應(yīng)用在離子源中的放電裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及質(zhì)譜分析，特別涉及應(yīng)用在離子源中的放電裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]常規(guī)的大氣壓下現(xiàn)場離子源中，一種采用毛細(xì)管放電針的方式，直接進(jìn)氣和發(fā)生放電，這種方式雖然安裝簡單，但存在放電電壓要求高，容易打火，其次氣流噴射集中，離子射流大，因此需要較長的導(dǎo)引以煙滅離子，也使得高能粒子數(shù)量大大減少，離子源靈敏度降低；此外還有從放電針旁的放電腔處引入，這種方法容易使得進(jìn)氣不均勻，此外因高壓絕緣原因，使得放電腔體整體結(jié)構(gòu)和安裝設(shè)計復(fù)雜，同時因為存在放電針因受離子長時間轟擊，表面金屬濺射，并隨風(fēng)脫落，導(dǎo)致放電針壽命不長，頻繁更換等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)方案中的不足，本發(fā)明提供了一種穩(wěn)定性好、靈敏度高、壽命長的應(yīng)用離子源中的放電裝置。
[0004]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0005]一種應(yīng)用在離子源中的放電裝置，所述放電裝置包括中空容器；所述放電裝置還包括:
[0006]放電針，所述放電針設(shè)置在所述容器內(nèi)，包括尖端部分及后端部分；所述后端部分的內(nèi)部具有相互連通的軸向孔及徑向孔，所述徑向孔均勻分布；
[0007]放電腔，所述放電腔呈筒形，設(shè)置在所述容器內(nèi)的放電針的一側(cè)，所述尖端部分深入到放電腔內(nèi)；所述放電腔沿其軸向的截面為對稱的兩側(cè)，所述截面的臨著軸向的一側(cè)為曲線；所述放電腔接地；
[0008]電源，所述電源為放電針和放電腔之間引入高壓。
[0009]根據(jù)上述的放電裝置，優(yōu)選地，所述高壓為直流高壓或10kHz以下的交流高壓。
[0010]根據(jù)上述的放電裝置，優(yōu)選地，所述放電針采用單晶硅。
[0011]根據(jù)上述的放電裝置，優(yōu)選地，所述離子源為大氣壓下現(xiàn)場離子源。
[0012]根據(jù)上述的放電裝置，優(yōu)選地，所述放電針和放電腔的軸線共線。
[0013]根據(jù)上述的放電裝置，優(yōu)選地，沿著所述尖端的指向，所述放電腔內(nèi)的中空部分逐漸收縮。
[0014]根據(jù)上述的放電裝置，優(yōu)選地，所述尖端部分為錐形。
[0015]本發(fā)明還提供了應(yīng)用上述任一放電裝置的工作方法，具有穩(wěn)定性好、靈敏度高等優(yōu)點。該發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn):
[0016]上述放電裝置的工作方法，所述工作方法包括以下步驟:
[0017](Al)載氣進(jìn)入軸向孔內(nèi)，之后從徑向孔均勻流出；
[0018](A2)載氣沿著尖端部分的外緣向放電腔內(nèi)流動；
[0019](A3)在所述放電針的尖端處放電。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果為:
[0021]1、中空放電針的引入，以及放電針的錐型設(shè)計，降低了放電電壓，在后端部分的均勻開孔則保證氣體的均勻進(jìn)入。
[0022]2、放電腔的曲面式流場設(shè)計，使得放電針處的流速接近零點，因此放電針處離子濺射低，保證放電針的使用壽命，同時基于流場的設(shè)計，放電針處的氣體低流速可以保證放電不易熄滅，達(dá)到穩(wěn)定的放電。
[0023]3、優(yōu)選的單晶硅材料進(jìn)一步提高了放電針的使用壽命。
【附圖說明】
[0024]參照附圖，本發(fā)明的公開內(nèi)容將變得更易理解。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是:這些附圖僅僅用于舉例說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而并非意在對本發(fā)明的保護(hù)范圍構(gòu)成限制。圖中:
[0025]圖1為本發(fā)明實施例1的放電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0026]圖1和以下說明描述了本發(fā)明的可選實施方式以教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員如何實施和再現(xiàn)本發(fā)明。為了教導(dǎo)本發(fā)明技術(shù)方案，已簡化或省略了一些常規(guī)方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解源自這些實施方式的變型或替換將在本發(fā)明的范圍內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解下述特征能夠以各種方式組合以形成本發(fā)明的多個變型。由此，本發(fā)明并不局限于下述可選實施方式，而僅由權(quán)利要求和它們的等同物限定。
[0027]實施例:
[0028]圖1示意性地給出了本發(fā)明實施例的應(yīng)用在大氣壓下現(xiàn)場離子源中的放電裝置的結(jié)構(gòu)簡圖，如圖1所示，所述放電裝置包括:
[0029]中空容器11，呈圓筒形；該部件是本領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述；
[0030]放電針，所述放電針設(shè)置在所述容器11內(nèi)，包括尖端部分21及后端部分22，尖端部分21為圓錐形；所述后端部分22的內(nèi)部具有相互連通的軸向孔23及徑向孔24，所述徑向孔24均勻分布；所述放電針采用單晶硅材料；
[0031]放電腔31，所述放電腔31呈筒形，沿著尖端的指向，所述放電腔31內(nèi)的中空部分逐漸收縮，設(shè)置在所述容器內(nèi)的放電針的一側(cè)，所述尖端部分深入到放電腔內(nèi)；所述放電腔沿其軸向的截面為對稱的兩側(cè)，所述截面的臨著軸向的一側(cè)32為曲線；所述放電腔接地，所述放電針和放電腔的軸線共線
[0032]電源，所述電源為放電針和放電腔之間引入高壓，所述高壓為直流高壓或10kHz以下的交流高壓。
[0033]本發(fā)明實施例的上述放電裝置的工作方法，所述工作方法包括以下步驟:
[0034](Al)載氣進(jìn)入軸向孔內(nèi)，如圖1中箭頭所示，之后從徑向孔均勻流出；
[0035](A2)載氣沿著尖端部分的外緣向放電腔內(nèi)流動，在尖端處流速接近于零；
[0036](A3)在所述放電針的尖端處放電。
[0037]根據(jù)本發(fā)明實施例1達(dá)到的益處在于:放電針尖端部分的錐型設(shè)計，降低了放電電壓；在后端部分的均勻開孔則保證氣體的均勻進(jìn)入，且放電腔的曲面式流場設(shè)計，使得放電針尖端處的流速接近零點，因此放電針處離子濺射低，保證放電針的使用壽命，同時基于流場的設(shè)計，放電針尖端處的氣體的低流速流動保證放電不易熄滅，達(dá)到穩(wěn)定的放電的。優(yōu)選的單晶硅材料進(jìn)一步提高了放電針的使用壽命。
【主權(quán)項】
1.一種應(yīng)用在離子源中的放電裝置，所述放電裝置包括中空容器；其特征在于:所述放電裝置還包括: 放電針，所述放電針設(shè)置在所述容器內(nèi)，包括尖端部分及后端部分；所述后端部分的內(nèi)部具有相互連通的軸向孔及徑向孔，所述徑向孔均勻分布； 放電腔，所述放電腔呈筒形，設(shè)置在所述容器內(nèi)的放電針的一側(cè)，所述尖端部分深入到放電腔內(nèi)；所述放電腔沿其軸向的截面為對稱的兩側(cè)，所述截面的臨著軸向的一側(cè)為曲線；所述放電腔接地； 電源，所述電源為放電針和放電腔之間引入高壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放電裝置，其特征在于:所述高壓為直流高壓或10kHz以下的交流高壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放電裝置，其特征在于:所述放電針采用單晶硅。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的放電裝置，其特征在于:所述離子源為大氣壓下現(xiàn)場離子源。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放電裝置，其特征在于:所述放電針和放電腔的軸線共線。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放電裝置，其特征在于:沿著所述尖端的指向，所述放電腔內(nèi)的中空部分逐漸收縮。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放電裝置，其特征在于:所述尖端部分為錐形。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放電裝置的工作方法，其特征在于:所述工作方法包括以下步驟: (Al)載氣進(jìn)入軸向孔內(nèi)，之后從徑向孔均勻流出； (A2)載氣沿著尖端部分的外緣向放電腔內(nèi)流動； (A3)在所述放電針的尖端處放電。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種應(yīng)用在離子源中的放電裝置及方法，所述放電裝置包括中空容器，還包括：放電針，所述放電針設(shè)置在所述容器內(nèi)，包括尖端部分及后端部分；所述后端部分的內(nèi)部具有相互連通的軸向孔及徑向孔，所述徑向孔均勻分布；放電腔，所述放電腔呈筒形，設(shè)置在所述容器內(nèi)的放電針的一側(cè)，所述尖端部分深入到放電腔內(nèi)；所述放電腔沿其軸向的截面為對稱的兩側(cè)，所述截面的臨著軸向的一側(cè)為曲線；所述放電腔接地；電源，所述電源為放電針和放電腔之間引入高壓。本發(fā)明具有穩(wěn)定性好、靈敏度高、壽命長等優(yōu)點。
【IPC分類】H01J49-00, H01J49-10, H01J49-04, H01J49-12
【公開號】CN104538277
【申請?zhí)枴緾N201410849819
【發(fā)明人】俞建成, 聞路紅, 趙鵬, 胡舜迪, 孫明超, 吳勇, 寧錄勝
【申請人】寧波大學(xué)
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月26日