[发明专利]离子源、质谱仪系统以及产生离子的方法

权利要求书

1.一种用于具有滤质器的质谱仪的离子源，所述离子源包括：

气体源，所述气体源用于将气体输送到被抽真空的电离容积，所述气体源处于高于被抽真空的所述电离容积的压力的压力；

喷嘴，气体从所述气体源通过所述喷嘴被输送到所述电离容积，不存在导流率受限的电离室，使得通过所述喷嘴的气体在所述电离容积的电离区域中自由膨胀，其中，所述导流率受限的电离室限制气体从所述喷嘴到所述质谱仪的真空泵的流动；

电子源，所述电子源被配置为发射电子，所述电子在所述喷嘴的5毫米范围内通过所述电离区域中的膨胀的所述气体，以使膨胀的所述气体中的至少一部分电离；以及

电极，所述电极被配置为产生用于从所述电离区域到所述滤质器的离子流的电场，所述电极与所述喷嘴间隔开并且被定向以限制所述电极直接暴露于所述气体。

2.根据权利要求1所述的离子源，其中，所述喷嘴是管。

3.根据权利要求1所述的离子源，其中，来自所述喷嘴的气体分子中的至少20％通过所述电离区域。

4.根据权利要求1所述的离子源，其中，所述电子源是加热的灯丝。

5.根据权利要求1所述的离子源，其中：

所述电子源布置在第一电极的与所述电离区域相对的一侧；以及

由所述电子源产生的电子行进通过所述第一电极的孔并朝向所述电离区域，从而导致电子束行进通过所述电离区域中的膨胀的所述气体。

6.根据权利要求5所述的离子源，所述离子源还包括第二电极，所述第一电极和所述第二电极布置在所述电离区域的相对两侧并且所述第二电极包括孔，其中，由所述电子源产生的所述电子行进通过所述第二电极的所述孔。

7.根据权利要求5所述的离子源，所述离子源还包括捕获电极，所述捕获电极相对于所述电离区域与所述第一电极相对布置并被配置为测量流过所述电离区域的电子束电流的至少一部分。

8.根据权利要求1所述的离子源，其中，所述电极包括第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极布置在所述电离区域的相对两侧，所述第一电极的表面和所述第二电极的表面基本上平行于从所述喷嘴起通过所述电离区域的气体流的主方向。

9.根据权利要求8所述的离子源，所述离子源还包括排斥电极，所述排斥电极被配置为将离子从所述电离区域朝向所述滤质器排斥。

10.根据权利要求8所述的离子源，所述离子源还包括离子出口电极，所述离子出口电极具有用于将所述离子流从所述电离区域引导到所述滤质器的孔。

11.根据权利要求1所述的离子源，其中，所述电极包括：

第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极布置在所述电离区域的相对两侧，所述第一电极的表面和所述第二电极的表面基本上平行于从所述喷嘴起通过所述电离区域的气体流的主方向；

捕获电极，所述捕获电极相对于所述电离区域与所述第一电极相对布置并且布置在所述第二电极的外部；

排斥电极，所述排斥电极被配置为将离子从所述电离区域朝向所述滤质器排斥；以及

离子出口电极，所述离子出口电极具有用于将离子流从所述电离区域引导到所述滤质器的孔；

所述电子源包括布置在所述第一电极的与所述电离区域相对的一侧的灯丝；并且

由所述灯丝产生的电子行进通过所述第一电极的孔，朝向所述电离区域并且通过所述第二电极的孔，从而导致电子束在所述第一电极和所述第二电极之间行进并通过所述电离区域中的膨胀的所述气体，并且

其中，所述捕获电极被配置为测量流过所述第二电极的所述孔的电子束电流。

12.根据权利要求11所述的离子源，其中，所述电极的电压是能独立控制的。