CN109637914B - 一种质谱仪质量分析器的装调装置及其装调方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种质谱仪质量分析器的装调装置及其装调方法，包括装调平台，所述装调平台顶部固定安装前轨道支撑座和所述后轨道支撑座，所述前轨道支撑座、所述后轨道支撑座之间固定安装三重四极杆质量分析器的轨道，所述装调平台上放置所述平尺，平尺位于所述轨道的一侧，微量进给座螺纹连接至微量进给螺钉，微量进给螺钉顶部与所述三重四极杆质量分析器的支撑锥销底部相接触，并从底部顶住支撑锥销，所述微量进给螺钉底部可通过所述扳手调节。本发明所述的质谱仪质量分析器的装调装置及其装调方法，有效解决MS1质量分析器、碰撞反应池、MS2质量分析器三者的高精度装调问题，实现了三者同轴度，大大提高了质量分析器的灵敏度。

Description

一种质谱仪质量分析器的装调装置及其装调方法

技术领域

本发明属于质量分析仪器技术领域，尤其是涉及一种质谱仪质量分析器的装调装置及其装调方法。

背景技术

质谱仪用于测量各种原子、离子、分子的质荷比，并根据其带电情况得到其相对分子质量。质谱仪根据其质量分析器的类型不同，分为四极杆质谱仪、飞行时间质谱仪、磁质谱仪、傅里叶变换离子回旋共振质谱仪、离子阱质谱仪、静电场轨道阱质谱仪等。四极杆质量分析器最早由沃尔夫冈·保罗教授提出。保罗教授于1989年获得诺贝尔物理学奖。三重四极杆质谱技术是最典型的串联质谱技术,在一级质谱(MS)条件下获得较强的待测物的准分子离子峰后，对准分子离子进行碰撞裂解，由串级质谱(MS/MS)获得更加丰富的化合物碎片信息，以判断化合物结构，从而实现对目标化合物的定性定量分析。在质谱应用领域，三重四极杆质谱仪被公认为最灵敏和定量重现性最好的仪器。

三重四极杆质量分析器是三重四极杆质谱仪的关键部件。三重四极杆质量分析器包含MS1质量分析器、碰撞反应池、MS2质量分析器和离子检测器等部分组成。其中，MS1质量分析器、碰撞反应池和MS2质量分析器三者的装配精度对离子流传输效率有重要影响，从而直接影响仪器的灵敏度。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种质谱仪质量分析器的装调装置，以解决MS1质量分析器、碰撞反应池、MS2质量分析器三者的高精度装调问题，实现三者同轴度。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种质谱仪质量分析器的装调装置，包括装调平台、大理石平尺、前轨道支撑座、后轨道支撑座、微量进给座、微量进给座固定螺钉、微量进给螺钉和扳手，所述装调平台顶部固定安装前轨道支撑座和所述后轨道支撑座，所述前轨道支撑座、所述后轨道支撑座之间固定安装三重四极杆质量分析器的轨道，所述装调平台上放置所述平尺，所述平尺位于所述轨道的一侧，所述微量进给座固定安装在所述轨道上，并通过微量进给座固定螺钉压紧固定，所述轨道顶部用于放置三重四极杆质量分析器的MS1质量分析器、碰撞反应池和MS2质量分析器，所述微量进给座螺纹连接至微量进给螺钉，所述微量进给螺钉顶部与所述三重四极杆质量分析器的支撑锥销底部相接触，并从底部顶住支撑锥销，所述微量进给螺钉底部可通过所述扳手调节。

进一步的，所述平尺为大理石平尺。

进一步的，所述扳手为内六角扳手。

进一步的，所述第一轨道与所述平尺支架的距离大于所述第二轨道与所述平尺之间的距离。

进一步的，所述支撑锥销包括第一支撑锥销和第二支撑锥销，所述支撑环底部一侧安装所述第一支撑锥销，另一侧安装所述第二支撑锥销，所述第一轨道与第一支撑锥销接触，所述第二轨道与所述第二支撑锥销接触。

相对于现有技术，本发明所述的质谱仪质量分析器的装调装置具有以下优势：

(1)本发明所述的质谱仪质量分析器的装调装置，有效解决MS1质量分析器、碰撞反应池、MS2质量分析器三者的高精度装调问题，实现了三者同轴度，大大提高了质量分析器的灵敏度。

(2)本发明所述的质谱仪质量分析器的装调装置，采用支撑锥销对MS1质量分析器、碰撞反应池、MS2质量分析器进行位置调整的三重四极杆质谱仪质量分析器部件，针对不同尺寸的三重四极杆质谱仪质量分析器具有良好的通用性。

本发明的另一目的在于提出一种质谱仪质量分析器的装调装置的装调方法，可显著降低零件加工精度要求，从而降低工艺难度和生产成本，并且可以通过该方法有效提高装配精度。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种质谱仪质量分析器的装调装置的装调方法，包括如下步骤：

步骤一：将前轨道支撑座、后轨道支撑座和导轨固定于装调平台1上，同时保证轨道前后两端在装调平台上等高；步骤二：调整平尺距离，使轨道与平尺平行；步骤三：先后装调MS1质量分析器、碰撞反应池及MS2质量分析器；步骤四：通过测高尺或其他测量装置精确测量MS1质量分析器、碰撞反应池及MS2质量分析器这三个组件的高度及水平距离差，从而确定这三个组件的同轴度误差，确定水平和高度方向调整量；通过计算得到支撑锥销的调整量；通过轨道上的微量进给座及螺钉进行支撑锥销高度调整并复检，直到满足精度指标要求。

进一步的，所述步骤四的具体实现方法为设定MS1质量分析器、碰撞反应池和MS2质量分析器三者的中心轴所在高度为H，所在水平距离为L，设定杆组在截面图中高度和水平宽度外测尺寸为，设定杆组上端实测高度为H1，设定杆组最右侧距离平尺的实测水平距离为L1，则H1＝H+D/2+ΔH，L1＝L+D/2+ΔL，其中ΔH和ΔL分别为高度和水平距离方向偏差量，通过调整第一支撑锥销和第二支撑锥销实现ΔH和ΔL均为0，当ΔH和ΔL均为0即为调整合格；

设初始测量中，ΔH和ΔL不满足要求，则根据几何关系，对于ΔH，需对第一支撑锥销和第二支撑锥销的调整量为-ΔH和-ΔH，对于ΔL，需对第一支撑锥销和第二支撑锥销的调整量为-ΔL和ΔL，则合计第一支撑锥销的调整量为-ΔH-ΔL，合计第二支撑锥销的调整量为-ΔH+ΔL；

支撑锥销的调整直接由微量进给座及微量进给螺钉进行调整，设微量进给螺钉导程为S，既微量进给螺钉每旋转360°对应的高度变化，支撑锥销高度调整量为S；

因此，对于第一支撑锥销，需要微量进给螺钉的调整角度为

α1＝(-ΔH-ΔL)/S×360°

对于第二支撑锥销，需要微量进给螺钉的调整角度为

α2＝(-ΔH+ΔL)/S×360°

按照计算后的调整量进行支撑锥销高度调整，对调整后的L1和H1进行实测，如ΔH和ΔL仍有残余偏差，则按上述公式计算并进一步微调，直至ΔH和ΔL均为0；

对于MS1质量分析器、碰撞反应池和MS2质量分析器，各取其前后两端的测量截面分别为E、F截面，M、N截面，P、Q截面，共计需要测量并调整6个截面的高度和水平距离尺寸，使其均满足ΔH和ΔL均为0。

相对于现有技术，本发明所述的质谱仪质量分析器的装调装置的装调方法具有以下优势：

(1)本发明所述的质谱仪质量分析器的装调装置的装调方法，相比于传统采用较高机械加工精度保证部件装配精度的装配方法，可显著降低零件加工精度要求，从而降低工艺难度和生产成本，有效提高装配精度。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的质谱仪质量分析器的装调装置的结构示意图；

图2为本发明实施例所述的质谱仪质量分析器的装调装置的侧视图；

图3为本发明实施例所述的MS2质量分析器和微量进给座连接的局部放大图；

图4为图2的B-B向剖视图；

图5为图4的MS1质量分析器或碰撞反应池或MS2质量分析器存在偏差ΔH时调整前后位置示意图；

图6为图4的MS1质量分析器或碰撞反应池或MS2质量分析器存在偏差ΔL时调整前后位置示意图。

附图标记说明：

1-装调平台；2-平尺；3-前轨道支撑座；4-后轨道支撑座；5-微量进给座；6-微量进给座固定螺钉；7-微量进给螺钉；8-扳手；9-轨道；91-第一轨道；92-第二轨道；10-MS1质量分析器；11-碰撞反应池；12-MS2质量分析器；13-支撑锥销；131-第一支撑锥销；132-第二支撑锥销；14-杆组；15-支撑环。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，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。

一种质谱仪质量分析器的装调装置，如图1至图6所示，包括装调平台1、大理石平尺2、前轨道支撑座3、后轨道支撑座4、微量进给座5、微量进给座固定螺钉6、微量进给螺钉7和内六角扳手8，所述装调平台1顶部固定安装前轨道支撑座3和所述后轨道支撑座4，所述前轨道支撑座3、所述后轨道支撑座4之间固定安装三重四极杆质量分析器的轨道9，所述装调平台1上放置所述平尺2，所述平尺2位于所述轨道9的一侧，所述轨道9为双轨道，所述轨道9包括第一轨道91和第二轨道92，所述第一轨道91和第二轨道92上均安装有所述微量进给座5，并通过微量进给座固定螺钉6压紧固定，所述轨道9顶部用于放置三重四极杆质量分析器的MS1质量分析器10、碰撞反应池11、MS2质量分析器12，其中MS1质量分析器10、碰撞反应池11、MS2质量分析器12均包括4根杆组成的杆组14和支撑环15。对应MS1质量分析器10、碰撞反应池11、MS2质量分析器12均有4个支撑锥销13进行支撑，所述支撑锥销13的底部插入所述轨道9的安装孔中，所述微量进给座5螺纹连接至微量进给螺钉7，所述微量进给螺钉7顶部与支撑锥销13底部相接触，并从底部顶住支撑锥销13。微量进给螺钉7底部可通过扳手8调节，用于微量进给螺钉7的位置，微量进给螺钉7在支撑锥销13底下，用微量进给螺钉7顶着支撑锥销13，通过调整微量进给螺钉7来调整支撑锥销13的高度。

所述平尺2为大理石平尺。

所述扳手8为内六角扳手。

所述第一轨道91与所述平尺2的距离大于所述第二轨道92与所述平尺2的距离。

所述支撑锥销13包括第一支撑锥销131和第二支撑锥销132，所述第一轨道91上固定安装第一支撑锥销131，所述第二轨道92上固定安装第二支撑锥销132。

一种质谱仪质量分析器的装调方法，包括将带有支撑锥销13的轨道9，用前轨道支撑座3和后轨道支撑座4固定于装调平台1上。装调平台1要求具有较高的平面度精度，同时保证轨道9前后两端(J截面与K截面，可选择距前后两端各10mm处)在装调平台1上等高。调整平尺2距离，使轨道9前后两端与平尺2水平距离相等(即平尺2与轨道9平行)。设定MS1质量分析器10、碰撞反应池11、MS2质量分析器12三者的中心轴所在高度为H，所在水平距离为L。约定杆组14在截面图中高度和水平宽度外测尺寸为D。

设定杆组14上端实测高度为H1，设定杆组14最右侧距离平尺2的实测水平距离为L1。则H1＝H+D/2+ΔH，L1＝L+D/2+ΔL，其中ΔH和ΔL分别为高度和水平距离方向偏差量。当ΔH和ΔL均为0(或在精度要求以内)即为合格。

设初始测量中，存在ΔH和ΔL不满足要求。则根据几何关系，对于ΔH，需对第一支撑锥销131和第二支撑锥销132的调整量为-ΔH和-ΔH。对于ΔL，需对第一支撑锥销131和第二支撑锥销132的调整量为-ΔL和ΔL。则合计第一支撑锥销131的调整量为-ΔH-ΔL，合计第二支撑锥销132的调整量为-ΔH+ΔL。

支撑锥销13的调整直接由微量进给座5及微量进给螺钉7进行调整。设微量进给螺钉7导程为S(对于单线螺纹，导程S＝螺距P)。既微量进给螺钉7每旋转1周(360°)对应的高度变化，即支撑锥销13高度调整量为S。

因此，对于第一支撑锥销131，需要微量进给螺钉7的调整角度为

α1＝(-ΔH-ΔL)/S×360°

对于第二支撑锥销132，需要微量进给螺钉7的调整角度为

α2＝(-ΔH+ΔL)/S×360°

按照计算后的调整量进行支撑锥销13高度调整。对调整后的L1和H1进行实测。如ΔH和ΔL仍有残余偏差，则按上述公式计算并进一步微调，直至ΔH和ΔL均为0(或在精度要求以内)。

对于MS1质量分析器10、碰撞反应池11和MS2质量分析器12，各取其前后两端的测量截面(E、F截面，M、N截面，P、Q截面，可取距其前后端面5mm处)。共计需要测量并调整6个截面的高度和水平距离尺寸，使其均满足ΔH和ΔL均为0(或在精度要求以内)。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种质谱仪质量分析器的装调装置，其特征在于：包括装调平台、大理石平尺、前轨道支撑座、后轨道支撑座、微量进给座、微量进给座固定螺钉、微量进给螺钉和扳手，所述装调平台顶部固定安装前轨道支撑座和所述后轨道支撑座，所述前轨道支撑座、所述后轨道支撑座之间固定安装三重四极杆质量分析器的轨道，所述装调平台上放置所述平尺，所述平尺位于所述轨道的一侧，所述微量进给座固定安装在所述轨道上，并通过微量进给座固定螺钉压紧固定，所述轨道顶部用于放置三重四极杆质量分析器的MS1质量分析器、碰撞反应池和MS2质量分析器，所述微量进给座螺纹连接至微量进给螺钉，所述微量进给螺钉顶部与所述三重四极杆质量分析器的支撑锥销底部相接触，并从底部顶住支撑锥销，所述微量进给螺钉底部通过所述扳手调节。

2.根据权利要求1所述的一种质谱仪质量分析器的装调装置，其特征在于：所述平尺为大理石平尺。

3.根据权利要求1所述的一种质谱仪质量分析器的装调装置，其特征在于：所述扳手为内六角扳手。

4.根据权利要求1所述的一种质谱仪质量分析器的装调装置，其特征在于：所述轨道为双轨道，所述轨道包括第一轨道和第二轨道，所述第一轨道与平尺支架的距离大于所述第二轨道与平尺之间的距离。

5.根据权利要求4所述的一种质谱仪质量分析器的装调装置，其特征在于：所述支撑锥销包括第一支撑锥销和第二支撑锥销，支撑环底部一侧安装所述第一支撑锥销，另一侧安装所述第二支撑锥销，所述第一轨道与第一支撑锥销接触，所述第二轨道与所述第二支撑锥销接触。

6.根据权利要求1至5任一所述的一种质谱仪质量分析器的装调装置的装调方法，其特征在于：包括如下步骤

步骤一：将前轨道支撑座、后轨道支撑座和导轨固定于装调平台上，同时保证轨道前后两端在装调平台上等高；

步骤二：调整平尺距离，使轨道与平尺平行；

步骤三：先后装调MS1质量分析器、碰撞反应池及MS2质量分析器；

步骤四：通过测高尺或其他测量装置精确测量MS1质量分析器、碰撞反应池及MS2质量分析器这三个组件的高度及水平距离差，从而确定这三个组件的同轴度误差，确定水平和高度方向调整量；通过计算得到支撑锥销的调整量；通过导轨上的微量进给座及螺钉进行支撑锥销高度调整并复检，直到满足精度指标要求。

7.根据权利要求6所述的一种质谱仪质量分析器的装调装置的装调方法，其特征在于：所述步骤四的具体实现方法为

设定MS1质量分析器、碰撞反应池和MS2质量分析器三者的中心轴所在高度为H，所在水平距离为L，设定杆组在截面图中高度和水平宽度外测尺寸为D，设定杆组上端实测高度为H1，设定杆组最右侧距离平尺的实测水平距离为L1，则H1＝H+D/2+ΔH，L1＝L+D/2+ΔL，其中ΔH和ΔL分别为高度和水平距离方向偏差量，通过调整第一支撑锥销和第二支撑锥销实现ΔH和ΔL均为0，当ΔH和ΔL均为0即为调整合格；

设初始测量中，ΔH和ΔL不满足要求，则根据几何关系，对于ΔH，需对第一支撑锥销和第二支撑锥销的调整量为-ΔH和-ΔH，对于ΔL，需对第一支撑锥销和第二支撑锥销的调整量为-ΔL和ΔL，则合计第一支撑锥销的调整量为-ΔH-ΔL，合计第二支撑锥销的调整量为-ΔH+ΔL；

支撑锥销的调整直接由微量进给座及微量进给螺钉进行调整，设微量进给螺钉导程为S，既微量进给螺钉每旋转360°对应的高度变化，支撑锥销高度调整量为S；

因此，对于第一支撑锥销，需要微量进给螺钉的调整角度为

α1＝(-ΔH-ΔL)/S×360° (1)

对于第二支撑锥销，需要微量进给螺钉的调整角度为

α2＝(-ΔH+ΔL)/S×360° (2)

按照计算后的调整量进行支撑锥销高度调整，对调整后的L1和H1进行实测，如ΔH和ΔL仍有残余偏差，则按公式(1)和公式(2)计算并进一步微调，直至ΔH和ΔL均为0；

对于MS1质量分析器、碰撞反应池和MS2质量分析器，各取其前后两端的测量截面分别为E、F截面，M、N截面，P、Q截面，共计需要测量并调整6个截面的高度和水平距离尺寸，使其均满足ΔH和ΔL均为0。