宽量程四极质谱计研制及性能研究

基于四极质谱交变电场和静电场中离子运动轨迹对离子源、质量分析器和离子检测器的物理参数及几何结构尺寸进行设计,研制了宽量程四极质谱计,其物理部分核心质量为2.05 kg,体积为(315×145×60) mm³,仪器功耗为86 W,并对质谱计的质量范围、灵敏度等核心性能指标开展实验研究。结果表明,该质谱计的质量范围为2～614 u,采用氩气测试其他性能,法拉第和倍增器的检测灵敏度分别为2.62×10^-6、13 A/Pa,不同质量段50%峰高处的分辨能力分别为0.95 u(m/z 2)、0.72 u(m/z 40)、0.78 u(m/z 132)和1.32 u(m/z 614),线性工作压力上限为1.39×10^-3 Pa,仪器在4 h内的信号强度稳定性为2.6%,8 h内的质量轴稳定性为±0.1 u。该质谱计有望应用于空间探测,军事技术,食品安全等领域。     

一种小型磁偏转式质谱计

本文报道一种由电子轰击型离子源、扇形磁分析器与法拉第筒式离子检测器组成的小型质谱计，介绍其设计参数、结构与性能。此仪器可用于气体分析以及轻元素的同位素丰度测定。     

小型十六极阵列质谱计的研究现状及前景

本文阐述十六极阵列质谱计的工作原理和其特点。它体积小、质量轻、功耗低 ,但需要的关键技术难度高 ,我们结合关键技术的解决途径总结出十六极阵列质谱计的两种结构形式 :悬臂型和端支型 ,同时结合我国实际提出一种新的的结构形式———镶嵌型 ,最后展望了十六极阵列质谱计在航天领域、科研生产和环境监测中的应用前景。     

双电场飞行时间质谱计的质量分辨与脉冲激光离子源飞行时间质谱计的设计

目前国内外的飞行时间质谱计,大多采用双电场加速的方式改善其质谱分辨率。本文通过较详尽的计算,讨论了双电场飞行时间质谱计中各参数对质谱分辨率的影响及其选择的方向,为飞行时间质谱计的设计与改进提供了依据。本文还介绍了在此基础上设计与建立的脉冲激光离子源飞行时间质谱计。     

离子阱质谱计的研究现状及其进展

离子阱质量分析器中离子的运动在数学上可用二阶线性微分方程——Mathieu方程的解来描述，利用离子在Mathieu方程解的稳定性图中所具有的特性，可实现离子的质谱扫描。离子阱质谱计的小型化主要集中在对离子阱质谱计各组成部分（离子源、质量分析器、离子检测、真空系统）的小型化上。随着科技的不断发展，离子阱质谱计体积的小型化，分析对象的不断扩大，仪器性能上实现大质量范围、高分辨率和高灵敏度，以及成本的有效降低等，将是离子阱质谱计相关研究的主要趋势。     

离子探针质谱计的灵敏度与检出限—Ⅱ.实验测量技术

本文以硅中硼样品为例,介绍了深度剖析条件下测量离子探针质谱计检出限的技术,并对有关问题进行了讨论.     

离子探针质谱计的灵敏度与检出限：I定义和影响因素

灵敏度与检出限是质谱计的两个主要性能指标.它们不仅可以用于判断和比较仪器性能的优劣,也是调试和验收仪器的重要依据.本文对离子探针质谱计的灵敏度与检出限的定义和影响因素进行了比较详细的讨论.     

镶嵌式小型十六极阵列质谱计分析器的研制

结合我国可机加工陶瓷材料及其精密加工技术现状,提出独具特色的小型十六极阵列质谱计分析器的镶嵌式结构。根据分析器电极排列几何精度与质量范围、分辨率之间关系,提出设计要求,给出镶嵌式分析器整体和关键部件的结构设计,以及关键部件的测量结果。分析器的体积和重量为15.4 cm3和50.3 g,质量范围和质量分辨率为50 amu和1 amu。最后,展望了镶嵌式小型十六极阵列质谱计的应用前景。     

用于催化研究的四级质谱计取样管

本文采用简单的装置和元件,改进测试系统和接口,发挥四极质谱计的优点,实现了静态TPD-MS全分析及动态TPR-MS跟踪,为研究催化剂表面吸附态和寻找最佳催化反应条件提供了一种有效的方法.     

小型化质谱设计的探究

介绍质谱技术以及发展现状,结合工作中的体会针对质量分析器,真空系统,以及样品技术的研究,对质谱仪小型化设计提出设计构想。小型化质谱仪可对移动检测和现场检测提供有效的手段和方法,也是质谱技术发展的方向。     

基于离子阱原理的空间小型质谱仪理论模拟研究

当前空间探测活动日益频繁,其中对空间有机分子的探测是空间探测的一项重要任务。由于太空中特殊的工作条件,一般商品质谱仪的体积、功耗和分析能力等都不能满足要求,因此需要研发小体积、低功耗、高稳定性的质谱仪。本研究基于离子阱原理,提出了由多个环形电极构成的新型平方离子阱,这种多环高压结构能有效减小离子阱的体积,从而实现质谱仪器的小型化。通过采用成比例的直流电压分时段供电,成功扩展了该质谱仪的离子检测范围。经仿真计算,拟合出了离子振荡频率与其质量数的关系。该质谱仪对质量数在1~2000 u 范围内的分子,质量分辨大于1400,能够满足空间大分子质量分辨的基本要求。     

空间探测小型质谱仪关键技术研究

小型质谱仪的理论和应用研究对于空间探测具有非常重要的意义,针对商用质谱仪存在的缺点,采用静电双平方离子势阱和离子聚焦技术设计了空间有机分子小型质谱探测器。探测器由质谱传感器、分压控制电路及微电流检测放大电路构成。圆柱形传感器腔体内置多个不同电位的环形电极,在腔体轴向上形成双平方离子势阱,离子在势阱中可形成稳定振荡,振动频率与离子质量成一定的反比关系。通过测量法拉第杯产生的电信号,经FFT提取振动频率,从而探测有机分子质量。在理论上,其主要技术指标为：质量扫描范围 m/z 1~2 000,分辨率>400,灵敏度>100 cps/ppb,总质量<4.5 kg,功耗<5 W,码速率>1.5 kbps。初步调试结果验证了该技术具有一定的可行性,后期可通过对离子源及其与质谱传感器配合的研究来完成整机的具体性能指标测试。     

基于电喷雾电离源质谱仪系统的八电极线性离子阱性能研究

八电极线性离子阱在前期的理论模拟研究中取得了较好的质量分析性能,为验证理论模拟结果,选择其中最优的结构参数,设计、加工并组装了八电极线性离子阱实物,以此为基础搭建电喷雾电离源质谱测试系统。在传统射频电压施加模式下,测试八电极线性离子阱的分析性能。当扫描速度为765 u/s时,八电极线性离子阱获得离子峰的半峰宽可达0.3 u,对应利血平（m/z 609）的质量分辨率为2 030。当分析浓度为10 mg/m3的利血平样品时,对应的质谱峰信噪比可达45.8。本文进一步研究了扫描速度对质量分辨率和灵敏度的影响,实现了离子碰撞诱导解离,分析了不同浓度的25羟基维生素D2标准样品,线性动态范围可达4个数量级。结果表明,八电极线性离子阱具有良好的分析性能,可为结构简化线性离子阱的研究提供全新思路,推动小型化离子阱质谱仪的研究进展。     

真空-氦质谱检漏技术在真空绝热深冷压力容器制造中的应用

介绍了真空-氦质谱检漏技术在夹套式真空绝热深冷压力容器制造中的应用,阐述了真空与检漏的基本概念,真空-氦质谱检漏技术的使用方法及效果。     

热脱附谱方法的脱附速率灵敏度与四极质谱仪参数关系的实验研究

为了获得热脱附谱（TDS）方法的脱附速率灵敏度与四极质谱仪（QMS）参数的关系,以优化TDS高灵敏度分析的条件和参数,采用一种特制的通导型校准漏孔,基于QMS对氢同位素释放速率的二次离子检测（SEM）模式,研究了QMS仪器参数对TDS氘气脱附速率灵敏度的影响规律。实验结果表明,QMS的参数对TDS的氘气脱附速率灵敏度具有明显的影响,获得了实现TDS高灵敏度分析的QMS参数范围：发射电流1 000~1 400 μA;离子能量（栅极电压）3~3.5 V;电子能量50~70 V;聚焦电压-100~-60 V;分辨率-5~+5。     

同位素质谱仪技术进展

本文首先回顾了同位素质谱仪发展历史,分析了同位素质谱仪技术进展的基础,介绍了市售七种现代同位素质谱仪。对当前7种类型同位素质谱仪技术优势产品的基本构件和特点进行了描述,讨论了影响同位素质谱仪性能,诸如灵敏度、丰度灵敏度、精密度和分辨率的重要技术进展,给出了仪器性能参数。对不同的同位素质谱仪在各个应用领域的技术优势进行了简要说明。文后,展望了同位素质谱仪的发展趋势。     

小型14C加速器质谱仪实验条件研究

本文基于小型化¹⁴C专用加速器质谱仪（GXNU-AMS）进行了系统介绍及实验条件研究,包括束流引出调试、剥离气体与电荷态的确定、束流传输调试及本底排除调试。该仪器由中国原子能科学研究院与广西师范大学合作研制,在广西师范大学进行安装调试。仪器采用单极静电加速,最大工作电压为230 kV。仪器的测量精度为0.5%,测量灵敏度为¹⁴C/¹²C≈1.0×10^-14（测量本底4万年）,可满足生命科学、考古学等领域的测量要求。     

质谱仪器的可靠性设计研究

通过借鉴军工领域成熟的可靠性应用经验,从可靠性设计角度对质谱仪器展开研究,分析了质谱仪器寿命周期的特点,子模块与系统可靠性的关系;阐述了质谱仪器可靠性设计的3个原则;结合电感耦合等离子体质谱仪的研制,介绍了降额设计、冗余设计、热设计、ESD防护设计、电磁辐射屏蔽设计5种可靠性设计方法,并列举了具体的设计案例。运用该可靠性设计原则和方法,研制出的电感耦合等离子体质谱仪,其性能稳定可靠,现已实现商品化。