样品挥发的饱和蒸气通过气体出射孔绝热膨胀进入高真空形成超声分子束。

技术领域

本发明涉及一种脉冲阀，尤其涉及一种超声分子束脉冲阀。

背景技术

在原子和分子的高分辨率激光光谱学的相关研究和实际应用中，为了最大程度地减少多普勒效应对谱线的加宽，提高光谱分辨率，通常需要把样品加热气化后由载气（通常为He、Ne、Ar等惰性气体）经过脉冲阀在真空室中绝热膨胀形成超声分子（或原子）束进行测量。目前市售的脉冲阀由于要防止载气在脉冲阀关闭期间从喷嘴或其它的接缝泄露进入真空腔，脉冲阀内部采用了相关的密封措施。目前市售的密封器件主要是采用全氟橡胶等材料的O型圈密封组件连接口，并采用聚四氟乙烯制作喷嘴的顶针防止脉冲阀关闭期间气体从喷嘴泄露进入真空腔。这种密封技术虽然达到了较好的密封效果，但对于某些待测样品存在致命缺陷，譬如如果待测样品为碱金属，则碱金属会与聚四氟乙烯的顶针和O型密封圈发生剧烈的化学反应，从而损坏脉冲阀。对于某些不宜挥发、常温下饱和蒸汽压非常低的样品，为了增加分子束中样品分子密度，以便获得更好的信噪比，往往需要加热样品到很高的温度。通常的超声分子束激光光谱学测量系统中，脉冲阀置于样品池的前边（以气流方向为参考，以下类同），为了不使样品在脉冲阀内部凝结而堵塞脉冲阀，脉冲阀的温度应该加热到高于样品温度。所以不宜挥发的样品要求脉冲阀要有耐高温的特性。由于目前市售的脉冲阀内部含有聚四氟乙烯或全氟橡胶等组件，同时脉冲阀包含电磁线圈，这些组件能够耐受的最高温度为200ºC，所以脉冲阀允许加热的最高温度也是200ºC。因此对于一些需要加热到高于200ºC的样品或对聚四氟乙烯材料具有腐蚀性的样品，目前市售的脉冲阀都不适用。

发明内容

本发明一种抗腐蚀耐高温内置样品池的超声分子束脉冲阀，克服了现有技术存在的不足，提供了提高样品分子浓度获得更好的信噪比、抗腐蚀且耐高温的超声分子束脉冲阀。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种抗腐蚀耐高温内置样品池的超声分子束脉冲阀,包括进气口、阀盖和阀体，阀体的外周设有电磁线圈，阀盖与阀体的上端螺纹相连，阀体下侧与真空法兰密封连接，真空法兰的中部设有样品池，样品池的四周利用密封铜圈与阀体密封，样品池的底部设有气体出射孔，气体出射孔的内部由开关顶针密封，载气由进气口进入，在电磁线圈的作用下，开关顶针可以上下运动，开闭气体出射孔，在气体出射孔打开的瞬间，载气夹带着样品池内样品挥发的饱和蒸气通过气体出射孔绝热膨胀进入高真空形成超声分子束。

进一步，所述电磁线圈的外围设有线圈保护罩，所述电磁线圈与电源导线相连。

进一步，所述阀体内部还设有主弹簧、铁芯、缓冲弹簧和挡片，主弹簧的两端分别与所述阀盖的底部和所述开关顶针的顶端接触，铁芯将主弹簧和所述开关顶针的头部包围，铁芯的下侧设有台阶面，台阶面通过缓冲弹簧与挡片弹性接触，铁芯上开有第一通气孔，挡片上开有与所述样品池相连通的第二通气孔。

进一步，所述真空法兰的底部设有加热丝，加热丝的底部设有加热丝档板。

进一步，所述阀盖的中部设有凸起部，凸起部的下表面通过O型密封圈与所述阀体的顶端固定相连。

进一步，所述真空法兰的侧面设有热电偶测温插孔，所述真空法兰的外沿设有第一线槽和第二线槽。

进一步，所述载气为惰性气体。