[发明专利]带电粒子加速电场产生装置

说明书

本发明提供一种带电粒子加速电场产生装置，包括：若干个平行间隔排布的电极片，位于最外一侧的一电极片为圆形电极片，其他电极片为环形电极片；部分环形电极片上设有开口；各电极片上均设有安装通孔；支撑杆，沿若干个电极片排布的方向延伸，且依次贯穿各电极片上的安装通孔；若干个固定环，套置于支撑杆的外围，且位于各相邻电极片之间。本发明的带电粒子加速电场产生装置可以有效避免断路情况的发生，可靠性极高；可以有效避免尖端放电现象的产生，从而确保测量数据具有较高的准确性；相邻电极片之间电压差有固定环电阻均匀过渡，使得加速电场的局部或整体均匀性更好，能够有效提高测量准确性。

技术领域

本发明属于质谱分析技术领域，特别是涉及一种带电粒子加速电场产生装置。

背景技术

质谱技术在同位素分析、化学分析、生命科学分析中有广泛的应用，其基本原理是：在真空中，将样品离子化变成带电粒子，通过质量分析器进行分离，检测出各种质量数离子的数量，从而得到样品的定性、定量信息。在质谱技术中，质量分析器是最核心的部件，按其种类可将质谱分为以下五种：

(1) 磁质谱：带电粒子被加速后进入磁场，不同质荷比的粒子偏转情况不同，使各种质荷比的粒子分离。

(2) 四极杆质谱：带电粒子被引入四极杆滤质器，只有与四极杆上所加射频电场发生共振的特定质荷比的粒子可以通过，使各种质荷比的粒子分离。

(3) 飞行时间质谱：带电粒子被加速后，不同质荷比的粒子速度不同，经过一段无场飞行，到达检测器的时间不同，使各种质荷比的粒子分离。

(4) 离子阱质谱：带电粒子被引入离子阱，只有与阱上所加射频电场发生共振的特定质荷比的粒子可以在阱中稳定振荡飞行，使各种质荷比的粒子分离。

(5) 傅立叶变换-回旋振荡质谱：带电粒子被引入电场和磁场共同作用区，在射频电场作用下回旋振荡，产生的象电流信号用傅立叶变换处理，得到各种质荷比的粒子信号。

以上五种质谱，带电粒子要进入质量分析器，都需要用电场加速。但是四极杆质谱、离子阱质谱、傅立叶变换-回旋振荡质谱中，带电粒子进入质量分析器的初速度对质量分析影响很小，可以忽略不计；而磁质谱、飞行时间质谱中，带电粒子进入质量分析器的初速度对质量分析起决定作用，带电粒子加速装置是质量分析器的一部分。

以飞行时间质谱为例。在飞行时间质谱仪中，带电粒子的荷质比可以通过质谱仪几何结构、加速电场参数以及带电粒子飞行时间推算获得。其中质谱仪几何结构为确定参数，加速电场参数可根据不同情形进行设置，只有带电粒子飞行时间是待测量。因此测得飞行时间的准确性和稳定性直接影响最终结果。而飞行时间的测量很大程度上决定于加速电场的稳定性。如果实际产生的加速电场与设计方案有差异，那么在推算荷质比的过程中将会产生错误。而现有的加速电场中相邻各电极片一般均通过带引脚的电阻相连接，采用电阻连接电极片存在如下问题：需要额外的电阻、占用较大的空间、加工组装复杂；可靠性较差，容易出现断路，在真空环境中使用时维修成本较高；电阻引脚处容易产生尖端放电现象，对测量数据的准确性带来极大影响；相邻电极片之间的电压值是突变的，电场均匀性较差；在光子、原子、分子碰撞实验中，带有引脚的电阻会产生二次电子发射，材料的二次电子发射会对结果的分析造成负面影响，也可能影响仪器的分辨率。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种带电粒子加速电场产生装置，用于解决现有技术中的质谱分析仪的加速电场产生装置中相邻电极片之间采用带有引脚的电阻相连接而导致的上述问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种带电粒子加速电场产生装置，所述带电粒子加速电场产生装置包括：

若干个平行间隔排布的电极片，其中，位于最外一侧的所述电极片为圆形电极片，其他所述电极片为环形电极片；部分所述环形电极片上设有开口作为入射口；各所述电极片上均设有安装通孔；