[实用新型]一种热脱附测试系统在真空状态下的更换样品装置

说明书

技术领域

本实用新型属于真空设备制造技术领域，具体涉及一种热脱附测试系统在真空状态下的更换样品装置。

背景技术

热脱附谱(Thermal desorption spectroscopy，TDS)是一种重要的分析技术，也被称为程序升温脱附(Temperature programmed desorption，TPD)，其过程包括将置于真空室中的样品加热，同时通过质谱仪检测真空室中的残留气体信息。在受控热核聚变研究中，TDS是研究壁材料中氢及其同位素和氦的行为的有效手段之一，可用于分析氢/氦等离子体辐照后样品中氢同位素和聚变产物氦在壁材料中的捕获状态和滞留量。热脱附测试系统由加热系统、真空获得系统和测试系统三个部分组成。其中加热系统采用红外真空管式高温炉实现，真空获得系统由涡旋干泵和涡旋分子泵构成的二级泵组成，测试系统由两台四极质谱仪组成，一台为高分辨率的质谱仪，一台为低分辨率的质谱仪。为使吸附于材料内的离子从材料表面释放出来，材料所处环境的高真空度是必不可少的。只有在表面外离子浓度低于一定值时，吸附于材料内的离子才会扩散至表面，进而复合成分子形式释放到材料外部。另一方面，虽然四极质谱仪对工作环境要求(在高于一定值的气压下工作将对质谱仪内的灯丝、离子源以及信号放大器造成不可逆损伤)环境气压应低于10-2Pa，但是测量时为了提高信噪比，要求环境气压低于10-5Pa。每次获得如此高的真空度，一般需要十多个小时，而且每次只能检测一个样品。进行下一个样品检测时，需重新花费十几个小时获得上述高真空。极大浪费时间，实验效率低下。因此，设计一个在真空条件下更换样品的装置，一次获得高真空的条件下可以测试多个样品，节约获得高真空的时间，对于提高实验效率非常必要。

实用新型内容

为了避免花费过多的时间重新获得高真空，本实用新型提供一种热脱附测试系统在真空状态下的更换样品装置，该装置实现在真空状态下更换测试样品，从而节约时间，提高实验效率。

本实用新型公开了一种热脱附测试系统在真空状态下的更换样品装置，包括真空室和设置在热脱附测试系统的真空加热室内的样品支撑架，其中真空室中包括三个磁流体密封装置、曲柄滑块机构、样品托盘和连杆支撑架。所述的真空室与真空加热室之间的管路上设置插板阀。所述的曲柄滑块机构包括曲柄、滑块和连杆。所述的磁流体密封装置分别为磁流体密封装置A、磁流体密封装置B和磁流体密封装置C。所述的磁流体密封装置A在真空室内一端焊接齿轮，和曲柄滑块机构的曲柄通过齿轮传动连接。曲柄上连接滑块。滑块和连杆采用铰接的方式固定连接。连杆穿过连杆支撑架。磁流体密封装置B在真空室内一端焊接一个螺母，与连杆支撑架之间通过丝杆传动连接。磁流体密封装置C在真空室内一端焊接斜齿轮，与样品托盘通过斜齿轮传动连接。所述的磁流体密封装置A和曲柄之间设置一个机架，磁流体密封装置A的齿轮与曲柄滑块机构设置在机架上面的齿轮啮合。所述的曲柄贯穿于滑块之中，与滑块滑动连接。所述的连杆支撑架垂直于真空室底部，与连杆连接部分为方形，方形结构的中间设置一个通孔。所述的连杆的最右端设置一个钩状结构。所述的样品托盘包括一个圆板和圆板周围固定安装的对称的平行支架，在平行支架上放置石英板，每个石英板上面放置待测样品，石英板的宽度大于平行支架的宽度。所述的样品托盘的安装位置低于真空室管道下边缘。所述的样品支撑架整体为一个圆筒形，圆筒的直径小于石英管的直径，所述的石英管为真空加热室。圆筒形结构的内部设置有平行支架。所述的样品支撑架的平行支架的安装方向与连杆的方向相同。所述的样品支撑架的平行支架之间的宽度和样品托盘中的平行支架宽度相同。

本实用新型的有益效果是：

(1)可以在真空状态下更换测试样品，避免重复抽真空的时间消耗。

(2)本实用新型提供的更换样品装置结构简单易于操作。

附图说明

图1：本实用新型的更换样品装置与TDS系统连接的整体结构示意图；

图2：本实用新型的一种热脱附测试系统在真空状态下更换样品装置的整体结构示意图；

图3：本实用新型的一种热脱附测试系统在真空状态下更换样品装置的样品支撑架的设置示意图；

图4a为本实用新型的样品托盘的俯视图；

图4b为本实用新型中的样品托盘的主视图剖面图；；

图5a为本实用新型的连杆支撑架的主视图剖面图；

图5b为本实用新型的连杆支撑架的左视图；

图6a为本实用新型的样品支撑架的主视图；

图6b为本实用新型的样品支撑架的左视图剖视图；