[实用新型]一种弧光放电离子源装置

说明书

本实用新型公开了一种弧光放电离子源装置，特点是：包括放电阳极、放电阴极、交流电源模块、推斥电极和检测装置，放电阳极和放电阴极同纵轴相对间隔设置，放电阴极的中间设置有进样通道，放电阳极和放电阴极之间的间隔区域构成放电区域，推斥电极和检测装置的进样口同水平轴相对设置在放电区域的两侧，交流电源模块的正极与放电阳极连接，交流电源模块的负极与放电阴极连接，交流电源模块与放电阳极之间连接有电感器，优点是：提供了一种结构简单、操作方便、体积小、功耗低的便携式交流弧光放电离子源装置，改善了直流放电电阻镇流引起的放电不稳定和体积大的问题，避免带电离子大电流轰击阴极材料而造成阴极材料损坏，提高电离效率。

技术领域

本实用新型涉及离子源领域，尤其涉及一种弧光放电离子源装置。

背景技术

目前常规用于金属元素电离的是电感耦合等离子体电离源，该类离子源电离效率高，但存在近千瓦的高功耗，体积大，且需要耗费大量惰性气体，无法便携和集成在小型设备中。

新发展的是液相溶出金属元素电离的直流辉光放电电离源，存在放电电流大，需要低阻抗、大功率、大体积的电阻镇流，致使整个离子源功耗高，体积大，不易便携使用和集成的缺点。此外，电阻随电流通过致热，电阻发生改变，致使镇流电流不稳，影响电离过程中的离子源产生离子的稳定性。再一方面，直流放电过程中，电离区域带电离子和电子分别到达阴极和阳极，离子产生过程在放电区域难以累积，导致离子化效率低，同时带电离子大电流轰击阴极材料，容易造成阴极材料损坏。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种结构简单、操作方便、体积小、功耗低的交流弧光放电离子源装置。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种弧光放电离子源装置，包括放电阳极、放电阴极、交流电源模块、推斥电极和检测装置，所述的放电阳极和所述的放电阴极同纵轴相对间隔设置，所述的放电阴极的中间设置有进样通道，所述的放电阳极和所述的放电阴极之间的间隔区域构成放电区域，所述的推斥电极和所述的检测装置的进样口同水平轴相对设置在所述的放电区域的两侧，所述的交流电源模块的正极与所述的放电阳极连接，所述的交流电源模块的负极与所述的放电阴极连接，所述的交流电源模块与所述的放电阳极之间连接有电感器。放电阳极和放电阴极同轴相对布置，通过高频交流电源对两个电极施加高压交流电，在两电极间形成等离子体放电。

在一些实施方式中，还包括用于固定所述的放电阳极和所述的放电阴极的装置平台，所述的装置平台的一侧开设有用于容纳电离后废液的废液槽。用于进行废液的回收，弧光放电后产生的废液能直接进入废液槽。

在一些实施方式中，所述的放电阳极采用金属铂针，所述的金属铂针外包裹有用于保护的PEEK管；所述的放电阴极采用中空的石墨管，所述的进样通道采用毛细管，所述的毛细管贯穿设置在所述的石墨管的中部，所述的毛细管的底端连接进样装置，顶端为进样口。在放电阳极中，金属铂针置于PEEK管之中可以形成类针尖放电，可以提升等离子体激发效率；在毛细管外设置石墨管包裹，用于对毛细管保护，且石墨管与高频交流电源负极相连，构成放电阴极。

在一些实施方式中，所述的石墨管固定在所述的装置平台的上方，所述的废液槽的底部设置有可开闭的废液输出孔。用于将废液从废液槽内排出。

在一些实施方式中，所述的交流电源模块提供的交流电频率在10kHz-10MHz范围内。采用该高频交流电效果较好，且通过调节放电频率能够使离子在电源交变周期内，减少阴极到达，实现离子在放电空间驻留。

在一些实施方式中，所述的电感器集成在所述的交流电源模块的内部或者所述的电感器外置，与所述的交流电源模块的正极相连，用于镇流。

在一些实施方式中，所述的检测装置采用质谱仪或者光谱仪。装置可在大气压下进行工作，体积小，可方便集成。