CN102983054B - 应用在质谱仪中的减压装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种应用在质谱仪中的减压装置，包括：第一减压通道，所述第一减压通道包括第一减压模块；第二减压通道，所述第二减压通道包括串联的第二减压模块和预处理模块；所述第一减压通道和第二减压通道并联；第一切换模块，所述第一切换模块用于使进样管选择性地与所述第一减压通道或第二减压通道连通，输入端连接控制模块；排废管，所述排废管的输入端连通所述减压模块、第一减压模块；控制模块，所述控制模块输出端连接所述第一切换模块。本发明具有稳定性好、通用性好、可有效降低信号波动、有利于提高后续检测准确度等优点。
Description
技术领域
本发明涉及质谱分析，特别涉及应用在质谱仪中的减压装置及方法。
背景技术
在线质谱根据不同物质质荷比不同进行分离及检测，完成对被测物质的分析。为达到最佳的检测效果，所有的分离及检测过程都在真空系统中完成，所以要求真空系统具备几个条件：
1、长期稳定维持较高的真空度，通常在1E-5Torr以下；
2、真空系统不易污染，背景噪声信号稳定；
3、较长的维护及清洗周期；
图1示意性地给出了现有技术中的一种减压装置的结构图，如图1所示，采用毛细管作为减压模块，该减压方案在大多数场合比较适用，但是对被测气体工况要求较高，必须通过精密过滤而达到0.1um以下，若在测量背景组分中含有容易冷凝的物质，则很容易造成毛细管吸附，堵塞，甚至污染真空腔体，导致真空系统真空度波动，以及背景噪声信号波动，从而引起测量不准。
图2示意性地给出了现有技术中的另一种减压装置的结构图，如图2所示，采用节流阀作为减压模块，该减压方案同毛细管方案，对被测气体工况要求高；同时，节流阀死体积比较大，气体置换慢。
发明内容
为了解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种稳定性好、通用性好、可有效降低信号波动、有利于提高后续检测准确度的应用在质谱仪中的减压方法及装置。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
应用在质谱仪中的减压装置，所述减压装置包括：
第一减压通道，所述第一减压通道包括第一减压模块；
第二减压通道，所述第二减压通道包括串联的第二减压模块和预处理模块；所述第一减压通道和第二减压通道并联；
第一切换模块，所述第一切换模块用于使进样管选择性地与所述第一减压通道或第二减压通道连通，所述第一切换模块的输入端连接控制模块；
排废管，所述排废管的输入端连通所述预处理模块、第一减压模块；
控制模块，所述控制模块输出端连接所述第一切换模块。
根据上述的减压装置，可选地，所述减压装置进一步包括：
第二切换模块，所述第二切换模块用于使所述质谱仪的真空腔选择性地与第一减压通道或第二减压通道连通。
根据上述的减压装置，可选地，所述减压装置进一步包括：
第三切换模块，所述第三模块用于使外界选择性地与第一减压模块或预处理模块连通。
根据上述的减压装置，优选地，所述预处理模块是过滤模块。
根据上述的减压装置，优选地，所述减压模块采用膜片减压。
根据上述的减压装置，优选地，所述膜片采用二甲基硅氧烷。
根据上述的减压装置，优选地，所述第一减压模块和/或第二减压模块采用毛细管或节流阀。
根据上述的减压装置，优选地，所述第一毛细管和/或第二毛细管内衬采用熔融石英。
根据上述的减压装置，优选地，所述第一毛细管和/或第二毛细管外衬采用聚醚酮。
根据上述的减压装置，优选地，所述排废管包括第一排废管和第二排废管，第一排废管的两端分别连通外界和第一减压模块，第二排废管的两端分别连通外界和预处理模块。
本发明的目的还通过以下技术方案得以实现：
应用在质谱仪中的减压方法，所述减压方法包括以下步骤：
(A1)根据待测对象选择减压通道；
(A2)若选择第一减压通道，待测对象通过进样管进入第一减压通道，部分待测对象通过排废管排出，另一部分通过第一减压模块进入质谱仪的真空腔；
若选择第二减压通道，待测对象通过进样管进入第二减压通道，部分待测对象通过所述排废管排出，另一部分通过第二减压模块、预处理模块进入所述真空腔。
根据上述的减压方法，可选地，在所述步骤(A1)中，通过流路切换，使所述真空腔选择性地连通第一减压通道或第二减压通道，或者使外界选择性地连通第一减压通道或第二减压通道。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：
1、针对不同组分的特点，自动切换减压方式，有效避免因被测物冷凝而引起的减压模块堵塞，导致真空腔体内部压力波动，影响测量稳定性。
2、针对多流路测量中，不同流路被测气体物理性质的不同，真空降压系统可以在两种降压方式中自动切换，确保仪器使用的通用性，扩大仪器使用范围。
3、采用高渗透性，疏水性膜片降压，在保证真空腔体内部真空度稳定的条件下，样气分子能高效通过膜片，而不会产生富集，同时阻止液态物质进入真空腔体内部，避免真空腔体污染而引起背景信号噪声波动。
4、针对毛细管及膜片材质进行选择，使真空系统对被测物质吸附性极低，避免测量失真。
附图说明
参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：
图1是根据现有技术中一种减压装置的结构简图；
图2是根据现有技术中另一种减压装置的结构简图；
图3是根据本发明实施例1的减压装置的结构简图；
图4是根据本发明实施例1的减压方法的流程图。
具体实施方式
图3-4和以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了教导本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本发明的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由此，本发明并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。
实施例1：
图3示意性地给出了本发明实施例的应用在质谱仪中的减压装置的结构简图，如图3所示，所述减压装置包括：
第一减压通道，所述第一减压通道包括第一减压模块，所述第一减压通道的一端连通所述质谱仪的真空腔；
第二减压通道，所述第二减压通道包括串联的第二减压模块和预处理模块；所述预处理模块采用过滤器件，所述第一减压通道和第二减压通道并联；优选地，所述第一减压模块和/或第二减压模块采用毛细管或节流阀，进一步地，毛细管内衬采用熔融石英，外衬采用聚醚酮。优选地，所述预处理模块采用膜片过滤器，在去除待测对象中的水及大分子的同时，还具有减压的作用。优选地，所述膜片采用二甲基硅氧烷。
第一切换模块，所述第一切换模块用于使进样管选择性地与所述第一减压通道或第二减压通道连通，所述第一切换模块的输入端连接控制模块；
排废管，所述排废管的输入端连通所述预处理模块、第一减压模块；
控制模块，所述控制模块输出端连接所述第一切换模块。所述控制模块可采用控制电路或控制软件来实现。
可选地，所述减压装置进一步包括：
第二切换模块，所述第二切换模块用于使所述真空腔选择性地与第一减压通道或第二减压通道连通。
可选地，所述减压装置进一步包括：
第三切换模块，所述第三模块用于使外界选择性地与第一减压模块或预处理模块连通。
上述切换模块可采用三通阀等多通阀，还可以是普通阀门的组合。
图4示意性地给出了本发明实施例的应用在质谱仪中的减压方法的流程图，如图4所示，所述减压方法包括以下步骤：
(A1)根据待测对象选择减压通道；
(A2)若选择第一减压通道，待测对象通过进样管进入第一减压通道，部分待测对象通过排废管排出，另一部分通过第一减压模块进入质谱仪的真空腔；
若选择第二减压通道，待测对象通过进样管进入第二减压通道，部分待测对象通过所述排废管排出，另一部分通过第二减压模块、预处理模块进入所述真空腔。
可选地，在所述步骤(A1)中，通过流路切换，使所述真空腔选择性地连通第一减压通道或第二减压通道，或者使外界选择性地连通第一减压通道或第二减压通道。
根据本发明实施例1达到的益处在于：根据不同的待测对象选择对应的减压通道。毛细管和膜片等材质的选择，使得毛细管具备极低的吸附性，膜片对小分子量化合物具备更高的渗透率，低吸附性，而对大分子有机物，具备较好的疏水性。切换模块的采用，防止了流路之间背景噪声的交叉干扰。
实施例2：
根据本发明实施例1的减压装置和方法在气体检测中的应用例。在该应用例中。
减压模块采用膜片降压方式，膜片采用二甲基硅氧烷。第一减压模块采用第一毛细管，第二减压模块采用第二毛细管，毛细管内衬采用熔融石英，外衬采用聚醚酮。第一、第二和第三切换模块均采用电磁三通阀，分别为SV1、SV3和SV2，所述电磁三通阀的输入端连接控制模块。
在工作过程中，若选择第二减压通道，则同时打开阀门a口，样气由SV1-a口进入膜片，大部分气体夹带的液态物质或杂质由SV2-a口排出，部分待侧气体由SV3-a口扩散进入真空系统进行分析；若选择第一减压通道，则SV1、SV2和SV3同时打开阀门b口，样气由SV1-b口进入膜片，大部分气体夹带的液态物质或杂质由SV2-b口排出，部分待侧气体由SV3-b口扩散进入真空系统进行分析。
Claims (12)
1.应用在质谱仪中的减压装置，所述减压装置包括：
第一减压通道，所述第一减压通道包括第一减压模块；
第二减压通道，所述第二减压通道包括串联的第二减压模块和预处理模块；所述第一减压通道和第二减压通道并联；
第一切换模块，所述第一切换模块用于使进样管选择性地与所述第一减压通道或第二减压通道连通，所述第一切换模块的输入端连接控制模块；
排废管，所述排废管的输入端连通所述预处理模块、第一减压模块；
控制模块，所述控制模块输出端连接所述第一切换模块。
2.根据权利要求1所述的减压装置，其特征在于：所述减压装置进一步包括：
第二切换模块，所述第二切换模块用于使所述质谱仪的真空腔选择性地与第一减压通道或第二减压通道连通。
3.根据权利要求1所述的减压装置，其特征在于：所述减压装置进一步包括：
第三切换模块，所述第三切换模块用于使外界选择性地与第一减压模块或预处理模块连通。
4.根据权利要求1所述的减压装置，其特征在于：所述预处理模块是过滤模块。
5.根据权利要求4所述的减压装置，其特征在于：所述预处理模块采用膜片。
6.根据权利要求5所述的减压装置，其特征在于：所述膜片采用二甲基硅氧烷。
7.根据权利要求1所述的减压装置，其特征在于：所述第一减压模块和/或第二减压模块采用毛细管或节流阀。
8.根据权利要求7所述的减压装置，其特征在于：所述毛细管内衬采用熔融石英。
9.根据权利要求7所述的减压装置，其特征在于：所述毛细管外衬采用聚醚酮。
10.根据权利要求1所述的减压装置，其特征在于：所述排废管包括第一排废管和第二排废管，第一排废管的两端分别连通外界和第一减压模块，第二排废管的两端分别连通外界和预处理模块。
11.应用在质谱仪中的减压方法，所述减压方法包括以下步骤：
(A1)根据待测对象选择减压通道；
(A2)若选择第一减压通道，待测对象通过进样管进入第一减压通道，部分待测对象通过排废管排出，另一部分通过第一减压模块进入质谱仪的真空腔；
若选择第二减压通道，待测对象通过进样管进入第二减压通道，部分待测对象通过所述排废管排出，另一部分通过第二减压模块、预处理模块进入所述真空腔。
12.根据权利要求11所述的减压方法，其特征在于：在所述步骤(A1)中，通过流路切换，使所述真空腔选择性地连通第一减压通道或第二减压通道，或者使外界选择性地连通第一减压通道或第二减压通道。
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