CN204203177U - 一种质谱仪气体定量自动进样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种质谱仪气体定量自动进样装置，包括箱体以及设置在箱体中的进样阀门、推注装置、气体压力表、出样阀门、采样阀门；所述推注装置包括推注腔体、推注活塞、推注动力杆、推注电机、出样接口、进样接口、采样接口、动力杆紧固件。本实用新型结构简单、使用方便、测量精确，解决了传统进样方式成本较高、样品适应性较差、且必须针对不同的样品采用不同配件、难以达到定量进样的缺陷。

Description

一种质谱仪气体定量自动进样装置

技术领域

本实用新型涉及一种质谱仪气体定量自动进样装置，属于质谱仪气体进样控制技术领域。

背景技术

质谱仪是对被测对象进行质谱分析的仪器。在质谱仪工作过程中，通过对被测带电粒子施加电磁场使其在运动过程中发生偏转，并按照其偏转的程度对物质进行区分。质谱仪检测范围大，检测精度高，应用范围广，是很多领域的重要检测手段和分析依据。

质谱仪主要由进样装置、离子源、质量分析器、检测传感器、系统控制器以及数据处理器等多个部分组成。进样装置是质谱仪分析的起始端，也是质谱分析结果准确性的关键关节之一。

质谱仪采用的进样方式主要有：直接引入法、分压法、溢流法等。检测对象通过进样装置引入质谱仪后，受到真空腔内真空梯度的影响进入到离子源中并被离子化。由于离子在质谱仪中产生的信号大小与进入质谱仪中的样品量成正比关系。因此，为了提高质谱仪检测精度，达到从定性检测到定量检测的转变，需要定量引入被测气体。

传统的进样方式多采用稳压及流量计的方式达到进样流量控制的目的，但是这种方法成本较高，样品适应性较差，且必须针对不同的样品采用不同配件，难以达到定量进样的目的。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种质谱仪气体定量自动进样装置，结构简单、使用方便、测量精确，解决了传统进样方式成本较高、样品适应性较差、且必须针对不同的样品采用不同配件、难以达到定量进样的缺陷。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

本实用新型提供一种质谱仪气体定量自动进样装置，包括箱体以及设置在箱体中的进样阀门、推注装置、气体压力表、出样阀门、采样阀门；所述推注装置包括推注腔体、推注活塞、推注动力杆、推注电机、出样接口、进样接口、采样接口、动力杆紧固件；所述推注腔体一端开放，另一端封闭且封头中心位置开有通孔，该通孔与采样接口相连；推注腔体的内壁开有两个通孔，其中，靠近推注腔体开放端的通孔与出样接口相连，靠近推注腔体封闭端的通孔与进样接口相连；所述推注活塞从推注腔体开放端进入，且其外壁与推注腔体的内壁紧密接触；所述推注动力杆与推注活塞固定相连，用于带动推注活塞在推注腔体内滑动；同时，推注动力杆通过动力杆紧固件与箱体相连；所述推注电机与推注动力杆相连，用于带动推注动力杆运动；所述进样接口与进样阀门的一端相连，进样阀门的另一端作为气体的输入口；所述出样接口分别与气体压力表、出样阀门的一端相连，出样阀门的另一端与质谱仪的采样动力真空泵相连；所述采样接口与采样阀门的一端相连，采样阀门的另一端与质谱仪离子腔相连。

作为本实用新型的进一步优化方案，所述推注腔体为圆柱形或方形。

作为本实用新型的进一步优化方案，所述推注活塞的形状与推注腔体相适应。

作为本实用新型的进一步优化方案，所述推注电机与推注动力杆通过齿轮结构相互啮合。

作为本实用新型的进一步优化方案，所述出样接口通过一个三通接头分别与气体压力表、出样阀门的一端相连。

进样阀门和出样阀门在采样过程初始阶段开启，采样阀门关闭，同时气体压力表实时测量管路中的采样气体压力。采样过程推注阶段时，进样阀门和出样阀门同时关闭，采样阀门打开，推注电机工作，推动推注动力杆连带推注活塞运动，将推注腔体内的采样气体注入到质谱仪离子腔中。

本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，能够更为精确的测量采样气体体积，控制采样气体进入质谱仪离子腔的进样速度、进样流量和气体总量。另一方面，本实用新型还能够更快速的对进样系统进行清洗，并防止采样气体附着在进样装置内表面。

附图说明

图1为本实用新型的气体定量进样装置系统原理图。

图2为本实用新型的气体定量推注装置结构图。

图中：1-进样阀门，2-推注装置，3-气体压力表，4-出样阀门，5-采样阀门，6-箱体，7-采样动力真空泵，8-质谱仪离子腔，9-推注腔体，10-推注活塞，11-推注动力杆，12-推注电机，13-出样接口，14-进样接口，15-采样接口，16-动力杆紧固件。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

本技术领域技术人员可以理解的是，本实用新型中涉及到的相关模块及其实现的功能是在改进后的硬件及其构成的装置、器件或系统上搭载现有技术中常规的计算机软件程序或有关协议就可实现，并非是对现有技术中的计算机软件程序或有关协议进行改进。例如，改进后的计算机硬件系统依然可以通过装载现有的软件操作系统来实现该硬件系统的特定功能。因此，可以理解的是，本实用新型的创新之处在于对现有技术中硬件模块的改进及其连接组合关系，而非仅仅是对硬件模块中为实现有关功能而搭载的软件或协议的改进。

本技术领域技术人员可以理解的是，本实用新型中提到的相关模块是用于执行本申请中所述操作、方法、流程中的步骤、措施、方案中的一项或多项的硬件设备。所述硬件设备可以为所需的目的而专门设计和制造，或者也可以采用通用计算机中的已知设备或已知的其他硬件设备。所述通用计算机有存储在其内的程序选择性地激活或重构。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本实用新型的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明：

本实用新型涉及一种质谱仪气体定量自动进样装置，如图1所示，包括箱体以及设置在箱体中的进样阀门、推注装置、气体压力表、出样阀门、采样阀门。如图2所示，所述推注装置包括推注腔体、推注活塞、推注动力杆、推注电机、出样接口、进样接口、采样接口、动力杆紧固件。所述推注腔体的一端开放，另一端封闭且封头中心位置开有通孔，该通孔与采样接口相连；推注腔体的内壁开有两个通孔，其中，靠近推注腔体开放端的通孔与出样接口相连，靠近推注腔体封闭端的通孔与进样接口相连。

工作时，所述进样接口与进样阀门的一端相连，进样阀门的另一端与采样气体连通。所述出样接口通过一个三通接头分别与气体压力表、出样阀门的一端相连，出样阀门的另一端与采样动力真空泵相连。所述采样接口与采样阀门的一端相连，采样阀门的另一端与质谱仪离子腔相连。所述推注活塞从推注腔体开放端进入，且其外壁与推注腔体的内壁紧密接触，以使不泄露气体。所述推注动力杆与推注活塞固定相连，同时，通过动力杆紧固件与箱体相连。所述推注电机与推注动力杆相连通过齿轮结构相互啮合，推注电机推动推注动力杆带动推注活塞在推注腔体内部运动。

采样工作开始后，进样阀门和出样阀门打开，采样阀门关闭，采样动力真空泵开始工作，被测气体依次流经采样阀门、气体定量推注装置、气体压力表和出样阀门以及采样动力真空泵。推注活塞根据定量采样的需要，在推注腔体内相应位置处，且推注活塞停留的位置，不会阻挡进样接口和出样接口的气体运行。根据不同进样量的要求，设定气体压力表的监控数据，在达到规定数值后，进样阀门和出样阀门关闭，采样阀门打开，推注电机开始运行，推动推注动力杆运动；推注动力杆带动推注活塞将推注腔体内的被测气体通过采样接口以一定的流量注入质谱仪离子腔中，进行分析。

采样过程中，进样阀门与出样阀门打开，采样阀门关闭，可以让被测气体在装置内达到均匀稳定的状态，并按照定量采样的要求，根据气体压力表的数值，调整采样动力真空泵的工作状态，达到控制气体压力，并进而定量采集气体的目的。

在系统内的气体压力达到规定数值时，进样阀门和出样阀门关闭，即在推注腔体中隔离出了一段分布均匀、总量已知的被测气体。打开采样阀门和推注电机，在推注电机的带动下，推注活塞将推注腔体内的被测气体以一定的流量推入质谱仪离子腔中，从而达到定量进样的目的。

在清洗状态时，进样阀门、出样阀门、采样阀门以及采样动力真空泵均打开，通过抽取纯净的清洗气体，达到清理管路中残余被测气体的目的。

采样过程中，各个阀门的开启与关闭、气体压力表的数值检测、采样动力真空泵的工作状态以及推注电机的工作状态均由控制系统根据事先设定好的程序进行自动化运行。这样能够实现较高的自动化程度，及精确地气体定量自动进样功能。

以上所述，仅为本实用新型中的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本实用新型所揭露的技术范围内，可理解想到的变换或替换，都应涵盖在本实用新型的包含范围之内，因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (5)

1. 一种质谱仪气体定量自动进样装置，其特征在于，包括箱体以及设置在箱体中的进样阀门、推注装置、气体压力表、出样阀门、采样阀门；

所述推注装置包括推注腔体、推注活塞、推注动力杆、推注电机、出样接口、进样接口、采样接口、动力杆紧固件；

所述推注腔体一端开放，另一端封闭且封头中心位置开有通孔，该通孔与采样接口相连；推注腔体的内壁开有两个通孔，其中，靠近推注腔体开放端的通孔与出样接口相连，靠近推注腔体封闭端的通孔与进样接口相连；

所述推注活塞从推注腔体开放端进入，且其外壁与推注腔体的内壁紧密接触；

所述推注动力杆与推注活塞固定相连，用于带动推注活塞在推注腔体内滑动；同时，推注动力杆通过动力杆紧固件与箱体相连；

所述推注电机与推注动力杆相连，用于带动推注动力杆运动；

所述进样接口与进样阀门的一端相连，进样阀门的另一端作为气体的输入口；

所述出样接口分别与气体压力表、出样阀门的一端相连，出样阀门的另一端与质谱仪的采样动力真空泵相连；

所述采样接口与采样阀门的一端相连，采样阀门的另一端与质谱仪离子腔相连。

2. 根据权利要求1所述的一种质谱仪气体定量自动进样装置，其特征在于，所述推注腔体为圆柱形或方形。

3. 根据权利要求1所述的一种质谱仪气体定量自动进样装置，其特征在于，所述推注活塞的形状与推注腔体相适应。

4. 根据权利要求1所述的一种质谱仪气体定量自动进样装置，其特征在于，所述推注电机与推注动力杆通过齿轮结构相互啮合。

5. 根据权利要求1所述的一种质谱仪气体定量自动进样装置，其特征在于，所述出样接口通过一个三通接头分别与气体压力表、出样阀门的一端相连。