CN203588975U - 质谱仪及其二次离轴检测器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出一种质谱仪及其二次离轴检测器，质谱仪包括离子源、质量分析器及二次离轴检测器，二次离轴检测器用于采集放大质量分析器释放的离子，包括设置于与质量分析器轴向不同方向上的高能打拿极、设置于高能打拿极与质量分析器之间的偏转电极及与高能打拿极轴向相对设置的检测器，其中，二次离轴检测器还包括第一偏转屏蔽罩，第一偏转屏蔽罩罩设于高能打拿极与检测器外部，第一偏转屏蔽罩上设有一第一开孔。本实用新型提出的质谱仪及其二次离轴检测器，采用了二次离轴的结构，第一偏转屏蔽罩的设置有效屏蔽了外界电场对质谱仪及其二次离轴检测器的干扰。进而使本实用新型提出的质谱仪及其二次离轴检测器具有较高的灵敏度及较长的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及质谱仪及其二次离轴检测器。
背景技术
现有的质谱仪主要由离子源、质量分析器和检测器组成，其中检测器通常采用与质量分析器同轴或离轴的结构。
同轴结构主要是指将检测器放置于质谱仪质量分析器的同轴方向，穿过质量分析器的带电样品离子和中性粒子都直接打在检测器上，产生信号的同时，造成了较大的中性粒子噪声，且容易污染检测器，缩短检测器的使用寿命。
离轴结构如一次离轴结构是将检测器放置于与质量分析器轴向成90°的方向上，在检测器的上方增设一高能打拿极。穿过质量分析器的带电样品离子在高能打拿极的电场作用下发生第一次偏转，带电样品离子打在高能打拿极上产生二次电子，电子再进入检测器。进一步的，在质量分析器后端设有带电的偏转电极，带电样品离子在偏转电极的作用下运动方向发生第一次偏转，然后在高能打拿极电场的作用下发生第二次偏转。此两种结构进一步减少了中性粒子噪声的干扰，提高了灵敏度。然而以上结构的偏转区域易受到其他电场的干扰，中性噪声依然存在。
因此，提供一种能够有效屏蔽其他电场干扰的质谱仪及其检测器成为本领域内亟待解决的一大技术问题。
实用新型内容
本实用新型要解决现有技术中质谱仪及其检测器易受其他电场干扰的技术问题。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
本实用新型提出的一种二次离轴检测器，用于采集放大质谱仪的质量分析器释放的离子，包括设置于与所述质量分析器轴向不同方向上的高能打拿极、设置于所述高能打拿极与所述质量分析器之间的偏转电极及与所述高能打拿极轴向相对设置的检测器，其特征在于，所述二次离轴检测器还包括第一偏转屏蔽罩，所述第一偏转屏蔽罩罩设于所述高能打拿极与检测器外部，所述第一偏转屏蔽罩上设有一第一开孔。
根据本实用新型的一实施方式，所述二次离轴检测器还包括第二偏转屏蔽罩，所述第二偏转屏蔽罩罩设于所述偏转电极外部，所述第二偏转屏蔽罩上设有两第二开孔和第三开孔，所述两第二开孔对应第一开孔的位置，所述第三开孔对应质量分析器的轴线位置。
根据另一实施方式，所述二次离轴检测器还包括出口聚焦透镜组，所述出口聚焦透镜组设于所述质量分析器与所述第三开孔之间。
根据另一实施方式，所述出口聚焦透镜组包括至少一个第一透镜。
根据另一实施方式，所述第一透镜为筒状透镜或片状透镜。
根据另一实施方式，所述二次离轴检测器还包括入口聚焦透镜组，所述入口聚焦透镜组设于所述第一开孔与所述第二开孔之间。
根据另一实施方式，所述入口聚焦透镜组包括至少一个第二透镜。
根据另一实施方式，所述第二透镜为筒状透镜或片状透镜。
根据另一实施方式，所述偏转电极为棒状电极或曲面电极。
为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案还包括，提出一种质谱仪，包括离子源、质量分析器及离轴检测器，其中，所述离轴检测器为所述的二次离轴检测器。
由上述技术方案可知，本实用新型提出的质谱仪及其二次离轴检测器，采用了二次离轴的结构，第一偏转屏蔽罩的设置有效屏蔽了外界电场对质谱仪及其二次离轴检测器的干扰。进而使本实用新型提出的质谱仪及其二次离轴检测器具有较高的灵敏度及较长的使用寿命。
附图说明
图1是本实用新型二次离轴检测器的第一实施方式的结构示意图；
图2是本实用新型二次离轴检测器的第二实施方式的结构示意图。
其中，附图标记说明如下：
1.质量分析器；2.出口聚焦透镜组；20.第一透镜；3.入口聚焦透镜组；30.第二透镜；4.偏转电极；5.高能打拿极；6.检测器；7.第二偏转屏蔽罩；70.第二开孔；71.第三开孔；8.第一偏转屏蔽罩；80.第一开孔。
具体实施方式
体现本实用新型特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本实用新型能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本实用新型的范围，且其中的说明及图示在本质上是作说明之用，而非用以限制本实用新型。
本实用新型提出的二次偏转检测器主要用于采集并放大质谱仪的质量分析器1释放的离子信号，亦可用于其他离子分析检测设备中。
实施方式1
如图1所示，本实用新型的质谱仪及其二次偏转检测器主要包括出口聚焦透镜组2、入口聚焦透镜组3、偏转电极4、高能打拿极5、检测器6及第一偏转屏蔽罩8。其中高能打拿极5及检测器6均可采用传统结构。
如图1所示，出口聚焦透镜组2设置于质量分析器1放出离子的一端。在本实施方式中，该出口聚焦透镜组2包括同轴向设置的两个第一透镜20，但第一透镜20的数量并不以此为限。这两个第一透镜20选用片状透镜或筒状透镜，但并不以此为限。
如图1所示，入口聚焦透镜组3设置于与出口聚焦透镜组2呈一定角度的位置上，即出口聚焦透镜组2与质量分析器同轴，入口聚焦透镜组3与出口聚焦透镜组2不同轴，且入口聚焦透镜组3与出口聚焦透镜组2的轴线位于同一水平面上。在本实施方式中，该入口聚焦透镜组3与出口聚焦透镜组2的轴线夹角为90°，但并不以此为限。该入口聚焦透镜组3包括同轴向设置的两个第二透镜30，但第二透镜30的数量并不以此为限。这两个第二透镜30亦可选用片状透镜或筒状透镜，但并不以此为限。
如图1所示，偏转电极4设置于出口聚焦透镜组2与入口聚焦透镜组3之间，用以提供一电场使带电离子进行一次偏转。该偏转电极4选用棒状电极或曲面电极，但并不以此为限。
如图1所示，高能打拿极5与检测器6设置于入口聚焦透镜组3的另一侧，且该高能打拿极5与该检测器6为同轴设置。在本实施方式中该高能打拿极5与该检测器6之间的空间位于入口聚焦透镜组3的轴线一端，即，带电离子由质量分析器1放出后，通过出口聚焦透镜组2经过偏转电极4的一次偏转，再通过入口聚焦透镜组3进入高能打拿极5与检测器6之间的空间后，通过高能打拿极5产生二次偏转最终进入检测器6。
如图1所示，第一偏转屏蔽罩8罩设于高能打拿极5与检测器6的外部，以屏蔽外界电场的干扰。在本实施方式中，该第一偏转屏蔽罩8为不锈钢材质，具有良好的抗污染和耐腐蚀性能。进一步的，该第一偏转屏蔽罩8还可选用铝、铜等可导电且无磁性的金属。高能打拿极5与检测器6之间的空间即为带电离子进行第二次偏转的空间。该第一偏转屏蔽罩8上对应入口聚焦透镜组3开设有一第一开孔80，即带电离子通过入口聚焦透镜组3由该第一开孔80进入第一偏转屏蔽罩8，再通过高能打拿极5产生二次偏转进入检测器6。该第一开孔80的轴线与质量分析器1的轴线位于同一水平面上。
本实用新型提出的质谱仪主要由离子源、质量分析器1及本实施方式的二次偏转检测器组成，其中离子源及质量分析器1可选用传统结构，但并不以此为限。
工作状态下，离子源激发出离子，离子通过质量分析器1放出带电离子及中性粒子，这些带电离子及中性粒子穿过接有电压的出口聚焦透镜组2，在偏转电极4的作用下，带电离子发生偏转，穿过接有电压的入口聚焦透镜组3，即带电离子的运动方向由X方向偏转为Y方向。由于偏转电极4产生的电场对中性粒子不产生作用，因此这些中性粒子路径不被改变。完成一次偏转后的带电离子由第一开孔80进入第一偏转屏蔽罩8，即进入高能打拿极5与检测器6之间的空间，高能打拿极5对这些带电离子进行二次偏转，即带电离子的运动方向由Y方向偏转为Z方向，带电离子经二次偏转后进入检测器6。其中残留的中性粒子由于不受高能打拿极5的作用，运动路径不发生偏转，无法进入检测器6，降低了中性粒子噪声。
实施方式2
如图2所示，本实用新型的的质谱仪及其二次偏转检测器的第二实施方式，本实施方式与第一实施方式基本相同，不同之处在于：
如图2所示，在本实施方式中，还包括第二偏转屏蔽罩7，该第二偏转屏蔽罩7罩设于偏转电极4的外部，以屏蔽其他电场的干扰。在本实施方式中，该第二偏转屏蔽罩7为不锈钢材质，具有良好的抗污染和耐腐蚀性能。进一步的，该第二偏转屏蔽罩7还可选用铝、铜等可导电且无磁性的金属。第二偏转屏蔽罩7内的空间即为带电离子进行一次偏转的空间。该第二偏转屏蔽罩7上分别对应出口聚焦透镜组2及入口聚焦透镜组3的位置开设有一第三开孔71及一第二开孔70，即带电离子通过出口聚焦透镜组2由第三开孔71进入第二偏转屏蔽罩7，再通过第二开孔70穿过入口聚焦透镜组3放出。
本实用新型提出的质谱仪主要由离子源、质量分析器1及本实施方式的二次偏转检测器组成，其中离子源及质量分析器1亦可选用传统结构，但并不以此为限。
工作状态下，离子源激发出离子，离子通过质量分析器1放出带电离子及中性粒子，这些带电离子及中性粒子通过接有电压的出口聚焦透镜组2及一第三开孔71进入第二偏转屏蔽罩7，在偏转电极4的作用下，带电离子发生偏转由第二开孔70通过接有电压的入口聚焦透镜组3放出，即带电离子的运动方向由X方向偏转为Y方向。由于偏转电极产生的电场对中性粒子不产生作用，因此这些中性粒子路径不被改变，无法由第二偏转屏蔽罩7放出。完成一次偏转后的带电离子由第一开孔80进入第一偏转屏蔽罩8，即进入高能打拿极5与检测器6之间的空间，高能打拿极5对这些带电离子进行二次偏转，即带电离子的运动方向由Y方向偏转为Z方向，带电离子经二次偏转后进入检测器6。其中残留的中性粒子由于不受高能打拿极5的作用，运动路径不发生偏转，即不进入检测器6，降低了中性粒子噪声。
虽已参照几个典型实施例描述了本实用新型的质谱仪及其二次偏转检测器，但应理解，所用的术语是说明和示例性的，而非限制性的。由于本实用新型能够以多种形式具体实施而不脱离其构思或实质，因此，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的构思和范围内广泛地解释，故落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种二次离轴检测器，用于采集放大质谱仪的质量分析器(1)释放的离子，包括设置于与所述质量分析器(1)轴向不同方向上的高能打拿极(5)、设置于所述高能打拿极(5)与所述质量分析器(1)之间的偏转电极(4)及与所述高能打拿极(5)轴向相对设置的检测器(6)，其特征在于，所述二次离轴检测器还包括：
第一偏转屏蔽罩(8)，罩设于所述高能打拿极(5)与检测器(6)外部，所述第一偏转屏蔽罩(8)上设有一第一开孔(80)。
2.根据权利要求1所述的二次离轴检测器，其特征在于，所述二次离轴检测器还包括第二偏转屏蔽罩(7)，所述第二偏转屏蔽罩(7)罩设于所述偏转电极(4)外部，所述第二偏转屏蔽罩(7)上设有两第二开孔(70)和第三开孔(71)，所述两第二开孔(70)对应第一开孔(80)的位置，所述第三开孔(71)对应质量分析器(1)的轴线位置。
3.根据权利要求2所述的二次离轴检测器，其特征在于，所述二次离轴检测器还包括出口聚焦透镜组(2)，所述出口聚焦透镜组(2)设于所述质量分析器(1)与所述第三开孔(71)之间。
4.根据权利要求3所述的二次离轴检测器，其特征在于，所述出口聚焦透镜组(2)包括至少一个第一透镜(20)。
5.根据权利要求4所述的二次离轴检测器，其特征在于，所述第一透镜(20)为筒状透镜或片状透镜。
6.根据权利要求2所述的二次离轴检测器，其特征在于，所述二次离轴检测器还包括入口聚焦透镜组(3)，所述入口聚焦透镜组(3)设于所述第一开孔(80)与所述第二开孔(70)之间。
7.根据权利要求6所述的二次离轴检测器，其特征在于，所述入口聚焦透镜组(3)包括至少一个第二透镜(30)。
8.根据权利要求7所述的二次离轴检测器，其特征在于，所述第二透镜(30)为筒状透镜或片状透镜。
9.根据权利要求1所述的二次离轴检测器，其特征在于，所述偏转电极(4)为棒状电极或曲面电极。
10.一种质谱仪，包括离子源、质量分析器(1)及离轴检测器，其特征在于，所述离轴检测器为权利要求1～9中任意一项所述的二次离轴检测器。
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Cited By (1)
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