一种离子源电参数质量歧视自动校正装置与方法

摘要

本发明属于分析仪器中同位素质谱仪器制造领域，具体涉及一种离子源电参数质量歧视自动校正装置与方法。目的是针对不同的质量数，设计与之匹配的电参数组，从而保证各质量数离子灵敏度最大化。该装置包括多个电位器组，每组电位器中由多个独立相同的电位器组成，各电位器并联，两端接在电极在分压器电路板对应的电压输出端上，各电位器滑动端通过相应高压继电器接在电极上，高压继电器的接通受质量数判断模块控制，工作时，每组电位器只有一个能通过高压继电器接通输出。该装置能自动校正质量数不同带来的质量歧视效应，特别在进行小质量数丰度测量时，效果明显。

说明书

技术领域

本发明属于分析仪器中同位素质谱仪器制造领域，具体涉及一种离子源 电参数质量歧视自动校正装置与方法。

背景技术

磁质谱仪器的质量分析器是按照电磁学的原理进行工作，因此必须具有 将分子变成带电离子的离子源。离子源不仅决定了质谱分析的可能性，而且 和质谱仪器的灵敏度、分辨本领、精度和准确度等主要性能指标有着极其密 切的关系。电子轰击型离子源的原理是：阴极灯丝在高真空中被大电流炽热， 在电场的作用下电子会从阴极表面逃逸出来，辅助磁场可使电子运动轨迹成 螺旋线性，增大电子与中性分子的碰撞几率。电子轰击型离子源产生的离子 能量分散小，样品耗量少，离子束流比较稳定，检测灵敏度高。电离产生的 离子首先被引出极从电离室中拉出，进出静电透镜系统中，经过屏蔽、聚焦、 偏转作用，再经出口狭缝进入分析轨道。因此离子源有两个方面的作用：将 被分析的样品电离成离子；形成具有一定能量和几何形状的离子束。离子源 静电透镜系统类似于光学透镜，它由多组电极组成，在电极上施加不同的电 压，形成静电场，静电场对通过的离子起聚焦偏转作用。不同质量数不同电 荷的离子聚焦偏转作用不一样，灵敏度差异大。质量数相差越大、电荷数相 差越大，各电极上的电参数相差越大，因此离子源电参数对不同质量数或电 荷数的离子存在质量歧视效应。特别在低质量数同位素丰度测量时，质量歧 视现象特别明显。

发明内容

本发明的目的是提供一种离子源电参数质量歧视自动校正装置与方法， 针对不同的质量数，设计与之匹配的电参数组，从而保证各质量数离子灵敏 度最大化。

本发明所采用的技术方案是：

一种离子源电参数质量歧视自动校正装置，包括多个电位器组，每组电 位器中由多个独立相同的电位器组成，各电位器并联，两端接在电极在分压 器电路板对应的电压输出端上，各电位器滑动端通过相应高压继电器接在电 极上，高压继电器的接通受质量数判断模块控制，工作时，每组电位器只有 一个能通过高压继电器接通输出。

如上所述的一种离子源电参数质量歧视自动校正装置，其中：所述每组 电位器中有6个独立电位器，分别对应不同的质量数。

如上所述的一种离子源电参数质量歧视自动校正装置，其中：所述电位 器组共三个，分别对应引出电极、第一聚焦电极和第二聚焦电极。

一种离子源电参数质量歧视自动校正方法，包括如下步骤：

步骤S1：在离子源引出电极的分压器上并联6个电位器，分别为电位器 W2-Y，电位器W3-Y，电位器W4-Y，电位器W5-Y，电位器W6-Y，电位器WM-Y；

步骤S2：在离子源第一聚焦电极的分压器上并联6个电位器，分别为电 位器W2-J1，电位器W3-J1，电位器W4-J1，电位器W5-J1，电位器W6-J1， 电位器WM-J1；

步骤S3：在离子源第二聚焦电极的分压器上并联6个电位器，分别为电 位器W2-J2，电位器W3-J2，电位器W4-J2，电位器W5-J2，电位器W6-J1， 电位器WM-J2；

步骤S4：各电位器的滑动端通过一个高压继电器与电极相连，电位器 W2-Y、电位器W3-Y、电位器W4-Y、电位器W5-Y、电位器W6-Y、电位器WM-Y 分别通过高压继电器KM2-Y、高压继电器KM3-Y、高压继电器KM4-Y、高压继 电器KM5-Y、高压继电器KM6-Y、高压继电器KM-Y与引出电极相连；

电位器W2-J1、电位器W3-J1、电位器W4-J1、电位器W5-J1、电位器W6-J1、 电位器WM-J1分别通过高压继电器KM2-J1、高压继电器KM3-J1、高压继电器 KM4-J1、高压继电器KM5-J1、高压继电器KM6-J1、高压继电器KM-J1与第一 聚焦电极相连；

电位器W2-J2、电位器W3-J2、电位器W4-J2、电位器W5-J2、电位器W6-J2、 电位器WM-J2分别通过高压继电器KM2-J2、高压继电器KM3-J2、高压继电器 KM4-J2、高压继电器KM5-J2、高压继电器KM6-J2、高压继电器KM-J2与第二 聚焦电极相连；

步骤S5：当质量数小于2.5时，质量数判断模块控制高压继电器KM2-Y、 KM2-J1、KM2-J2接通，对应的电位器W2-Y、W2-J1、W2-J2输出相应电位到 引出电极、第一聚焦电极和第二聚焦电极；

当质量数大于2.5但小于3.5时，质量数判断模块控制高压继电器KM3-Y、 KM3-J1、KM3-J2接通，对应的电位器W3-Y、W3-J1、W3-J2输出相应电位到 引出电极、第一聚焦电极和第二聚焦电极；

当质量数大于3.5但小于4.5时，质量数判断模块控制高压继电器KM4-Y、 KM4-J1、KM4-J2接通，对应的电位器W4-Y、W4-J1、W4-J2输出相应电位到 引出电极、第一聚焦电极和第二聚焦电极；

当质量数大于4.5但小于5.5时，质量数判断模块控制高压继电器KM5-Y、 KM5-J1、KM5-J2接通，对应的电位器W5-Y、W5-J1、W5-J2输出相应电位到 引出电极、第一聚焦电极和第二聚焦电极；

当质量数大于5.5但小于6.5时，质量数判断模块控制高压继电器KM6-Y、 KM6-J1、KM6-J2接通，对应的电位器W6-Y、W6-J1、W6-J2输出相应电位到 引出电极、第一聚焦电极和第二聚焦电极；

当质量数大于6.5时，质量数判断模块控制高压继电器KM-Y、KM-J1、 KM-J2接通，对应的电位器WM-Y、WM-J1、WM-J2输出相应电位到引出电极、 第一聚焦电极和第二聚焦电极。

如上所述的一种离子源电参数质量歧视自动校正方法，其中：在所述步 骤S1前，还包括调节各电位器的滑片，使离子峰的峰形达到最佳、峰强达到 最大的步骤。

本发明的有益效果是：

在分压器上设计了一种离子源电参数质量歧视自动校正装置，解决了质 量数不同，电极电参数不同的问题。

本发明提供的一种离子源电参数质量歧视自动校正装置能自动校正质量 数不同带来的质量歧视效应，特别在进行小质量数丰度测量时，效果明显。

附图说明

图1为本发明提供的一种离子源电参数质量歧视自动校正装置的结构 图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明提供的一种离子源电参数质量歧视自动 校正装置与方法进行介绍：

一种离子源电参数质量歧视自动校正装置，包括多个电位器组，每组电 位器中由多个独立相同的电位器组成，各电位器并联，两端接在电极在分压 器电路板对应的电压输出端上，各电位器滑动端通过相应高压继电器接在电 极上，高压继电器的接通受质量数判断模块控制，工作时，每组电位器只有 一个能通过高压继电器接通输出。

为获得更好的效果，各部分优选如下：

每组电位器中有6个独立电位器，分别用于质量数为M2、M3、M4、M5、 M6、和大于M6的电参数调节。

该校正装置所在的离子源的静电透镜系统依次包括片状的引出电极、屏 蔽电极、聚焦电极、加速电极、狭缝片和单透镜；其中聚焦电极为左右两半 的结构，表示为第一聚焦电极和第二聚焦电极；该校正装置的电位器组共三 个，分别对应引出电极、第一聚焦电极和第二聚焦电极。

在使用磁质谱仪器前，需调节各电位器的滑片，使离子峰的峰形达到最 佳、峰强达到最大；具体测量时，可如图1所示，当质量数小于2.5时，质 量数判断模块控制高压继电器KM2-Y、KM2-J1、KM2-J2接通，对应的电位器 W2-Y、W2-J1、W2-J2输出相应电位到引出电极、第一聚焦电极和第二聚焦电 极。

当质量数大于2.5但小于3.5时，质量数判断模块控制高压继电器KM3-Y、 KM3-J1、KM3-J2接通，对应的电位器W3-Y、W3-J1、W3-J2输出相应电位到 引出电极、第一聚焦电极和第二聚焦电极。

当质量数大于3.5但小于4.5时，质量数判断模块控制高压继电器KM4-Y、 KM4-J1、KM4-J2接通，对应的电位器W4-Y、W4-J1、W4-J2输出相应电位到 引出电极、第一聚焦电极和第二聚焦电极。

当质量数大于4.5但小于5.5时，质量数判断模块控制高压继电器KM5-Y、 KM5-J1、KM5-J2接通，对应的电位器W5-Y、W5-J1、W5-J2输出相应电位到 引出电极、第一聚焦电极和第二聚焦电极。

当质量数大于5.5但小于6.5时，质量数判断模块控制高压继电器KM6-Y、 KM6-J1、KM6-J2接通，对应的电位器W6-Y、W6-J1、W6-J2输出相应电位到 引出电极、第一聚焦电极和第二聚焦电极。

当质量数大于6.5时，质量数判断模块控制高压继电器KM-Y、KM-J1、 KM-J2接通，对应的电位器WM-Y、WM-J1、WM-J2输出相应电位到引出电极、 第一聚焦电极和第二聚焦电极。

通过利用本发明，可最大限度地消除质量歧视效应的影响。

试验时，将本发明应用于BFQT-7型质谱计（Rm=25cm）进行氢同位素丰 度分析中，各电参数组能快速准确切换，保证了各离子的灵敏度。