[其他]四级式质量分析仪

说明书

本发明是关于四极式质量分析仪中的离子检测部分的结构。

由于在四极质量分析仪中，从离子源至四极的离子出口至今都是采用直线式装配，由离子源灯丝发出的光和由被加速的离子与中性原子交换价电子所产生的加速中性原子等均为直线通过四极区，射入离子检测部分;从而对离子检测结果带来背景噪声。为防止光与中性原子进入离子检测器，历来的作法都是将离子检测器安置在偏离通过离子源和四极中心的中心轴线的位置上。在这种结构中，需要使用复杂的偏转器，以将离子由四极的离子出口引导至离子检测器。另一方面，由于使用二次电子倍增管或通道管等作为离子检测器，而这些检测器的灵敏度随离子入射量的不同而变化;因此，加在第一级离子入射面上的电压的变化范围是由负几百伏到4千伏。然而，离子检测器的第一级电压如果发生上述的变化，会引起偏转器范围内电位分布的变化，进而使通过四极后的离子向离子检测器会聚的会聚效率发生变化，而且会聚效率的变化程度随离子质量不同而不同;在质量大的一侧，效率变化大，从而产生以下问题：离子检测器外加电压的变化使观测到的低质量区与高质量区的质谱线峰值强度比不同。

本发明要解决的是在四极式质量分析仪中，为了控制离子检测器灵敏度而改变外加电压时引起离子会聚效率发生变化的问题。

本发明是给二次电子倍增管或通道管中的第一级离子-电子转换电极上加以经常保持恒定的电压，通过改变第二级电极及其以后电极上的电压，来实现对检测器增益的调节。

由于离子检测器第一级电极上所加电压为恒定值，所以由四极质量分析部分的离子出口至离子检测器之间的电位分布是一定的，而与离子检测器设定的灵敏度无关，从而离子会聚效率也保持不变。在这种情况下，虽然作为离子检测器第一级电极的离子-电子转换面与第二级倍增极或通道管入口之间的电位差随离子检测器设定的灵敏度而变化，但当两者之间的电位差大于某一数值时，二次电子发射率即饱和而大体上趋于恒定，从而依靠第二级以后至末级倍增极之间的电压实现灵敏度的调节。

图1是本发明的一个实施例。Q是四极电极棒，离子源在图的左外侧。A是四极质量分析部分的中心轴线;M是二次电子倍增管;dyf是倍增管的第一级倍增极;dy2是第二级倍增极;dyf是末级倍增极;c是收集极。第一级倍增极是离子-电子转换器。该第一级倍增极设在偏离四极中心轴线A的位置。四极电极棒Q的端面与第一级倍增极之间装有偏转器D;通过四极质量分析部分的离子，如图中虚线所示弯曲入射到第一级倍增极dy1上。第一级倍增极dy1上加恒定电压Vc。第二级倍增极dy2上加可变电压Vd。由第二级以后至末级倍增极上的电压，是由分压电阻R将Vd分压之后加上的。在检测正离子时，第一级倍增极上所加电压Vc是一个恒定电压，约为4千伏，比第二级倍增极dy2上所加的负电压Vd的最大值（绝对值）略高。

图2是本发明的另一个实施例。这是一个离子检测器使用通道管的例子。这时，四极电极棒Q、偏转器D等的设置与图1所示实例相同。CT是通道管的主体部分;C是收集极，dy1是离子-电子转换器，是通道管的第一级电极;在dy1上加恒定电压Vc。在通道管主体部分CT的电子入射端上加可变电压Vd，在电子出射端加恒定电压Vf，从而在通道管主体内形成电位梯度。

以上两个实施例，都是通过改变Vd对离子检测器的增益进行控制。

由于本发明采用上述结构，即使改变离子检测器的增益，四极电极棒Q的离子出射端与离子检测器的第一级离子-电子转换电极之间的电位分布却总是一定的;因此，离子会聚效率保持不变，从而不会产生质谱低质量区与高质量区峰值的高度比随设定的灵敏度不同而改变的现象。

图1是本发明的一个实施例主要部分的接线图。

图2是本发明另一个实施例主要部分的接线图。