CN114384146A - 一种样品进出装置以及质谱仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种样品进出装置，属于飞行时间质谱仪领域，包括壳体以及安装于壳体内部的运动平台，绝缘柱固定于运动平台，升降结构固定于壳体内部，抬升组件滑动安装于壳体，第一杆体滑动安装于壳体并与第二杆体转动连接，第二杆体与抬升组件转动连接，升降驱动件通过传动组件带动第一杆体滑动从而使第二杆体带动抬升组件上下移动，使抬升组件顶起样品台使样品台绝缘柱分离或抬升组件带动样品台下移直至与绝缘柱吸附，本发明质谱仪的样品台通过磁铁吸附与运动平台连接或分离，因此升降结构能够直接安装于壳体内部而无需安装于运动平台，安装调试方便、承重稳定、使用寿命长。本发明还涉及包含上述样品进出装置的质谱仪。
Description
技术领域
本发明涉及飞行时间质谱仪技术领域，尤其是涉及一种样品进出装置以及包含上述样品进出装置的质谱仪。
背景技术
飞行时间质谱仪(Time of Flight Mass Spectrometer，简称TOF)是一种很常用的质谱仪。其分辨率高、灵敏度高，无质量检测上限，具有微秒级检测速度，且能在一个检测周期内完成全谱检测，被广泛应用于环境科学的监测领域。
基质辅助激光解析飞行时间质谱样品的离子化过程和样品的质谱检测过程都是在高真空的环境中进行的。将常温常压环境下的样品传递至真空系统和实现多通量样品的测试均需要一个可靠的传递机构和精确的定位移动机构来保证。在样品的传递过程中还要保证真空系统不能被破坏，所以样品靶的进出结构在该类仪器显得尤其重要。
为实现基质辅助激光解析飞行时间质谱仪样品的传递和测试，目前已有很多类型的样品靶的进出结构，大部分都采用将顶起结构安装在二维移动平台上，二维移动平台带动顶起结构移动。但这种设计结构复杂，安装调试麻烦，承重不稳定，使用寿命短。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种结构简单、安装调试方便、承重稳定、使用寿命长的样品进出装置。
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之二在于提供一种结构简单、安装调试方便、承重稳定、使用寿命长的质谱仪。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种样品进出装置，包括壳体以及安装于所述壳体内部的运动平台，所述壳体内部形成真空腔，所述样品进出装置还包括样品台、绝缘柱以及升降结构，所述绝缘柱固定于所述运动平台，所述升降结构固定于所述壳体内部，所述升降结构包括升降驱动件、传动组件、连杆组件以及抬升组件，所述抬升组件滑动安装于所述壳体，所述连杆组件包括第一杆体以及第二杆体，所述第一杆体滑动安装于所述壳体并与所述第二杆体转动连接，所述第二杆体与所述抬升组件转动连接，所述升降驱动件通过所述传动组件带动所述第一杆体滑动从而使所述第二杆体带动所述抬升组件上下移动，使所述抬升组件顶起所述样品台使所述样品台所述绝缘柱分离或所述抬升组件带动所述样品台下移直至与所述绝缘柱吸附。
进一步的，所述传动组件包括丝杆滑块以及丝杆，所述丝杆与所述升降驱动件传动连接，所述丝杆滑块与所述丝杆配合并与所述第一杆体固定连接，所述升降驱动件带动所述丝杆转动，所述丝杆使所述丝杆滑块滑动，所述丝杆滑块带动所述第一杆体滑动。
进一步的，所述传动组件还包括锥齿轮，所述升降驱动件通过所述锥齿轮与所述丝杆传动连接。
进一步的，所述升降结构还包括支架，所述支架包括第一支架、第二支架以及第三支架，所述第二支架以及第三支架分别固定于所述第一支架，所述第一支架固定于所述壳体，所述第一杆体滑动安装于所述第一支架，所述锥齿轮固定于所述第二支架，所述升降驱动件固定于所述第三支架。
进一步的，所述抬升组件滑动安装于所述第一支架，所述抬升组件的滑动方向与所述第一杆体的滑动方向垂直。
进一步的，所述升降结构还包括触发块以及控制组件，所述触发块固定于所述丝杆滑块，所述丝杆滑块带动所述触发块滑动，所述控制组件包括第一控制开关以及第二控制开关，所述第一控制开关以及所述第二控制开关分别固定于所述第一支架，所述第一杆体滑动到两个极限位置时所述触发块分别触发所述第一控制开关以及所述第二控制开关。
进一步的，所述触发块两侧分别设有用于触发的凸起。
进一步的，所述样品进出装置还包括进料仓，所述进料仓安装于所述壳体顶部，所述升降结构位于所述进料仓下方。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
一种质谱仪，包括上述任意一项所述的样品进出装置。
相比现有技术，本发明质谱仪的样品台通过磁铁吸附与运动平台连接或分离，因此升降结构能够直接安装于壳体内部而无需安装于运动平台，安装调试方便、承重稳定、使用寿命长；升降驱动件通过传动组件带动第一杆体滑动从而使第二杆体带动抬升组件上下移动，使抬升组件顶起样品台使样品台绝缘柱分离靠近进料仓以便于样品出仓或抬升组件带动样品台下移直至与绝缘柱吸附便于样品进仓检测。
附图说明
图1为本发明样品进出装置的立体图；
图2为图1的样品进出装置的分解图；
图3为图2的样品进出装置的升降结构的立体图；
图4为图3的升降结构的分解图；
图5为图4的升降结构的局部结构立体图；
图6为图3的升降结构的立体剖视图；
图7为图2的样品进出装置的运动平台的一立体图；
图8为图2的样品进出装置的运动平台的另一立体图。
图中：10、壳体；11、主体；12、上盖；13、真空腔；14、滑轨；20、真空发生器；30、进料仓；40、样品台；50、升降结构；51、支架；510、第一支架；5101、侧板；5102、底板；511、第二支架；512、第三支架；513、第一滑块；514、第二滑块；52、控制组件；520、第一控制开关；521、第二控制开关；53、抬升组件；530、抬升块；531、连接部；54、连杆组件；540、滑动块；541、第一杆体；542、第一转轴；543、第二杆体；544、第二转轴；55、传动组件；550、锥齿轮；551、第一联轴器；552、轴承；553、丝杆滑块；554、丝杆；56、升降驱动件；57、第二联轴器；58、触发块；60、运动平台；61、第一运动组件；610、第一平移驱动件；611、第一连接板；62、第二运动组件；620、第二平移驱动件；621、第二连接板；64、第三控制开关；65、第四控制开关；70、绝缘柱。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在另一中间组件，通过中间组件固定。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在另一中间组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在另一中间组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
图1至图8为本发明样品进出装置，包括壳体10、真空发生器20、进料仓30、样品台40、升降结构50、运动平台60以及绝缘柱70。
壳体10包括主体11以及上盖12。上盖12安装于主体11顶部。主体11以及上盖12之间形成真空腔13。滑轨14设置于主体11的侧壁上。
真空发生器20安装于壳体10外部并与真空腔13连通。真空发生器20使真空腔13产生真空环境。在本实施例中，真空发生器20为真空泵。
进料仓30安装于上盖12，进料仓30用于实现样品交互。
样品台40用于承载样品。
升降结构50包括支架51、控制组件52、抬升组件53、连杆组件54、传动组件55、升降驱动件56、第二联轴器57以及触发块58。
支架51第一支架510、第二支架511、第三支架512、第一滑块513、第二滑块514。第一支架510固定于壳体10，第一支架510包括侧板5101以及底板5102。侧板5101固定于底板5102并与底板5102垂直。第二支架511固定于第一支架510的侧板5101。第三支架512固定安装于第二支架511。第一滑块513固定于侧板5101，第二滑块514固定于底板5102。第一滑块513的延伸方向与第二滑块514的延伸方向垂直。
控制组件52包括第一控制开关520以及第二控制开关521，第一控制开关520以及第二控制开关521固定于第一支架510的底板5102。第一控制开关520以及第二控制开关521为微动开关。
抬升组件53包括抬升块530以及连接部531。抬升块530滑动安装于第一支架510的侧板5101。连接部531设有连接孔。
连杆组件54包括滑动块540、第一杆体541、第一转轴542、第二杆体543以及第二转轴544。滑动块540滑动安装于第二滑块514。第一杆体541固定于滑动块540，第一杆体541与第二杆体543之间通过第一转轴542转动连接。第二杆体543通过第二转轴544转动安装于抬升组件53的连接部531。
传动组件55包括锥齿轮550、第一联轴器551、轴承552、丝杆滑块553以及丝杆554。锥齿轮550用于改变驱动力的方向，锥齿轮550通过第一联轴器551与丝杆554连接并带动丝杆554转动。轴承552安装于第一支架510的底板5102，丝杆554安装于轴承552上。丝杆滑块553与丝杆554配合，丝杆554转动带动丝杆滑块553滑动。
升降驱动件56固定于第三支架512为升降结构50提供动力。
第二联轴器57与升降驱动件56连接。
触发块58固定于滑动块540上随滑动块540移动。触发块58两侧分别设有用于触发的凸起，第一杆体541滑动到两个极限位置时触发块58分别触发第一控制开关520以及第二控制开关521。
运动平台60包括第一运动组件61、第二运动组件62、第三控制开关64以及第四控制开关65。第一运动组件61包括第一平移驱动件610以及第一连接板611。第一平移驱动件610固定于主体11底部。第一连接板611滑动安装于滑轨14。第一平移驱动件610的输出端与第一连接板611连接并带动第一连接板611沿第一方向移动。第二运动组件62包括第二平移驱动件620以及第二连接板621。第二平移驱动件620固定于第一连接板611，第二连接板621滑动安装于第一连接板611。第二平移驱动件620的输出端与第二连接板621连接，第二平移驱动件620带动第二连接板621沿垂直于第一方向的第二方向移动。第三控制开关64以及第四控制开关65分别包括两微动开关，第三控制开关64的两微动开关沿X方向设置，第四控制开关65的两微动开关沿Y方向设置。
绝缘柱70固定于第二连接板621。绝缘柱70的端部设有磁铁。
组装样品进出装置时，真空发生器20安装于壳体10外部并与真空腔13连通，进料仓30安装于上盖12，升降结构50的支架51固定于主体11底部并位于进料仓30的下方。运动平台60滑动安装于壳体10内。绝缘柱70固定于运动平台60的第二连接板621。
使用样品进出装置时，样品需要出仓时，样品位于样品台40上，样品台40通过磁铁连接于运动平台60的绝缘柱70上。运动平台60的第一平移驱动件610以及第二平移驱动件620带动样品台40移动，使样品台40处于进样口的正下方并且向上移动时不产生干涉。升降结构50工作，升降驱动件56通过锥齿轮550带动丝杆554转动，丝杆554使丝杆滑块553移动，丝杆滑块553带动第一杆体541以及触发块58移动，由于第一杆体541与第二杆体543转动连接，第二杆体543与抬升组件53转动连接，第一杆体541的移动使抬升组件53相对第一支架510滑动。抬升组件53将样品台40向上顶起，脱离运动平台60上的绝缘柱70。样品台40向上移动直至触发块58碰触第一控制开关520，此时第二杆体543为竖直状态。大气与真空腔13压差给予样品台40的压力通过连杆组件54传递至第二滑块514，防止丝杆554由于大载荷损坏。此时样品台40位于进样口下方与进料仓30的密封圈相贴合，实现样品台40与进料仓30形成小真空室，即可进行后续泄压、与外界交互换样品的操作。
样品需要进仓时，小真空室先进行抽真空操作，而后升降驱动件56反转，带动丝杆554反转使丝杆滑块553反向移动，第一杆体541的移动使抬升组件53相对第一支架510向下滑动。抬升组件53将样品台40向下带动，样品台40向下直至触发块58碰触第二控制开关521，此时样品台40回到绝缘柱70上，通过磁铁与运动平台60相连接。而后运动平台60退出进样口抬升结构区域，运动平台60可带着样品台40正常进行运动进行检测，此时进仓运动完成。
本申请的样品台40通过磁铁吸附与运动平台60连接或分离，因此升降结构50能够直接安装于壳体10内部而无需安装于运动平台60，安装调试方便、承重稳定、使用寿命长；升降驱动件56通过传动组件55带动第一杆体541滑动从而使第二杆体543带动抬升组件53上下移动，使抬升组件53顶起样品台40使样品台40绝缘柱70分离靠近进料仓30以便于样品出仓或抬升组件53带动样品台40下移直至与绝缘柱70吸附便于样品进仓检测。
本申请还涉及包含上述样品进出装置的质谱仪。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进演变，都是依据本发明实质技术对以上实施例做的等同修饰与演变，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种样品进出装置，包括壳体以及安装于所述壳体内部的运动平台，所述壳体内部形成真空腔，其特征在于：所述样品进出装置还包括样品台、绝缘柱以及升降结构，所述绝缘柱固定于所述运动平台，所述升降结构固定于所述壳体内部，所述升降结构包括升降驱动件、传动组件、连杆组件以及抬升组件，所述抬升组件滑动安装于所述壳体，所述连杆组件包括第一杆体以及第二杆体，所述第一杆体滑动安装于所述壳体并与所述第二杆体转动连接，所述第二杆体与所述抬升组件转动连接，所述升降驱动件通过所述传动组件带动所述第一杆体滑动从而使所述第二杆体带动所述抬升组件上下移动，使所述抬升组件顶起所述样品台使所述样品台所述绝缘柱分离或所述抬升组件带动所述样品台下移直至与所述绝缘柱吸附。
2.根据权利要求1所述的样品进出装置，其特征在于：所述传动组件包括丝杆滑块以及丝杆，所述丝杆与所述升降驱动件传动连接，所述丝杆滑块与所述丝杆配合并与所述第一杆体固定连接，所述升降驱动件带动所述丝杆转动，所述丝杆使所述丝杆滑块滑动，所述丝杆滑块带动所述第一杆体滑动。
3.根据权利要求2所述的样品进出装置，其特征在于：所述传动组件还包括锥齿轮，所述升降驱动件通过所述锥齿轮与所述丝杆传动连接。
4.根据权利要求3所述的样品进出装置，其特征在于：所述升降结构还包括支架，所述支架包括第一支架、第二支架以及第三支架，所述第二支架以及第三支架分别固定于所述第一支架，所述第一支架固定于所述壳体，所述第一杆体滑动安装于所述第一支架，所述锥齿轮固定于所述第二支架，所述升降驱动件固定于所述第三支架。
5.根据权利要求4所述的样品进出装置，其特征在于：所述抬升组件滑动安装于所述第一支架，所述抬升组件的滑动方向与所述第一杆体的滑动方向垂直。
6.根据权利要求4所述的样品进出装置，其特征在于：所述升降结构还包括触发块以及控制组件，所述触发块固定于所述丝杆滑块，所述丝杆滑块带动所述触发块滑动，所述控制组件包括第一控制开关以及第二控制开关，所述第一控制开关以及所述第二控制开关分别固定于所述第一支架，所述第一杆体滑动到两个极限位置时所述触发块分别触发所述第一控制开关以及所述第二控制开关。
7.根据权利要求6所述的样品进出装置，其特征在于：所述触发块两侧分别设有用于触发的凸起。
8.根据权利要求1所述的样品进出装置，其特征在于：所述样品进出装置还包括进料仓，所述进料仓安装于所述壳体顶部，所述升降结构位于所述进料仓下方。
9.一种质谱仪，其特征在于：包括根据权利要求1-8任意一项所述的样品进出装置。
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