一种稀有气体质谱仪的超高真空样品腔制造技术

本实用新型专利技术公开了一种稀有气体质谱仪的超高真空样品腔，包括底座，所述底座的顶部设有开口，所述开口处设有金刚石窗口，所述金刚石窗口包括无氧铜环外框以及金刚石内窗，所述金刚石内窗与无氧铜环外框之间设有金锡焊料，所述金刚石内窗通过金锡焊料与无氧铜环外框焊接相连，所述无氧铜环外框设置在法兰盘开口处，所述法兰盘开口处设置在法兰盘中部，所述法兰盘安装在底座上，所述底座上还设有加热组件以及保温组件。此一体式的样品腔将样品腔与加热器及保温件紧密结合，在加热释气时有利于升温/降温速率的精确控制，整个腔体处于较均一的温度环境中，能降低因不同材料热膨胀系数差异产生的微漏风险。差异产生的微漏风险。差异产生的微漏风险。

【技术实现步骤摘要】
一种稀有气体质谱仪的超高真空样品腔


[0001]本技术涉及地质样品分析仪器
，具体涉及一种稀有气体质谱仪的超高真空样品腔。

技术介绍

[0002]稀有气体具有稳定性好、在地球各圈层中具有不同的特征同位素比值等特性，已被作为一类天然示踪剂广泛应用于地学研究的各个领域。且样品在经过处理后可对其氩同位素进行分析，用于确定具体的地质年龄。是地球科学研究中兼具了定年和示踪的重要方法。
[0003]稀有气体分析一般由样品制备系统和质谱检测系统组成，此外还有电器系统和真空系统作为支撑。目前采用CO2激光，对岩石样品进行阶段加热，将样品中的稀有气体释放出来是本行业的成熟的分析方法。该方法能快速提取样品，且相对于燃烧炉，激光样品腔具有更低的系统背景值。目前最常用的窗口材料是硫化锌，且具有较高的自主研制能力。
[0004]虽然激光样品腔一般具有较低的背景值，但系统烘烤和纯化依然是必不可少的，特别在更换样品盘后。更换的样品中易夹带大量空气，烘烤不仅能加速释气，还能尽可能除尽包夹的空气。但局限于硫化锌窗口的密封方式，配置了硫化锌窗口的样品腔一般烘烤温度不超过150℃。且在烘烤过程中，要避免急速升温或者急速降温时，以免减少窗口使用寿命。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本技术提供一种稀有气体质谱仪的超高真空样品腔。
[0006]为实现上述目的，本技术的技术方案为：
[0007]一种稀有气体质谱仪的超高真空样品腔，包括底座，所述底座的顶部设有开口，所述开口处设有金刚石窗口，所述金刚石窗口包括无氧铜环外框以及金刚石内窗，所述金刚石内窗与无氧铜环外框之间设有金锡焊料，所述金刚石内窗、金锡焊料以及无氧铜环外框通过焊接相连，所述无氧铜环外框的外侧还连接有法兰盘，所述法兰盘通过螺钉连接在开口处，所述底座上还设有加热组件以及保温组件。
[0008]进一步地，所述保温组件包括包覆在底座外侧的保温层。
[0009]进一步地，所述加热组件包括设置在底座底部的加热器。
[0010]进一步地，所述加热器连接有热电偶以及控制芯片，所述热电偶用于监测内部温度。
[0011]进一步地，所述加热器组件采用控制器对其进行加热控制，所述控制器根据热电偶监测得到的温度控制加热器的加热。
[0012]进一步地，所述底座的侧面设有连接管道。
[0013]进一步地，所述底座底部设有支腿。
[0014]进一步地，所述支腿的端部设有螺杆高度调节结构。
[0015]本技术与现有技术相比，具有如下优点：
[0016]相对于硫化锌窗口的密封方式而言，金刚石可以通过过度材料焊接到不锈钢法兰上，具有更强的耐热性和更好的密封性。此一体式的样品腔将样品腔与加热器及保温件紧密结合，在加热释气时有利于升温/降温速率的精确控制，整个腔体处于较均一的温度环境中，能降低因不同材料热膨胀系数差异产生的微漏风险。
附图说明
[0017]图1为本稀有气体质谱仪的超高真空样品腔的结构示意图；
[0018]附图标记说明：1、底座；2、金刚石窗口；3、法兰盘；4、连接管道；5、支腿；6、螺纹高度调节结构；7、加热组件；8、保温组件；9、热电偶。
具体实施方式
[0019]为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。
[0020]实施例
[0021]如图1所示，一种稀有气体质谱仪的超高真空样品腔，包括底座1，底座1的顶部设有开口，所述开口处设有金刚石窗口2，金刚石窗口2包括无氧铜环外框以及金刚石内窗，金刚石内窗与无氧铜环外框之间设有金锡焊料，金刚石内窗与无氧铜环外框通过金锡焊料焊接相连，无氧铜环外框焊接在法兰盘3的中部，法兰盘3具体可选用CF63法兰盘，法兰盘3通过螺钉安装固定在底座1上，底座1上还设有加热组件7以及保温组件8。
[0022]具体地，底座1可设为圆柱形，具体尺寸，在本实施例中设计为，其内孔25
‑
80mm，高度为5
‑
10mm，为扁平的盒体形状，开口设置在底座1的顶面，带有金刚石窗口2的法兰盘3则放置在开口处，并利用螺钉将法兰盘3固定在底座1上，使得金刚石窗口2刚好位于底座1的开口处。金刚石内窗的直径可以根据实际底座1的尺寸进行设计，尺寸范围可在20mm
‑
63mm之间，本实施例中底座1的内孔具体直径设计为80mm，高度为10mm，金刚石内窗的直径设计为63mm。
[0023]在某一实施例中，保温组件8包括包覆在底座1外侧的保温层。
[0024]具体地，保温组件8包覆底座1的外侧，以起到避免内部降温过快的作用，并且与底座1可拆卸连接，具体还可以采用利用尼龙贴装卸的保温套。
[0025]在某一实施例中，加热组件7包括设置在底座1底部的加热器。加热器连接有热电偶9，热电偶9伸入底座1内部用于监测内部温度并与控制器相连，控制器根据热电偶9监测得到的温度控制加热器的加热。
[0026]具体地，热电偶9可直接测量底座1的温度，对底座1的加热温度进行精准监测，监测得到的温度值则反馈给控制器，控制器连接热电偶9以及加热器，主要用于根据热电偶9监测得到的温度数值对加热器进行调控。通过控制芯片对加热器的控制，从而实现对底座1内部的升温或降温速率进行控制，实现缓慢加热、缓慢降温、快速加热、快速降温等，并可通过设置恒温加热时长，实现样品腔内高效安全释气。
[0027]在某一实施例中，底座1的侧面设有连接管道4。
[0028]具体地，连接管道4连接在底座1的外侧面上，连接管道4内部连通至底座1的内部，
连接管道4主要用于与其他部件进行连接，因而连接管道4的端部可设有接口，接口的方式可根据实际情况选择VCR或CF16接口以用于接入纯化系统。
[0029]在某一实施例中，底座1底部设有支腿5，支腿5的端部设有螺杆高度调节结构6。
[0030]具体地，底座1底部设有四个支腿5，四个支腿5均布设置在底座1的底部，支腿5的端部，亦即是脚部，设有螺杆高度调节结构6，该螺杆高度调节结构6为常用的样式，其主要通过与底座1连接的螺杆套，以及与螺杆套螺纹连接的螺杆构成，通过转动螺杆，进而调节支腿5的长度，从而实现调节底座1高度的功能。
[0031]具体在使用的时候，需要通过拆开法兰盘3，将样品放置在底座1内部，并盖上法兰盘3，使金刚石窗口2位于底座1的开口处，启动加热器对底座1内部进行加热，并根据实际情况需要调节加热器的加热速率，完成对样品的烘烤，烘烤后的气体顺着管道，流至纯化系统中，进行下一步工序。
[0032]本申请通过采用金刚石窗口2，其具有高耐热性以及密封性，由于其受热形变不大，因而在底座1加热的时候，不会因为内部温度上升而发生大的形变，导致影响装置的密封性。而整体采用一体式的样品腔将样品腔与加热器和保温件紧密结合，在加热释气的时候有利于升温或降温整个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种稀有气体质谱仪的超高真空样品腔，其特征在于：包括底座(1)，所述底座(1)的顶部设有开口，所述开口处设有金刚石窗口(2)，所述金刚石窗口(2)包括无氧铜环外框以及金刚石内窗，所述金刚石内窗与无氧铜环外框之间设有金锡焊料，所述金刚石内窗、金锡焊料以及无氧铜环外框通过焊接相连，所述无氧铜环外框的外侧还连接有法兰盘(3)，所述法兰盘(3)通过螺钉连接在开口处，所述底座(1)上还设有加热组件(7)以及保温组件(8)。2.根据权利要求1所述的稀有气体质谱仪的超高真空样品腔，其特征在于：所述保温组件(8)包括包覆在底座(1)外侧的保温层。3.根据权利要求1所述的稀有气体质谱仪的超高真空样品腔，其特征在于：所述加热组件(7)包括设置在底座(1)底部的加热器...

【专利技术属性】
技术研发人员：张万峰，张玉莲，郑德文，肖明，
申请(专利权)人：中国科学院广州地球化学研究所，
类型：新型
国别省市：