本发明涉及质谱分析仪器，具体的说是一种用于高通量气体样品分析的真空紫外光电离源，包括电离源腔体和真空紫外光源；于电离源腔体顶部设置有气体入口，气体样品通过气体入口进入到电离源腔体内部；在电离源腔体内部，沿气体样品流动方向依次设置有相互间隔、同轴、平行的离子引出电极、离子漏斗和差分接口极板；真空紫外光源设置于电离源腔体侧壁上，真空紫外光源发出的真空紫外光平行于离子引出电极的极板并穿过极板间相互间隔的区域进入到离子引出极板的通孔区域。本发明的真空紫外光电离源可有效提高整个质谱仪系统的检测灵敏度，在高通量气体样品分析和环境中有机污染物痕量或超痕量检测领域有着广阔的应用前景。
1.一种用于高通量气体样品分析的真空紫外光电离源，包括电离源腔体(3)和真空紫外光源(5)，于电离源腔体(3)侧壁上设置有气体出口，气体出口通过真空管路与机械真空泵(11)相连，其特征在于：于电离源腔体(3)顶部设置有气体入口(2)，气体样品(1)通过气体入口(2)进入到电离源腔体(3)内部；在电离源腔体(3)内部，沿气体样品(1)流动方向依次设置有相互间隔、同轴、平行的离子引出电极(4)、离子漏斗(6)和差分接口极板(8)；
离子引出电极(4)为2块或2块以上中心设有通孔的相互间隔、同轴、平行设置的板式结构；真空紫外光源(5)设置于电离源腔体(3)侧壁上，真空紫外光源(5)发出的真空紫外光(12)平行于离子引出电极(4)的极板并穿过极板间相互间隔的区域进入到离子引出极板的通孔区域；
离子漏斗(6)为2块或2块以上中心设有通孔的相互间隔、同轴、平行设置的板式结构，离子漏斗(6)沿离子引出电极(4)至差分接口极板(8)的方向、极板上的中心通孔直径逐渐缩小，离子漏斗(6)的极板中心通孔形成一漏斗形区域(7)；
于离子引出电极(4)各极片上依次加载电势逐渐变化的电压，在离子引出电极(4)轴线方向形成均匀或非均匀的离子引出电场，真空紫外光电离产生的离子在离子引出电场的作用下被引入到离子漏斗(6)的漏斗形区域(7)。
2.根据权利要求1所述的真空紫外光电离源，其特征在于：
所述的真空紫外光源(5)为气体放电灯光源、激光光源或同步辐射光源。
3.根据权利要求1所述的真空紫外光电离源，其特征在于：
于离子漏斗(6)各极板上连接有射频电源，在漏斗形区域(7)轴线方向形成射频电场，离子引出电极(4)中心区域处产生的离子在离子漏斗中冷却、聚焦。
4.根据权利要求1所述的真空紫外光电离源，其特征在于：
于差分接口极板(8)上设置有差分接口小孔(9)，差分接口小孔(9)与质谱仪的质量分析器(10)相连，即离子引出电极(4)中冷却、聚焦后的离子通过差分接口极板(8)上的差分接口小孔(9)直接引入到质量分析器(10)中；所述的质量分析器(10)为飞行时间质量分析器、四级杆质量分析器或离子阱质量分析器。
5.根据权利要求1所述的真空紫外光电离源，其特征在于：
所述的真空紫外光源(5)为1个或2个以上，真空紫外光源(5)发出的真空紫外光以离子引出电极(4)的通孔为中心排列，沿离子引出电极(4)的轴线方向或径向方向排布于离子引出电极(4)的四周，多个真空紫外电源(5)发出的真空紫外光(12)充满整个离子引出极板(4)的通孔中心区域。
一种用于高通量气体样品分析的真空紫外光电离源
技术领域
[0001] 本发明涉及质谱分析仪器，具体的说是一种用于高通量气体样品分析的真空紫外光电离源。
背景技术
[0002] 真空紫外光是指波长小于200nm的深紫外光，它能够使电离能低于其光子能量的物质分子发生单光子电离(Single Proton Ionization，SPI)，产生大量的分子离子，而几乎没有碎片离子。将真空紫外光作为质谱的离子源，得到的谱图简单，可以根据物质的分子量信息进行快速定性和定量分析，在过程分析和有机物在线监测等领域得到越来越广泛的应用。侯可勇[中国发明专利：200610011793.2]将真空紫外灯作为飞行时间质谱的离子源，能够快速检测空气中微量的有机污染物成分；郑培超[中国发明专利：200810022557.X]发明了一种多波长的真空紫外光电离源，可同时检测多种无机化合物和有机化合物。
[0003] 将真空紫外光电离源用于有机物的痕量或超痕量检测时，为了获得足够的检测灵敏度，通常需要高通量的气体样品进样。传统的真空紫外光电离源是将单个真空紫外光源发出的真空紫外光聚焦于电离源内部，使待测气体样品穿过真空紫外光照射区域后被电离，产生的离子在直流电场的引导下通过电离源出口小孔进入质量分析器中检测。在这种结构中，一方面，真空紫外光的光照范围较小，同时受到单个真空紫外光源的强度限制，导致SPI的电离效率不高；另一方面，高通量的气体样品进样还会增加电离源内分子与离子之间的碰撞，使离子发散，电离源内的直流电场对离子起不到汇聚作用，因此降低了离子的传输效率。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种用于高通量气体样品分析的真空紫外光电离源。
[0005] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
[0006] 一种用于高通量气体样品分析的真空紫外光电离源，包括电离源腔体和真空紫外光源，于电离源腔体侧壁上设置有气体出口，气体出口通过真空管路与机械真空泵相连；
[0007] 于电离源腔体顶部设置有气体入口，气体样品通过气体入口进入到电离源腔体内部；在电离源腔体内部，沿气体样品流动方向依次设置有相互间隔、同轴、平行的离子引出电极、离子漏斗和差分接口极板；
[0008] 离子引出电极为2块或2块以上中心设有通孔的相互间隔、同轴、平行设置的板式结构；真空紫外光源设置于电离源腔体侧壁上，真空紫外光源发出的真空紫外光平行于离子引出电极的极板并穿过极板间相互间隔的区域进入到离子引出极板的通孔区域；
[0009] 离子漏斗为2块或2块以上中心设有通孔的相互间隔、同轴、平行设置的板式结构，离子漏斗沿离子引出电极至差分接口极板的方向、极板上的中心通孔直径逐渐缩小，离子漏斗的极板中心通孔形成一漏斗形区域。
[0010] 于离子引出电极各极片上依次加载电势逐渐变化的电压，在离子引出电极轴线方向形成均匀或非均匀的离子引出电场，真空紫外光电离产生的离子在离子引出电场的作用下被引入到离子漏斗的漏斗形区域。
[0011] 所述的真空紫外光源为气体放电灯光源、激光光源或同步辐射光源。
[0012] 于离子漏斗各极板上连接有射频电源，在漏斗形区域轴线方向形成射频电场，离子引出电极中心区域处产生的离子在离子漏斗中冷却、聚焦。
[0013] 于差分接口极板上设置有差分接口小孔，差分接口小孔与质谱仪的质量分析器相连，即离子引出电极中冷却、聚焦后的离子通过差分接口极板上的差分接口小孔直接引入到质量分析器中；
[0014] 所述的质量分析器为飞行时间质量分析器、四级杆质量分析器或离子阱质量分析器。
[0015] 所述的真空紫外光源为1个或2个以上，真空紫外光源发出的真空紫外光以离子引出电极的通孔为中心排列，沿离子引出电极的轴线方向或径向方向排布于离子引出电极的四周，多个真空紫外电源发出的真空紫外光充满整个离子引出极板的通孔中心区域。
[0016] 本发明提供的真空紫外光电离源，一方面，通过增大真空紫外光的辐射强度并对进入电离源中的高通量气体样品大面积照射的方法，提高待测样品的电离效率，在电离源中产生更多的待测样品离子；另一方面，在电离源中加入离子漏斗，使得电离源中在大的空间范围内产生的待测样品离子能够有效的通过电离源与质量分析器的接口小孔进入质量分析器中进行检测，大大提高离子的传输效率。本发明的真空紫外光电离源，可有效提高整个质谱仪系统的检测灵敏度，在高通量气体样品分析和环境中有机污染物痕量或超痕量检测领域有着广阔的应用前景。
附图说明
[0017] 图1为本发明的真空紫外光电离源结构示意图。
具体实施方式
[0018] 请参阅图1，为本发明的结构示意图。本发明的真空紫外光电离源，由电离源腔体3和真空紫外光源5构成。
[0019] 于电离源腔体3侧壁上设置有气体出口，气体出口通过真空管路与机械真空泵11相连；
[0020] 于电离源腔体3顶部设置有气体入口2，气体样品1通过气体入口2进入到电离源腔体3内部；在电离源腔体3内部，沿气体样品1流动方向依次设置有相互间隔、同轴、平行的离子引出电极4、离子漏斗6和差分接口极板8；
[0021] 离子引出电极4为2块或2块以上中心设有通孔的相互间隔、同轴、平行设置的板式结构；真空紫外光源5设置于电离源腔体3侧壁上，真空紫外光源5发出的真空紫外光12平行于离子引出电极4的极板并穿过极板间相互间隔的区域进入到离子引出极板的通孔区域；
[0022] 离子漏斗6为2块或2块以上中心设有通孔的相互间隔、同轴、平行设置的板式结构，离子漏斗6沿离子引出电极4至差分接口极板8的方向、极板上的中心通孔直径逐渐缩小，离子漏斗6的极板中心通孔形成一漏斗形区域7。
[0023] 于离子引出电极4各极片上依次加载电势逐渐变化的电压，在离子引出电极4轴线方向形成均匀或非均匀的离子引出电场，真空紫外光电离产生的离子在离子引出电场的作用下被引入到离子漏斗6的漏斗形区域7。
[0024] 所述的真空紫外光源5为气体放电灯光源、激光光源或同步辐射光源。
[0025] 于离子漏斗6各极板上连接有射频电源，在漏斗形区域7轴线方向形成射频电场，离子引出电极4中心区域处产生的离子在离子漏斗中冷却、聚焦。
[0026] 于差分接口极板8上设置有差分接口小孔9，差分接口小孔9与质谱仪的质量分析器10相连，即离子引出电极4中冷却、聚焦后的离子通过差分接口极板8上的差分接口小孔9直接引入到质量分析器10中；
[0027] 所述的质量分析器10为飞行时间质量分析器、四级杆质量分析器或离子阱质量分析器。
[0028] 所述的真空紫外光源5为1个或2个以上，真空紫外光源5发出的真空紫外光以离子引出电极4的通孔为中心排列，沿离子引出电极4的轴线方向或径向方向排布于离子引出电极4的四周，多个真空紫外电源5发出的真空紫外光12充满整个离子引出极板4的通孔中心区域。
[0029] 应用时，高通量的气体样品通过电离源腔体3顶部的气体入口2进入到电离源腔体内部，在整个离子引出电极4的通孔中心区域都能够受到真空紫外光的照射，气体样品中电离能低于真空紫外光子能量的待测物质分子发生单光子电离。光电离产生的离子在离子引出电极4轴线方向的离子引出电场的引导下，进入到离子引出电极4下方设置的离子漏斗6中。离子漏斗6内部形成的射频电场将在大的空间范围内产生的发散的离子冷却、聚焦，使离子以较低的平动能通过差分接口小孔9进入到质量分析器10中进行检测，实现高效的离子传输。电离源腔体3内部未被电离的中性气体分子经由机械真空泵11抽出，以减小质量分析器10中真空系统的负载，维持质量分析时的高真空环境。
