CN116031135A - 一种封闭式法拉第接收杯结构 - Google Patents

Abstract

本发明属于质谱仪器技术领域，具体涉及一种封闭式法拉第接收杯结构。本发明包括T型陶瓷件、方形陶瓷垫、屏蔽盒、石墨杯、狭缝片、定位瓷片、定位瓷柱、抑制栅、第一陶瓷管、第二陶瓷管，所述屏蔽盒内部设有阶台，阶台底部侧边设有台阶，所述台阶上安装有抑制栅；所述屏蔽盒的侧边安装有狭缝片；所述石墨杯通过T型陶瓷件安装在屏蔽盒的底部，所述石墨杯与屏蔽盒之间设有方形陶瓷垫；所述石墨杯上表面安装有定位瓷片，所述定位瓷片上设有定位瓷柱；所述屏蔽盒的侧边设有第一引线孔和第二引线孔，分别安装有第一陶瓷管、第二陶瓷管。本发明有效的消除散射离子对接收杯检测有效离子的影响，提高仪器的性能。

Description

一种封闭式法拉第接收杯结构

技术领域

本发明属于质谱仪器技术领域，具体涉及一种封闭式法拉第接收杯结构。

背景技术

质谱仪接收器是质谱仪器的关键组成部分。质谱仪接收器一般主要由法拉第接收杯、接收杯调节机构、接收器筒体等组成。一个接收杯中一般有一个屏蔽盒，一个石墨杯，一个抑制栅和一个狭缝片组成，通过螺钉和陶瓷件将各零件连接固定。将各接收杯装配到理论位置后，通过质量分析器进行分离并散开的同位素离子就会准确的聚焦至各接收杯。磁式质谱仪就是利用不同质荷比离子在电磁场中会进行分离的原理，再由接收杯接收到的离子信号强弱对分离的同位素或不同元素丰度、含量进行精密测定。法拉第接收杯是质谱仪实现对不同待测物质都可以进行精密检测的核心部件。现有技术一般都是屏蔽盒的入口与接收杯的入口在同一个平面上，将抑制栅和狭缝片装配在屏蔽盒外面，利用陶瓷柱分别隔离开，利用螺钉固定。这样的结构会使接收杯的入口处于开放式状态，散射离子会通过抑制栅与接收杯之间的间隙进入接收杯，从而影响仪器的测量精度。

发明内容

本发明解决的技术问题，针对现有质谱仪接收杯结构上的缺陷，提供一种封闭式的法拉第接收杯结构，有效的消除散射离子对接收杯检测有效离子的影响，提高仪器的性能。

本发明采用的技术方案：

一种封闭式法拉第接收杯结构，包括T型陶瓷件、方形陶瓷垫、屏蔽盒、石墨杯、狭缝片、定位瓷片、定位瓷柱、抑制栅、第一陶瓷管、第二陶瓷管，所述屏蔽盒内部设有阶台，阶台底部侧边设有台阶，所述台阶上安装有抑制栅；所述屏蔽盒的侧边安装有狭缝片；所述石墨杯通过T型陶瓷件安装在屏蔽盒的底部，所述石墨杯与屏蔽盒之间设有方形陶瓷垫；所述石墨杯上表面安装有定位瓷片，所述定位瓷片上设有定位瓷柱；所述屏蔽盒的侧边设有第一引线孔和第二引线孔，分别安装有第一陶瓷管、第二陶瓷管。

所述台阶上设有装配孔，所述抑制栅包括抑制栅支撑、抑制栅侧边、装配孔，两个抑制栅支撑和两个抑制栅侧边通过点焊连接，两个抑制栅支撑之间留有空隙，所述装配孔的位置与装配孔的位置配合，所述抑制栅通过抑制栅安装柱安装在屏蔽盒的一侧。

所述抑制栅安装柱采用陶瓷材料，所述抑制栅安装柱与抑制栅垫圈配合。

所述屏蔽盒的侧边设有螺纹孔，所述狭缝片两侧设有装配孔，所述装配孔与螺纹孔的位置配合，所述狭缝片通过螺钉安装在所述屏蔽盒上。

所述狭缝片中部开有与抑制栅上空隙配合的通孔。

所述狭缝片与抑制栅安装柱之间设有抑制栅支撑柱和盖板。

所述陶瓷管置于第一引线孔中，确保抑制栅的引线接至接收杯外部，且能通过陶瓷管的作用使其与屏蔽盒绝缘；陶瓷管置于第二引线孔中，确保石墨杯的引线接至接收杯外部，且能通过陶瓷管的作用使其与屏蔽盒绝缘。

所述石墨杯材料为石墨材料，有效地减少二次离子的产生。

所述狭缝片内表面要求表面粗糙度0.8以内。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

(1)本发明提供的一种封闭式法拉第接收杯结构，有效的消除散射离子对接收杯检测有效离子的影响，提高仪器的性能。

(2)本发明提供的一种封闭式法拉第接收杯结构，提升了离子接收稳定性和仪器性能。

(3)本发明提供的一种封闭式法拉第接收杯结构，提高了检测精度。

附图说明

图1为本发明提供的一种封闭式法拉第接收杯结构示意图；

图2为屏蔽盒结构示意图；

图3为接收杯结构示意图；

图4为狭缝片结构示意图；

图5为抑制栅装配柱结构示意图；

图6为抑制栅结构示意图；

图中：1-T型陶瓷件、2-方形陶瓷垫、3-盖板、4-屏蔽盒、5-石墨杯、6-狭缝片、7-抑制栅垫圈、8-抑制栅安装柱、9-抑制栅支撑柱、10-定位瓷片、11-定位瓷柱、12-抑制栅、13-螺钉、14-第一陶瓷管、15-第二陶瓷管、16-装配孔、17-第一引线孔、18-螺纹孔、19-凹槽、20-螺纹孔、21-第二引线孔、22-引线孔、23-盖板槽、24-螺纹孔、19-凹槽、25-装配孔、26-引线孔槽、27-装配孔、28-限位孔、29-抑制栅支撑、30-抑制栅侧边、31-装配孔。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-6所示，本发明提供的一种封闭式法拉第接收杯结构，与L型连接杆进行连接，并通过L型连接杆与调节电机模组进行连接，包括T型陶瓷件1、方形陶瓷垫2、盖板3、屏蔽盒4、石墨杯5、狭缝片6、抑制栅垫圈7、抑制栅安装柱8、抑制栅支撑柱9、定位瓷片10、定位瓷柱11、抑制栅12、螺钉13、第一陶瓷管14、第二陶瓷管15，

所述屏蔽盒4内部设有阶台，阶台底部侧边设有台阶，所述台阶上设有装配孔16，所述抑制栅12包括抑制栅支撑29、抑制栅侧边30、装配孔31，材料采用304不锈钢材料，结构采用两个抑制栅支撑29和两个抑制栅侧边30通过点焊连接，两个抑制栅支撑29之间留有空隙，所述装配孔31的位置与装配孔16的位置配合，所述抑制栅12通过抑制栅安装柱8安装在屏蔽盒4的一侧；所述抑制栅安装柱8采用陶瓷材料，所述抑制栅安装柱8与抑制栅垫圈7配合；

所述屏蔽盒4的侧边设有螺纹孔18，所述狭缝片6两侧设有装配孔27，所述装配孔27与螺纹孔18的位置配合，所述狭缝片6通过螺钉13安装在所述屏蔽盒4上；所述狭缝片6中部开有与抑制栅12上空隙配合的通孔；所述狭缝片6与抑制栅安装柱8之间设有抑制栅支撑柱9和盖板3；所述屏蔽盒4两侧利用盖板3进行密封，入口处利用狭缝片6进行密封，从而实现只有通过出口狭缝的离子可以进入接收杯的目的。

所述石墨杯5通过T型陶瓷件1安装在屏蔽盒4的底部，所述石墨杯5与屏蔽盒4之间设有方形陶瓷垫2；所述石墨杯5上表面安装有定位瓷片10，所述定位瓷片10上设有定位瓷柱11；所述屏蔽盒4的侧边分别安装有第一陶瓷管14、第二陶瓷管15；

由于抑制栅12需要装配在屏蔽盒4内部，因此为了保证狭缝的尺寸，两侧边的厚度很薄，因此设计采用抑制栅支撑29和抑制栅侧边30分别单独加工，最后利用摸具进行电焊的方式连接，在屏蔽盒4上设计引线孔17，并利用陶瓷管绝缘的方式将屏蔽盒4的引线引致屏蔽盒外。

所述屏蔽盒4，其结构如附图2所示，其中包括装配孔16，引线孔17，螺纹孔18，凹槽19，螺纹孔20，引线孔21，引线孔22，盖板槽23，螺纹孔24。屏蔽盒及其盖板都采用304不锈钢材料，其厚度根据出口狭缝的宽度进行设计，内部阶台的高度尺寸根据石墨杯5、抑制栅12、狭缝片6的距离要求尺寸进行设计，所述盖板3的厚度与盖板槽23的深度均设计为0.1mm，满足装配需求。引线孔17的高度根据抑制栅的装配高度进行设计，将陶瓷管14置于引线孔17中，确保抑制栅的引线可以顺利接至接收杯外部，且能通过陶瓷管14的作用使其与屏蔽盒绝缘。引线孔21与石墨杯上引线孔槽26的位置尺寸配合设计。将陶瓷管15置于引线孔21中，确保石墨杯5的引线可以顺利接至接收杯外部，且能通过陶瓷管15的作用使其与屏蔽盒绝缘。

所述石墨杯5，其结构如图3所示，其中包括凹槽19，装配孔25，引线孔槽26。材料选择为石墨材料，可以有效地减少二次离子的产生。其厚度设计与盖板的装配间隙为0.2mm。

所述狭缝片6，其结构如图4所示，其中包括装配孔27，狭缝片材料采用304不锈钢，狭缝内表面要求表面粗糙度0.8以内，尽量避免阻碍离子的通过。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种封闭式法拉第接收杯结构，其特征在于，包括T型陶瓷件(1)、方形陶瓷垫(2)、屏蔽盒(4)、石墨杯(5)、狭缝片(6)、定位瓷片(10)、定位瓷柱(11)、抑制栅(12)、第一陶瓷管(14)、第二陶瓷管(15)，所述屏蔽盒(4)内部设有阶台，阶台底部侧边设有台阶，所述台阶上安装有抑制栅(12)；所述屏蔽盒(4)的侧边安装有狭缝片(6)；所述石墨杯(5)通过T型陶瓷件(1)安装在屏蔽盒(4)的底部，所述石墨杯(5)与屏蔽盒(4)之间设有方形陶瓷垫(2)；所述石墨杯(5)上表面安装有定位瓷片(10)，所述定位瓷片(10)上设有定位瓷柱(11)；所述屏蔽盒(4)的侧边设有第一引线孔(17)和第二引线孔(21)，分别安装有第一陶瓷管(14)、第二陶瓷管(15)。

2.根据权利要求1所述的封闭式法拉第接收杯结构，其特征在于，所述台阶上设有装配孔(16)，所述抑制栅(12)包括抑制栅支撑(29)、抑制栅侧边(30)、装配孔(31)，两个抑制栅支撑(29)和两个抑制栅侧边(30)通过点焊连接，两个抑制栅支撑(29)之间留有空隙，所述装配孔(31)的位置与装配孔(16)的位置配合，所述抑制栅(12)通过抑制栅安装柱(8)安装在屏蔽盒(4)的一侧。

3.根据权利要求2所述的封闭式法拉第接收杯结构，其特征在于，所述抑制栅安装柱(8)采用陶瓷材料，所述抑制栅安装柱(8)与抑制栅垫圈(7)配合。

4.根据权利要求2所述的封闭式法拉第接收杯结构，其特征在于，所述屏蔽盒(4)的侧边设有螺纹孔(18)，所述狭缝片(6)两侧设有装配孔(27)，所述装配孔(27)与螺纹孔(18)的位置配合，所述狭缝片(6)通过螺钉(13)安装在所述屏蔽盒(4)上。

5.根据权利要求4所述的封闭式法拉第接收杯结构，其特征在于，所述狭缝片(6)中部开有与抑制栅(12)上空隙配合的通孔。

6.根据权利要求5所述的封闭式法拉第接收杯结构，其特征在于，所述狭缝片(6)与抑制栅安装柱(8)之间设有抑制栅支撑柱(9)和盖板(3)。

7.根据权利要求1所述的封闭式法拉第接收杯结构，其特征在于，所述陶瓷管(14)置于第一引线孔(17)中，确保抑制栅的引线接至接收杯外部，且能通过陶瓷管(14)的作用使其与屏蔽盒绝缘；陶瓷管(15)置于第二引线孔(21)中，确保石墨杯(5)的引线接至接收杯外部，且能通过陶瓷管(15)的作用使其与屏蔽盒绝缘。

8.根据权利要求1所述的封闭式法拉第接收杯结构，其特征在于，所述石墨杯(5)材料为石墨材料，有效地减少二次离子的产生。

9.根据权利要求1所述的封闭式法拉第接收杯结构，其特征在于，所述狭缝片(6)内表面要求表面粗糙度0.8以内。

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