本实用新型总地涉及质子转移反应技术领域，具体设计一种辉光放电离子源装置。
背景技术：
质子转到受体的反应称为质子转移反应，使用化学电离质谱法进行分析的仪器称为化学电离质谱仪。在质谱分析中，离子源是将分子离解成离子或解离成碎片，失去电子，生成带正电荷的分子离子，在质谱仪的反应室内部与被测物质发生电离反应，使被测物质带电，即电离被测物质。
由于离子化所需要的能量随分子不同差异很大，因此，对于不同的分子应选择不同的离解方法。通常称能给样品较大能量的电离方法为硬电离方法，而给样品较小能量的电离方法为软电离方法，软电离方法适用于易破裂或易电离的样品。
辉光放电是种低气压放电现象，工作压力一般低于10mbar，其基本构造是在密闭的容器内放置两个平行的电极板(阳极和阴极)，利用产生的电子将中性原子或分子激发，而被激发的离子由激发态降回基态时会以光的形式释放出能量，是一种稀薄气体中的自持放电(自激导电)现象。长期以来，人们一直在努力实现大气压下的辉光放电，虽然取得了很大进展，但由于其运行需抽真空、设备投资大，操作复杂，不适于工业化连续生产，限制了它的广泛应用。
技术实现要素：
本实用新型基于空心阴极原理，提出一种辉光放电离子源装置，为阴极和阳极提供一个绝缘并具有密封性能的结构，使得阴极和阳极在施加较大电压的情况下，不至于击穿，在阴极和阳极构成的密闭空间中的稀薄气体可以发生辉光放电反应。
本实用新型提供了一种辉光放电离子源装置，包括：
电极部，包括阳极和阴极，所述阳极加载正电压，所述阴极加载负电压；所述阳极的顶部和所述阴极的底部之间形成真空状态的放电间隙，用于辉光放电；
所述阴极的顶部设有阴极孔，底部设有实际入口，所述试剂入口与所述阴极孔相通，所述阴极孔与所述放电间隙相通；
所述阳极设有真空腔，为真空环境，用于存放被测物质；所述阳极的顶部设有真空差分孔，底部设有与所述真空腔相通的人物料入口；所述真空差分孔的一端与所述放电间隙相通，另一端与所述真空腔相通；
绝缘部，一端连接所述阳极的顶部，另一端连接所述阴极的底部，将所述阳极和所述阴极隔开。
进一步地，所述阳极和所述阴极之间存在大于100伏的直流电压。
进一步地，所述阴极孔的长度和直径之比范围为10:1～5:1。
进一步地，所述试剂入口通过密封管道连接针阀的一端，所述针阀的另一端连接试剂气体存储容器；所述试剂存储容器为储水密封罐或气瓶；
所述针阀用于调节所述密封管道内的气体流量。
进一步地，所述放电间隙的高度方向的精度由所述绝缘部的高度的精度保证。
进一步地，所述绝缘部与所述电极部相接的两端分别设有密封槽，所述密封槽内置密封圈。
进一步地，所述阳极和所述阴极之间为可拆卸连接。
进一步地，所述阳极和所述阴极之间采用螺栓连接。
进一步地，所述阳极和所述阴极之间通过绝缘套由螺栓连接；
所述绝缘套为圆柱形，一端沿径向延伸出压耳，另一端穿过所述阴极，所述压耳与所述阴极压紧；
所述绝缘套中心沿轴向设有螺孔，螺栓穿过所述螺孔与所述阳极连接。
进一步地，所述电极部为非金属材料，所述非金属材料的硬度大于聚四氟乙烯材料的硬度；
所述绝缘部为聚醚醚酮或酚醛树脂或石墨材质。
利用本实用新型的辉光放电离子源装置，安装在化学电离质谱仪前端，用于产生试剂离子，试剂离子在反应室内部与被测物质发生电离反应，使被测物质电离。该装置能够在反复装配或者批量生产过程中确保电极部实际位置关系的精度，为阴极和阳极提供一个绝缘并具有密封性能的结构，使得阴极和阳极在施加较大电压的情况下，不至于击穿，在阴极和阳极构成的密闭空间中的稀薄气体可以发生辉光放电反应。
附图说明
图1所示为本实用新型结构示意图；
图2所示为本实用新型实施例一的结构示意图；
图3所示为本实用新型实施例二的结构示意图；
图4所示为本实用新型的电极部连接示意图。
附图标记说明：
10-阴极；
101-试剂入口；102-阴极孔；
20-阳极；
201-真空腔；202-真空差分孔；203-物料入口；
30-放电间隙；
40-绝缘部；
401-密封圈；
50-绝缘套；
60-绝缘连接杆。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本实用新型的方案以及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本实用新型的限制。
本实用新型的辉光放电离子源装置，安装在化学电离质谱仪前端，用于产生试剂离子。如图1所示，该装置包括电极部和绝缘部40。
电极部包括阳极20和阴极10。阳极20加载正电压，阴极10加载负电压，在阳极20和阴极10之间存在大于100伏的直流电压。在阳极20的顶部和阴极10的底部之间形成真空状态的放电间隙30，用于进行辉光放电。
在阴极10的底部设有阴极孔102，阴极孔102的长度和直径之比范围为10:1～5:1。阴极10的顶部设有试剂入口101。试剂入口101与阴极孔102相通，阴极孔102与放电间隙30相通。试剂入口101可允许电离用的试剂气体进入，与阴极孔102内保持相通压力，与外界密封隔离。
试剂入口101通过密封管道连接针阀，针阀另外一端连接试剂气体存储容器，如储水密封罐或内有高纯度气体的气瓶。针阀能够精确调节密封管道内高压段到低压段的气体流量，使得低压段和放电间隙内可以维持一定的真空度，为辉光放电提供工作条件。
试剂入口101处为内螺纹，安装有密封材料填充的外螺纹接头，接头的另一端通过卡套结构与密封管路相连。
试剂气体存储容器为储水密封罐时，储水密封罐与大气密封隔离，内部压力为10mbar-200mbar，试剂入口101与储水密封罐之间通过密封管道连接，在密封管道上设有针阀，进入试剂入口101的气体仅含有水分子，不包含氧、氮等其它气体分子。
试剂气体存储容器为内有高纯度气体的气瓶时，气瓶内可以是氧气、氩气、氪气、氙气、一氧化氮气体等，试剂入口101通过密封管道与气瓶相连，管道上设置针阀，针阀在此起到减压阀的作用。在针阀与气瓶连接的密封管道内气体压力大约为1bar。
阳极20设有真空腔201，为真空环境，用于存放被测物质。阳极的顶部设有真空差分孔202，底部设有与真空腔201相通的物料入口203。真空差分孔202的一端与放电间隙30相通，另一端与真空腔201相通。
绝缘部40的一端连接阳极20的顶部，另一端连接阴极10的底部，将阳极20和阴极10隔开。绝缘部40的高度方向的精度决定了放电间隙30的高度方向的精度。绝缘部40与阳极20、阴极10相接的两端分别设有密封槽，密封槽内放置密封圈40。密封圈40将绝缘部40与电极部之间的间隙完全密封，使阴极10、绝缘部40和阳极20之间组成密封结构。也就是说，阴极孔102、放电间隙30、真空差分孔202和真空腔201与外界大气密封隔离。
通常情况下，阴极10与阳极20之间采用可拆卸连接，如卡接或螺栓连接等，且连接装置需具有良好的绝缘性能。如阴极10和阳极20之间采用螺栓连接时，可以在阴极10和阳极20之间通过设置一绝缘套50，然后再通过螺栓连接。绝缘套50可以为圆柱形，一端沿径向延伸出压耳，将压耳与阴极10压紧连接，绝缘套50的另一端穿过阴极10。在绝缘套50的中心沿轴向设螺孔，将螺栓穿过螺孔，螺栓头与绝缘套压紧，螺栓的另一端穿过螺孔后与电极部的阳极20紧固连接。这样，即将阴极10与阳极20紧固连接，同时又保证了阴极10和阳极20之间的绝缘性能。
本实用新型中所有的绝缘部件如绝缘部40、绝缘套50均可采用聚醚醚酮(peek)或酚醛树脂或石墨材质。电极部(阴极10和阳极20)则采用非金属材料制成，非金属材料的硬度原则上应大于聚四氟乙烯材料的硬度。
实施例一
如图2所示，为本实用新型的一具体实施例的剖面结构示意图。在本实施例中，绝缘部40为截面是环形的筒状结构，阳极20的顶部有一凹孔，阴极10底部有一凹孔，绝缘部40的一端位于阴极10的凹孔内，另一端位于阳极20的凹孔内。阳极20凹孔中心为一凸出的圆柱体，圆柱体插入绝缘部40的环形内孔。如此，阴极10、绝缘部40和阳极20之间形成了互相嵌套的结构。这样的结构即增强了密封性能，同时使结构更加紧凑。这种同心圆形式的嵌套结构能够实现阴极10和阳极20之间的位置在多次拆装过程中不会发生变化，精度较高。
实施例二
如图3所示，为本实用新型的另一具体实施例的剖面结构示意图。在本实施例中，绝缘部40为截面是环形的筒状结构，阳极20的顶部有一凹孔，阴极10底部有凸出圆柱体。阴极10底部的圆柱体插入绝缘部40的环形内孔，绝缘部30插入阳极20的顶部凹孔内。阴极10、绝缘部40和阳极20之间亦可形成互相嵌套的结构。
在实施例一和实施例二中，均可采用图1所示的螺栓连接方式使阳极20和阴极10进行连接，也可采用其它的连接方式，如图4所示，采用绝缘连接杆60的方式，绝缘连接杆60的两端分别连接金属螺柱，金属螺柱的另一端与阳极/阴极相连。连接阳极和阴极的2个螺柱通过绝缘连接杆60连接在一起，二者之间隔离开，保持绝缘。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。