CN107907584B - 一种基质辅助激光解析离子源真空进样装置 - Google Patents
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Abstract
本发明创造提供了一种基质辅助激光解析离子源真空进样装置，包括腔体、二维移动平台，二维移动平台设置在腔体内并沿水平导轨和竖直导轨进行左右和上下移动，二维移动平台上方还设置有靶台，腔体上方设有盖板，盖板可上下移动。本发明通过与进样舱驱动齿轮连接的齿轮驱动电机转动，带动舱盖齿轮向下转动，使得盖板的凹槽与舱盖齿轮通过密封胶圈形成封闭腔室，以形成过渡真空腔室，可以对进样舱单独抽放真空，按照真空进样系统的控制流程，有效地实现在系统真空度不变的情况下，简单快速的更换样品；本发明在维持高真空度的状态下，实现了快速的自动进样与检测，大大提高了质谱仪器的工作效率。
Description
技术领域
本发明创造属于基质辅助激光解析离子源技术领域，尤其是涉及一种基质辅助激光解析离子源真空进样装置。
背景技术
在基质辅助激光解析离子源进行的固体样品解析过程中，样品在大气压下通常为固定状态，经过进样装置，由大气压进入真空装置，在真空条件下被离子化。因此需要设计能够精确移动定位的二维样品台，也需要将样品在大气环境下在不降低仪器腔体真空的条件下送入腔体进行分析，以实现三个目的：一是在不破坏腔体真空的情况下进样；二是样品的精确定位，因为激光光斑位置固定；三是样品的更换，需要在进样位和分析位之间快速移动。完成样品进样和真空内的位移调节。
发明内容
有鉴于此，本发明创造旨在提出一种基质辅助激光解析离子源真空进样装置，在维持高真空度的状态下，实现了快速的自动进样与检测，大大提高了质谱仪器的工作效率。
为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：
一种基质辅助激光解析离子源真空进样装置，包括腔体、二维移动平台，所述二维移动平台设置在腔体内并沿水平导轨和竖直导轨进行左右和上下移动，所述二维移动平台上方还设置有靶台，靶台随二维移动平台移动，所述腔体上方设有盖板，所述盖板可上下移动。
进一步的，所述盖板包括进样舱舱盖、与进样舱舱盖相配合的舱盖基座、安装在舱盖基座下方与舱盖基座匹配的进样舱驱动齿轮、与进样舱驱动齿轮连接的齿轮驱动电机，所述舱盖基座上方还设有进气阀、出气阀，所述进气阀、出气阀和进样舱舱盖通过一个三通以及气管连接到一起，所述盖板表面还设有与靶台相适应的盖板凹槽。
进一步的，所述进样舱驱动齿轮上有三个相同的凹槽，每个凹槽占据圆的120度，且凹槽的深度沿法兰的圆周方向逐渐变化。
进一步的，所述舱盖基座上安装有三个轴承，轴承分别在三个凹槽中，随着齿轮的转动，带动舱盖基座升降。
进一步的，所述进样舱驱动齿轮与所述盖板凹槽之间还设有密封胶圈。
进一步的，所述二维移动平台包括X轴托盘，所述X轴托盘下方设有X轴导轨，所述X轴托盘上方设有Y轴导轨，所述Y轴导轨上方设有Y轴托盘，所述X轴托盘上还设有Y轴平台固定架，所述Y轴平台固定架通过Y轴丝杠连接Y轴真空电机，所述X轴托盘上还设有X轴平台固定架，所述X轴平台固定架通过X轴丝杠连接X轴真空电机，所述靶台设置在所述Y轴托盘上。
进一步的，所述二维移动平台带动靶台按照设定的位置移动到盖板下方，舱盖、舱盖基座和靶台形成进样舱，所述进样舱连接分子泵，所述分子泵还连接机械泵。
进一步的，所述出气阀的一端通过气管连接在分子泵与机械泵之间。
进一步的，所述分子泵与机械泵之间还设有真空规。
进一步的，所述靶台与二维移动平台可拆卸安装。
相对于现有技术，本发明创造所述的一种基质辅助激光解析离子源真空进样装置具有以下优势：
(1)本发明通过与进样舱驱动齿轮连接的齿轮驱动电机转动，带动舱盖齿轮向下转动，使得盖板的凹槽与舱盖齿轮通过密封胶圈形成封闭腔室，以形成过渡真空腔室，可以对进样舱单独抽放真空，按照真空进样系统的控制流程，有效地实现在系统真空度不变的情况下，简单快速的更换样品
(2)本发明在维持高真空度的状态下，实现了快速的自动进样与检测，大大提高了质谱仪器的工作效率。
附图说明
构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：
图1为本发明创造实施例所述的一种基质辅助激光解析离子源真空进样装置的结构示意图；
图2为本发明创造实施例所述的盖板的结构示意图；
图3为本发明创造实施例所述的二维移动平台的结构示意图；
图4为本发明创造实施例所述的靶台的结构示意图；
图5为本发明创造实施例所述的进样舱驱动齿轮的结构示意图；
图6为本发明创造实施例所述的舱盖基座的剖面图；
图7为本发明创造实施例所述的进样舱真空原理图；
图8为本发明创造实施例所述的带有顶盖的进样装置的整体示意图。
附图标记说明：
1-腔体；2-二维移动平台；3-靶台；4-盖板；201-X轴导轨；202-X轴托盘；203-Y轴导轨；204-Y轴托盘；205-Y轴平台固定架；206-Y轴丝杠；207-Y轴真空电机；208-X轴平台固定架；209-X轴丝杠；210-X轴真空电机；401-进样舱舱盖；402-舱盖基座；403-进样舱驱动齿轮；404-齿轮驱动电机；405-进气阀；406-凹槽；407-轴承；408-盖板凹槽；409-密封胶圈。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。
如图1-8所示，本发明创造提供一种基质辅助激光解析离子源真空进样装置，包括腔体1、二维移动平台2，所述二维移动平台2设置在腔体1内并沿水平导轨和竖直导轨进行左右和上下移动，所述二维移动平台2上方还设置有靶台3，靶台3随二维移动平台2移动，所述腔体1上方设有盖板4，所述盖板4可上下移动，所述靶台3与二维移动平台2可拆卸安装，所述腔体1上方还设有顶盖。
如图2(a)、2(b)、2(c)所示，所述盖板4包括进样舱舱盖401、与进样舱舱盖401相配合的舱盖基座402、安装在舱盖基座402下方与舱盖基座402匹配的进样舱驱动齿轮403、与进样舱驱动齿轮403连接的齿轮驱动电机404，所述舱盖基座402上方还设有进气阀405、出气阀，所述进气阀405、出气阀和进样舱舱盖401通过一个三通以及气管连接到一起，所述盖板4表面还设有与靶台3相适应的盖板凹槽408，所述进样舱驱动齿轮403与盖板凹槽408之间还设有密封胶圈409。
如图5所示，所述进样舱驱动齿轮403上有三个相同的凹槽406，每个凹槽406占据圆的120度，且凹槽406的深度沿法兰的圆周方向逐渐变化
所述舱盖基座402上安装有三个轴承407，舱盖基座402与进样舱驱动齿轮403是通过舱盖基座402上的轴承407，相互配合，且轴承407分别在三个凹槽406中，随着齿轮的转动，轴承407也会发生转动，由于凹槽406的深度逐渐变化，因此，齿轮的转动，将会带动舱盖基座402的轴向升降运动。此升降过程实现了把齿轮的圆周运动转化为舱盖基座402的轴向直线运动。
如图3所示，所述二维移动平台2包括X轴托盘202，所述X轴托盘202下方设有X轴导轨201，所述X轴托盘202上方设有Y轴导轨203，所述Y轴导轨203上方设有Y轴托盘204，所述X轴托盘202上还设有Y轴平台固定架205，所述Y轴平台固定架205通过Y轴丝杠206连接Y轴真空电机207，所述X轴托盘202上还设有X轴平台固定架208，所述X轴平台固定架208通过X轴丝杠209连接X轴真空电机210，所述靶台3设置在所述Y轴托盘204上。
所述二维移动平台2带动靶台3按照设定的位置移动到盖板4下方，进样舱舱盖401、舱盖基座402和靶台3形成进样舱，所述进样舱连接分子泵，所述分子泵还连接机械泵。
所述出气阀的一端通过气管连接在分子泵与机械泵之间。
所述分子泵与机械泵之间还设有真空规。
进样流程如图7所示，首先，确保进气阀405和出气阀都是关闭的状态，齿轮驱动电机404带动进样舱驱动齿轮403转动，使得舱盖基座402上升，上升到指定位置后，通过移动二维平台2将靶台3移动到进样位。再通过齿轮驱动电机404，带动进样舱驱动齿轮403转动，使得舱盖基座402下降，转动到指定位置后，舱盖基座402底部的密封胶圈409压在靶台3上，此时进样舱舱盖401、舱盖基座402和靶台3三个部件形成一个小的进样舱，将外界大气和腔体隔离开。随后，打开进气阀401，连通了大气和进样舱，待二者气压平衡之后，即可打开进样舱舱盖401，更换靶台3。样品更换完成后，关闭进气阀401，打开出气阀，待分子泵和机械泵将进样舱的真空度抽到达到预设值的时候，关闭出气阀，齿轮驱动电机404带动进样舱驱动齿轮403转动，上升舱盖基座402，通过二维移动平台2将靶台3移动到样品分析位，完成了真空进样流程。
样品的二维移动平台2的自动化设计方案是二维运动平台按照最大的二维运动极限范围划分成网格。在开始分析后，样品台在二维移动平台2的移动中先到达X轴和Y轴的极限位置，触发限位开关，将该点即为(0,0)，每次开机或重置的流程是样品台先归位到(0,0)坐标点，以此为运动原点(0，0)；接着根据所需运动的距离发送指令给下位机，使电机驱动器发送正确的脉冲数给步进电机，从而达到预设位置。这样我们就可以随意选择任何一个样品靶进行测试，也可以选择任意个样品组成测试序列依次测试。二维移动平台2电机控制及反馈过程是上位机通过RS485串口发送指令给下位机，下位机收到指令后发送指定的脉冲数给电机驱动器，电机在驱动二维移动平台2运动过程中，发送完预设的脉冲数或二维移动平台2触发限位开关后，下位机发送停止指令，电机驱动停止。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种基质辅助激光解析离子源真空进样装置，其特征在于：包括腔体、二维移动平台，所述二维移动平台设置在腔体内并沿水平导轨和竖直导轨进行左右和上下移动，所述二维移动平台上方还设置有靶台，靶台随二维移动平台移动，所述腔体上方设有盖板，所述盖板可上下移动；
所述盖板包括进样舱舱盖、与进样舱舱盖相配合的舱盖基座、安装在舱盖基座下方与舱盖基座匹配的进样舱驱动齿轮、与进样舱驱动齿轮连接的齿轮驱动电机，所述舱盖基座上方还设有进气阀、出气阀，所述进气阀、出气阀和进样舱舱盖通过一个三通以及气管连接到一起，所述盖板表面还设有与靶台相适应的盖板凹槽；
所述进样舱驱动齿轮上有三个相同的凹槽，每个凹槽占据圆的120度，且凹槽的深度沿法兰的圆周方向逐渐变化；
所述二维移动平台带动靶台按照设定的位置移动到盖板下方，舱盖、舱盖基座和靶台形成进样舱，所述进样舱连接分子泵，所述分子泵还连接机械泵。
2.根据权利要求1所述的一种基质辅助激光解析离子源真空进样装置，其特征在于：所述舱盖基座上安装有三个轴承，轴承分别在三个凹槽中，随着齿轮的转动，带动舱盖基座升降。
3.根据权利要求1所述的一种基质辅助激光解析离子源真空进样装置，其特征在于：所述进样舱驱动齿轮与所述盖板凹槽之间还设有密封胶圈。
4.根据权利要求1所述的一种基质辅助激光解析离子源真空进样装置，其特征在于：所述二维移动平台包括X轴托盘，所述X轴托盘下方设有X轴导轨，所述X轴托盘上方设有Y轴导轨，所述Y轴导轨上方设有Y轴托盘，所述X轴托盘上还设有Y轴平台固定架，所述Y轴平台固定架通过Y轴丝杠连接Y轴真空电机，所述X轴托盘上还设有X轴平台固定架，所述X轴平台固定架通过X轴丝杠连接X轴真空电机，所述靶台设置在所述Y轴托盘上。
5.根据权利要求1所述的一种基质辅助激光解析离子源真空进样装置，其特征在于：所述出气阀的一端通过气管连接在分子泵与机械泵之间。
6.根据权利要求1所述的一种基质辅助激光解析离子源真空进样装置，其特征在于：所述分子泵与机械泵之间还设有真空规。
7.根据权利要求1所述的一种基质辅助激光解析离子源真空进样装置，其特征在于：所述靶台与二维移动平台可拆卸安装。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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