專利名稱：輝光放電離子源裝置用供氣系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種供氣系統(tǒng)，尤指一種用于輝光放電離子源裝置的供氣系統(tǒng)。
背景技術：
中國實用新型專利“一種輝光放電離子源裝置”(授權(quán)公告號為CN201590398U， 申請?zhí)枮?00920246956.4，申請日為2009年11月10日)中公開的輝光放電離子源裝置 屬于低氣壓氣體放電，放電區(qū)處于非熱平衡狀態(tài)，靠高能電子碰撞、亞穩(wěn)態(tài)Ar粒子的潘寧 (Penning)碰撞電離，其激發(fā)能量高、電離度高，周期表上的絕大多數(shù)元素均能被其電離，其 是質(zhì)譜系統(tǒng)的一種很好的離子源。而且，該輝光放電離子源裝置涉及的輝光放電離子源質(zhì) 譜(GDMQ分析技術具有分析靈敏度高、檢測限制低、分析準確度好、測定的動態(tài)范圍寬、可 多元素快速分析、對各種元素的響應較均一、可采用相對靈敏度因子(RSF)校正、可實現(xiàn)少 標樣或無標樣分析等優(yōu)點，是目前對固體導電材料進行痕量及超痕量元素分析中最有效的 分析技術之一。該輝光放電離子源裝置正常、穩(wěn)定工作的基本條件是輝光放電離子源裝置內(nèi)必 須充有一定壓力的載氣(一般為氬氣)，載氣的壓力應可按需要進行調(diào)節(jié)，并在整個工作過 程中保持穩(wěn)定；輝光放電過程中所產(chǎn)生的各類物粒會使載氣的純度變壞而破壞輝光放電的 穩(wěn)定性，因此，載氣在整個工作過程中應能不斷得到純化。另外，輝光放電離子源裝置是一 種開放式的結(jié)構(gòu)，分析樣品要作為密封離子源裝置的一個部件，因此，在更換分析樣品時， 需充入一個大氣壓的空氣，但是，當在實驗環(huán)境很差的條件下通過充入空氣來更換分析樣 品時，充入空氣的同時，蒸汽、水分或雜質(zhì)等會進入輝光放電離子源裝置并吸附在其內(nèi)，污 染輝光放電離子源裝置，因而，在實驗環(huán)境差的條件下更換分析樣品時，應該用載氣來替代 空氣。由此可見，輝光放電離子源裝置所需的供氣系統(tǒng)應具備如下功能抽去輝光放電 離子源裝置中的氣體、更換分析樣品時充入空氣或載氣、充入所需壓力的載氣并保持載氣 的壓力穩(wěn)定、輝光放電離子源裝置中的載氣可不斷被更新來保持純度。因此，設計出一種具 有上述功能的供氣系統(tǒng)是目前應解決的問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種輝光放電離子源裝置用供氣系統(tǒng)，該供氣系統(tǒng)很 好地滿足了輝光放電離子源裝置對載氣壓力、純度等方面的要求。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用了以下技術方案—種輝光放電離子源裝置用供氣系統(tǒng)，其特征在于它包括一個穩(wěn)壓閥、一個微調(diào) 閥、一個進氣閥門、兩個真空泵，其中載氣源的輸出口經(jīng)由該穩(wěn)壓閥、微調(diào)閥、進氣閥門與 輝光放電離子源裝置的進氣口連接，該進氣口經(jīng)由一個充空氣閥門與外部大氣連通，兩個 該真空泵分別經(jīng)由一個抽氣閥門與該輝光放電離子源裝置上相應的抽氣口連接。本實用新型的優(yōu)點是在輝光放電過程中，本實用新型供氣系統(tǒng)可使輝光放電離子源裝置內(nèi)的載氣壓力處于動態(tài)平衡狀態(tài)，且使輝光放電離子源裝置中的載氣可被不斷更 新，保持輝光放電過程中離子源裝置內(nèi)載氣的純度，提高了輝光放電的穩(wěn)定性。在很差的實 驗環(huán)境下更換分析樣品時，可通過本實用新型供氣系統(tǒng)向離子源裝置內(nèi)充入載氣(通常為 氬氣)，從而在載氣氛圍下更換分析樣品，避免外部空氣中的蒸汽、水分或雜質(zhì)等進入離子 源裝置而對離子源裝置造成污染。

圖1是本實用新型供氣系統(tǒng)的組成示意圖。
具體實施方式
本實用新型供氣系統(tǒng)是專為輝光放電離子源裝置設計的，有關輝光放電離子源裝 置的詳細情況可參閱授權(quán)公告號為CN201590398U的中國實用新型專利“一種輝光放電離 子源裝置”中的描述，在這里不再加以贅述。如圖1所示，本實用新型輝光放電離子源裝置用供氣系統(tǒng)包括一個穩(wěn)壓閥2、一個 微調(diào)閥4、一個進氣閥門7、兩個真空泵14、15，其中載氣源1的輸出口經(jīng)由該穩(wěn)壓閥2、微 調(diào)閥4、進氣閥門7與輝光放電離子源裝置16的進氣口連接，該進氣口經(jīng)由一個充空氣閥門 11與外部大氣連通，兩個該真空泵分別經(jīng)由一個抽氣閥門與該輝光放電離子源裝置16上 相應的抽氣口連接，即真空泵14經(jīng)由抽氣閥門8與輝光放電離子源裝置16上的一個抽氣 口連接而真空泵15經(jīng)由抽氣閥門9與輝光放電離子源裝置16上的另一個抽氣口連接。在實際實施時，抽氣閥門8的輸入口與位于輝光放電離子源裝置16的空心腔室端 部的抽氣口連接，抽氣閥門9的輸入口經(jīng)由輝光放電離子源質(zhì)譜接口裝置與位于輝光放電 離子源裝置16的空心腔室中部的抽氣口連接(實際中，抽氣閥門9的輸入口與輝光放電離 子源質(zhì)譜接口裝置的出氣口連接。)。真空泵14和15都是用于抽出輝光放電離子源裝置 16的空心腔室內(nèi)的氣體，但是，真空泵14是直接對空心腔室的主體空心部分進行抽氣，而 真空泵15是對分析樣品所在的空心腔室的局部空心部分進行抽氣(直接作用于分析樣品 的表面進行抽氣)。如圖1，載氣源1的輸出口與充空氣閥門11的輸出口之間可連接一個充載氣閥門 10。這樣，當在良好的實驗環(huán)境下時，可通過充空氣閥門11充入空氣來更換分析樣品。當 在很差的實驗環(huán)境下時，可通過充載氣閥門10充入載氣來更換分析樣品，保持離子源裝置 16內(nèi)部的清潔，避免空氣中的蒸汽、水分、雜質(zhì)等進入離子源裝置16并滯留在離子源裝置 16內(nèi)，對離子源裝置16帶來污染。真空泵可采用旋片式機械真空泵。每個真空泵的輸入口可連接一個泵閥。如圖1， 真空泵14的輸入口連接泵閥12，真空泵15的輸入口連接泵閥13。當真空泵14和15停止 工作時，便可通過泵閥12、13分別向真空泵14、15內(nèi)充入大氣，以防止泵油返流到供氣系統(tǒng) 中。在實際應用中，如圖1，輝光放電離子源裝置16上的進氣口處可設置皮拉尼規(guī) 管5(采用德國萊寶TTR91Q和壓力真空計6 (采用兩設點壓力真空計，德國萊寶Display one)，從而實時測量和顯示輝光放電離子源裝置16內(nèi)的載氣壓力情況。在實際應用中，如圖1，穩(wěn)壓閥2的輸出口處可設置壓力表，穩(wěn)壓閥2采用精密穩(wěn)壓閥。微調(diào)閥4采用針形微調(diào)閥，以精確調(diào)節(jié)和控制離子源裝置16內(nèi)的載氣壓力，氣壓控制 精度高。為了確保本實用新型供氣系統(tǒng)的密閉性能，各器件間用波紋管(標準型F25不銹 鋼波紋管)和密封性能好的琺瑯盤(標準型F25不銹鋼快卸式真空琺瑯盤)連接。本實用新型供氣系統(tǒng)的工作原理為采用氬氣作為載氣，以純度為99. 99%的鋼瓶氬氣經(jīng)減壓閥減壓后作為載氣源1。 當要進行實驗時，將分析樣品裝入離子源裝置16內(nèi)，通過真空泵14和15對離子源裝置 16內(nèi)部進行抽真空。然后，載氣源1中的氬氣經(jīng)由穩(wěn)壓閥2穩(wěn)壓(將氬氣的壓力穩(wěn)定在 0. 1-0. 之間)后，再經(jīng)由高精度的針形微調(diào)閥4、進氣閥門7輸入輝光放電離子源裝置 16內(nèi)，開始輝光放電實驗。在輝光放電過程中，通過微調(diào)閥4調(diào)節(jié)進入離子源裝置16內(nèi)的 氬氣流量，同時由兩個獨立操作的真空泵14和15以設定速率分別對離子源裝置16抽氣， 從而使輝光放電離子源裝置16內(nèi)的氬氣在所需壓力下保持動態(tài)平衡，且保持輝光放電離 子源裝置16內(nèi)的氬氣純度不會變壞，保證輝光放電過程的穩(wěn)定，很好地滿足了輝光放電實 驗的要求。通過本實用新型，離子源裝置16內(nèi)的氬氣壓力可保持在10Pa-150(^a之間，滿 足了不同分析樣品對輝光放電離子源裝置16內(nèi)部氬氣壓力的需求。在輝光放電過程中，穩(wěn)壓閥2輸出的氬氣壓力由壓力表3實時測量，從而，根據(jù)壓 力表3的測量結(jié)果和所需的壓力值，可對穩(wěn)壓閥2進行調(diào)節(jié)和控制。并且，在輝光放電過程 中，可通過輝光放電離子源裝置16的進氣口處設置的皮拉尼規(guī)管5和壓力真空計6來實時 測量和顯示輝光放電離子源裝置16內(nèi)氬氣壓力情況，從而根據(jù)顯示的氬氣壓力數(shù)值，對微 調(diào)閥4進行適當調(diào)節(jié)。當輝光放電結(jié)束，需要更換分析樣品時若此時的實驗環(huán)境良好，則打開充空氣閥 門11，向離子源裝置16內(nèi)充入空氣后，便可更換分析樣品；若此時的實驗環(huán)境很差，則打開 充載氣閥門10，向離子源裝置16內(nèi)充入氬氣后更換分析樣品，這樣，在氬氣的保護下更換 分析樣品，可避免蒸汽、水分、雜質(zhì)等對離子源裝置16的污染，保持了離子源裝置16的清潔。上述本實用新型供氣系統(tǒng)為手動控制。若采用自動控制，則進氣閥門7、充空氣閥 門11、充載氣閥門10、抽氣閥門8和9、泵閥12和13可采用電磁閥，進氣閥門7、充空氣閥 門11、充載氣閥門10、抽氣閥門8和9、泵閥12和13的控制端分別與控制系統(tǒng)(圖中未示 出)上相應的控制端連接，受控制系統(tǒng)的控制。在本實用新型中，有關輝光放電離子源質(zhì)譜接口裝置的詳細情況可參閱授權(quán)公 告號為CN201549467U的中國實用新型專利“輝光放電離子源質(zhì)譜接口裝置”(申請?zhí)枮?200920M6955.X，申請日為2009年11月10日)中的描述，在這里不再加以贅述。在輝光放電過程中，本實用新型供氣系統(tǒng)可使輝光放電離子源裝置內(nèi)的載氣壓力 處于動態(tài)平衡狀態(tài)，且使輝光放電離子源裝置中的載氣可被不斷更新，保持輝光放電過程 中離子源裝置內(nèi)載氣的純度，提高了輝光放電的穩(wěn)定性。在很差的實驗環(huán)境下更換分析樣品時，可通過本實用新型供氣系統(tǒng)向離子源裝置 內(nèi)充入載氣(通常為氬氣)，從而在載氣氛圍下更換分析樣品，避免外部空氣中的蒸汽、水 分或雜質(zhì)等進入離子源裝置而對離子源裝置造成污染。以上是本實用新型的較佳實施例及所運用的技術原理，對于本領域的技術人員來 說，在不背離本實用新型精神和范圍的情況下，任何基于本實用新型基礎上的等效變換、簡單替換等改變，均屬于本實用新型保護范圍。
權(quán)利要求1.一種輝光放電離子源裝置用供氣系統(tǒng)，其特征在于它包括一個穩(wěn)壓閥、一個微調(diào) 閥、一個進氣閥門、兩個真空泵，其中載氣源的輸出口經(jīng)由該穩(wěn)壓閥、微調(diào)閥、進氣閥門與輝光放電離子源裝置的進氣口連 接，該進氣口經(jīng)由一個充空氣閥門與外部大氣連通，兩個該真空泵分別經(jīng)由一個抽氣閥門 與該輝光放電離子源裝置上相應的抽氣口連接。
2.如權(quán)利要求1所述的供氣系統(tǒng)，其特征在于一個所述抽氣閥門的輸入口與位于所述輝光放電離子源裝置的空心腔室端部的抽氣 口連接，另一個所述抽氣閥門的輸入口經(jīng)由輝光放電離子源質(zhì)譜接口裝置與位于所述輝光 放電離子源裝置的空心腔室中部的抽氣口連接。
3.如權(quán)利要求2所述的供氣系統(tǒng)，其特征在于所述載氣源的輸出口與所述充空氣閥門的輸出口之間連接一個充載氣閥門。
4.如權(quán)利要求3所述的供氣系統(tǒng)，其特征在于所述進氣閥門、充空氣閥門、充載氣閥門、抽氣閥門為電磁閥，所述進氣閥門、充空氣閥 門、充載氣閥門、抽氣閥門的控制端分別與控制系統(tǒng)上相應的控制端連接。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的供氣系統(tǒng)，其特征在于每個所述真空泵的輸入口連接一個泵閥。
6.如權(quán)利要求5所述的供氣系統(tǒng)，其特征在于所述泵閥為電磁閥。
7.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的供氣系統(tǒng)，其特征在于所述輝光放電離子源裝置上的進氣口處設置皮拉尼規(guī)管和壓力真空計。
8.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的供氣系統(tǒng)，其特征在于所述微調(diào)閥為針形微調(diào)閥。
9.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的供氣系統(tǒng)，其特征在于所述穩(wěn)壓閥的輸出口處設置壓力表。
專利摘要本實用新型公開了一種輝光放電離子源裝置用供氣系統(tǒng)，它包括一個穩(wěn)壓閥、一個微調(diào)閥、一個進氣閥門、兩個真空泵，載氣源的輸出口經(jīng)由該穩(wěn)壓閥、微調(diào)閥、進氣閥門與輝光放電離子源裝置的進氣口連接，該進氣口經(jīng)由一個充空氣閥門與外部大氣連通，兩個該真空泵分別經(jīng)由一個抽氣閥門與該輝光放電離子源裝置上相應的抽氣口連接。在輝光放電過程中，本實用新型可使離子源裝置內(nèi)的載氣壓力處于動態(tài)平衡狀態(tài)，保持了離子源裝置內(nèi)載氣的純度，提高了輝光放電的穩(wěn)定性。在很差的實驗環(huán)境下，可通過本實用新型向離子源裝置內(nèi)充入載氣來更換分析樣品，從而避免外部空氣中的蒸汽、水分或污物進入離子源裝置，對離子源裝置造成污染。
文檔編號H01J49/04GK201910396SQ20102069789
公開日2011年7月27日 申請日期2010年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月27日
發(fā)明者劉湘生, 劉 英, 李繼東, 潘元海, 王長華 申請人:北京有色金屬研究總院