【技术实现步骤摘要】
本方案属于质谱仪，具体涉及一种离子截取装置及质谱仪。
技术介绍
1、美国劳伦斯伯克利国家实验室、加利福尼亚大学采用尼尔森离子门结构及二极偏转板结构对50kv加速电压下产生的离子进行截取并使用飞行时间质谱进行了检测；俄罗斯科学院高能电子研究所也使用了类似的装置对50kv以及100kv加速电压下产生的离子进行截取并实现检测，但相关的技术均是采用离子门实现高能离子束的时间截取，不能实现离子束截面的空间截取，本团队专利技术了一种离子抓取装置(专利号：cn202110176350.3)，采用移动取样孔以及离子门的方式实现了高能离子束截面中任意位置的离子的空间和时间截取，但对于发散型离子束中发射角度较大的部分离子则检测效率较低。
技术实现思路
1、本方案旨在克服现有技术中的至少一种缺陷，提供一种离子截取装置，用于解决现有离子抓取装置对发散型离子束中发射角度较大的部分离子的检测效率较低的问题，不仅可以实现离子束的空间和时间截取，而且可以在截取过程中实现离子飞行轨迹的偏转，使离子聚焦在离子通道内，从而提高后端离子检测的效率。
2、为了解决上述技术问题，采取下述技术方案：
3、第一方面，提出一种离子截取装置，用于截取发散型离子束中的离子，该离子截取装置包括取样片、第一离子门电极、第二离子门电极、第一脉冲电路、第二脉冲电路、移动机构和控制单元；所述取样片设有取样孔，所述第一离子门电极和第二离子门电极设置在所述取样片所在平面的一侧且分别位于所述取样孔的两侧；所述控制单元电连接所述
4、若所述取样孔正对离子束中心，则截取时所述第一脉冲电压的电压值等于所述第二脉冲电压的电压值；若所述取样孔偏离离子束中心且所述第二离子门电极相比所述第一离子门电极更靠近离子束中心，则截取时所述第一脉冲电压的电压值大于所述第二脉冲电压的电压值；若所述取样孔偏离离子束中心且所述第一离子门电极相比所述第二离子门电极更靠近离子束中心，则截取时所述第一脉冲电压的电压值小于所述第二脉冲电压的电压值。
5、本方案通过带取样孔的取样片和由第一离子门电极、第二离子门电极构成的离子门，在平行于取样片的平面内的同步移动，实现对离子束的空间和时间截取。其中，施加于第一离子门电极和第二离子门电极的脉冲电压，随取样孔与离子束中心的相对位置的变化而变化，在截取过程中实现离子飞行轨迹的偏转，使发散型离子束中发射角度较大的部分离子可以有效地聚集到后端的离子通道中，从而提高后端离子检测的检测效率。
6、离子的时间截取实际上就是截取处于同一时间节点的离子，也就是将某一时间节点进入装置的离子引导至后端离子通道内，而将早于或晚于该时间节点进入装置的离子引至后端离子通道外。只要第一脉冲电压和第二脉冲电压的电压值不满足上述截取条件，离子将被引至后端离子通道外，即装置进入非截取状态。具体而言，若所述取样孔正对离子束中心，则非截取时所述第一脉冲电压的电压值大于或小于所述第二脉冲电压的电压值；若所述取样孔偏离离子束中心且所述第二离子门电极相比所述第一离子门电极更靠近离子束中心，则非截取时所述第一脉冲电压的电压值小于等于所述第二脉冲电压的电压值；若所述取样孔偏离离子束中心且所述第一离子门电极相比所述第二离子门电极更靠近离子束中心，则非截取时所述第一脉冲电压的电压值大于等于所述第二脉冲电压的电压值。
7、无论装置处于截取状态还是非截取状态，也无论取样孔与离子束中心的相对位置如何，都可以将第一脉冲电压和第二脉冲电压中的至少一个在同一时段内的电压值设置为零，有利于降低装置能耗。具体而言，若所述取样孔正对离子束中心，则截取时所述第一脉冲电压和第二脉冲电压的电压值为零，非截取时所述第一脉冲电压或第二脉冲电压的电压值为零；若所述取样孔偏离离子束中心，则截取时所述第一脉冲电压或第二脉冲电压的电压值为零，非截取时所述第一脉冲电压和第二脉冲电压的电压值为零。
8、第一脉冲电路与第二脉冲电路所施加电压需要根据取样孔与离子束中心的相对位置及截取状态进行调控，为方便确定取样孔与离子束中心的相对位置，所述取样片、第一离子门电极、第二离子门电极或移动机构上设有传感器，所述传感器用于获取所述取样孔与离子束中心的相对位置，该传感器与所述控制单元电连接，以便控制单元直接读取传感器获取的取样孔与离子束中心相对位置，提高装置的自动化程度。
9、为进一步提高装置的自动化程度，所述控制单元根据所述取样孔与离子束中心的相对位置及截取状态调控所述第一脉冲电路与第二脉冲电路所施加电压，甚至可以根据取样孔与离子束中心之间的距离调控所述第一脉冲电路与第二脉冲电路所施加电压的电压差，提高离子聚焦的精确度。
10、为提高装置的灵活度，所述第一脉冲电路和第二脉冲电路的延时、脉宽、脉冲峰值和/或脉冲正负极性允许通过所述控制单元进行调控，以便用户根据需要自行调节时间截取的精度。
11、优选地，所述第一离子门电极与第二离子门电极相互平行，所述第一离子门电极和第二离子门电极均呈长条状或圆弧状。
12、第二方面，提出一种质谱仪，包括离子源、飞行时间分析器、离子检测器和第一方面所述的离子截取装置，所述离子截取装置位于所述离子源和所述飞行时间分析器之间。
13、本方案在离子源与飞行时间分析器之间增设上述离子截取装置，不仅可以实现离子束的截面离子的空间和时间截取，也可以在截取过程中实现离子飞行轨迹的偏转，使离子聚焦在飞行时间分析器的离子通道内，从而提高后端离子检测的效率。
14、本方案与现有技术相比较有如下有益效果：本方案通过改变离子门脉冲高压的工作方式，使得离子截取装置既可以实现离子空间、时间截取，也可以实现离子的聚焦，从而使发散型离子束中发射角度较大的部分离子可以有效的聚集到离子通过中，从而提高后端离子检测装置的检测效率。
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1.一种离子截取装置，其特征在于，用于截取发散型离子束中的离子，该离子截取装置包括取样片、第一离子门电极、第二离子门电极、第一脉冲电路、第二脉冲电路、移动机构和控制单元；所述取样片设有取样孔，所述第一离子门电极和第二离子门电极设置在所述取样片所在平面的一侧且分别位于所述取样孔的两侧；所述控制单元电连接所述第一脉冲电路、第二脉冲电路和移动机构，所述第一脉冲电路向所述第一离子门电极施加第一脉冲电压，所述第二脉冲电路向所述第二离子门电极施加第二脉冲电压，所述移动机构驱动所述取样片、第一离子门电极和第二离子门电极在平行于所述取样片的平面内同步移动；
2.根据权利要求1所述的离子截取装置，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的离子截取装置，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的离子截取装置，其特征在于，
5.根据权利要求1～4任一项所述的离子截取装置，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的离子截取装置，其特征在于，
7.根据权利要求1～4任一项所述的离子截取装置，其特征在于，
8.根据权利要求1～4任一项所
9.根据权利要求1～4任一项所述的离子截取装置，其特征在于，
10.一种质谱仪，其特征在于，包括离子源、飞行时间分析器、离子检测器和如权利要求1～9任一项所述的离子截取装置，所述离子截取装置位于所述离子源和所述飞行时间分析器之间。
...【技术特征摘要】
1.一种离子截取装置，其特征在于，用于截取发散型离子束中的离子，该离子截取装置包括取样片、第一离子门电极、第二离子门电极、第一脉冲电路、第二脉冲电路、移动机构和控制单元；所述取样片设有取样孔，所述第一离子门电极和第二离子门电极设置在所述取样片所在平面的一侧且分别位于所述取样孔的两侧；所述控制单元电连接所述第一脉冲电路、第二脉冲电路和移动机构，所述第一脉冲电路向所述第一离子门电极施加第一脉冲电压，所述第二脉冲电路向所述第二离子门电极施加第二脉冲电压，所述移动机构驱动所述取样片、第一离子门电极和第二离子门电极在平行于所述取样片的平面内同步移动；
2.根据权利要求1所述的离子截取装置，其特征在于，
3.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：麦泽彬，谭国斌，颜世超，汪晶晶，郑漻，王宏伟，陈景鸿，
申请(专利权)人：广州禾信仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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