CN216450594U - 一种新型四极滤质器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于过滤具有在一定质荷比范围内离子束的一种新型四极滤质器，所述滤质器利用直流与交流电场来对正负离子的质荷比进行分析，包括四根间距相等的平行圆柱形金属杆组成，被加速的离子束穿过对准四根极杆之间空间的离子束出口。所述四极滤质器的圆柱形正东金属杆（1）与相对的正西金属杆（3）串联，正南金属杆（2）与正北金属杆（4）串联，相邻正东金属杆（1）与正南金属杆（2）、正西金属杆（3）与正北金属杆（4）直流电势方向相反、交流电势的相位相反。离子束经电场加速穿过离子束出口（5）。离子束经直流电场与交流电场受到电场力的作用实现对离子束的筛选。
Description
技术领域
适用与离子束的分布研究领域。
背景技术
在质谱分析技术中使用四极滤质器，四极滤质器 (QMF) 是现代质谱仪的关键组件,用以传输具有位于稳定的工作区域的荷质比的离子。在其他因素中，该稳定的工作区域的大小由四极杆的几何结构和施加到所述杆上的直流和射频电压(包括射频电压的频率)的大小来控制。因此，所传输的离子可具有取决于该稳定工作区域的大小的质荷比范围。通过减少稳定的工作区域的大小可减少滤质器的传输特性、并因此减少所传输的或经过滤的离子束中的质荷比的范围。相当一部分被滤掉的离子击打四极杆，以从所述杆上溅射介电材料和/或将介电材料沉积在所述杆上。随着时间的过去，所沉积的材料可使杆的表面区域变得局部或完全绝缘，或具有不同的逸出功(electrical work function)。因此，沉积在杆上的材料影响了与施加到杆上的电压有关的电场特性。最后，所沉积的材料改变了杆表面附近的电场强度。由发射极射出的离子束在电场作用下发生一定程度的偏移，荷质比不同的离子所受电场力不同，从而筛选出具有一定范围荷质比的离子。在滤质器中，离子通过滤质器的稳定的轨道非常接近所述杆相当长的距离。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型四极滤质器，用于过滤具有一定荷质比范围内的离子束，并传输所需荷质比的离子。所述设备包括直流与交流电源，四根相同圆柱形金属棒。用于形成所需电场，经离子束发射极射出的离子，经过通电金属棒形成的电场后，受电场力的作用发生偏转，通过小孔输出。构成为仅选择具有一子范围的质荷比的离子。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型四极滤质器，包括四根圆柱形正东金属棒（1）、正南金属棒（2）、正西金属棒（3）、正北金属棒（4），直流电源、交流电源、离子发射器、离子束出口（5）。滤质器半径为9.69毫米，正东金属棒（1）、正南金属棒（2）、正西金属棒（3）、正北金属棒（4）半径为2.78毫米，离子束出口（5）边长为1毫米。四根金属杆分布于径直小孔的正向四周。
与现有技术相比，本发明的有益效果式：由于使用碰撞或反应单元的设备所生成的光谱可包括来源于反应的离子的不需要的峰值。通过碰撞或反应降低了通过碰撞单元的离子的传输，从而影响了设备的灵敏性。因为操作碰撞单元所需的控制而使得这种设备的操作复杂性较高。同时，操作者需要非常了解离子碰撞化学知识，以确保使用正确的气体，否则不会发生所需反应，且光谱结果可使人误解或无用。本发明的实施例在这样的压力下工作，其中在滤质器级中几乎不可能发生反应或碰撞。可以更有效且准确的筛选出所需荷质比范围内的离子。离子输出结果更加精准。且离子束中的离子在滤质器中任何残余气体之间发生反应或碰撞的可能性非常低或根本不存在。
附图说明
图1为一种新型四极滤质器模型几何图。
图2为一种新型四极滤质器模型电势分布图。
图3为一种新型四极滤质器的140个射频内离子位置图。
具体实施方式
参考图1，本发明提供一种新型四极滤质器，包括四根圆柱形正东金属棒（1）、正南金属棒（2）、正西金属棒（3）、正北金属棒（4），直流电源、交流电源、离子发射器、离子束出口（5）。其中正东金属杆（1）与正西金属杆（3）串联，正南金属杆（2）与正北金属杆（4）串联，相邻正东金属杆（1）与正南金属杆（2）、正西金属杆（3）与正北金属杆（4）所接电流直流电势方向相反、交流电势的相位相反。四根正东金属杆（1）、正南金属杆（2）、正西金属杆（3）、正北金属杆（4）分别位于离子束出口（5）的正东、正南、正西、正北四个方向，且距离子束出口（5）距离相同; 正东金属杆（1）、正南金属杆（2）、正西金属杆（3）、正北金属杆（4）用于形成电场，筛选所需荷质比的离子束。滤质器半径为9.69毫米，金属杆半径为2.78毫米，离子束出口（5）边长为1毫米。四根金属杆分布于径直小孔的正向四周。
工作原理
本发明通过金属杆连接直流于交流电源，电流经金属杆形成所需电场，经离子束发射极射出的离子，经过通电金属棒形成的直流电场于交流电场叠加后的总电场后，受电场力的作用发生偏转，通过小孔输出。构成为仅选择具有一子范围的质荷比的离子。从而达到筛选所需离子的目的。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改﹑替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种新型四极滤质器，其特征在于，具体包括：正东金属棒（1）、正南金属棒（2）、正西金属棒（3）、正北金属棒（4），直流与交流电源，离子束发射器和用于输出特定范围内的离子束出口（5）;所述直流与交流电源接于四根金属棒;其中正东金属杆（1）与正西金属杆（3）串联，正南金属杆（2）与正北金属杆（4）串联，相邻正东金属杆（1）与正南金属杆（2）、正西金属杆（3）与正北金属杆（4）所接电流直流电势方向相反、交流电势的相位相反;离子束出口（5）位于金属杆的中心位置。
2.根据权利要求1所述的一种新型四极滤质器，其特征在于位于中心的方形离子束出口（5），离子束经电场作用后经离子束出口（5）输出。
3.根据权利要求1所述的一种新型四极滤质器，其特征在于四根正东金属杆（1）、正南金属杆（2）、正西金属杆（3）、正北金属杆（4）分别位于离子束出口（5）的正东、正南、正西、正北四个方向，且距离子束出口（5）距离相同; 正东金属杆（1）、正南金属杆（2）、正西金属杆（3）、正北金属杆（4）用于形成电场，筛选所需荷质比的离子束。
4.根据权利要求1所述的一种新型四极滤质器，其特征在于正东金属杆（1）与正西金属杆（3）串联、正南金属杆（2）与正北金属杆（4）串联，相邻正东金属杆（1）与正南金属杆（2）、正西金属杆（3）与正北金属杆（4）直流电势方向相反、交流电势的相位相反。
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