[发明专利]一种直线式飞行时间质谱仪

摘要

本发明提供一种直线式飞行时间质谱仪。在一个高真空腔室内，设置了气体进样装置、电子轰击离子源、纳秒脉冲离子开关、法拉第杯等设备。气体进样装置把环境气体引入离子源放电区，电子与气体分子相互作用产生电离，生成气体离子。在引出电压的作用下，离子束被引出。纳秒脉冲离子开关开通，离子通过时间为30ns，不同质荷比m/q的离子进入距离为L无场漂移区飞行一段时间后，到达法拉第杯检测器。不同质荷比m/q的离子到达法拉第杯检测器的飞行时间tf  不同，因此，在示波器上显示出不同离子的飞行时间谱峰，横坐标上时间代表离子质荷比m/q，谱峰的峰值则代表离子数。因此可以得到现场环境中气体离子种类和离子成分。

主权项

一种直线式飞行时间质谱仪，其特征在于，所述直线式飞行时间质谱仪包括离子源电源组（1），气样进入装置（2），电子轰击离子源（3），前法兰（4），不锈钢真空腔室（5），引出电源（6），聚焦电源（7），离子出口狭缝（8），三膜片单透镜（9），第一栅网（10），纳秒脉冲离子开关（11）， 第二栅网（12），高真空规管（13）， 法拉第杯抑制电极（14），法拉第杯内筒（15），法拉第杯外筒（16），后法兰（17），抑制电源（18），第一分子泵（19），干泵（20），高压纳秒脉冲电源（21），第一真空阀（22），低真空规管（23），第二真空阀（24），闸板阀（25）， 第二分子泵（26）；其连接关系是：离子源电源组（1）与电子轰击离子源（3）连接；气样进入装置（2）通过前法兰（4）与不锈钢真空腔室（5）连接；引出电源（6）与电子轰击离子源（3）的引出电极连接；聚焦电源（7）与电子轰击离子源（3）的聚焦电极连接；离子出口狭缝（8）与不锈钢真空腔室（5）连接；三膜片单透镜（9）通过螺钉与不锈钢真空腔室（5）连接；不锈钢真空腔室（5）外壳与地连接；第一栅网（10）、第二栅网（12）设置在不锈钢真空腔室（5）内，通过螺钉与不锈钢真空腔室（5）连接并导通；第一栅网（10）和第二栅网（12）设置不锈钢真空腔室（5）内，两者都与地连接；高真空规管（13）与不锈钢真空腔室（5）连接；纳秒脉冲离子开关（11）设置在不锈钢真空腔室（5）内，纳秒脉冲离子开关（11）由两组互相绝缘的钼板组成，一组钼板与地连接，另一组钼板与高压纳秒脉冲电源（21）连接；法拉第杯离子检测器由法拉第杯抑制电极（14）、法拉第杯内筒（15）、法拉第杯外筒（16）和抑制电源（18）组成；法拉第杯抑制电极（14）制成网状，固定在不锈钢真空腔室（5）内，与抑制电源（18）连接；法拉第杯外筒（16）通过螺钉固定在不锈钢真空腔（5）内，与地连接；法拉第杯内筒（15）由绝缘材料固定在法拉第杯外筒（16）内壁，法拉第杯内筒（15）接收离子束，并通过测量电极与示波器测量设备连接；第一分子泵（19）和第二分子泵（26）分别通过一个真空角阀与不锈钢真空腔（5）连接；后法兰（17）与不锈钢真空腔（5）连接；干泵（20）通过不锈钢管道、第一真空阀（22）与第一分子泵（19）和第二分子泵（26）连接；干泵（20）通过不锈钢管道、第二真空阀（24）与不锈钢真空腔（5）室连接；干泵（20）通过不锈钢管道与低真空规管（23）连接；闸板阀（25）通过连接法兰与不锈钢真空腔（5）连接。