CN115223841A - 一种用于质谱仪的离子偏转器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于质谱仪的离子偏转器，涉及质谱分析仪器技术领域，包括呈直角三角形分布的入口电极、出口电极和推斥电极，入口电极和出口电极作为直角三角形的两个直角边，推斥电极作为直角三角形的斜边；直角三角形内的直角处设置有旋转电极，推斥电极呈矩形框状，入口电极、出口电极、推斥电极和旋转电极中任意相邻的两个电极之间相互绝缘；入口电极的电压为正，出口电极、推斥电极和旋转电极的电压均为负；入口电极上设置有离子入口，出口电极上设置有离子出口，旋转电极能够使得经离子入口进入的离子的运动方向朝出口电极偏转90°。本发明用于质谱仪的离子偏转器提高了光子和中性粒子的去除率及离子传输效率。

Description

一种用于质谱仪的离子偏转器

技术领域

本发明涉及质谱分析仪器技术领域，特别是涉及一种用于质谱仪的离子偏转器。

背景技术

质谱仪是一种测量离子质荷比的仪器，由离子源产生的离子经过偏转传输装置到达质量分析器，选质后由探测器检测到信号，以获得质荷比的信息。离子偏转器的作用有两个，一是在差分真空腔体传输离子，二是阻挡电子、中性粒子和光子以提高仪器最终的信噪比。离子偏转器按离子偏转的实现方式可分为：圆筒挡板式、直角偏转式、偏轴传输式。

对于圆筒挡板式，在筒状离子偏转器中心放入圆形挡板，离子飞进偏转器时，由于受到电场力作用，绕过圆形挡板继续飞行从而进入下一结构，但光子和中性粒子不受电场力作用，直线飞行撞击在挡板上被去除。这种方式结构设计简单，但离子传输效率低。

对于直角偏转式，其工作原理是由一个特定结构的电极组合产生一个固定的电场，离子在经过这个电场的时候受电场力偏转九十度继续飞行从而进入下一结构，但光子和中性粒子不受电场力作用，直线飞出偏转器从而被去除。

对于偏轴传输式，其工作原理是在离子的传输路径上增加一个偏置电场，使离子的传输前后方向不变，但传输路径发生偏移，从而进入下一结构，而光子和中性粒子不受电场力作用，直线飞行撞击在障碍物上被去除。这种方式结构设计简单，但光子和中性粒子的去除效率低。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于质谱仪的离子偏转器，以解决上述现有技术存在的问题，提高光子和中性粒子的去除率及离子传输效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种用于质谱仪的离子偏转器，包括呈直角三角形分布的入口电极、出口电极和推斥电极，所述入口电极和所述出口电极作为所述直角三角形的两个直角边，所述推斥电极作为所述直角三角形的斜边；所述直角三角形内的直角处设置有旋转电极，所述推斥电极呈矩形框状，所述入口电极、所述出口电极、所述推斥电极和所述旋转电极中任意相邻的两个电极之间相互绝缘；所述入口电极的电压为正，所述出口电极、所述推斥电极和所述旋转电极的电压均为负；所述入口电极上设置有离子入口，所述出口电极上设置有离子出口，所述旋转电极能够使得经所述离子入口进入的离子的运动方向朝所述出口电极偏转90°。

优选的，所述入口电极、所述出口电极、所述推斥电极和所述旋转电极中任意相邻的两个电极之间都具有间距。

优选的，所述入口电极、所述出口电极和所述推斥电极的厚度均为2mm。

优选的，所述旋转电极呈扇柱状，且所述旋转电极的截面为四分之一圆，所述旋转电极的曲面侧壁正对所述推斥电极，所述旋转电极一个侧壁与所述入口电极平行，所述旋转电极的另一个侧壁与所述出口电极相互平行。

优选的，所述出口电极的电压低于所述旋转电极的电压。

优选的，在质谱仪中，离子随氩气流依次通过采样锥和截取锥后，经所述离子入口进入离子偏转器，最终经所述离子出口离开所述离子偏转器，并进入质谱仪中的质量分析器。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明用于质谱仪的离子偏转器提高了光子和中性粒子的去除率及离子传输效率。本发明用于质谱仪的离子偏转器在一定质量范围(0～30amu)内提高了离子的传输效率。本发明中的推斥电极呈矩形框状，即其中间有一个矩形缺口，可以让光子和中性粒子可以直接穿过，从而排出离子偏转器，减少了污染。相对于偏轴式离子偏转器，本发明的光子和中性粒子的去除率大大提高，有效减少了背景噪音。本发明只有4块电极，加工方便，组合简单，制造成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明用于质谱仪的离子偏转器的结构示意图；

图2为本发明用于质谱仪的离子偏转器在质谱仪中的位置关系图；

其中，1、入口电极；2、推斥电极；3、出口电极；4、旋转电极；5、离子入口；6、离子出口。

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。

本发明的目的是提供一种用于质谱仪的离子偏转器，以解决上述现有技术存在的问题，提高光子和中性粒子的去除率及离子传输效率。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1至图2所示，本实施例提供一种用于质谱仪的离子偏转器，包括呈直角三角形分布的入口电极1、出口电极3和推斥电极2，入口电极1和出口电极3作为直角三角形的两个直角边，推斥电极2作为直角三角形的斜边；直角三角形内的直角处设置有旋转电极4。

推斥电极2呈矩形框状，入口电极1、出口电极3、推斥电极2和旋转电极4中任意相邻的两个电极之间相互绝缘；入口电极1的电压为正，出口电极3、推斥电极2和旋转电极4的电压均为负；入口电极1上设置有离子入口5，出口电极3上设置有离子出口6。

入口电极1的作用在于使从截取锥过来的离子束聚焦。旋转电极4能够使得经离子入口5进入的离子的运动方向朝出口电极3偏转90°；通过给出口电极3施加负电压，能在离子出口6处聚焦离子束。推斥电极2与旋转电极4配合，形成更好的电场线，有助于离子的偏转。

入口电极1、出口电极3、推斥电极2和旋转电极4中任意相邻的两个电极之间都具有2mm的间距。入口电极1、出口电极3和推斥电极2的厚度均为2mm。

旋转电极4呈扇柱状，且旋转电极4的截面为四分之一圆，旋转电极4的曲面侧壁正对推斥电极2，旋转电极4一个侧壁与入口电极1平行，旋转电极4的另一个侧壁与出口电极3相互平行。

出口电极3的电压低于旋转电极4的电压。需要说明的是，入口电极1、出口电极3、推斥电极2和旋转电极4上的电压大小，可以根据不同质量的离子的需要进行适应性地调节。

本实施例用于质谱仪的离子偏转器的具体工作原理如下：

在质谱仪中，离子随氩气流依次通过采样锥和截取锥后，经离子入口5进入离子偏转器，通正电压的入口电极1使从截取锥过来的离子束聚焦；旋转电极4能够使得经离子入口5进入的离子的运动方向朝出口电极3偏转90°，推斥电极2与旋转电极4配合，形成更好的电场线，有助于离子的偏转；通过给出口电极3施加负电压，能在离子出口6处聚焦离子束，离子最终经离子出口6离开离子偏转器，并进入质谱仪中的质量分析器。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种用于质谱仪的离子偏转器，其特征在于：包括呈直角三角形分布的入口电极、出口电极和推斥电极，所述入口电极和所述出口电极作为所述直角三角形的两个直角边，所述推斥电极作为所述直角三角形的斜边；所述直角三角形内的直角处设置有旋转电极，所述推斥电极呈矩形框状，所述入口电极、所述出口电极、所述推斥电极和所述旋转电极中任意相邻的两个电极之间相互绝缘；所述入口电极的电压为正，所述出口电极、所述推斥电极和所述旋转电极的电压均为负；所述入口电极上设置有离子入口，所述出口电极上设置有离子出口，所述旋转电极能够使得经所述离子入口进入的离子的运动方向朝所述出口电极偏转90°。

2.根据权利要求1所述的用于质谱仪的离子偏转器，其特征在于：所述入口电极、所述出口电极、所述推斥电极和所述旋转电极中任意相邻的两个电极之间都具有间距。

3.根据权利要求1所述的用于质谱仪的离子偏转器，其特征在于：所述入口电极、所述出口电极和所述推斥电极的厚度均为2mm。

4.根据权利要求1所述的用于质谱仪的离子偏转器，其特征在于：所述旋转电极呈扇柱状，且所述旋转电极的截面为四分之一圆，所述旋转电极的曲面侧壁正对所述推斥电极，所述旋转电极一个侧壁与所述入口电极平行，所述旋转电极的另一个侧壁与所述出口电极相互平行。

5.根据权利要求1所述的用于质谱仪的离子偏转器，其特征在于：所述出口电极的电压低于所述旋转电极的电压。

6.根据权利要求1所述的用于质谱仪的离子偏转器，其特征在于：在质谱仪中，离子随氩气流依次通过采样锥和截取锥后，经所述离子入口进入离子偏转器，最终经所述离子出口离开所述离子偏转器，并进入质谱仪中的质量分析器。

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