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原文传递一种分析ppb量级氙同位素丰度比的四极质谱测量装置

专利名称：	一种分析ppb量级氙同位素丰度比的四极质谱测量装置
摘要：	本发明公开了一种分析ppb量级氙同位素丰度比的四极质谱测量装置。该装置包括进样单元、一级纯化单元、二级纯化单元、低温提取单元和四极测量单元。该装置在四极质量分析器的前端增加了简单纯化单元，利用多离子探测模式，形成一个能够实现同位素丰度比测量功能的静态四极质谱仪。针对大气样品，该装置仅需要不超过1mL标准体积的气体，采用一定的处理技术，对氙同位素丰度比在10‑3范围的测量值与标称值相对偏差小于2.0%。本发明的分析ppb量级氙同位素丰度比的四极质谱测量装置具有部件重量轻、占地少、可拆卸的特点，能够满足现场大气样品中氙同位素丰度比的准确分析。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	四川;51
申请人：	中国工程物理研究院核物理与化学研究所
发明人：	杨天丽;刘雪梅;龙开明;罗立力;王海龙;孙明良;杨凤杰;欧阳群益
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-16T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-19T00:00:00+0800
申请号：	CN201910403956.9
公开号：	CN110031537A
代理机构：	中国工程物理研究院专利中心
代理人：	翟长明;韩志英
分类号：	G01N27/62(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址：	621999 四川省绵阳市919信箱214分箱
主权项：	1.一种分析ppb量级氙同位素丰度比的四极质谱测量装置，其特征在于，所述的四极质谱测量装置包括进样单元、一级纯化单元、二级纯化单元、低温提取单元和四极测量单元；进样单元包括通道（1）、全金属微漏阀（2）、样品室（3）、薄膜压力计（4）、隔离阀Ⅰ（5）、隔离阀Ⅱ（7）和金属三通接头（6）；金属三通接头（6）的进气端通过通道（1）与样品瓶连通，金属三通接头（6）的一个出气端通过通道（1）与隔离阀Ⅰ（5）、全金属微漏阀（2）和样品室（3）顺序连通，金属三通接头（6）的另一个出气端通过通道（1）与隔离阀Ⅱ（7）和涡旋干泵（22）顺序连通；薄膜压力计（4）测量样品室（3）的压力；一级纯化单元包括高温去气炉（8）和全金属角阀Ⅰ（9），所述的高温去气炉（8）通过全金属角阀Ⅰ（9）与样品室（3）连通，高温去气炉（8）中装填有吸附材料Ⅰ（10）；二级纯化单元包括样品通道（11）、去气炉（12）和真空规（14）；所述的样品室（3）通过样品通道（11）与全金属隔离阀Ⅱ（13）、全金属角阀Ⅵ（26）、全金属隔离阀Ⅲ（27）、全金属角阀Ⅴ（25）、全金属角阀Ⅲ（15）和去气炉（12）顺序连通，全金属角阀Ⅵ（26）上还顺序安装有涡轮分子泵（23）和涡旋干泵（22），全金属角阀Ⅴ（25）上还安装有离子溅射泵（24），全金属角阀Ⅴ（25）、全金属角阀Ⅲ（15）之间的样品通道（11）上安装有真空规（14）；去气炉（12）中装填有吸附材料Ⅱ（16）；低温提取单元包括低温吸附柱（17），低温吸附柱（17）通过全金属角阀Ⅳ（18）与样品通道（11）连接，低温吸附柱（17）工作时放置在外置低温装置（19）的低温池内；四极测量单元包括四极质量分析器（20），四极质量分析器（20）通过全金属隔离阀Ⅰ（21）与样品通道（11）连接。 2.根据权利要求1所述的分析ppb量级氙同位素丰度比的四极质谱测量装置，其特征在于，所述的进样单元中样品室（3）的体积小于等于60mL，样品室（3）的材质为316型无磁不锈钢，样品室（3）的内壁电抛光后镀金处理。 3.根据权利要求1所述的分析ppb量级氙同位素丰度比的四极质谱测量装置，其特征在于，所述的一级纯化单元中，高温去气炉（8）内装填的吸附材料为海绵钛或锆钒铁中的一种。 4.根据权利要求1所述的分析ppb量级氙同位素丰度比的四极质谱测量装置，其特征在于，所述的二级纯化单元中，去气炉（12）内装填的吸附材料为锆铝合金材料，锆的重量百分比为84%、铝的重量百分比为16%。 5.根据权利要求1所述的分析ppb量级氙同位素丰度比的四极质谱测量装置，其特征在于，所述的二级纯化单元中，样品通道（11）的材质为316型无磁不锈钢，样品通道（11）的内壁电抛光后镀金处理。 6.根据权利要求1所述的分析ppb量级氙同位素丰度比的四极质谱测量装置，其特征在于，所述的低温提取单元中，外置低温装置（19）的低温池的温度范围为78K～300K，温度控制精度为±1K/min。 7.根据权利要求1所述的分析ppb量级氙同位素丰度比的四极质谱测量装置，其特征在于，所述的进样单元中，金属三通接头（6）的材质为316型无磁不锈钢，金属三通接头（6）的内壁电抛光，金属三通接头（6）为整体加工成型部件。 8.根据权利要求1所述的分析ppb量级氙同位素丰度比的四极质谱测量装置，其特征在于，所述的进样单元、一级纯化单元、二级纯化单元和低温提取单元中的金属材料部件在600℃真空环境中烘烤48h及以上。 9.根据权利要求1所述的分析ppb量级氙同位素丰度比的四极质谱测量装置，其特征在于，所述的进样单元、一级纯化单元、二级纯化单元和低温提取单元中连接位置采用法兰连接，法兰的出口处采用内部焊接。 10.根据权利要求1所述的分析ppb量级氙同位素丰度比的四极质谱测量装置，其特征在于，所述的样品室（3）和样品通道（11）真空度小于10-7Pa。
所属类别：	发明专利