應用在離子源中的放電裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及質譜分析，特別涉及應用在離子源中的放電裝置及方法。
【背景技術】
[0002]常規的大氣壓下現場離子源中，一種采用毛細管放電針的方式，直接進氣和發生放電，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，因此需要較長的導引以煙滅離子，也使得高能粒子數量大大減少，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氣不均勻，此外因高壓絕緣原因，使得放電腔體整體結構和安裝設計復雜，同時因為存在放電針因受離子長時間轟擊，表面金屬濺射，并隨風脫落，導致放電針壽命不長，頻繁更換等問題。

【發明內容】

[0003]為了解決上述現有技術方案中的不足，本發明提供了一種穩定性好、靈敏度高、壽命長的應用離子源中的放電裝置。
[0004]本發明的目的是通過以下技術方案實現的:
[0005]一種應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，所述放電針設置在所述容器內，包括尖端部分及后端部分；所述后端部分的內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，設置在所述容器內的放電針的一側，所述尖端部分深入到放電腔內；所述放電腔沿其軸向的截面為對稱的兩側，所述截面的臨著軸向的一側為曲線；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]根據上述的放電裝置，優選地，所述高壓為直流高壓或10kHz以下的交流高壓。
[0010]根據上述的放電裝置，優選地，所述放電針采用單晶硅。
[0011]根據上述的放電裝置，優選地，所述離子源為大氣壓下現場離子源。
[0012]根據上述的放電裝置，優選地，所述放電針和放電腔的軸線共線。
[0013]根據上述的放電裝置，優選地，沿著所述尖端的指向，所述放電腔內的中空部分逐漸收縮。
[0014]根據上述的放電裝置，優選地，所述尖端部分為錐形。
[0015]本發明還提供了應用上述任一放電裝置的工作方法，具有穩定性好、靈敏度高等優點。該發明目的通過以下技術方案得以實現:
[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)載氣進入軸向孔內，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流動；
[0019](A3)在所述放電針的尖端處放電。
[0020]與現有技術相比，本發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入。
[0022]2、放電腔的曲面式流場設計，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，同時基于流場的設計，放電針處的氣體低流速可以保證放電不易熄滅，達到穩定的放電。
[0023]3、優選的單晶硅材料進一步提高了放電針的使用壽命。
【附圖說明】
[0024]參照附圖，本發明的公開內容將變得更易理解。本領域技術人員容易理解的是:這些附圖僅僅用于舉例說明本發明的技術方案，而并非意在對本發明的保護范圍構成限制。圖中:
[0025]圖1為本發明實施例1的放電裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0026]圖1和以下說明描述了本發明的可選實施方式以教導本領域技術人員如何實施和再現本發明。為了教導本發明技術方案，已簡化或省略了一些常規方面。本領域技術人員應該理解源自這些實施方式的變型或替換將在本發明的范圍內。本領域技術人員應該理解下述特征能夠以各種方式組合以形成本發明的多個變型。由此，本發明并不局限于下述可選實施方式，而僅由權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明實施例的應用在大氣壓下現場離子源中的放電裝置的結構簡圖，如圖1所示，所述放電裝置包括:
[0029]中空容器11，呈圓筒形；該部件是本領域的現有技術，在此不再贅述；
[0030]放電針，所述放電針設置在所述容器11內，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內的中空部分逐漸收縮，設置在所述容器內的放電針的一側，所述尖端部分深入到放電腔內；所述放電腔沿其軸向的截面為對稱的兩側，所述截面的臨著軸向的一側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)載氣進入軸向孔內，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]根據本發明實施例1達到的益處在于:放電針尖端部分的錐型設計，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入，且放電腔的曲面式流場設計，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，達到穩定的放電的。優選的單晶硅材料進一步提高了放電針的使用壽命。
【主權項】
1.一種應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，所述放電針設置在所述容器內，包括尖端部分及后端部分；所述后端部分的內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，設置在所述容器內的放電針的一側，所述尖端部分深入到放電腔內；所述放電腔沿其軸向的截面為對稱的兩側，所述截面的臨著軸向的一側為曲線；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.根據權利要求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.根據權利要求1所述的放電裝置，其特征在于:所述放電針采用單晶硅。
4.根據權利要求2所述的放電裝置，其特征在于:所述離子源為大氣壓下現場離子源。
5.根據權利要求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.根據權利要求1所述的放電裝置，其特征在于:沿著所述尖端的指向，所述放電腔內的中空部分逐漸收縮。
7.根據權利要求1所述的放電裝置，其特征在于:所述尖端部分為錐形。
8.根據權利要求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)載氣進入軸向孔內，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流動； (A3)在所述放電針的尖端處放電。
【專利摘要】本發明提供了一種應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，所述放電針設置在所述容器內，包括尖端部分及后端部分；所述后端部分的內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，設置在所述容器內的放電針的一側，所述尖端部分深入到放電腔內；所述放電腔沿其軸向的截面為對稱的兩側，所述截面的臨著軸向的一側為曲線；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。本發明具有穩定性好、靈敏度高、壽命長等優點。
【IPC分類】H01J49-00, H01J49-10, H01J49-04, H01J49-12
【公開號】CN104538277
【申請號】CN201410849819
【發明人】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
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月26日