CN209589927U - 一种精准的残余气体质谱分析系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种精准的残余气体质谱分析系统，包括前级泵、分子泵、质谱仪、操作平台，所述前级泵位于操作平台一侧，前级泵和质谱仪前级出口连接，所述分子泵安装在操作平台上，所述质谱仪和分子泵连接并且位于分子泵上方，质谱仪前端和分子泵之间还设有气体管道，质谱仪前端淤积的气体通过气体管道进入到分子泵，质谱仪前级出口与分子泵之间设有前级管道，分子泵内的气体通过前级管道进入到前级泵。本实用新型实现了设备的一体化，使得气体分析更加方便，并且设备体积小、系统成套，无需组装其它辅助设备即可使用，让气体分析效率高、时间短，质谱仪前端不易淤积气体，分子泵内的气体易于排出。

Description

一种精准的残余气体质谱分析系统

技术领域

本实用新型属于气体应用领域，具体涉及一种精准的残余气体质谱分析系统。

背景技术

随着经济和科学技术的发展，气体应用的领域不断被开发，在国民经济中有着重要的作用，广泛地应用于化工、冶金、石油、石化、机械、电子、轻工等诸多技术领域。

现有技术中，质谱分析系统为体积大、占地空间多、质量重的大型精密设备，不易搬运和安装；在进行气体分析前还需要自行组装辅助设备，如抽真空设备、气体分析系统、气体进样等。由于组装工作涉及到多种专业知识，如果无专业人员指导自行组装，会使得质谱分析结果不准确，所得数据误差大；而且操作过程繁琐，所要求的操作人员多。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型为了解决上述存在之不足，提供一种精准的残余气体质谱分析系统，本装置体积小，系统成套，无需组装，分析结果准确，误差小，并且操作简单，耗时短，效率高。

本实用新型的发明人通过长期的探索尝试以及多次的实验和努力，不断改革与创新，为解决以上技术问题，所采用的具体技术方案是提供一种精准的残余气体质谱分析系统，包括前级泵、分子泵、质谱仪、操作平台，所述前级泵位于操作平台一侧，前级泵和质谱仪前级出口连接，所述分子泵安装在操作平台上，所述质谱仪和分子泵连接并且位于分子泵上方，质谱仪前端和分子泵之间还设有气体管道，质谱仪前端淤积的气体通过气体管道进入到分子泵，质谱仪前级出口与分子泵之间设有前级管道，分子泵内的气体通过前级管道进入到前级泵。

根据本实用新型所述的精准的残余气体质谱分析系统，其进一步的技术方案是：所述前级泵为隔膜泵。

根据本实用新型所述的精准的残余气体质谱分析系统，其进一步的技术方案是：所述前级泵和质谱仪前级出口通过波纹管连接。

根据本实用新型所述的精准的残余气体质谱分析系统，其进一步的技术方案是：所述波纹管和质谱仪前级出口连接处设有气动波纹管阀。

根据本实用新型所述的精准的残余气体质谱分析系统，其进一步的技术方案是：所述质谱仪和分子泵通过超高真空法兰连接。

根据本实用新型所述的精准的残余气体质谱分析系统，其进一步的技术方案是：所述操作平台下方设有电源，操作平台上设有控制阀组，控制阀组和电源电性连接。

根据本实用新型所述的精准的残余气体质谱分析系统，其进一步的技术方案是：所述控制阀组上连接有压力开关。

根据本实用新型所述的精准的残余气体质谱分析系统，其进一步的技术方案是：所述分子泵上还连接有吹扫阀，吹扫阀的另一端与真空压力表连接。

根据本实用新型所述的精准的残余气体质谱分析系统，其进一步的技术方案是：所述真空压力表上还安装有压力调节阀。

根据本实用新型所述的精准的残余气体质谱分析系统，其进一步的技术方案是：所述气体管道包括前端接头、套管、手拧螺钉、回转接头、手拧螺母，前端接头和回转接头通过套管连接，手拧螺钉和手拧螺母分别位于回转接头两端。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案具有如下优点：

1.本实用新型结构简单、操作方便，用于气体分析。本实用新型实现了设备的一体化，使得气体分析更加方便；并且设备体积小、系统成套，无需组装其它辅助设备即可使用，让气体分析效率高、时间短、误差小，质谱仪前端不易淤积气体，分子泵内的气体易于排出。

2.本实用新型还具备模块化和专业化。模块化：可根据实际应用工况，配置对应模块，即可完成多种工艺需求，同类产品往往需要更换整套设备。专业化：更换合适的进样器，以对应不同气体分子量的待检样气进行定性，定量分析。

3.通过在质谱仪前端和分子泵之间设置气体管道，让质谱仪前端淤积的气体通过分子泵抽走，提高样气分析的准确性，减少误差。

4.通过设置前级管道，让分子泵内储存的气体由前级泵抽走，再进行排出，可以确保将分子泵内气体完全排出，降低分子泵内的气体压力，减少分子泵发热，提高分析检测效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型的立体结构示意图。

图2是本实用新型的结构示意图。

图3是本实用新型的侧视图。

图4是本实用新型中前级管道的结构示意图。

图5是本实用新型中气体管道的结构示意图。

图中标记分别为：1前级泵、2电源控制盒、3操作平台、4分子泵、5标定气瓶、6进样口、7质谱仪、8压力开关、9波纹管、10吹扫阀、11真空压力表、12吹扫气进口、13压力调节阀、14超高真空法兰、15控制阀组、16质谱仪前级出口、17前级管道、18分子泵接头、19前级管；

20气体管道、21前端接头、22套管、23手拧螺钉、24回转接头、25手拧螺母。

具体实施方式

本实用新型实施方式中对附图进行详细说明，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。

如图1-5所示，本实用新型在此提供一种精准的残余气体质谱分析系统，包括前级泵1、分子泵4、质谱仪7，所述前级泵1位于操作平台3的一侧，前级泵1和质谱仪前级出口16连接，所述分子泵4安装在操作平台3上，所述质谱仪7和分子泵4连接并且位于分子泵4上方。

质谱仪前级出口16与分子泵4之间设有前级管道17，分子泵4内的气体通过前级管道17进入到前级泵1，然后残余样气从前级泵1排出进行收集，可以对残余样气再次进行检测，提高检测效果。前级管道17中分子泵接头18活动连接分子泵4，前级管19和分子泵接头18连接，前级管19另一端设有螺纹接头，螺纹接头与质谱仪前级出口16活动连接，这样便于拆卸和安装前级管道17，减少操作时间。设置前级管道17，让分子泵4内储存的气体可以经前级管道被前级泵1抽走，确保将分子泵4内气体完全排出，降低分子泵4内的气体压力，减少分子泵4发热，提高分析检测效果。

优选地，前级泵1为隔膜泵，隔膜泵是通过信号控制，便于操作。

隔膜泵1位于操作平台3的一侧，通过波纹管9和质谱仪7前级出口连接，在此连接处还设有气动波纹管阀，气动波纹管阀和控制阀组15连接。

如图1、2所示，操作平台3下方设有电源，操作平台3上安装有控制阀组15，控制阀组15的一侧安装有分子泵4，电源分别和隔膜泵1、控制阀组15、分子泵4连接。

优选地，电源具体为电源控制盒2。

分子泵4安装在操作平台3上，分子泵4和质谱仪7连接，连接件为超高真空法兰14，使得连接处密封性好，热稳定性好，不易损坏，检漏方便。质谱仪7位于分子泵4上方，质谱仪7上方还设有标定气瓶5，标定气瓶5出口与质谱仪7检进样口连接，使得标定气瓶5中的气体进入质谱仪7进行分析，其中，标定气瓶5中含有氦气、氮气、氩气和氢气，且各气体定量设置。

分子泵4下部位置还连接有吹扫阀10，吹扫阀10的另一端与真空压力表11连接，真空压力表11上还设有压力调节阀13，观察压力表读数并通过调节阀调整压力。真空压力表11下方连接处还设有吹扫气进口12，吹扫阀10还和控制阀组15连接，通过控制阀组15控制吹扫阀的启停，从而让吹扫气对管道进行清洁，保证气体分析的准确性。

吹扫功能可根据具体情况进行选择。当需要进行管道清洁时，将吹扫阀10和控制阀组15连接，吹扫气连接在吹扫气进口处，控制阀组15控制吹扫阀10开启让吹扫气进入管道；当不需要进行管道清洁时，吹扫阀10不和控制阀组15连接，吹扫气进口处不接吹扫气。

还设有压力开关8，压力开关8安装在控制阀组15上。

优选地，分子泵4上还设置降温设备，如风扇，让分子泵4在工作时自身温度保持恒定，工作效率更高。

本实施例在质谱仪前端和分子泵4之间还设有气体管道20，质谱仪前端淤积的气体通过气体管道20进入到分子泵4，气体管道20包括前端接头21、套管22、手拧螺钉23、回转接头24、手拧螺母25，前端接头21和回转接头24通过套管22连接，手拧螺钉23和手拧螺母25分别位于回转接头24两端，其中前端接头21和质谱仪前端连接，手拧螺钉23和分子泵4连接，当质谱仪前端进气压力过高，相应的小孔适配器孔径较小，使工艺样气在小孔前端造成淤积，则分析的结果就不准确，为了排出多余淤积的工艺样气，设置了该气体管道20，通过分子泵4将样气抽走。

本实用新型是一个成套设备，使用时无需再次组装，只要把各处的连接线接上即可，具体步骤为：

1.用波纹管连接前级泵和质谱仪前级出口，将质谱仪前级出口和分子泵通过前级管道连接，将质谱仪前端和分子泵通过气体管道连接；

2.将隔膜泵和分子泵通过电源线和电源控制盒连接；

3.将分子泵启动控制线一端连接分子泵，一端和电源控制盒连接；

4.将压力开关控制线一端接入压力开关的插座上，一端和电源控制盒连接；

5.将阀组控制线一端接入阀组输入口，一端和电源控制盒连接；

6.用4mm气管将阀组供气口和气动波纹管阀连接；

7.将供气气源接入阀组供气口；

8.将数据传输线一端接计算机，一端接设备的数据传输口；

9.将被测气体接入设备进样口；

10.将总电源线插入电源控制盒的总电源接口，开启电源启动设备。

本实用新型工作原理：

1.将此设备接入待检品管路上；

2.开启设备前级泵，将待检管路内的压力抽至10Pa以下；

3.开启分子泵，将待检管路内的压力抽至与四极质谱仪相匹配的PPM；

4.开启四极质谱仪将待检品电离加速通过质谱仪的四极质谱杆；

5.通过软件比对通过四极质谱杆的离子数与标准理论离子数的当量来确定所检物质的含量。

本实用新型通过将各个部分的设备整合在一起，形成一个一体化设备，安装方便，操作简单，无需自行组装，使得分析结果误差小，并且设备体积小，运输方便，节省空间。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。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的精神范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种精准的残余气体质谱分析系统，其特征在于：包括前级泵、分子泵、质谱仪、操作平台，所述前级泵位于操作平台一侧，前级泵和质谱仪前级出口连接，所述分子泵安装在操作平台上，所述质谱仪和分子泵连接并且位于分子泵上方，质谱仪前端和分子泵之间还设有气体管道，质谱仪前端淤积的气体通过气体管道进入到分子泵，质谱仪前级出口与分子泵之间设有前级管道，分子泵内的气体通过前级管道进入到前级泵。

2.根据权利要求1所述的精准的残余气体质谱分析系统，其特征在于，所述前级泵为隔膜泵。

3.根据权利要求1所述的精准的残余气体质谱分析系统，其特征在于，所述前级泵和质谱仪前级出口通过波纹管连接。

4.根据权利要求3所述的精准的残余气体质谱分析系统，其特征在于，所述波纹管和质谱仪前级出口连接处设有气动波纹管阀。

5.根据权利要求1所述的精准的残余气体质谱分析系统，其特征在于，所述质谱仪和分子泵通过超高真空法兰连接。

6.根据权利要求1所述的精准的残余气体质谱分析系统，其特征在于，所述操作平台下方设有电源，操作平台上设有控制阀组，控制阀组和电源电性连接。

7.根据权利要求6所述的精准的残余气体质谱分析系统，其特征在于，所述控制阀组上连接有压力开关。

8.根据权利要求1所述的精准的残余气体质谱分析系统，其特征在于，所述分子泵上还连接有吹扫阀，吹扫阀的另一端与真空压力表连接。

9.根据权利要求8所述的精准的残余气体质谱分析系统，其特征在于，所述真空压力表上还安装有压力调节阀。

10.根据权利要求1所述的精准的残余气体质谱分析系统，其特征在于，所述气体管道包括前端接头、套管、手拧螺钉、回转接头、手拧螺母，前端接头和回转接头通过套管连接，手拧螺钉和手拧螺母分别位于回转接头两端。