一种双灯丝结构电子轰击型离子源及其双灯丝工作方法与流程

本发明属于同位素质谱计技术领域，具体涉及一种双灯丝结构电子轰击型离子源及其双灯丝工作方法。

背景技术：

质谱计是大型精密分析仪器，离子源是质谱计不可或缺的重要部件，其作用是将待测气体电离并聚焦成具有一定能量和形状的离子束，因此有质谱计“心脏”之称。典型的电子轰击型离子源一般由三个部分组成电离室、灯丝组件和离子透镜系统组成。正常工作情况下，电子轰击型离子源内灯丝组件的灯丝寿命约一年至一年半。但由于离子源在质谱计中处于高真空区域，更换灯丝需破空、停机、清洗检修，安装灯丝，整个更换过程工序复杂，且更换灯丝后，由于安装位置的微弱变化还需用数天时间抽真空、调整离子源参数和技术指标测试。

因此，需要设计一种在不改变原有单灯丝结构离子源的法兰接口及电极组结构的情况下，在灯丝组件上安装两个灯丝，使原单灯丝电子轰击型离子源具备双灯丝功能，以保证离子源电离效率、聚焦效果和稳定性更佳。

技术实现要素：

本发明目的是，提供一一种双灯丝结构电子轰击型离子源及其双灯丝工作方法，用于解决现有技术中单灯丝电子轰击型离子源内灯丝组件的灯丝寿命段、灯丝更换工序复杂易影响离子源电离效率、聚焦效果和稳定性的技术问题。

本发明的技术方案：

一种双灯丝结构电子轰击型离子源，包括：双灯丝结构灯丝组件、离子源法兰盘和离子源供电电源，所述双灯丝结构灯丝组件与离子源法兰盘连接并通过离子源供电电源供电；所述；所述双灯丝结构灯丝组件包括：灯丝组件a1、灯丝组件b3、电子能量组件a2、电子能量组件b4和若干根引脚接口；灯丝组件a1和电子能量组件a2连接为第一组灯丝结构设在双灯丝结构灯丝组件的一侧；灯丝组件b3和电子能量组件b4连接为第二组灯丝结构设置在双灯丝结构灯丝组件的另一侧；所述离子源法兰盘上设置有17个电机接口；所述离子源供电电源为双插头结构。

所述灯丝组件a1和灯丝组件b3均为阴极组件。

所述离子源法兰盘整体为圆盘形结构，所述离子源法兰盘上根据双灯丝结构灯丝组件内的结构设置共设置有17个电极接口包括：灯丝组件a接口、灯丝组件b接口、电子能量组件a接口、电子能量组件b接口、聚焦一接口、聚焦二接口、电离盒接口、y1偏转接口、y2偏转接口、x1偏转接口、r偏转接口、x2偏转接口、引出一接口、引出二接口和屏蔽接口，用于与双灯丝结构灯丝组件匹配连接。

所述离子源供电电源双插头结构包括：插头一和插头二；所述插头一与灯丝组件a1连接；插头二与灯丝组件b3连接。

一种如上所述的双灯丝结构电子轰击型离子源的双灯丝工作方法，包括如下步骤：

步骤一：当第一组灯丝结构不工作时，将插头一插入空接口，插头二插入阴极电路板供电接口；所述灯丝组件a1不工作，并作为接收极使用，电子能量组件a2上的电子能量悬空，灯丝组件b3为发射极；

步骤二：当插头一插入阴极电路板供电接口，插头二插入空接口时，第一组灯丝结构开始工作，灯丝组件a1转为发射极，电子能量组件a2上的电子能量释放；灯丝组件b3转为接收极使用，电子能量组件b4上的电子能量悬空。

本发明的有益效果：

本发明设计的一种双灯丝结构电子轰击型离子源及其双灯丝工作方法，取消了灯丝组件中原接收极，在原接收极位置加装安装一组灯丝组件和电子能量，其中一组灯丝组件在不工作的时候，作为接收极使用，电子能量悬空；切换后，原工作的灯丝组件转为接收极，原接收极位置的灯丝组件开始工作。即两套阴极组件互为发射和接收；本发明取消单独的接收极，从而既满足了发射接收功能，从而增加了实现双灯丝的功能。

经测试本发明设计的双灯丝离子源的两根灯丝相互切换，在不破坏高真空的情况下，通过切换接口，可简单快速的进行灯丝切换，对离子源电参数无任何影响。本发明设计的双灯丝结构离子源大幅增长离子源的单次使用寿命，减少维护工作量，保障质谱计长期可靠运行，特别是对在线质谱计的运行具有非常现实的意义。

附图说明

图1为本发明设计的一种双灯丝结构电子轰击型离子源灯丝组件结构示意图；

图2为本发明设计的一种双灯丝结构电子轰击型离子源法兰盘电机接口定义图；

图3为现有技术中一种单灯丝结构电子轰击型离子源灯丝组件结构示意图；

图4为现有技术中电子轰击型离子源结构示意图。

图中：1-灯丝组件a、2-电子能量组件a、3-灯丝组件b、4-电子能量组件b

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明进行进一步的介绍：

一种双灯丝结构电子轰击型离子源，包括：双灯丝结构灯丝组件、离子源法兰盘和离子源供电电源，所述双灯丝结构灯丝组件与离子源法兰盘连接并通过离子源供电电源供电；所述；所述双灯丝结构灯丝组件包括：灯丝组件a1、灯丝组件b3、电子能量组件a2、电子能量组件b4和若干根引脚接口；灯丝组件a1和电子能量组件a2连接为第一组灯丝结构设在双灯丝结构灯丝组件的一侧；灯丝组件b3和电子能量组件b4连接为第二组灯丝结构设置在双灯丝结构灯丝组件的另一侧；所述离子源法兰盘上设置有17个电机接口；所述离子源供电电源为双插头结构。

所述灯丝组件a1和灯丝组件b3均为阴极组件。

所述离子源法兰盘整体为圆盘形结构，所述离子源法兰盘上根据双灯丝结构灯丝组件内的结构设置共设置有17个电极接口包括：灯丝组件a接口、灯丝组件b接口、电子能量组件a接口、电子能量组件b接口、聚焦一接口、聚焦二接口、电离盒接口、y1偏转接口、y2偏转接口、x1偏转接口、r偏转接口、x2偏转接口、引出一接口、引出二接口和屏蔽接口，用于与双灯丝结构灯丝组件匹配连接。

所述离子源供电电源双插头结构包括：插头一和插头二；所述插头一与灯丝组件a1连接；插头二与灯丝组件b3连接。

一种如上所述的双灯丝结构电子轰击型离子源的双灯丝工作方法，包括如下步骤：

步骤一：当第一组灯丝结构不工作时，将插头一插入空接口，插头二插入阴极电路板供电接口；所述灯丝组件a1不工作，并作为接收极使用，电子能量组件a2上的电子能量悬空，灯丝组件b3为发射极；

步骤二：当插头一插入阴极电路板供电接口，插头二插入空接口时，第一组灯丝结构开始工作，灯丝组件a1转为发射极，电子能量组件a2上的电子能量释放；灯丝组件b3转为接收极使用，电子能量组件b4上的电子能量悬空。

技术特征：

1.一种双灯丝结构电子轰击型离子源，其特征在于,包括：双灯丝结构灯丝组件、离子源法兰盘和离子源供电电源，所述双灯丝结构灯丝组件与离子源法兰盘连接并通过离子源供电电源供电；所述；所述双灯丝结构灯丝组件包括：灯丝组件a(1)、灯丝组件b(3)、电子能量组件a(2)、电子能量组件b(4)和若干根引脚接口；灯丝组件a(1)和电子能量组件a(2)连接为第一组灯丝结构设在双灯丝结构灯丝组件的一侧；灯丝组件b(3)和电子能量组件b(4)连接为第二组灯丝结构设置在双灯丝结构灯丝组件的另一侧；所述离子源法兰盘上设置有17个电机接口；所述离子源供电电源为双插头结构。

2.如权利要求1所述的一种双灯丝结构电子轰击型离子源，其特征在于：所述灯丝组件a(1)和灯丝组件b(3)均为阴极组件。

3.如权利要求1所述的一种双灯丝结构电子轰击型离子源，其特征在于：所述离子源法兰盘整体为圆盘形结构，所述离子源法兰盘上根据双灯丝结构灯丝组件内的结构设置共设置有17个电极接口包括：灯丝组件a接口、灯丝组件b接口、电子能量组件a接口、电子能量组件b接口、聚焦一接口、聚焦二接口、电离盒接口、y1偏转接口、y2偏转接口、x1偏转接口、r偏转接口、x2偏转接口、引出一接口、引出二接口和屏蔽接口，用于与双灯丝结构灯丝组件匹配连接。

4.如权利要求1所述的一种双灯丝结构电子轰击型离子源，其特征在于：所述离子源供电电源双插头结构包括：插头一和插头二；所述插头一与灯丝组件a(1)连接；插头二与灯丝组件b(3)连接。

5.一种如权利要求1至4中任一所述的双灯丝结构电子轰击型离子源的双灯丝工作方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：当第一组灯丝结构不工作时，将插头一插入空接口，插头二插入阴极电路板供电接口；所述灯丝组件a(1)不工作，并作为接收极使用，电子能量组件a(2)上的电子能量悬空，灯丝组件b(3)为发射极；

步骤二：当插头一插入阴极电路板供电接口，插头二插入空接口时，第一组灯丝结构开始工作，灯丝组件a(1)转为发射极，电子能量组件a(2)上的电子能量释放；灯丝组件b(3)转为接收极使用，电子能量组件b(4)上的电子能量悬空。

技术总结
本发明属于同位素质谱计技术领域，具体涉及一种双灯丝结构电子轰击型离子源及其双灯丝工作方法,包括：双灯丝结构灯丝组件、离子源法兰盘和离子源供电电源，所述双灯丝结构灯丝组件与离子源法兰盘连接并通过离子源供电电源供电；所述；所述双灯丝结构灯丝组件包括：灯丝组件A、灯丝组件B、电子能量组件A、电子能量组件B和若干根引脚接口；灯丝组件A和电子能量组件A连接为第一组灯丝结构设在双灯丝结构灯丝组件的一侧；灯丝组件B和电子能量组件B连接为第二组灯丝结构设置在双灯丝结构灯丝组件的另一侧；所述离子源法兰盘上设置有17个电机接口；所述离子源供电电源为双插头结构。

技术研发人员：阎瑞;李海军;刘卫;佘永东;单丹;李斌;腾健
受保护的技术使用者：四川红华实业有限公司
技术研发日：2019.12.31
技术公布日：2020.04.28