CN201514925U - 四极杆质谱仪及质谱仪极杆 - Google Patents

四极杆质谱仪及质谱仪极杆 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种四极杆质谱仪，包括：圆周均布的四个极杆，及套环，所述极杆的内表面为双曲面，且其外表面与所述套环的内表面完全接触。与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：由于四个双曲面极杆的外表面与固定所述极杆的套环的内表面均完全接触，能够保证四个极杆的准确相对位置，且由于上述接触是面接触，所以结构更加稳定，在使用过程中显然能够提供完善的双曲场，从而保证质谱仪的分辨率和灵敏度。本实用新型还公开了一种质谱仪极杆，其具有一个双曲面，还具有与双曲面相对的圆弧凸起面。该质谱仪极杆加工难度低。

Description

四极杆质谱仪及质谱仪极杆
技术领域
本实用新型涉及质谱仪，特别地涉及一种四极杆质谱仪及质谱仪极杆，属于分析测试仪器技术领域。
背景技术
质谱仪是一种分离和检测不同同位素的仪器，即：根据带电粒子在电磁场中能够偏转的原理，按物质原子、分子或分子碎片的质量差异进行分离和检测物质组成的一类仪器。现有技术中，质谱仪具有磁偏转式质谱仪、离子阱质谱仪(IT-MS)、飞行时间质谱仪(TOF-MS)、傅立叶变换离子回旋共振质谱仪(FTICR-MS)、轨道离子阱(ORBITRAP)和四极杆质谱仪(Q-MS)等多种形式，而其中，四极杆质谱仪是目前最成熟且应用最广泛的一种。
四极杆质谱仪通过在双曲面四极杆上接入射频信号产生四极场，离子在四极场中受到强聚焦作用而向其中心轴聚焦。参考图1所示，为现有技术中的四极杆质谱仪原理示意图，从该图中可见，四极杆质谱仪中的四个极杆圆周阵列均布，在工作过程中，对角的两根极杆串联成一组。一组加正直流电压(正极杆)；另一组加直流负电压(负极杆)。两组电压值相等，极性相反。且同时，所有四极杆上都同时加射频电压。四极杆质谱仪中来自离子源的离子运动在数学上可用二阶线性微分方程Mathieu方程的解来描述，利用离子在Mathieu方程解的稳定性图中所具有的特性，可实现离子的质谱扫描。
然而，对于上述四极杆质谱仪而言，为了得到较好的分析结果，理想状态下四个极杆之间应该能够产生完善的双曲场，这就对四个极杆之间的相对位置提出了很高的要求。现有技术中，为了达到该目的，简化安装程序，通常以圆柱形极杆来代替双曲面极杆，这显然不能产生完善的双曲场，而国外已经出现的整体注模方式的制造过程，由于造价相当高，往往不能为大多数制造者和使用者所接受。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种四极杆质谱仪及质谱仪极杆，使得该质谱仪中的双曲面极杆容易保持严格的尺寸要求，以此产生完善的双曲场。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种四极杆质谱仪，包括：圆周均布的四个极杆，及套环，所述极杆的内表面为双曲面，且其外表面与所述套环的内表面完全接触。
进一步地，所述套环的外表面为圆周面。
进一步地，所述套环的外表面为多平面组合体。
进一步地，所述极杆与所述套环通过螺栓紧固连接。
进一步地，所述套环内表面为圆周面。
更进一步地，所述套环内表面具有均布的四个微突起，每个所述微突起布置在相邻的两个所述极杆的端头之间。
进一步地，所述套环为多个，且间隔地设置在四个所述极杆的外侧。
更进一步的，所述多个套环均布间隔地设置在四个所述极杆的外侧。
本实用新型还提供一种质谱仪极杆，其具有一个双曲面，还具有与双曲面相对的圆弧凸起面。
进一步地，所述圆弧凸起面的半径根据外部预置的套件半径确定。
与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：由于本实用新型所提供的质谱仪中，四个双曲面极杆的外表面与固定所述极杆的套环的内表面均完全接触，能够保证四个极杆的准确相对位置，且由于上述接触是面接触，所以结构更加稳定，在使用过程中显然能够提供完善的双曲场，从而保证质谱仪的分辨率和灵敏度。
附图说明
图1为现有技术中的四极杆质谱仪的原理示意图。
图2为本实用新型实施例的四极杆质谱仪的四极杆结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步地介绍，但不作为对本实用新型的限定。
参考图2所示，为本实用新型的四极杆质谱仪的四极杆结构示意图，从图中可以看出：该四极杆质谱仪包括：四个圆周阵列的极杆1和若干个(图中示意性地示出为3个)套环2，所述极杆1的内表面为双曲面11，其外表面为与双曲面11相对的圆弧面12，所述套环2为圆环状结构，其外表面为圆周面，而作为极杆外表面的圆弧面12与所述套环2的内表面完全接触，即：圆弧面12与和其完全接触的套环2的内表面处具有相同的半径值。所述极杆1与所述套环2相互固定连接，这可以通过螺栓(为了简化视图，图中未示出)紧固来实现，或者在其他的特定场合，也可以通过强粘合的方式来实现。
在上述结构中，所述套环的数量可以根据极杆的长度来确定，且在设置有多个套环时，多个套环可以间隔地设置在所述极杆的外侧，由于此时套环的轴向尺寸可以较小，所以能够易于简化制造及装配的难度。优选的，多个套环可以均布间隔地设置在所述极杆的外侧。当然，也可以只在所述极杆的外侧设置一个套环，此时，为了更平稳、准确地与极杆间形成牢固连接，所要求的套环轴向尺寸较大，这势必会增加制造和装配的难度。
当本实施例所提供的四极杆质谱仪在工作时，与现有技术中四极杆质谱仪工作方式类似，将对角的两根极杆串联成一组。一组加正直流电压(正极杆)；另一组加直流负电压(负极杆)。两组电压值相等，极性相反。且同时，所有四极杆上都同时加射频电压。四极杆质谱仪中来自离子源的离子运动在数学上可用二阶线性微分方程Mathieu方程的解来描述，利用离子在Mathieu方程解的稳定性图中所具有的特性，可实现离子的质谱扫描。
由上可见，本实施例具有如下优点：由于四个双曲面极杆的外表面均与固定所述极杆的套环的内表面完全接触，这能够保证四个极杆的准确相对位置，且由于上述接触是面接触，所以结构更加稳定，在使用过程中显然能够提供完善的双曲场，从而保证质谱仪的分辨率和灵敏度。
此外，在其他实施例中，所述套环2的外表面可以不是圆周面，而是多个平面的组合体，或者其他特定形状，其要加工的形状可以根据使用时的预期外部环境来确定。
此外，在其他实施例中，所述套环2的内表面可以进一步具有均布的四个微突起，每个所述微突起布置在相邻的两个所述极杆的端头之间，由此可以进一步易于所述套环2和所述极杆1之间的精确定位。
此外，本实用新型还提供一种质谱仪极杆，其具有一个双曲面以及与双曲面相对的圆弧凸起面；且所述圆弧凸起面的半径根据外部预置的套件半径来确定。
可见，该质谱仪极杆仅在一个面形成双曲面，另一个面为圆弧面，由此降低了其在加工过程中的难度，降低了加工成本。
还需要说明的是，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。此外，附图完全是示意性的，且未按比例画出。特别地，出于清晰性的目的，某些尺寸被夸大。图中的相似部件由相同的附图标记来表示。

Claims (10)

1.一种四极杆质谱仪，包括：圆周均布的四个极杆，其特征在于，该四极杆质谱仪还包括：套环，所述极杆的内表面为双曲面，且其外表面与所述套环的内表面完全接触。
2.如权利要求1所述的四极杆质谱仪，其特征在于，所述套环的外表面为圆周面。
3.如权利要求1所述的四极杆质谱仪，其特征在于，所述套环的外表面为多平面组合体。
4.如权利要求1所述的四极杆质谱仪，其特征在于，所述极杆与所述套环通过螺栓紧固连接。
5.如权利要求1所述的四极杆质谱仪，其特征在于，所述套环内表面为圆周面。
6.如权利要求1或5所述的四极杆质谱仪，其特征在于，所述套环内表面具有均布的四个微突起，每个所述微突起布置在相邻的两个所述极杆的端头之间。
7.如权利要求1所述的四极杆质谱仪，其特征在于，所述套环为多个，且间隔地设置在四个所述极杆的外侧。
8.如权利要求7所述的四极杆质谱仪，其特征在于，所述多个套环均布间隔地设置在四个所述极杆的外侧。
9.一种质谱仪极杆，其具有一个双曲面，其特征在于，所述质谱仪极杆还具有与双曲面相对的圆弧凸起面。
10.如权利要求9所述的质谱仪极杆，其特征在于，所述圆弧凸起面的半径根据外部预置的套件半径确定。
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