【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属元素检测设备及其周边配套设施，特别是涉及一种真空涡流电离源及金属元素分析质谱仪。
技术介绍
1、质谱法是将样品中目标分析物离子化后，通过质量分析器测定离子的质量与电荷比值，最终确定目标分析物质量或结构的方法。其中目标分析物离子化与离子质荷比的测定是质谱法的核心任务，离子源是承担目标分析物离子化的核心部件，其性能决定了质谱仪的灵敏度。
2、常用的电离源包括：电子电离源（ei，electron ionization）、化学电离源（ci，chemical ionization）、电喷雾电离源（esi， electrospray ionization）、电感耦合等离子体电离源（icp，inductively coupled plasma ionization）、快原子轰击源（fab，fastatom bombardment）、大气压电离源（api，atmospheric pressure ionization）、基质辅助激光解吸电离源（maldi，matrix-assisted laser desorption ionization）等。
3、电感耦合等离子体电离源是针对样品中痕量金属元素进行电离的常用方法，其等离子体温度高达6000-8000k，几乎可将所有金属元素电离。但维持稳定的等离子体需要大功率射频电源并消耗大量氩气，其设备成本和使用成本都非常高，工作时需要电离氩气形成明火，存在安全隐患。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种真空涡
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种真空涡流电离源，包括：
3、电离室，所述电离室的内腔为真空腔体；
4、螺旋线圈，所述螺旋线圈由金属材质制成，所述螺旋线圈设置于所述电离室的内腔中，所述螺旋线圈与外部射频电源相连；
5、推斥极，所述推斥极由金属材质制成，所述推斥极设置于所述电离室的内腔中，并位于所述螺旋线圈的一侧，所述推斥极具有样品入口；
6、引出极，所述引出极由金属材质制成，沿所述螺旋线圈的轴线方向的一侧，所述引出极和所述推斥极分别位于所述螺旋线圈的两侧，所述引出极具有离子出口。
7、优选地，所述推斥极以及所述引出极均为环形板状结构，所述推斥极、所述引出极以及所述螺旋线圈同轴设置，所述推斥极的中空部形成所述样品入口，所述引出极的中空部形成所述离子出口；
8、所述螺旋线圈由钨丝绕制而成。
9、优选地，所述的真空涡流电离源，还包括透镜组，所述透镜组设置于所述离子出口处，所述透镜组能够使离子束聚焦。
10、优选地，所述电离室内腔的真空度范围为10-3pa~10-5pa。
11、本专利技术还提供一种金属元素分析质谱仪，包括上述的真空涡流电离源，还包括进样单元、质量分析器、检测器以及测控单元，所述真空涡流电离源位于所述进样单元以及所述质量分析器之间，所述进样单元能够将样品送入所述真空涡流电离源，所述质量分析器用于样品离子的质量筛选，所述检测器用于检测离子信号，所述测控单元能够给出分析物测试谱图。
12、优选地，所述进样单元包括进样舱、进样杆以及设置于所述进样舱内的加热元件，所述进样舱为密闭腔体，且所述进样舱连接有外部抽真空设备，所述外部抽真空设备能够对所述进样舱的内腔进行抽真空处理；所述加热元件能够对进入所述进样舱的样品进行干燥和灰化，以去除样品中的溶剂和杂质；所述进样舱能够与所述电离室的内腔相连通；所述进样杆伸入所述进样舱内，所述进样杆能够带动样品运动，以使样品进入所述电离室的内腔中。
13、优选地，所述加热元件由金属丝绕制成螺旋状结构，所述加热元件与外部直流电源相连；
14、所述进样舱包括舱体和舱门，所述舱门与所述舱体可拆卸连接且二者之间设置密封元件，所述加热元件设置于所述舱体的内腔中。
15、优选地，所述进样舱具有与所述进样杆相适配的进样通道，所述进样杆可滑动地设置于所述进样通道内，所述进样杆连接有动密封件，以密封所述进样舱体的内腔以及所述进样舱与所述电离室的连通处；所述进样杆连接有进样勺，所述进样勺能够承载待测样品。
16、优选地，所述加热元件工作时，所述进样舱的内腔的真空度范围为10pa~100pa；
17、所述进样舱连接有控制管路，所述进样舱能够利用所述控制管路与外部环境、所述外部抽真空设备相连，所述控制管路上设置有控制阀门。
18、优选地，所述的金属元素分析质谱仪，还包括真空舱，所述真空涡流电离源、所述质量分析器以及所述检测器均设置于所述真空舱的内腔中，所述离子出口正对所述质量分析器设置；所述电离室的内腔与所述真空舱的内腔相连通，所述真空舱的内腔与所述外部抽真空设备相连；所述进样舱与所述真空舱相连，且二者之间设置过渡阀门，所述过渡阀门能够切换所述进样舱内腔与所述真空舱内腔的通断状态。
19、本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：本专利技术的真空涡流电离源，包括电离室、螺旋线圈、推斥极以及引出极，电离室的内腔为真空腔体；螺旋线圈设置于电离室的内腔中，螺旋线圈由金属材质制成，螺旋线圈与外部射频电源相连；推斥极由金属材质制成，推斥极设置于电离室的内腔中，并位于螺旋线圈的一侧；引出极由金属材质制成，沿螺旋线圈的轴线方向，引出极和推斥极分别位于螺旋线圈的两侧，引出极具有离子出口。
20、本专利技术的真空涡流电离源，外部射频电源与螺旋线圈相连，工作时，在真空的电离室中，利用外部射频电源使螺旋线圈通入射频电流，射频电流使螺旋线圈升温，高温将置于螺旋线圈内部的样品气化为气态原子；射频电流在螺旋线圈内部感应出涡旋电场，螺旋线圈受热释放的热电子在涡旋电场的作用下形成涡旋电流，涡旋电流中的高能电子撞击样品原子后使其电离；推斥极和引出极分别设置于螺旋线圈的两侧，推斥极的电势较引出极的电势高，样品离子在推斥极以及引出极的电势差的作用下，由推斥极向引出极方向快速移动，由离子出口导出。本专利技术的真空涡流电离源，采用真空涡流电离方式，减少了螺旋线圈对离子的阻挡，离子化效率高，无须辅助气体，降低了检测成本；且在真空状态下电离，避免明火，提升了电离源的安全系数。
21、本专利技术还提供一种金属元素分析质谱仪，包含上述真空涡流电离源，还包括进样单元、质量分析器、检测器以及测控单元，真空涡流电离源位于进样单元以及质量分析器之间，进样单元能够将样品送入真空涡流电离源，质量分析器用于样品离子的质量筛选，检测器用于检测离子信号，测控单元能够给出分析物测试谱图。
22、本专利技术的金属元素分析质谱仪，进样单元将样品送入电离室，样品在电离室内电离成离子，质量分析器将离子按质量进行筛选，检测器能够接收、检测和记录被筛选后的离子信号，测控单元能够完成信号的采集、计算并输出分析结果，本专利技术的金属元素分析质谱仪，能够对样品中的多种金属元素同本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种真空涡流电离源，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的真空涡流电离源，其特征在于：所述推斥极以及所述引出极均为环形板状结构，所述推斥极、所述引出极以及所述螺旋线圈同轴设置，所述推斥极的中空部形成所述样品入口，所述引出极的中空部形成所述离子出口；
3.根据权利要求1所述的真空涡流电离源，其特征在于：还包括透镜组，所述透镜组设置于所述离子出口处，所述透镜组能够使离子束聚焦。
4.根据权利要求1-3任一项所述的真空涡流电离源，其特征在于：所述电离室内腔的真空度范围为10-3Pa~10-5Pa。
5.一种金属元素分析质谱仪，其特征在于：包括权利要求1-4任一项所述的真空涡流电离源，还包括进样单元、质量分析器、检测器以及测控单元，所述真空涡流电离源位于所述进样单元以及所述质量分析器之间，所述进样单元能够将样品送入所述真空涡流电离源，所述质量分析器用于样品离子的质量筛选，所述检测器用于检测离子信号，所述测控单元能够给出分析物测试谱图。
6.根据权利要求5所述的金属元素分析质谱仪，其特征在于：所述进样单元包括进样舱、进样
7.根据权利要求6所述的金属元素分析质谱仪，其特征在于：所述加热元件由金属丝绕制成螺旋状结构，所述加热元件与外部直流电源相连；
8.根据权利要求6所述的金属元素分析质谱仪，其特征在于：所述进样舱具有与所述进样杆相适配的进样通道，所述进样杆可滑动地设置于所述进样通道内，所述进样杆连接有动密封件，以密封所述进样舱体的内腔以及所述进样舱与所述电离室的连通处；所述进样杆连接有进样勺，所述进样勺能够承载待测样品。
9.根据权利要求6所述的金属元素分析质谱仪，其特征在于：所述加热元件工作时，所述进样舱的内腔的真空度范围为10Pa~100Pa；
10.根据权利要求5-9任一项所述的金属元素分析质谱仪，其特征在于：还包括真空舱，所述真空涡流电离源、所述质量分析器以及所述检测器均设置于所述真空舱的内腔中，所述离子出口正对所述质量分析器设置；所述电离室的内腔与所述真空舱的内腔相连通，所述真空舱的内腔与所述外部抽真空设备相连；所述进样舱与所述真空舱相连，且二者之间设置过渡阀门，所述过渡阀门能够切换所述进样舱内腔与所述真空舱内腔的通断状态。
...【技术特征摘要】
1.一种真空涡流电离源，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的真空涡流电离源，其特征在于：所述推斥极以及所述引出极均为环形板状结构，所述推斥极、所述引出极以及所述螺旋线圈同轴设置，所述推斥极的中空部形成所述样品入口，所述引出极的中空部形成所述离子出口；
3.根据权利要求1所述的真空涡流电离源，其特征在于：还包括透镜组，所述透镜组设置于所述离子出口处，所述透镜组能够使离子束聚焦。
4.根据权利要求1-3任一项所述的真空涡流电离源，其特征在于：所述电离室内腔的真空度范围为10-3pa~10-5pa。
5.一种金属元素分析质谱仪，其特征在于：包括权利要求1-4任一项所述的真空涡流电离源，还包括进样单元、质量分析器、检测器以及测控单元，所述真空涡流电离源位于所述进样单元以及所述质量分析器之间，所述进样单元能够将样品送入所述真空涡流电离源，所述质量分析器用于样品离子的质量筛选，所述检测器用于检测离子信号，所述测控单元能够给出分析物测试谱图。
6.根据权利要求5所述的金属元素分析质谱仪，其特征在于：所述进样单元包括进样舱、进样杆以及设置于所述进样舱内的加热元件，所述进样舱为密闭腔体，且所述进样舱连接有外部抽真空设备，所述外部抽真空设备能够对所述进样舱的内腔进行抽真空处理；所述加热元件能够对进入所...
【专利技术属性】
技术研发人员：张利军，胡淑娟，樊后鸿，张磊，
申请(专利权)人：北京普析通用仪器有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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