灯丝预处理仪的研制

　　1前言

　　固体同位素质谱计所使用的离子源灯丝一般采用徕带作为材料，由于同位素测定要求精度较高，故在样品测定前需将灯丝按一定要求进行烧带处理，去掉锌带中的杂质及污物，以免引起测量误差。

　　所谓烧带处理，是指将灯丝在高真空下，按预定的加热程序，加热到一定的温度并保持一定的时间才可将灯丝烧好。现在有些用户是直接在质谱计上进行烧带处理，这样无疑带来两个不良后果:一是利用精密昂贵的质谱计烧带本身就是很大的浪费，包括仪器的使用率降低，还会造成仪器的折旧;二是污染离子源损害仪器。为此，国外已生产了专门用于烧带的装置(如Fimiigan一MATCO)，但由于价格昂贵，很多有质谱仪器的单位无力购买，仍用质谱计进行烧带处理。为了解决这一问题，由地矿部地质研究所牵头，我们共同开发研制了这一产品。

　　2仪器设计的主要技术指标及要求

　　该仪器设计本着在性能上不低于国外产品，力争某些性能超过国外产品，工作可靠、稳定，尽量采用市场上已有的部件及元器件，力求降低成本，减少设计工作量。仪器技术指标如下:

　　仪器真空度

　　仪器起动时间及被处理灯丝更换后仪器起动时间应小于15分钟，真空度可达到1x10^-4Pa;

　　仪器每次可处理灯丝20个(多于国外仪器处理灯丝数量);

　　处理灯丝时应有升温、恒温、降温等时间及温度自动控制装置;、

　　仪器应有高低真空测量装置;

　　为了使用方便，容易更换灯丝，灯丝更换可在真空室外进行，仪器应有操作者观察窗，以便随时掌握烧带状态;仪器应用自动连锁保护装置，以免由于误操作造成仪器损坏。

　　3主体结构设计

　　该仪器的真空系统及电气供电系统见图1，仪器结构及部件安装位置见图2。被抽真空室内安放有可装20个灯丝的快装灯丝支盘，为了较快地得到高的真空度，选用FB一110涡轮分子泵抽真空室。真空室及连接管路选用不锈钢材料，采用刀口压铜垫圈密封。涡轮分子泵前级采用ZXZ一2型直连式旋转真空泵。真空度的测量采用Fzh一2型复合真空计，高真空规管电离计放在分子泵上端，低真空规管热偶计管放在分子泵低真空端，在低真空处并设有电磁放气阀。

　　全部供电采用总机控制电源集中控制供电，总电源开启后即可抽低真空，并给灯丝程序供电电源及真空计供电。当低真空压力小于SPa时才可以开启分子泵，分子泵工作10分钟后才可接通“高真空测量”开关，测量真空室真空度，当其达到1x10^-4Pa时才可进行灯丝加热处理。灯丝程序供电电源采用市售的时间控制器，它可以自由设置升温时间、恒温时间及自动降温时间。在抽高真空及烧带时放气阀关闭锁住，以保护分子泵、电离计规管及被烧灯丝。