一种复合等离子体常压激发源制造技术

本实用新型专利技术提供一种复合等离子体常压激发源，激发源由四管同轴的内针、石英管、中管、外管、以及同轴电缆接头、调谐活塞、侧端气体引入端、下端气体引入端、下端气体引入端接口、内针气体接口、微波导入环、APCI源构成。在与ICP具有相似管炬的前提下，本实用新型专利技术激发源以频率为2.45GHz的微波能作能量源，采用四管同轴结构，利用射频等离子体引燃微波等离子体，结合直流电晕氛围，产生具有高激发能力的Ar等离子体，可用于质谱、光谱分析，并能够测定样品中有机物和元素周期表中几乎所有的元素。与MWP相比样品通过等离子体内的中央通道与等离子体相互作用,具有不易猝灭的效果。本实用新型专利技术设计合理，分析性能好，结构紧凑、调谐灵活。结构紧凑、调谐灵活。结构紧凑、调谐灵活。

【技术实现步骤摘要】
一种复合等离子体常压激发源


[0001]本技术属于化学测量
，涉及一种复合等离子体常压激发源，是一种涉及使用微波能和射频能常压激发等离子体的装置。

技术介绍

[0002]以常压解吸附电离源为代表的直接离子化电离技术是近年来质谱领域一次突破性的发展，对工作和科研的重要性不可估量。但现有的常压解吸电离源电离能力不足、电离范围窄、样品的形态受限等缺陷，并不足以满足人们的要求。而且分析样品之前需要对样品进行预处理，样品分析时间过长，并且引入的预处理试剂会对之后的分析造成干扰和影响。故扩宽检测范围，并且不需要进行预处理的直接样品分析是今后常压解吸电离源发展的必然趋势。

技术实现思路

[0003]为了克服上述现有技术的不足，本技术的目的是提供一种复合等离子体常压激发源，是一种以微波、直流电及射频作为能量源的常压Ar(或He、空气)等离子体激发源。
[0004]本技术所采用的技术方案是：一种复合等离子体常压激发源，由大气压电晕源(APCI)、介质阻挡放电源(DBDI)和微波等离子体复合组成，具有软电离、硬电离多种工作模式，可实现样品中无机元素和有机物高效电离，对样品进行全面分析。开启APCI源和微波等离子体，样品通过内针进样，穿过等离子体工作区域，离子源工作在硬电离模式下，可以将样品打碎得到丰富的样品元素信息。样品通过前端进样，通过微波等离子体和APCI源对样品中有机物进行碎片化电离，得到样品中有机物物质的主要信号峰和碎片峰。开启APCI和DBDI等离子体，离子源工作在软电离模式下，可以对样品进行无损电离，同时APCI可进一步增强DBDI电离效果，得到样品中的完整有机物信息。通过以上步骤，最终得到样品中有机物信息和无机元素信息，更加全面的解析样品成分。
[0005]本技术提供的一种复合等离子体常压激发源，是一种以微波、直流电及射频作为能量源的等离子体常压激发源，由四管同轴的内针、石英管、中管、外管,以及同轴电缆接头、调谐活塞、侧端气体引入端和下端气体引入端、下端气体引入端接口、内针气体接口、微波导入环、APCI源构成。内针、石英管、中管和外管为同心管，内针、石英管、中管和外管四个同心管道均为圆柱通孔。
[0006]内针下端固定在下端气体引入端上，同轴电缆接头通过螺钉固定在外管上部，同轴电缆接头的内导线穿过外管固定在微波导入环上，调谐活塞内孔与中管为孔轴配合，调谐活塞内孔与中管为孔轴配合,微波导入环通过紧配固定套在中管外侧，石英管位于内针和中管之间，固定在下端气体引入端上，在外管上下二个端面处车有内螺纹，分别为外管下内螺纹和外管上内螺纹，外管通过外管下内螺纹与中管连接，外管下内螺纹高度约为外管长度的一半，依靠外管下内螺纹与中管上外螺纹连接，调谐活塞位于中管和外管之间，调谐活塞外侧有外螺纹与外管的外管上内螺纹配合固定在外管内，APCI源放置在外管的上端面
5
‑
20mm处，与外管上断面可以呈10
‑
90
°
夹角布置，侧端气体引入端与下端气体引入端接口结构一样，通过外螺纹固定在中管下端开口，下端气体引入端通过螺纹固定在中管下端的凸出上，下端气体引入端接口、内针气体接口通过螺纹固定在下端气体引入端上，内针气体接口通过孔轴配合与内针形成紧固配合，分别用于石英管和内针工作气体引入。
[0007]射频等离子体形成于内针和石英管之间，微波等离子体形成于石英管与中管之间，高度约为20mm，通过调整气体流量以及微波、射频功率，可以调节等离子体火焰高度及强度。射频等离子体用于引燃微波等离子体及离子源对物质软电离，微波等离子体用来离子源对物质硬电离。APCI源施加一定高压电后，电离载气、空气形成电晕等离子体，进一步提高复合离子源电离效果。He(或Ar)从内针和石英管以及石英管和中管之间通入，并由微波激发成He(或Ar)等离子体。
[0008]所述内针材料为不锈钢，可通入氦气(或氩气)、氦气(或氩气)和气态样品的混合物、氦气(或氩气)和液态样品顶空挥发气等混合物。
[0009]所述石英管材料为石英玻璃或陶瓷等绝缘材料，位于内针和中管之间。石英管外壁顶端镀一层金属薄膜，薄膜高度10mm，用于施加高频电压以激发射频等离子体。中管和石英管之间通入氦气(或氩气)，中管外侧与微波导入环配合连接，便于微波馈入。
[0010]所述中管材料为紫铜，通过外螺纹与外管的下内螺纹固定。
[0011]所述外管材料为紫铜，位于中管之外。外管内径与中管外径比值为2.3，使其阻抗为50Ω。外管和中管之间可通入氧气或者大气，外管靠近上端面处有上内螺纹，其作用是与调谐活塞处的外螺纹配合，调节调谐活塞端面和敞口端面之间的距离，调谐活塞的上端面位于中管和外管之间，此端面与外管顶端的距离为1/4的工作微波波长的奇数倍，且距离可调。
[0012]所述同轴电缆接头阻抗为50Ω，穿过外管与微波导入环连接，用于传输微波。
[0013]所述调谐活塞材料为紫铜，位于中管和外管之间，外侧有外螺纹，与外管的上内螺纹一起作用，并可依靠螺纹上下移动，通过调节其与敞口端面之间的距离，使得工作时敞口端面的电场最强。
[0014]所述侧端气体引入端依靠外螺纹固定在中管下端开口内，用于中管气体的引入。
[0015]所述下端气体引入端材料为PPEK等绝缘材料，通过上端内螺纹固定在中管下端，主要用于石英管和内管的固定。
[0016]所述侧端气体引入端位于下端气体引入端上，通过外螺纹固定在下端气体引入端上，用于石英管内工作气体引入。
[0017]所述气体引入端口固定于内针上，用于内针工作气体和样品引入。
[0018]所述微波导入环材料为紫铜，与中管同轴配合固定，并且起到定位同轴电缆中同轴内导线的作用，用于将微波能引入到离子源内。
[0019]所述APCI源材料为不锈钢，尖端外径为微米量级，以增大放电效果，放置在外管的前端，通过施加一定的高压直流电，形成电晕等离子体，以增强离子源电离效果。
[0020]本技术利用所述复合等离子体常压激发源在质谱、光谱分析，以及测定样品中有机物和元素周期表中几乎所有的元素中的应用。在与ICP具有相似管炬的前提下，本技术激发源以频率为2.45GHz的微波能作为能量源，采用四管同轴结构，利用射频等离子体引燃微波等离子体，结合直流电晕氛围，产生具有高激发能力的Ar等离子体，可用于质
谱、光谱分析，并能够测定样品中有机物和元素周期表中几乎所有的元素。同时，与MWP相比样品通过等离子体内的中央通道与等离子体相互作用,具有不易猝灭的效果。该等离子体激发源具有分析性能良好，结构紧凑、调谐灵活等特点。
[0021]与现有技术相比，本技术的有益效果是：具有四管同轴结构，具备同时点燃射频等离子体、微波等离子体和电晕等离子体的能力，并形成具有中央通道的等离子体，既能在微波状态下稳定工作，也能在射频状态下被激发使用。具有软电离、硬电离多种工作模式，在一个离子源内即可实现样品中无机元素和有机物高效本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合等离子体常压激发源，其特征在于，由内针(1)、石英管(2)、中管(3)、外管(4)、同轴电缆接头(5)、调谐活塞(6)、侧端气体引入端(7)和下端气体引入端(8)、下端气体引入端接口(9)、内针气体接口(10)、微波导入环(11)、APCI源(12)构成，内针(1)、石英管(2)、中管(3)和外管(4)为同心圆柱管，内针(1)下端固定在下端气体引入端(8)上，同轴电缆接头(5)通过螺钉固定在外管(4)上部，同轴电缆接头(5)的内导线穿过外管(4)与微波导入环(11)固定，调谐活塞(6)内孔与中管(3)为孔轴配合，微波导入环(11)通过紧配固定在中管(3)外侧，石英管(2)位于内针(1)和中管(3)之间，固定在下端气体引入端(8)上，在外管(4)上下二个端面处车有内螺纹，分别为外管下内螺纹(21)和外管上内螺纹(23)，依靠内螺纹与中管(3)连接，调谐活塞(6)位于中管(3)和外管(4)之间，调谐活塞(6)外侧有外螺纹与外管(4)的外管上内螺纹(23)配合固定在外管(4)内，APCI源(12)放置在外管(4)的上端面，侧端气体引入端(7)与下端气体引入端接口(9)结构一样，通过外螺纹固定在中管(3)下端开口，下端气体引入端(8)通过螺纹固定在中管(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵高升，施月娥，褚冯键，贾滨，徐等，赵彬锋，
申请(专利权)人：杭州蔚领知谱检测技术有限公司，
类型：新型
国别省市：