专利名称：一种小型磁偏转质谱计的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种小型磁偏转质谱计，属于仪器仪表技术领域。
背景技术：
磁偏转质谱计主要由离子源、磁分析器、离子接收器和电测系统组成。现有的磁偏 转质谱计普遍存在的缺点为功耗高、体积大、质量重，因此不适合便携式气体成分检测以及 空间环境的探测。对于磁偏转质谱计，当采用磁扫描方式时，在加速电压恒定的情况下，仪器的灵敏 度与分辨本领的变化较小；然而，它需要采用直流电磁铁及高稳定度的励磁电源，且离子质 量与磁场强度呈平方关系，难以准确测定。而采用电扫描方式只需采用永久磁铁，且离子质 量与加速电压呈线性关系，便于准确测量；然而存在着由于加速电压变化引起的质量歧视 效应，即离子质量与加速电压呈反比关系，测定大质量时，仪器的灵敏度与分辨本领随着加 速电压的降低而下降。

发明内容
本发明的目的在于提供一种功耗低、体积小、质量轻的小型磁偏转质谱计，并且通 过双通道检测，减小加速电压变化范围与质量歧视效应。本发明提供了一种小型磁偏转质谱计，包括离子源、离子源真空室、磁分析器、飞 行管道、接收器、接收器真空室，离子源安置在离子源真空室内，飞行管道入口端与离子源 真空室相连，飞行管道设置两个出口端，分别连接到两个接收器真空室，磁分析器套在飞行 管道外部，接收器安置在接收器真空室内。本发明的工作原理为气体进入离子源之后，离子源灯丝发射的电子使气体分子 电离，产生带正电的离子，带电离子经加速聚焦后进入磁分析器，在磁场强度一定的情况下 不同荷质比的带电离子欲获得相同的偏转半径必须施加不同的加速电压，如施加相同的加 速电压则偏转半径不同。通过控制扫描电压的大小可以控制带电离子的偏转半径。有益效果本发明与现有技术相比的优点在于本发明由于采用双通道90°扇形磁分析器， 因而极大减小了质谱计的质量与功耗，由于双通道质谱计的加速电压范围远小于单通道质 谱计，便于控制电路的制作，而且在很大程度上减小了由加速电压大幅度变化引起的质量 歧视。


图1为小型磁偏转质谱计结构示意图。其中，1-离子源，2-离子源真空室，3-磁分析器，4-飞行管道，5-离子接收器， 6_离子接收器真空室。
具体实施例方式下面结合附图，说明本发明的优选实施方式。图1是根据本发明实现的一个小型磁偏转质谱计，由离子源1、离子源真空室2、磁 分析器3、飞行管道4、接收器5、接收器真空室6组成，离子源1安置在离子源真空室2内， 飞行管道4入口端与离子源真空室2相连，飞行管道4设置两个出口端，分别连接到两个接 收器真空室5，磁分析器3套在飞行管道4外部，接收器5安置在接收器真空室6内。该质谱计的离子源采用小型尼尔型离子源，主要由电离盒、灯丝和离子光学系统 组成。该质谱计的磁分析器3为双通道90°扇形磁分析器，采用永久磁铁产生扇形均勻 磁场，以变化扫描电压的方式记录多质量离子的质谱，利用双通道分别检测不同质荷比的 离子，其大小两通道上的离子偏转角均为90°，此外采用90°偏转方式使得仪器结构更为 紧凑，同时极大地减小了磁分析器的质量。该质谱计的离子接收器采用法拉第筒和电子倍增器复合型，增大了离子流检测范 围。该质谱计的工作原理为离子源灯丝发射出的电子能量在70 80eV，在外磁场的作用下，电子由收集极和 发射极之间的电位差加速，旋转经过电离室，加速电子碰撞电离室中的气体分子而电离，最 后电子束被相对电离室为正电位的电子收集极所收集。电离后的气体正离子被离子光学系 统聚焦引出，进入磁分析器。带正电的离子经加速聚焦后引入磁分析器飞行管道4后，在一定的磁场强度下不 同荷质比的带电离子欲获得相同的偏转半径必须施加不同的加速电压，如施加相同的加速 电压则偏转半径不同，离子检测器检测出不同加速电压时的离子流的强度，就可得出待测 气体的成分。
权利要求
一种小型磁偏转质谱计，包括离子源(1)、离子源真空室(2)、磁分析器(3)、飞行管道(4)、接收器(5)、接收器真空室(6)，其特征在于离子源(1)安置在离子源真空室(2)内，飞行管道(4)入口端与离子源真空室(2)相连，飞行管道(4)设置两个出口端，分别连接到两个接收器真空室(5)，磁分析器(3)套在飞行管道(4)外部，接收器(5)安置在接收器真空室(6)内。
2.根据权利要求1所述的一种小型磁偏转质谱计，其特征在于，所述的磁分析器(3)为 双通道90°扇形磁分析器。
3.根据权利要求1所述的一种小型磁偏转质谱计，其特征在于，所述的接收器(5)采用 法拉第筒和电子倍增器复合型离子接收器。
4.根据权利要求1所述的一种小型磁偏转质谱计，其特征在于，所述的离子源(1)采用 小型尼尔型离子源。
全文摘要
本发明涉及一种小型磁偏转质谱计，包括离子源、离子源真空室、磁分析器、飞行管道、接收器、接收器真空室，离子源安置在离子源真空室内，飞行管道入口端与离子源真空室相连，飞行管道设置两个出口端，分别连接到两个接收器真空室，磁分析器套在飞行管道外部，接收器安置在接收器真空室内。本发明由于采用双通道90°扇形磁分析器，因而极大减小了质谱计的质量与功耗，便于控制电路的制作，减小了由加速电压大幅度变化引起的质量歧视。
文档编号G01N27/64GK101865881SQ201010186029
公开日2010年10月20日 申请日期2010年5月28日 优先权日2010年5月28日
发明者岳瑞, 李得天, 王亮, 肖玉华, 赵以德, 郭文瑾, 郭美如 申请人:中国航天科技集团公司第五研究院第五一〇研究所