用于挥发性有机物检测的离子源装置和质谱仪制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种用于挥发性有机物检测的离子源装置和质谱仪，该离子源装置包括电离室、进样机构、安装机构、气体放电灯以及离子传输机构，电离室具有电离腔，进样机构具有进样管，安装机构具有电离源安装位，安装机构设有朝向电离腔的光射通道，气体放电灯设于电离源安装位内，离子传输机构具有离子传输通道，离子传输机构与电离室连接以用于将分子离子通过离子传输通道传输至质量分析器。采用气体放电灯组成的电离源装置在用于挥发性有机物检测时，挥发性有机物分子被电离后产生分子离子峰，几乎无碎片离子，具有更低的检测下限以及更高的信噪比，从而具有较高的灵敏度。

【技术实现步骤摘要】
用于挥发性有机物检测的离子源装置和质谱仪
本技术涉及检测
，特别是涉及一种用于挥发性有机物检测的离子源装置和质谱仪。
技术介绍
传统的挥发性有机物检测方法有预富集、热脱附气相色谱质谱法、气相色谱-质谱联用技术等。但这些方法往往需要复杂的前处理程序，且耗时较长，而且在样品采样、运输与保存的过程中，容易发生样品丢失、各成分之间互相反应以及外来物污染等问题，进而影响样品的检测结果。于是，针对挥发性有机物的在线监测方法成为研究的热点之一，例如傅立叶变换红外光谱、基于质谱技术的选择离子流动管质谱、质子转移反应质谱以及真空紫外单光子电离源的质谱等，其中真空紫外单光子电离源的质谱已经成为当今在线环境样品检测领域最有发展前景的质谱仪之一。传统用于挥发性有机物监测的质谱仪多采用电离能为70eV的电子轰击源，而大多数挥发性有机物的电离能仅在10.5eV以下，使得挥发性有机物被电子轰击离子源电离后会产生大量的碎片离子，尤其对于混合物，产生的大量碎片离子相互干扰将严重影响检测结果的分析。相比电子轰击源，真空紫外单光子电离源属于软电离，挥发性有机物分子如果受到光照，并且照射光子的能量足够高(等于或略高于分子的电离能)，那么分子将吸收一个光子，发生光电离，该分子中一个处于基态的电子，将被激发到高能态，从分子中逃逸出来。挥发性有机物被真空紫外单光子电离源电离后基本只产生分子离子峰，具有碎片离子少，噪声低等优点。目前使用的真空紫外光源有118nm谐波激光、电子束泵浦稀有气体准分子灯、电子共振激发光子、及稀有气体放电灯等。但是以上几种真空紫外光源，除了稀有气体放电灯之外，其他几种灯源结构复杂，价格昂贵，操作复杂，不适合应用于在线质谱仪，尤其是复杂环境现场中使用的在线监测质谱。目前常用的稀有气体放电灯是氪气放电灯，其光子能量为10.6eV，这种灯结构简单，操作方便，与质谱结合能够用于挥发性有机物的在线检测。但是氪气放电灯发光强度较低(约1010photons/s)，在没有富集的情况下，检测限一般也只能到ppb级别水平，灵敏度低。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种检测灵敏度较高的用于挥发性有机物检测的离子源装置和质谱仪。一种用于挥发性有机物检测的离子源装置，包括：电离室，所述电离室具有电离腔；进样机构，所述进样机构具有进样管，所述进样管的进样端位于所述电离腔外以用于进样，所述进样管的出样端伸入至所述电离腔内；安装机构，所述安装机构具有电离源安装位，所述安装机构与所述电离室连接，且所述安装机构设有朝向所述电离腔的光射通道；氘气放电灯，所述氘气放电灯设于所述电离源安装位内，所述氘气放电灯用于照射进入所述电离腔内的挥发性有机物样品并使其发生电离产生分子离子；以及离子传输机构，所述离子传输机构具有离子传输通道，所述离子传输机构与所述电离室连接以用于将所述分子离子通过所述离子传输通道传输至质量分析器。在其中一个实施例中，所述离子传输机构包括离子传输透镜和离子聚焦透镜；所述离子传输透镜的进样端与所述电离室连接，所述离子传输透镜的出样端与所述离子聚焦透镜连接，所述离子聚焦透镜用于与所述质量分析器连接。在其中一个实施例中，所述离子传输机构还包括射频四极杆和直流四极杆，所述射频四极杆和直流四极杆依次设于所述离子传输透镜和离子聚焦透镜之间。在其中一个实施例中，所述安装机构包括套筒和连接板；所述电离源安装位设于所述套筒内，所述氘气放电灯卡在所述电离源安装位内；所述连接板设有透光孔道，所述透光孔道和所述套筒内的空腔配合形成所述光射通道，所述连接板的一侧与所述电离室连接并使所述套筒的空腔通过所述透光孔道与电离腔连通，所述连接板的另一侧与所述套筒的一端部连接。在其中一个实施例中，所述套筒设有凸出于筒体的凸沿和用于密封所述套筒的空腔的密封盖；所述进样管整体上呈弯折结构，所述进样管穿设在所述凸沿上并通过固定机构将所述进样管的进样端固定。在其中一个实施例中，所述套筒与所述连接板和所述氘气放电灯之间分别设有密封圈；和/或所述凸沿和所述固定机构之间设有密封圈。一种质谱仪，包括质量分析器和上述任一项所述的用于挥发性有机物检测的离子源装置，所述质量分析器与所述离子传输机构连接。在其中一个实施例中，所述质量分析器为飞行时间质量分析器、四极杆质量分析器、离子阱质量分析器、扇形磁场质量分析器或离子回旋共振质量分析器。在其中一个实施例中，所述质谱仪还包括抽真空系统，所述抽真空系统至少用于使所述电离腔和所述离子传输通道内形成真空。在其中一个实施例中，所述电离室和所述离子传输机构分别设有用于使所述分子离子沿所述离子传输通道移动的供电压机构。上述用于挥发性有机物检测的离子源装置包括相配合设置的电离室、进样机构、安装机构、氘气放电灯以及离子传输机构。其中氘气放电灯可采用氟化镁窗口的窄波长的氘气放电灯，光子的波长主要集中在115～400nm，尤其在115～170nm，电离能只有10.78eV，而且氘气放电灯的光子量比传统的氪气放电灯的光子量高出2个数量级，使得采用真空氘气放电灯组成的电离源装置在用于挥发性有机物检测时，气体样品可直接进样，无需前处理，挥发性有机物分子被电离后产生分子离子峰，几乎无碎片离子，具有更低的检测下限以及更高的信噪比，从而具有较高的灵敏度，同时获得的谱图简单易分析，能够有效适用于监测大气等环境的挥发性有机物样品，并能够适合应用于大气环境中挥发性有机物的在线监测。附图说明图1为一实施方式的用于对挥发性有机物检测的质谱仪的局部结构示意图；图2为采用图1中的质谱仪对浓度为25ppt的苯、甲苯、对二甲苯、一氯代苯的检测谱图；图3为采用的真空氪气放电灯作为质谱仪的电离源时对浓度为5000ppt的苯、甲苯、对二甲苯、一氯代苯的检测谱图。具体实施方式为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的较佳实施例。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本技术的公开内容的理解更加透彻全面。需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。请结合图1，一实施方式的质谱仪包括用于挥发性有机物检测的离子源装置10和质量分析器。用于挥发性有机物检测的离子源装置10包括电离室100、进样机构、氘气放电灯300(简称“氘灯”)、安装机构400和离子传输机构500。在本实施方式中，电离室100具有电离腔和与电离腔连通的出样孔。进一步地，电离室100设有用于使电离后的分子离子向离子传输通道移动的供电压机构。供电压机构通电后形成电场使分子离子沿特定通道移动。在本实施方式中，进样机构具有进样管200，进样管200的进样端位于电离腔外以用于进样，进样管200的出样端伸入至电离腔内。优选地，进样管200的出口方向朝向出样孔的方向呈同轴设置，以减少样品本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于挥发性有机物检测的离子源装置，其特征在于，包括：电离室，所述电离室具有电离腔；进样机构，所述进样机构具有进样管，所述进样管的进样端位于所述电离腔外以用于进样，所述进样管的出样端伸入至所述电离腔内；安装机构，所述安装机构具有电离源安装位，所述安装机构与所述电离室连接，且所述安装机构设有朝向所述电离腔的光射通道；氘气放电灯，所述氘气放电灯设于所述电离源安装位内，所述氘气放电灯用于照射进入所述电离腔内的挥发性有机物样品并使其发生电离产生分子离子；以及离子传输机构，所述离子传输机构具有离子传输通道，所述离子传输机构与所述电离室连接以用于将所述分子离子通过所述离子传输通道传输至质量分析器。

【技术特征摘要】
1.一种用于挥发性有机物检测的离子源装置，其特征在于，包括：电离室，所述电离室具有电离腔；进样机构，所述进样机构具有进样管，所述进样管的进样端位于所述电离腔外以用于进样，所述进样管的出样端伸入至所述电离腔内；安装机构，所述安装机构具有电离源安装位，所述安装机构与所述电离室连接，且所述安装机构设有朝向所述电离腔的光射通道；氘气放电灯，所述氘气放电灯设于所述电离源安装位内，所述氘气放电灯用于照射进入所述电离腔内的挥发性有机物样品并使其发生电离产生分子离子；以及离子传输机构，所述离子传输机构具有离子传输通道，所述离子传输机构与所述电离室连接以用于将所述分子离子通过所述离子传输通道传输至质量分析器。2.根据权利要求1所述的用于挥发性有机物检测的离子源装置，其特征在于，所述离子传输机构包括离子传输透镜和离子聚焦透镜；所述离子传输透镜的进样端与所述电离室连接，所述离子传输透镜的出样端与所述离子聚焦透镜连接，所述离子聚焦透镜用于与所述质量分析器连接。3.根据权利要求2所述的用于挥发性有机物检测的离子源装置，其特征在于，所述离子传输机构还包括射频四极杆和直流四极杆，所述射频四极杆和直流四极杆依次设于所述离子传输透镜和离子聚焦透镜之间。4.根据权利要求1至3任一项所述的用于挥发性有机物检测的离子源装置，其特征在于，所述安装机构包括套筒和连接板；所述电离源安装位设于所述套筒内，所述氘气放...

【专利技术属性】
技术研发人员：麦泽彬，牛红志，谭国斌，吴日伟，陈景鸿，刘耀良，邓伟，
申请(专利权)人：广州禾信仪器股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44