CN104299883B - 上置式极坐标调节装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于表面解吸常压化学电离源的调节装置，包括安装接口、Y向平移调节模块、Z向平移调节模块、A轴角度调节模块、离子源喷头、综合接口、进样Z向自动调节模块、进样X向自动进给模块与进样Y向手动调节模块。该装置可精确定量调节离子源喷头与质谱仪进样口的角度α、离子源喷头与质谱仪进样口的Z向距离a1、离子源喷头与质谱仪进样口的Y向距离b1、样品台与质谱仪进样口的Z向距离a2、样品台与质谱仪进样口的Y向距离b2。该装置适用于研究与优化配置离子源喷头、样品台与质谱仪进样口之间的空间位置参数与信号强度的关系，特别适用于快速批量检测固体样品以及对连续分布的样品进行质谱成像。

Description

上置式极坐标调节装置
技术领域
本发明涉及一种上置式极坐标手动调节装置，特别是一种应用在表面解吸常压化学电离源的调节装置，利用此装置可优化配置表面解吸常压化学电离质谱分析技术中的特定参数。
背景技术
表面解吸常压化学电离(Desorption Atmospheric Pressure ChemicalIonization，DAPCI)质谱(Mass Spectrum，MS)技术，已经成功地应用于食品医药卫生、国防安全、公共安全以及质谱成像等诸多领域，在航天航空、环境监测、催化化学、有机合成等领域也有着重要的应用前景。
表面解吸常压化学电离(DAPCI)技术以常压电晕放电产生初级离子作为能荷载体，通过气-固-气或液-固-气三相进行能荷传递，实现固体表面分子的高效电离。实验中，可根据样品的形态和待测物的性质等对DAPCI的各参数进行调整，以达到最好的检测效果。
研究表明，离子源喷头、样品台与质谱仪进样口之间的空间位置参数，如离子源喷头与质谱仪进样口的角度α、离子源喷头与质谱仪进样口的Z向距离a1、离子源喷头与质谱仪进样口的Y向距离b1、样品台与质谱仪进样口的Z向距离a2、样品台与质谱仪进样口的Y向距离b2五个参数(如图1所示)对质谱分析信号强度有显著的影响。然而，目前现有装置一般由直线调节模块与角度调节模块拼装而成，集成度低，稳定性差，精度不高，操作不便；而实验室里所用的装置一般由支撑棒、万向杆架、不锈钢三通管接头拼装的喷头等简单耦合而成，无法精确定量描述溶剂通道喷头、样品台与质谱仪进样口之间的空间位置参数，而且结构受到限制，稳定性不高，严重限制了DAPCI-MS技术的发展。
发明内容
为了克服现有装置集成度低、稳定性差、精度不高、操作不便等问题，本发明特提供一种用于表面解吸常压化学电离源的上置式极坐标手动调节装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于表面解吸常压化学电离源的上置式极坐标手动调节装置，包括与质谱仪进样口连接的安装接口，在所述安装接口的前端上部安装一Y向平移调节模块，所述Y向平移调节模块的末端安装一Z向平移调节模块，所述Z向平移调节模块的末端安装一绕X轴旋转的A轴角度调节模块，所述A轴角度调节模块的末端安装一离子源喷头，在所述安装接口的正上部安装一用于电气连接的综合接口，在所述安装接口的前端下部安装一进样Z向自动调节模块，在所述进样Z向调节模块正上方安装一进样X向自动进给模块，在所述进样X向自动进给模块后方安装一进样Y向手动调节模块。其特征是：
所述的安装接口由安装前端、耐磨套、旋转轴、左扳手、右扳手组成，所述耐磨套嵌在所述安装前端下部的孔里，用于与所述质谱仪进样口的定位销轴配合安装定位，所述旋转轴为两个钢轴，可在所述安装前端两侧的孔里旋转，所述左扳手、所述右扳手分布固定在两个所述旋转轴的头部，旋转述左扳手、所述右扳手，即可安装锁紧所述的安装接口到质谱仪进样口上。
进一步讲，所述的Y向平移调节模块由Y向安装板、Y向滑座、Y向导轨、Y向微分头顶端座、Y向微分头安装座、Y向微分头、Y向拉簧、Y向锁紧螺头、Y向锁紧片、Y向刻度尺组成，所述Y向安装板通过螺栓固定在所述安装接口上，所述Y向安装板与所述Y向滑座之间通过所述Y向导轨连接，可实现所述Y向安装板与所述Y向滑座之间的相对平移运动，同时所述Y向安装板与所述Y向滑座之间通过螺钉连接一所述Y向拉簧，所述Y向微分头顶端座通过螺钉固定在所述Y向滑座上，所述Y向微分头安装座通过螺钉固定在所述Y向安装板上，所述Y向微分头插在所述Y向微分头安装座的孔内并使用紧定螺钉固定，同时顶在所述Y向微分头顶端座上，当正向旋转所述Y向微分头的尾部手柄时，所述Y向微分头的头部向上运动，同时带动所述Y向滑座向上运动，当反向旋转述Y向微分头的尾部手柄时，所述Y向微分头的头部向后下运动，所述Y向滑座在所述Y向拉簧的拉力作用下向下运动，所述Y向锁紧螺头拧在所述Y向安装板的另一侧，所述Y向锁紧片通过螺钉固定在Y向滑座的另一侧，所述Y向刻度尺通过螺钉固定在所述Y向安装板的另一侧，拧紧所述Y向锁紧螺头就把所述Y向锁紧片紧紧地压在所述Y向安装板上，实现所述Y向安装板与所述Y向滑座之间的运动锁止，同时所述Y向锁紧片上的三角尖对应在所述Y向刻度尺上的刻度，指示出当前离子源喷头与质谱仪进样口的Y向距离b1。
进一步讲，所述的Z向平移调节模块由Y向滑座、Z向滑块、Z向导轨、Z向微分头安装座、Z向微分头顶端座、Z向微分头、Z向锁紧螺头、Z向锁紧片、Z向刻度尺、Z向拉簧组成，所述Y向滑座是所述Y向平移调节模块的零件之一，所述Y向滑座与所述Z向滑块之间通过所述Z向导轨连接，可实现所述Y向滑座与所述Z向滑块之间的相对平移运动，同时所述Y向滑座与所述Z向滑块之间通过螺钉连接一所述Z向拉簧，所述Z向微分头顶端座通过螺钉固定在所述Y向滑座上，所述Z向微分头安装座通过螺钉固定在所述Z向滑块上，所述Z向微分头插在所述Z向微分头安装座的孔内并使用紧定螺钉固定，同时顶在所述Z向微分头顶端座上，当正向旋转所述Z向微分头的尾部手柄时，所述Z向微分头的头部向前运动，所述Z向滑块在所述Z向微分头的反作用下向前运动，当反向旋转述Z向微分头的尾部手柄时，所述Z向微分头的头部向后运动，所述Z向滑块在所述Z向拉簧的拉力作用下向后运动，所述Z向锁紧螺头拧在所述Y向滑座的另一侧，所述Z向锁紧片通过螺钉固定在Z向滑块的另一侧，所述Z向刻度尺通过螺钉固定在所述Y向滑座的另一侧，拧紧所述Z向锁紧螺头就把所述Z向锁紧片紧紧地压在所述Z向滑块上，实现所述Y向滑座与所述Z向滑块之间的运动锁止，同时所述Z向锁紧片上的三角尖对应在所述Z向刻度尺上的刻度，指示出当前离子源喷头与质谱仪进样口的Z向距离a1。
进一步讲，所述A轴角度调节模块由弧形导轨、内环滑块、外环滑块、滑块锁紧螺头、喷头安装座、喷头锁紧螺头、挡片组成，所述弧形导轨的尾端通过螺钉安装在所述Z向滑块的中间下部的槽内，所述外环滑块通过螺钉连接在所述内环滑块上，所述滑块锁紧螺头拧在所述外环滑块的中间孔内，拧紧时，可锁止所述内环滑块与所述外环滑块，拧出时，所述内环滑块与所述外环滑块的形成的封闭内槽在所述弧形导轨上滑动，在所述弧形导轨的头部通过螺钉与所述挡片连接，保证所述内环滑块与所述外环滑块不会越出所述弧形导轨，所述喷头安装座通过螺钉安装在所述内环滑块上，所述喷头安装座的头部开有一槽形结构，所述喷头锁紧螺头拧在所述喷头安装座的头部侧面孔内，所述离子源喷头插入所述喷头安装座的头部大孔内，拧紧所述喷头锁紧螺头即可将所述离子源喷头固定，拧出所述滑块锁紧螺头，即可调节所述离子源喷头与所述质谱仪进样口的角度α。
进一步讲，所述离子源喷头，包括放电针、外套、放电针螺头、电极、电极螺头、高压导线、进气管、进气管螺头。所述放电针的头部从所述外套的尾部中心螺纹孔穿入，直至在外套的头部露出一定距离。所述放电针的尾部套进所述放电针螺头里，拧紧放所述电针螺头，形成对所述放电针的密封并固定。所述高压导线从所述电极螺头的内孔穿过，前端置入所述电极的尾部内孔并焊接牢固，拉紧所述高压导线的另一端，使所述电极进入所述电极螺头的内孔中。将所述电极螺头从所述放电针螺头的尾部拧入，使所述电极贴在所述放电针的尾部端面上，当所述高压导线加高压时，通过所述电极将高压加在所述放电针上。将所述进气管插入到所述外套的尾部侧端螺纹孔内，直至到底，而后在所述外套的尾部侧端螺纹孔内拧入所述进气管螺头，拧紧密封并固定。工作时，所述高压导线上加高压，于是所述放电针上也加上了高压，从而在所述放电针的头部附近形成局部高电场。同时，高纯度氮气N2从所述进气管中通入，并通过所述外套内孔与所述放电针间的间隙，从所述外套的头部内孔与所述放电针的头部的间隙中喷出，形成初级离子，如水自由基阳离子。
进一步讲，所述综合接口通过下部两侧的螺钉孔与所述安装接口连接，实现与所述质谱仪进样口的电气耦合。
进一步讲，所述进样Z向自动调节模块，包括进样Z向光杆安装座、进样Z向内卡簧、进样Z向线性轴承、进样Z向光杆、进样Z向滑台、进样Z向电机座、进样Z向直线电机。所述进样Z向光杆安装座通过螺钉连接在所述安装接口上，所述进样Z向光杆的后端插在所述进样Z向光杆安装座的孔里，并用螺钉紧固，所述进样Z向线性轴承套在所述进样Z向光杆外面，并可以沿所述进样Z向光杆滑动，所述进样Z向线性轴承装在所述进样Z向滑台的两侧孔内，并使用所述进样Z向内卡簧固定，所述进样Z向光杆的前端插在所述进样Z向电机座的两侧孔内，所述进样Z向直线电机安装在所述进样Z向电机座的中间孔内，并使用螺钉固定，所述进样Z向直线电机的螺母固定在所述进样Z向滑台的中间孔内，当所述进样Z向直线电机旋转时，带动所述进样Z向滑台在所述进样Z向光杆上前后平移，调节所述样品台与所述质谱仪进样口的Z向距离a2。
进一步讲，所述进样X向自动进给模块，包括端盖、球轴承、进给X向光杆安装座、进给X向内卡簧、进给X向线性轴承、进给X向滑台、进给X向光杆、进给X向电机座、进给X向直线电机。所述进给X向光杆安装座与所述进给X向电机座通过螺钉连接在所述进样Z向滑台上，所述进给X向光杆的后端插在所述进给X向光杆安装座的孔里，并用螺钉紧固，所述进给X向线性轴承套在所述进给X向光杆的外面，并可以沿所述进给X向光杆滑动，所述进给X向线性轴承装在所述进给进给X向滑台的两侧孔内，并使用所述进给X向内卡簧固定，所述进给X向光杆的前端插在所述X向电机座的两侧孔内，所述进给X向直线电机安装在所述进给X向电机座的中间孔内，并使用螺钉固定，所述进给X向直线电机的螺母固定在所述进给X向滑台的中间孔内，所述进给X向直线电机的丝杠的后端插在所述球轴承内，所述球轴承装在所述进给X向光杆安装座的中间孔里，当所述进给X向直线电机旋转时，带动所述进给X向滑台在所述进给X向光杆上前后平移，进而带动所述进样Y向手动调节模块，对样品进行连续进给检测或者扫描成像检测。
进一步讲，所述进样Y向手动调节模块，包括进样Y向固定座、进样Y向导轨、进样Y向滑块、进样Y向微分头顶端座、进样Y向锁紧片、进样Y向微分头安装座、进样Y向微分头、进样Y向锁紧螺头、T形台、进样样品盘、扫描成像样品盘、进样Y向拉簧。所述进样Y向固定座通过螺钉安装在所述进给X向滑台的后侧，所述进样Y向固定座与所述进样Y向滑块之间通过所述进样Y向导轨连接，可实现所述进样Y向固定座与所述进样Y向滑块之间的相对平移运动，同时所述进样Y向固定座与所述进样Y向滑块之间通过螺钉连接一所述进样Y向拉簧，所述进样Y向微分头顶端座通过螺钉固定在所述进样Y向固定座上，所述进样Y向微分头安装座通过螺钉固定在所述进样Y向滑块上，所述进样Y向微分头插在所述进样Y向微分头安装座的孔内并使用紧定螺钉固定，同时顶在所述进样Y向微分头顶端座上，所述进样Y向锁紧螺头拧在所述进样Y向滑块的另一侧，所述进样Y向锁紧片通过螺钉固定在进样Y向滑块的另一侧，拧紧所述进样Y向锁紧螺头就把所述进样Y向锁紧片紧紧地压在所述进样Y向滑块上，实现所述进样Y向固定座与所述进样Y向滑块之间的运动锁止，所述T形台通过螺钉安装在所述进样Y向滑块的后面，所述T形台的上部有一个T形槽结构，所述进样样品盘的下部有一个T形凸起结构，可以插入到所述T形台的T形槽内，所述T形台一般可采用弹性材料，可以弹性夹紧插入的所述进样样品盘，待检测的样品放在所述进样样品盘内的上部六个凹形槽内，一个工作循环可以检测六个样品，所述扫描成像样品盘的下部也有一个T形凸起结构，把样品放置在所述扫描成像样品盘上，将所述扫描成像样品盘替换所述进样样品盘，可对样品进行连续进给扫描成像，当正向旋转所述进样Y向微分头的尾部手柄时，所述进样Y向微分头的头部向下运动，所述进样Y向滑块在所述进样Y向微分头的反作用下向上运动，当反向旋转所述进样Y向微分头的尾部手柄时，所述进样Y向微分头的头部向前运动，所述进样Y向滑块在所述进样Y向拉的拉力作用下向下运动，即可调节所述样品台与所述质谱仪进样口的Y向距离b2。
本发明的有益效果是：该装置可精确定量调节离子源喷头与质谱仪进样口的角度α、离子源喷头与质谱仪进样口的Z向距离a1、离子源喷头与质谱仪进样口的Y向距离b1、样品台与质谱仪进样口的Z向距离a2、样品台与质谱仪进样口的Y向距离b2五个参数，适用于研究这些参数与信号强度的关系，而且可对样品进行连续进给检测以及扫描成像检测，布局紧凑，成本低廉，使用方便，稳定性高。(1)该装置的离子源调节机构为“直线平移+直线平移+角度旋转”的三维串联结构，样品台为“直线平移+直线平移+直线平移”的三维串联结构，可精确定量调节离子源喷头与质谱仪进样口的角度α、离子源喷头与质谱仪进样口的Z向距离a1、离子源喷头与质谱仪进样口的Y向距离b1、样品台与质谱仪进样口的Z向距离a2、样品台与质谱仪进样口的Y向距离b2五个参数，适用于研究这些参数与信号强度的关系，而且可对样品进行连续进给检测以及扫描成像检测。(2)该装置的离子源调节机构采用了上置式的结构，将用于离子源空间位置调节的三个模块置于质谱仪进样口的上前方，避免了调节机构位于左、右侧方位时重心偏置问题，也避免了调节机构位于下方位时与进样装置干涉的问题，该结构给质谱仪进样口的下前方保留了广阔的空间，为进样模块的设计与布置提供充分而灵活的发挥余地，使操作更加方便灵活。(3)该装置的离子源调节机构采用三维串联结构，其他维度精度靠加工精度与安装精度保证，布局紧凑，易于实现小型化。(4)在该装置中，离子源的角度调节采用一弧形导轨副，离子源在角度调节过程中，尖端始终处于弧形导轨的圆心，不会产生直线位移，从而不需要直线调节模块额外的位移补偿，有效降低了直线位移的范围，易于使该装置实现小型化。(5)该离子源喷头体积小，结构紧凑，主要外接部件(进气与加高压的部件)都位于基体尾部，且锥度结构密封性好，使用方便，特别适用于DAPCI离子源，特别适用于小型直接质谱分析。(6)该装置中，样品台的调节有一X向的进样自动调节模块，用于连续进样，可实现一次装夹多个样品连续检测，还可以对某些连续分布的样品进行质谱成像，有效提高了检测效率。(7)该装置中，设置了一个有T形槽结构的T形台零件，样品盘都做成具有T形凸起的结构，放置样品时，直接把样品盘的T形凸起部位插进T形台的T形槽内即可，T形台一般使用弹性非金属材料，既可以利用材料本身的变形达到锁紧样品盘的目的，又可以实现样品盘与其他部分的绝缘要求。(8)由于主要构件结构不复杂，生产工艺难度不大，相关配件市场上容易采购，因而成本较低。
附图说明
图1是表面解吸常压化学电离源装置中，离子源、样品台与质谱仪进样口之间的位置关系图。
图2是本发明的总体结构轴测图。
图3是本发明的各个组成模块的爆炸轴测图。
图4是安装接口的爆炸轴测图。
图5是Y向调节模块的爆炸轴测图。
图6是Z向调节模块的爆炸轴测图。
图7是A轴调节模块的爆炸轴测图。
图8是DAPCI离子源喷头的总体结构轴测图、结构剖视图。
图9是综合接口的总体结构轴测图。
图10是进样Z向自动调节模块的爆炸轴测图。
图11是进样X向自动进给模块的爆炸轴测图。
图12是进样Y向手动调节模块的爆炸轴测图。
图13是安装前端的总体结构轴测图。
图14是耐磨套的总体结构轴测图。
图15是旋转轴的总体结构轴测图。
图16是左扳手的总体结构轴测图。
图17是右扳手的总体结构轴测图。
图18是Y向安装板的总体结构轴测图。
图19是Y向滑座的总体结构轴测图。
图20是Y向导轨的总体结构轴测图。
图21是Y向微分头顶端座的总体结构轴测图。
图22是Y向微分头安装座的总体结构轴测图。
图23是Y向微分头的总体结构轴测图。
图24是Y向拉簧的总体结构轴测图。
图25是Y向锁紧螺头的总体结构轴测图。
图26是Y向锁紧片的总体结构轴测图。
图27是Y向刻度尺的总体结构轴测图。
图28是Z向滑块的总体结构轴测图。
图29是Z向导轨的总体结构轴测图。
图30是Z向微分头安装座的总体结构轴测图。
图31是Z向微分头顶端座的总体结构轴测图。
图32是Z向微分头的总体结构轴测图。
图33是Z向锁紧螺头的总体结构轴测图。
图34是Z向锁紧片的总体结构轴测图。
图35是Z向刻度尺的总体结构轴测图。
图36是Z向拉簧的总体结构轴测图。
图37是弧形导轨的总体结构轴测图。
图38是内环滑块的总体结构轴测图。
图39是外环滑块的总体结构轴测图。
图40是滑块锁紧螺头的总体结构轴测图。
图41是喷头安装座的总体结构轴测图。
图42是喷头锁紧螺头的总体结构轴测图。
图43是挡片的总体结构轴测图。
图44是进样Z向光杆安装座的总体结构轴测图。
图45是进样Z向内卡簧的总体结构轴测图。
图46是进样Z向线性轴承的总体结构轴测图。
图47是进样Z向光杆的总体结构轴测图。
图48是进样Z向滑台的总体结构轴测图。
图49是进样Z向电机座的总体结构轴测图。
图50是进样Z向直线电机的总体结构轴测图。
图51是端盖的总体结构轴测图。
图52是球轴承的总体结构轴测图。
图53是进给X向光杆安装座的总体结构轴测图。
图54是进给X向内卡簧的总体结构轴测图。
图55是进给X向线性轴承的总体结构轴测图。
图56是进给X向滑台的总体结构轴测图。
图57是进给X向光杆的总体结构轴测图。
图58是进给X向电机座的总体结构轴测图。
图59是进给X向直线电机的总体结构轴测图。
图60是进样Y向固定座的总体结构轴测图。
图61是进样Y向导轨的总体结构轴测图。
图62是进样Y向滑块的总体结构轴测图。
图63是进样Y向微分头顶端座的总体结构轴测图。
图64是进样Y向锁紧片的总体结构轴测图。
图65是进样Y向微分头安装座的总体结构轴测图。
图66是进样Y向微分头的总体结构轴测图。
图67是进样Y向锁紧螺头的总体结构轴测图。
图68是T形台的总体结构轴测图。
图69是进样样品盘的总体结构轴测图。
图70是扫描成像样品盘的总体结构轴测图。
图71是进样Y向拉簧的总体结构轴测图。
具体实施方式
下面结合附图说明本发明的具体实施方式，图中相同的结构和功能的器件已用相同的附图标记标出，附图只是用于帮助解释本发明，并不代表本发明范围的限制，同时，附图并未按比例画出。
如图2、3所示，本装置由安装接口1、Y向平移调节模块2、Z向平移调节模块3、A轴角度调节模块4、离子源喷头5、综合接口6、进样Z向自动调节模块7、进样X向自动进给模块8、进样Y向手动调节模块9组成。本装置通过安装接口1连接在质谱仪进样口10上，装置位于质谱仪进样口10的正前方，Y向平移调节模块2、Z向平移调节模块3、A轴角度调节模块4、离子源喷头5依次串联连接，Y向平移调节模块2安装在安装接口1的上前方，综合接口6安装在安装接口1的正上方，进样Z向自动调节模块7、进样X向自动进给模块8、进样Y向手动调节模块9依次串联连接，进样Z向自动调节模块7安装在安装接口1的下前方。
如图4、13、14、15、16、17所示，安装接口1由安装前端11、耐磨套12、旋转轴13、左扳手14、右扳手15组成。其中，安装接口1为对称结构，耐磨套12与旋转轴13的数量都为两个，耐磨套12的外圆面121套在安装接口1的盲孔111内，外圆面131插入盲孔114中，插到底后在螺纹孔133内拧入一颗紧定螺钉进行限位，左扳手14的内圆面141套在外圆面134上，然后在螺纹孔142内拧入一颗紧定螺钉，紧定螺钉顶在盲孔135中，实现旋转轴13与左扳手14的连接，旋转轴13与右扳手15的连接方法是一样的。使用本装置时，将耐磨套12的内圆面122套在质谱仪进样口10下方的两个销轴上，插到底后分别向内扳动左扳手14与右扳手15，即可将本装置固定在质谱仪进样口10上。
如图5、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27所示，Y向平移调节模块2由Y向安装板21、Y向滑座22、Y向导轨23、Y向微分头顶端座24、Y向微分头安装座25、Y向微分头26、Y向拉簧27、Y向锁紧螺头28、Y向锁紧片29、Y向刻度尺210组成。其中，通过螺钉将螺纹孔212与沉头孔116连接，Y向安装板21即安装在安装前端11上，Y向导轨23的固定块螺纹孔231通过螺钉连接在Y向安装板21的沉头孔213上，Y向导轨23的滑动块螺纹孔232通过螺钉连接在Y向滑座22的沉头孔221上，可实现Y向安装板21与Y向滑座22之间的相对平移运动，同时Y向安装板21的螺纹孔215与Y向滑座22螺纹孔222分别用螺钉连接Y向拉簧27的拉钩271与拉钩272，Y向微分头顶端座24的通孔241通过螺钉固定在Y向滑座22的螺纹孔226上，Y向微分头安装座25的通孔251通过螺钉固定在Y向安装板21的通孔217上，Y向微分头26插在Y向微分头安装座25的通孔252内，并在螺纹孔253内使用紧定螺钉固定，同时圆头263顶在Y向微分头顶端座24上，当正向旋转旋柄261时，圆头263向上运动，同时带动Y向滑座22向上运动，当反向旋转旋柄261时，圆头263向下运动，Y向滑座22在Y向拉簧27的拉力作用下向下运动，Y向锁紧螺头28拧在Y向安装板21的螺纹孔214内，Y向锁紧片29通过螺钉固定在Y向滑座22的螺纹孔227内，Y向刻度尺210通过螺钉固定在Y向安装板21的螺纹孔218内，拧紧Y向锁紧螺头28就把Y向锁紧片29紧紧地压在Y向安装板21上，实现Y向安装板21与Y向滑座22之间的运动锁止，同时Y向锁紧片29上的刻度指示针293对应在Y向刻度尺210上的刻度2102，指示出当前离子源喷头与质谱仪进样口的Y向距离b1。
如图6、28、29、30、31、32、33、34、35、36所示，Z向平移调节模块3由Y向滑座22、Z向滑块31、Z向导轨32、Z向微分头安装座33、Z向微分头顶端座34、Z向微分头35、Z向锁紧螺头36、Z向锁紧片37、Z向刻度尺38、Z向拉簧组39组成。其中，Y向滑座22为Y向平移调节模块与Z向平移调节模块的公共零件，Z向导轨32的固定块螺纹孔321通过螺钉连接在Y向滑座22的沉头孔223上，Z向导轨32的滑动块螺纹孔322通过螺钉连接在Z向滑块31的沉头孔311上，可实现Y向滑座22与Z向滑块31之间的相对平移运动，同时Y向滑座22的螺纹孔228与Z向滑块31螺纹孔316分别用螺钉连接Z向拉簧39的拉钩391与拉钩392，Z向微分头顶端座34的通孔341通过螺钉固定在Y向滑座22的螺纹孔229上，Z向微分头安装座33的通孔331通过螺钉固定在Z向滑块31的通孔312上，Z向微分头35插在Z向微分头安装座33的通孔333内，并在螺纹孔332内使用紧定螺钉固定，同时圆头353顶在Z向微分头顶端座34上，当正向旋转旋柄351时，圆头353向后运动，同时带动Z向滑块31向前运动，当反向旋转旋柄351时，圆头353向前运动，Z向滑块31在Z向拉簧39的拉力作用下向后运动，Z向锁紧螺头36拧在Y向滑座22的螺纹孔2211内，Z向锁紧片37通过螺钉固定在Z向滑块31的螺纹孔313内，Z向刻度尺38通过螺钉固定在Y向滑座22的螺纹孔225内，拧紧Z向锁紧螺头36就把Z向锁紧片37紧紧地压在Y向滑座22上，实现Z向滑块31与Y向滑座22之间的运动锁止，同时Z向锁紧片37上的刻度指示针373对应在Z向刻度尺38上的刻度382上，指示出当前离子源喷头与质谱仪进样口10的Z向距离a1。
如图7、37、38、39、40、41、42、43所示，A轴角度调节模块4由弧形导轨41、内环滑块42、外环滑块43、滑块锁紧螺头44、喷头安装座45、喷头锁紧螺头46、挡片47组成。其中，弧形导轨41的尾端螺纹孔411通过螺钉连接Z向滑块31的螺纹孔314，并限定在定位槽315内，外环滑块43的锥头孔431通过螺钉连接在内环滑块42的螺纹孔421上，滑块锁紧螺头44拧在外环滑块43的中间螺纹孔432内，拧紧时，滑块锁紧螺头44的圆头443顶紧沟槽412，可锁止内环滑块42、外环滑块43与弧形导轨41，拧出滑块锁紧螺头44时，内环滑块42与外环滑块43的形成的封闭内槽在弧形导轨41上滑动，弧形导轨41的头部螺纹孔414通过螺钉与挡片47连接，保证内环滑块42与外环滑块43不会越出弧形导轨41，喷头安装座45通过螺钉安装在内环滑块42上，喷头安装座45的头部开有一槽形结构455，喷头锁紧螺头46拧在喷头安装座45的头部侧面沉头孔454内，离子源喷头5插入喷头安装座45的头部通孔453内，拧紧喷头锁紧螺头46时，由于喷头安装座45的自身变形作用，即可将离子源喷5头夹紧在喷头安装座45上，拧出滑块锁紧螺头44时，离子源喷头5与喷头安装座45、内环滑块42、外环滑块43一起在弧形导轨41上滑动，即可调节离子源喷头5与质谱仪进样口10的角度α。
如图8所示，离子源喷头5包括放电针51、外套52、放电针螺头53、电极54、电极螺头55、高压导线56、进气管57、进气管螺头58。放电针51的头部从外套52的尾部中心螺纹孔穿入，直至在外套52的头部露出一定距离。放电针51的尾部套进放电针螺头53里，拧紧放电针螺头53，形成对放电针51的密封并固定。高压导线56从电极螺头55的内孔穿过，前端置入电极54的尾部内孔并焊接牢固，拉紧高压导线56的另一端，使电极54进入电极螺头55的内孔中。将电极螺头55从放电针螺头53的尾部拧入，使电极54贴在放电针51的尾部端面上，当高压导线56加高压时，通过电极54将高压加在放电针51上。将进气管57插入到外套52的尾部侧端螺纹孔内，直至到底，而后在外套52的尾部侧端螺纹孔内拧入进气管螺头58，拧紧密封并固定。工作时，高压导线56上加高压，于是放电针51上也加上了高压，从而在放电针51的头部附近形成局部高电场。同时，高纯度氮气N2从进气管57中通入，并通过外套52内孔与放电针51间的间隙，从外套52的头部内孔与放电针51的头部的间隙中喷出，形成初级离子，如水自由基阳离子。
如图2、3、9所示，综合接口6通过下部两侧的螺钉孔61与安装前端11的螺纹孔115连接，实现与质谱仪进样口10的电气耦合。
如图10、44、45、46、47、48、49、50所示，进样Z向自动调节模块7包括进样Z向光杆安装座71、进样Z向内卡簧72、进样Z向线性轴承73、进样Z向光杆74、进样Z向滑台75、进样Z向电机座76、进样Z向直线电机77。进样Z向光杆安装座71的螺纹孔711通过螺钉连接在安装前端11的沉头孔113上，进样Z向光杆74的后端插在进样Z向光杆安装座71的通孔712内，并在螺纹孔713内拧入紧定螺钉，顶紧锁紧槽743以固定进样Z向光杆74，进样Z向线性轴承套73套在进样Z向光杆74外圆柱面741上，并可以沿进样Z向光杆74滑动，进样Z向线性轴承73装在进样Z向滑台75的两侧内孔753中，并将进样Z向内卡簧72装在内卡槽754内，对进样Z向线性轴承73进行限位固定，进样Z向光杆74的前端插在进样Z向电机座76的两侧盲孔764内，并在螺纹孔763内拧入紧定螺钉，顶紧锁紧槽742以固定进样Z向光杆74，进样Z向直线电机77安装在进样Z向电机座76的中间孔762内，并通过通孔761使用螺钉固定，进样Z向直线电机77的螺母773固定在进样Z向滑台75的中间孔751内，并通过螺纹孔752使用螺钉固定，当进样Z向直线电机77旋转时，带动进样Z向滑台75在进样Z向光杆74上前后平移，调节样品台9与质谱仪进样口10的Z向距离a2。
如图11、51、52、53、54、55、56、57、58、59所示，进样X向自动进给模块8包括端盖81、球轴承82、进给X向光杆安装座83、进给X向内卡簧84、进给X向线性轴承85、进给X向滑台86、进给X向光杆87、进给X向电机座88、进给X向直线电机89。进给X向光杆安装座83的沉头孔831与进给X向电机座88的沉头孔881通过螺钉连接在进样Z向滑台75的螺纹孔755上，销孔756用于定位，进给X向光杆87的后端插在进给X向光杆安装座83的孔836内，并在螺纹孔835内使用紧定螺钉顶紧锁紧槽873以对进给X向光杆87进行固定，进给X向线性轴承85的内圆面套在进给X向光杆87的外圆柱面871上，进给X向线性轴承85可以沿进给X向光杆87滑动，进给X向线性轴承85的外圆面套在进给进给X向滑台86的两侧内孔863内，并将X向内卡簧84装在内卡槽866内，对进给X向线性轴承85进行限位固定，进给X向光杆87的前端插在进给X向电机座88的两侧盲孔886内，并在螺纹孔884内使用紧定螺钉顶紧锁紧槽872以对进给X向光杆87进行固定，进给X向直线电机89安装在进给X向电机座88的中间孔885内，并在沉头孔883内使用螺钉连接螺纹孔891，固定进给X向直线电机89与进给X向电机座88，进给X向直线电机89的螺母893固定在进给X向滑台86的中间孔861内，进给X向直线电机89的丝杠的后端插在球轴承82的内孔822内，球轴承82装在进给X向光杆安装座83的中间孔833内，并使用端盖81密封，当进给X向直线电机89旋转时，带动进给X向滑台86在进给X向光杆87上前后平移，进而带动进样Y向手动调节模块9，对样品进行连续进给检测或者扫描成像检测。
如图12、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71所示，进样Y向手动调节模块9包括进样Y向固定座91、进样Y向导轨92、进样Y向滑块93、进样Y向微分头顶端座94、进样Y向锁紧片95、进样Y向微分头安装座96、进样Y向微分头97、进样Y向锁紧螺头98、T形台99、进样样品盘910、扫描成像样品盘918、进样Y向拉簧919。其中，进样Y向固定座91的沉头孔911通过螺钉连接进给X向滑台86的螺纹孔864，销孔912与销孔865用于定位，进样Y向导轨92的固定块螺纹孔921连接进样Y向固定座91的沉头孔913，进样Y向导轨92的滑动块螺纹孔922连接进样Y向滑块93的沉头孔931，可实现进样Y向固定座91与进样Y向滑块93之间的相对平移运动，同时，进样Y向固定座91的螺纹孔916与进样Y向拉簧的拉钩9191用螺钉连接，进样Y向滑块93的螺纹孔934与进样Y向拉簧的拉钩9192用螺钉连接，进样Y向微分头顶端座94的通孔941通过螺钉固定在进样Y向固定座91的螺纹孔914上，进样Y向微分头安装座96的沉头孔961通过螺钉固定在进样Y向滑块93的螺纹孔935上，进样Y向微分头97的外圆柱面972插在进样Y向微分头安装座96的通孔962内，并在螺纹孔963内使用紧定螺钉固定进样Y向微分头97，同时进样Y向微分头97的圆头973顶在进样Y向微分头顶端座94上，进样Y向锁紧螺头98拧在进样Y向滑块93的螺纹孔936上，进样Y向锁紧片95的通孔951通过螺钉固定在进样Y向滑块93的螺纹孔937上，拧紧进样Y向锁紧螺头98就把进样Y向锁紧片95紧紧地压在进样Y向滑块93上，实现样Y向固定座91与进样Y向滑块93之间的运动锁止，T形台99的沉头孔991通过螺钉安装在进样Y向滑块93的螺纹孔932上，T形台99的上部有一个T形槽993结构，进样样品盘910的下部设置一个T形凸起9102结构刚好可以插入到T形槽993内，T形台99一般可采用弹性材料，可以弹性夹紧插入的进样样品盘910，待检测的样品放在进样样品盘910内的上部六个凹形槽9101内，一个工作循环可以检测六个样品，扫描成像样品盘918的下部也有一个T形凸起9183结构，把样品放置在扫描成像样品盘918的载玻片9182上，将扫描成像样品盘918替换进样样品盘910，可对样品进行连续进给扫描成像，当正向旋转进样Y向微分头97的尾部旋柄971时，进样Y向微分头97的头部973向下运动，进样Y向滑块93在进样Y向微分头97的反作用下向上运动，当反向旋转进样Y向微分头97的尾部旋柄973时，进样Y向微分头97的头部972向前运动，进样Y向滑块93在进样Y向拉簧919的拉力作用下向下运动，即可调节样品台9与质谱仪进样口10的Y向距离b2。
利用本装置进行实验时，采取的操作步骤是：
(1)按照上述连接关系，依次组装安装接口、Y向平移调节模块、Z向平移调节模块、A轴角度调节模块、离子源喷头、综合接口以及进样Z向自动调节模块、进样X向自动进给模块、进样Y向手动调节模块，将组装好的该调节装置，通过安装接口安装到质谱仪进样口上并锁紧；
(2)将待测样品放在样品检测盘上；
(3)将离子源喷头的高压导线端接通高压(如+3KV)、进气管通入气体(如1MPa的氮气)；
(4)开启质谱仪扫描系统，获取初步的检测结果；
(5)当研究离子源喷头、样品台与质谱仪进样口之间的空间位置参数与信号强度的关系时，独立调节各个模块即可。例如，研究a1与信号强度的关系，只需单独调节Z向平移调节模块，而Y向平移调节模块、A轴角度调节模块、进样Z向自动调节模块、进样Y向手动调节模块均保持锁紧状态。
(6)做优化配置时，根据信号强度的显示结果，分别调节Y向平移调节模块、Z向平移调节模块、A轴角度调节模块、进样Z向自动调节模块、进样Y向手动调节模块，以获得合适的离子源喷头与质谱仪进样口的角度α、离子源喷头与质谱仪进样口的Z向距离a1、离子源喷头与质谱仪进样口的Y向距离b1、样品台与质谱仪进样口的Z向距离a2、样品台与质谱仪进样口的Y向距离b2，直到信号强度达到最佳。
(7)当使用该装置对多个样品进行检测时，将待测样品分别放入样品检测盘中，控制直线电机间歇运动，依次对六个样品进行检测。根据样品性质不同，也可以对样品检测盘进行配置，一次循环检测更多样品，例如十二个。
(8)当使用该装置对样品进行扫描成像检测时，将待测样品放置在样品扫描检测盘的载玻片上，控制直线电机间歇运动，通过控制合适的分辨率，例如0.1mm，对样品进行质谱成像检测。
值得说明的是，上述实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (9)

1.一种用于表面解吸常压化学电离源的调节装置，包括与质谱仪进样口连接的安装接口(1)，其特征在于：在所述安装接口(1)的前端上部安装有Y向平移调节模块(2)、在所述Y向平移调节模块(2)的末端安装有Z向平移调节模块(3)、在所述Z向平移调节模块(3)的末端安装有可绕X轴旋转的A轴角度调节模块(4)、在所述A轴角度调节模块(4)的末端安装有离子源喷头(5)、在所述安装接口(1)的正上部安装有用于电气连接的综合接口(6)、在所述安装接口(1)的前端下部安装有进样Z向自动调节模块(7)、在所述进样Z向自动调节模块(7)的正上方安装有进样X向自动进给模块(8)、在所述进样X向自动进给模块(8)后方安装有进样Y向手动调节模块(9)、在所述进样Y向手动调节模块(9)的上方安装有进样样品盘(910)；
所述进样Y向手动调节模块(9)包括一T形台(99)，T形台(99)通过螺钉安装在一进样Y向滑块(93)上，T形台(99)的上部有一个T形槽(993)结构，进样样品盘(910)的下部设置一个T形凸起(9102)结构插入到T形槽(993)内，T形台(99)弹性夹紧插入到进样样品盘(910)，所述进样样品盘(910)的上部设多个凹形槽(9101)用于放置多个样品；
所述X向是指水平左右移动方向，Y向是指竖直上下移动方向，Z向指沿质谱仪进样口轴线移动方向，所述A轴是指旋转中心轴线沿X方向，即与所述Y向、Z向轴线构成的平面垂直的旋转部件的中心轴。
2.根据权利要求1所述的表面解吸常压化学电离源的调节装置，其特征在于：所述Y向平移调节模块(2)位于所述安装接口(1)前端上部，包括Y向安装板(21)、Y向滑座(22)、Y向导轨(23)、Y向微分头顶端座(24)、Y向微分头安装座(25)、Y向微分头(26)、Y向拉簧(27)、Y向锁紧螺头(28)、和Y向锁紧片(29)，所述Y向安装板(21)与所述安装接口(1)相连，所述Y向滑座(22)通过所述Y向导轨(23)与所述Y向安装板(21)相连，所述Y向微分头顶端座(24)固定在所述Y向滑座(22)的一侧，所述Y向微分头安装座(25)具有通孔，固定在所述Y向安装板上与所述Y向微分头顶端座(24)的同侧，所述Y向微分头(26)插入所述Y向微分头安装座(25)上的通孔，固定在所述Y向微分头安装座(25)上，顶端与所述Y向微分头顶端座(24)相接，所述Y向拉簧(27)弹性连接所述Y向滑座(22)和所述Y向安装板(21)，所述Y向锁紧螺头(28)穿过所述Y向锁紧片(29)上的通孔，拧入所述Y向安装板(21)。
3.根据权利要求2所述的表面解吸常压化学电离源的调节装置，其特征在于：所述Z向平移调节模块(3)位于所述Y向滑座(22)的上部，包括Z向滑块(31)、Z向导轨(32)、Z向微分头安装座(33)、Z向微分头顶端座(34)、Z向微分头(35)、Z向锁紧螺头(36)、Z向锁紧片(37)和Z向拉簧(39)，所述Z向滑块(31)通过所述Z向导轨(32)与所述Y向滑座(22)相连，所述Z向微分头安装座(33)具有通孔，固定在所述Z向滑块(31)的一侧，所述Z向微分头顶端座(34)固定在所述Y向滑座(22)上与所述Z向微分头安装座(33)的同侧，所述Z向微分头(35)插入所述Z向微分头安装座(33)上的通孔，固定在所述Z向微分头安装座(33)上，顶端与所述Z向微分头顶端座(34)相接，所述Z向拉簧(39)弹性连接所述Y向滑座(22)和所述Z向滑块(31)，所述Z向锁紧螺头(36)穿过所述Z向锁紧片(37)上的通孔，拧入所述Y向滑座(22)。
4.根据权利要求3所述的表面解吸常压化学电离源的调节装置，其特征在于：所述A轴角度调节模块(4)位于所述Z向滑块(31)上，包括弧形导轨(41)、内环滑块(42)、外环滑块(43)、滑块锁紧螺头(44)、喷头安装座(45)、喷头锁紧螺头(46)和挡片(47)，所述弧形导轨(41)的尾端固定在所述Z向滑块(31)上，所述内环滑块(42)与所述外环滑块(43)固定连接，并与所述外环滑块(43)形状相互配合，形成与所述弧形导轨(41)径向截面配合的封闭内槽，包围住所述弧形导轨(41)，所述滑块锁紧螺头(44)拧入所述外环滑块(43)上预留的螺孔，所述喷头安装座(45)具有通孔，固定在所述内环滑块(42)的一侧，所述喷头锁紧螺头(46)拧入所述喷头安装座(45)上预留的螺孔内，所述挡片(47)固定在所述弧形导轨(41)的头端；所述弧形导轨(41)的尾端设螺纹孔(411)，通过螺钉连接Z向滑块(31)所设的螺纹孔(314)，并限定在Z向滑块(31)的定位槽(315)内。
5.根据权利要求1至4任一项所述的表面解吸常压化学电离源的调节装置，其特征在于：所述进样Z向自动调节模块(7)包括进样Z向光杆安装座(71)、进样Z向光杆(74)、进样Z向滑台(75)、进样Z向电机座(76)和进样Z向直线电机(77)，所述进样Z向光杆安装座(71)固定在所述安装接口(1)的前端下部，具有安装所述进样Z向光杆(74)的安装孔，所述进样Z向光杆(74)一端固定在所述进样Z向光杆安装座(71)的安装孔中，另一端穿过所述进样Z向滑台(75)中的通孔，固定在所述进样Z向电机座(76)上的安装孔中，所述进样Z向直线电机(77)安装在所述进样Z向电机座(76)上，所述进样Z向直线电机(77)的螺母固定在所述进样Z向滑台(75)上的中间孔内，丝杠通过所述进样Z向电机座(76)的中间孔，旋进所述进样Z向直线电机(77)的螺母中。
6.根据权利要求5所述的表面解吸常压化学电离源的调节装置，其特征在于：所述进样X向自动进给模块(8)包括进给X向光杆安装座(83)、进给X向滑台(86)、进给X向光杆(87)、进给X向电机座(88)和进给X向直线电机(89)，所述进给X向光杆安装座(83)和所述进给X向电机座(88)固定在所述进样Z向滑台(75)的相对两端，所述进给X向光杆(87)穿过进给X向滑台中的通孔，两端分别固定在X向光杆安装座(83)和进给X向电机座(88)上，所述进给X向直线电机(89)安装在进给X向电机座(88)的外侧，X向电机座(88)的螺母固定在进给X向滑台(86)的中间孔内，进给X向直线电机(89)的丝杠通过进给X向电机座(88)的中间孔，插入进给X向光杆安装座(83)。
7.根据权利要求6所述的表面解吸常压化学电离源的调节装置，其特征在于：所述进样Y向手动调节模块(9)包括进样Y向固定座(91)，进样Y向导轨(92)，进样Y向滑块(93)，进样Y向微分头顶端座(94)，进样Y向锁紧片(95)，进样Y向微分头安装座(96)，进样Y向微分头(97)，进样Y向锁紧螺头(98)，T形台(99)，进样样品盘(910)，进样Y向拉簧(919)，所述进样Y向固定座(91)固定在进给X向滑台(86)后侧，所述进样Y向固定座(91)与进样Y向滑块(93)之间通过进样Y向导轨(92)连接，所述进样Y向拉簧(919)弹性连接进样Y向固定座(91)与进样Y向滑块(93)，所述进样Y向微分头顶端座(94)固定在进样Y向固定座(91)的一侧，所述进样Y向微分头安装座(96)具有通孔，固定在进样Y向滑块(93)上与进样Y向微分头顶端座(94)的同侧，所述进样Y向微分头(97)插入进样Y向微分头安装座(96)的通孔，固定在进样Y向微分头安装座(96)上，顶端与进样Y向微分头顶端座(94)相接，所述进样Y向锁紧片(95)具有通孔，固定在进样Y向固定座(91)上与进样Y向微分头顶端座(94)相对的一侧，所述进样Y向锁紧螺头(98)穿过进样Y向锁紧片(95)上的通孔，拧入进样Y向滑块(93)，所述T形台(99)上部具有一个T形槽结构，所述进样样品盘(910)下部具有一个与T形台(99)相配合的T形凸起结构，可插入到所述T形台(99)的T形槽内，进样样品盘(910)上具有六个凹形槽用于放置待分析样品。
8.根据权利要求7所述的表面解吸常压化学电离源的调节装置，其特征在于：所述进样样品盘为扫描成像样品盘(918)，所述扫描成像样品盘(918)为一平面结构，所述扫描成像样品盘(918)下部具有一个与T形台(99)相配合的T形凸起结构，插入到所述T形台(99)的T形槽内，分析样品置于盘上，以进行连续给进扫描成像。
9.根据权利要求1所述的表面解吸常压化学电离源的调节装置，其特征在于：所述离子源喷头(5)包括放电针(51)，外套(52)，放电针螺头(53)，电极(54)、电极螺头(55)、高压导线(56)、进气管(57)、进气管螺头(58)；放电针(51)的头部从外套(52)的尾部中心螺纹孔穿入，直至在外套的头部露出一定距离；放电针(51)的尾部套进放电针螺头(53)里，拧紧放电针螺头(53)，形成对放电针的密封并固定；高压导线(56)从电极螺头(55)的内孔穿过，前端置入电极(54)尾部的内孔并焊接牢固，拉紧高压导线(56)的另一端，使电极(54)进入电极螺头(55)的内孔中；电极螺头(55)从放电针螺头(53)的尾部拧入使电极(54)贴在放电针(51)的尾部端面上，通过电极(54)将高压加在放电针(51)上；进气管(57)插入到外套(52)的尾部侧端螺纹孔内直至到底，外套(52)的尾部侧端螺纹孔内拧入进气管螺头并拧紧密封并固定。
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