一种惰性气体磁式质谱仪及设计方法

摘要

本发明公开了一种惰性气体磁式质谱仪及设计方法，该质谱仪包括离子源、磁铁、真空系统、接收器、信号处理器和控制器，所述离子源对送入的样品气体进行电子轰击以产生离子束，所述离子束经过所述磁铁形成的磁场后由所述接收器接收，所述信号处理器接收所述接收器的输出信号并对其进行处理，所述磁铁采用非对称结构的磁铁，由于质谱仪中的磁铁采用了非对称结构，因此在保证相同分辨率的前提下，与采用对称结构相比较，非对称结构可以采用更小尺寸的磁铁，使得更小体积的惰性气体磁式质谱仪能够得以实现，进而能够降低质谱仪的本底干扰，获得更高的分析灵敏度。

主权项

1.一种惰性气体磁式质谱仪的设计方法，其特征在于，该质谱仪包括离子源、磁铁、真空系统、接收器、信号处理器和控制器，所述磁铁采用非对称结构的磁铁，所述采用非对称结构的磁铁的像距l₂为物距l₁的N倍，即l₂=N×l₁，这里N是大于等于2的正整数；该质谱仪中采用非对称结构的磁铁的设计流程包括以下步骤：步骤1，根据物距与像距计算公式，以及采用非对称结构的磁铁中像距多倍于物距的关系式，得到：其中ε′和ε″是分别是入射处和出射处的补偿角，ρ₀为磁场半径；步骤2，结合共点聚焦的条件公式获得；其中和分别是入射处和出射处的偏转角；步骤3，结合公式，能计算获得入射处的偏转角和出射处的偏转角的参数，其中是已知参数；步骤4，根据公式由两个偏转角和计算获得入射处的补偿角ε′和出射处的补偿角ε″；步骤5，根据公式，获取所述采用非对称结构的磁铁的磁场的横向放大率M_x；步骤6，在设定出射狭缝的宽度S₂，能量分散δ_k，入射狭缝的宽度2x₁₀的已知参数数值后，先根据公式计算采用对称结构的磁铁的分辨率R，其中ρ₀₀为所述采用对称结构的磁铁的磁场半径，M_x0为-1；然后在保证该分辨率R值不变的前提下，根据公式计算所述采用非对称结构的磁铁的磁场半径ρ₀；步骤7，根据入射处的偏转角、出射处的偏转角、入射处的补偿角ε′、出射处的补偿角ε″和所述磁场半径ρ₀来设计所述采用非对称结构的磁铁的结构。