[发明专利]一种深紫外LED电离源及其工作方法

说明书

本发明涉及一种深紫外LED电离源及其工作方法。该电离源包括深紫外LED和电离室。电离室包括绝缘外壳、自上向下依次设置在绝缘外壳内的牵引聚焦电极组和总量检测环以及安装在绝缘外壳底部的离子出口。牵引聚焦电极组包括自上向下依次设置在深紫外LED与离子出口之间的若干个牵引聚焦电极，相邻牵引聚焦电极间设有固定到绝缘外壳内壁上的绝缘垫圈。总量检测环包括绝缘支撑环和对应设置在绝缘支撑环内壁上的离子收集电极与离子推斥电极。深紫外LED安装在绝缘外壳顶部。绝缘外壳侧壁上自上向下依次贯穿安装有进样管和抽气气管。本发明能够解决现有技术中存在的不足，具有电离源体积小、驱动电路简单、使用安全、电离效率高、定量过程准确等特点。

技术领域

本发明涉及谱学类仪器离子源技术领域，具体涉及一种深紫外LED电离源及其工作方法。

背景技术

质谱、迁移谱等谱学分析设备，均需要将待测样品电离后，进行检测。在现有电离源中，有一类称为大气压光电离源。此类电离源在大气压环境下采用氩灯、氪灯(真空紫外灯属于此类)、氙灯等光源，让发出的光子与待测样品直接或间接相互作用，使得待测样品带电(真空紫外灯一般是使得样品失去电子带正电，即获得质子带正电)。大气压光电离根据是否使用掺杂剂，又可分为直接大气压光电离和掺杂大气压光电离，直接大气压光电离是指光子直接与待测样品发生作用，使样品电离。掺杂大气压光电离是指，利用某些掺杂剂(例如，甲苯、丙酮等)辅助电离，首先掺杂剂被光子电离，然后掺杂剂与待测样品发生相互作用，将质子转移给待测样品，最终完成待测样品的电离。

现有大气压化学电离技术均使用体积较大的真空紫外灯，此类真空紫外灯需要数千伏特的电源供电，电源体积较大、驱动电路复杂。且目前紫外灯线性电离范围上线约为数百个ppm，即假设输入物质的浓度为C，经过紫外灯电离后，产生的离子浓度n_in可表示为n_in＝C*μ，其中μ即为紫外灯电离效率。在数百ppm范围以内，此电离效率为常数，保证了后续定量检测的精确性。但若待测物浓度过大，则μ为非常数，导致电离效率降低，及电离后产生的高浓度离子发生离子复合反应，影响定量过程的准确性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种深紫外LED电离源及其工作方法，该电离源及其工作方法能够解决现有技术中存在的不足，具有电离源体积小、驱动电路简单、使用安全、电力效率高、定量过程准确等特点。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种深紫外LED电离源，包括深紫外LED和电离室；所述电离室包括绝缘外壳、自上向下依次设置在绝缘外壳内的牵引聚焦电极组和总量检测环以及安装在绝缘外壳底部的离子出口；所述牵引聚焦电极组包括自上向下依次设置在深紫外LED与离子出口之间的若干个牵引聚焦电极，相邻牵引聚焦电极间设有固定到绝缘外壳内壁上的绝缘垫圈；所述总量检测环包括绝缘支撑环和对应设置在绝缘支撑环内壁上的离子收集电极与离子推斥电极；所述深紫外LED安装在绝缘外壳顶部；所述绝缘外壳侧壁上自上向下依次贯穿安装有进样管和抽气气管。

进一步的，所述绝缘外壳的顶部开设有安装口一，所述深紫外LED安装在安装口一中，深紫外LED与安装口之间设有O型密封圈。

进一步的，所述绝缘外壳的底部开设有安装口二；所述离子出口安装在安装口二中；所述离子出口包括支撑盘和开设在支撑盘中间的出孔。

进一步的，所述深紫外LED的电极与深紫外LED驱动电源相连。

进一步的，所述进样管包括自上向下依次贯穿安装在绝缘外壳侧壁上的掺杂剂进样管和样品气进样管；所述样品气进样管的入口处设有一与样品气进样管内部相通的稀释气进样管；所述掺杂剂进样管，用于向绝缘外壳内部通入掺杂剂，所述掺杂剂为四(二甲氨基)乙烯。

进一步的，所述抽气气管的外端连接有真空泵。

进一步的，所述牵引聚焦电极为中间带有圆孔的环形电极，且各个牵引聚焦电极的圆孔的直径自上向下依次减小。