[实用新型]真空过渡装置及含有该真空过渡装置的质谱仪

说明书

本实用新型公开了一种真空过渡装置及含有该真空过渡装置的质谱仪。该真空过渡装置通过在一体成型的真空腔体内开设第一级真空腔和第二级真空腔，之间通过真空分级块隔开并连通，形成多级真空过渡系统。具有该多级真空过渡系统的真空过渡装置应用在质谱仪中时，能够有效缩短电离激光距离空气动力学透镜出口的距离，可以减少粒子飞出透镜后的发散现象对仪器打击率的影响，提高仪器的打击率，从而提高仪器单位时间获得谱峰信号的数量。该真空过渡装置结构简单，简化了传统的质谱仪的真空结构，从而有利于降低仪器的整体高度尺寸，缩小仪器的体积。该真空过渡装置有利于大大减小真空过渡腔体的体积，有利于减少真空过渡腔抽真空的时间。

技术领域

本实用新型涉及质谱检测技术领域，尤其是涉及一种真空过渡装置及含有该真空过渡装置的质谱仪。

背景技术

大气气溶胶对环境以及人体健康有巨大的影响，越来越受到重视。大气气溶胶的来源以及演变复杂，深入研究其来源特性、理化性质以及演变机理困难。单颗粒气溶胶质谱仪作为一种新型的气溶胶分析仪器，能够从单个颗粒的层面上测量颗粒的尺寸大小和化学组成，对于研究大气颗粒物的种类、混合状态、演变过程及来源解析具有重要的作用。

单颗粒气溶胶质谱仪主要由进样系统、真空系统、激光测径系统、电离系统、质量分析器等组成。如图1所示，传统的真空系统将仪器内部分成三级过渡的真空结构，仪器正常工作时，首先关闭真空阀门10，由机械泵和分子泵工作，通过抽气口11a、11b、11c、11d和11e将仪器内部抽成真空状态，使进样口12和仪器内部第一级真空腔室13形成压力差，待测样品在压力差的作用下，首先经过进样系统，将样品中的气溶胶颗粒物汇聚成穿过空气动力学透镜中心的颗粒束，汇聚好的颗粒束进入到第二级真空腔室14内的激光测径系统，颗粒物飞过第一束测径激光15产生的散射光被光电倍增管(PMT)检测后触发计时器，并记录脉冲触发信号的时刻T0，颗粒物继续飞行到间距为L的第二束激光处，颗粒物飞过第二束测径激光16产生的散射光被第二个PMT检测到，并记录脉冲触发信号的时刻T1；根据粒子的飞行时间差，计算得到颗粒物的粒径以及速度等信息；然后粒子继续飞行到第三级真空腔室17内，并根据脉冲触发信号产生的时刻T1，计算得到T2时刻，使得粒子飞到电离激光18电离位置的同时电离系统运行，将颗粒物电离，电离后的带电离子在质量分析器内被分析，得到颗粒组成成分信息。

由仪器的工作原理可知，真空系统是单颗粒气溶胶质谱仪的一个重要组成部分。质量分析器内部的微通道板(MCP)需要一般工作在1×10^-4Pa以下的高真空环境中。仪器打开真空阀门进样时，需要仪器内部跟进样口有一定的压力差，又要保证质量分析器内的真空度不超过MCP正常工作所要求的真空度，同时还要考虑到分子泵的抽气能力，防止其工作过载，所以就需要设计合理的真空过渡结构来满足仪器正常运行时的真空度要求。传统的在单颗粒气溶胶质谱仪上，常见的真空过渡结构是将第一级真空和第三级真空之间用一个单独的腔体隔开作为过渡的第二级真空腔体，或者用若干个零部件相互锁紧连接在一起组成一个第二级真空过渡腔体。然而，传统的这类真空过渡结构零部件多，结构复杂，使电离激光的位置距透镜出口的位置较远，由于粒子从空气动力学透镜末端飞出时有一定的发散，距离透镜出头距离越远，粒子的发散现象越明显，会使粒子通过第一束和第二束测径激光后，不一定会通过第三束电离激光，造成仪器的打击效率下降；并且真空过渡结构的过渡腔体体积相对大，过渡级腔体抽真空的时间长。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种真空过渡装置及含有该真空过渡装置的质谱仪，以解决传统的质谱仪真空过渡结构的结构复杂、需要抽真空的时间长等问题。

一种真空过渡装置，包括真空腔体和真空分级块；整个所述真空腔体为一体成型的结构，所述真空腔体设有第一级真空腔和第二级真空腔，并设有分别与所述第一级真空腔和所述第二级真空腔连通的第一抽气口和第二抽气口，所述真空腔体对应于所述第一级真空腔具有第一连接端且对应于所述第二级真空腔具有第二连接端；所述第一级真空腔与所述第二级真空腔之间设有连通于所述第一级真空腔与所述第二级真空腔的安装孔，所述真空分级块安装于所述安装孔，所述真空分级块具有过样孔。