CN219040405U - 一种碰撞池的气路系统及质谱仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及质谱仪技术领域，特别涉及一种碰撞池的气路系统及质谱仪，碰撞池的气路系统利用限流结构、机械泵与比例阀的简单配合，能够与仪器共同使用同一路气体，简化了整个质谱仪的气路系统，且实现了碰撞池气流的微量控制，将成本降低到了现有技术的十分之一以下，在质谱领域具有广泛的应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及质谱仪技术领域，特别涉及一种碰撞池气路系统及质谱仪。
背景技术
随着社会日益增长的分析需求，质谱仪已经成为分析领域中越来越重要的科学仪器。其广泛的应用于有机化学、生物学、地球化学、核工业、材料科学、环境科学、医学卫生、食品化学、石油化工等领域以及空间技术和公安工作等特种分析方面。三重四极杆质谱仪是一种近年来被广泛应用的质谱仪，它是有机质谱中最灵敏和定量能力最好的仪器。它具有的串级质谱分析功能，使得其可以在一种单一的质谱仪上同时实现质量分析和串级质谱分析，可同时获得有关样品组成和分子结构的多重信息。
在三重四极杆质谱实验过程中，碰撞气体是分析过程中的重要组成部分。它的作用主要包括两个方面：第一，当离子由前一个传输电极进入碰撞池时，常常具有较大的动能，此时碰撞池中存在的少量气体将与这些高能量的离子发生碰撞，实现离子动能的碰撞转移，即所谓的碰撞冷却，将大部分的离子动能冷却下来，使得其更好的被下一个质量分析器捕获聚焦与检测（例如在Q3扫描的过程中），提高分析仪器的灵敏度和质量分辨能力；第二，在串级质谱分析过程中，被电场加速的高能离子必须与碰撞气体分子发生碰撞，才可以将离子的动能转化成离子的内部能量，如电子、振动或转动能量，即获得具有较高内能的离子。高内能的离子将进一步发生化学键断裂生成碎片离子，整个过程被称为“碰撞诱导解离”。
因此，实现微量的气体流量控制对于碰撞池尤为重要，但现有技术中通常采用单个比例阀进行微量控制，但比例阀很难将气体流量控制到微量，且比例阀若是发生损坏，气流会收到很大影响，导致整个仪器不稳定，也有为了实现微量控制，所以往往对比例阀的要求很高，国内技术目前无法实现，而进口设备价格昂贵。针对单阀结构因为阀损坏会带来较大影响的问题，目前也有采用多个阀进行控制的，但这不仅仅会让碰撞池气路变得复杂，还会导致质谱仪整个气路结构复杂，成本较高且并不能完全达到碰撞池气路的要求。
发明内容
因此，本文提出了一种碰撞气路的设计系统，该系统简单，稳定，可实现微量的气体流量控制。
具体实现如下：
一种碰撞池的气路系统，包括：气源、主气管、分气结构、分气管、机械泵和比例阀，
所述主气管连通所述气源和所述分气结构，
所述分气结构将主气管中的气流分为多个支流，所述分气结构与所述分气管连通，所述分气管包括第一分气管和第二分气管，
所述第一分气管与所述机械泵相连，所述第二分气管上设有比例阀。
机械泵可以抽走多余的气体，减小气流对比例阀的压力。
进一步的，所述比例阀的气压调节范围为0-300 Pa。
为了实现微量气压的精确控制，所述比例阀可以为并联结构，包括1个以上的比例阀结构。
进一步的，通过比例阀的气流为1mL/min以下。
进一步的，所述气路系统还包括限流结构，所述限流结构设置在所述主气管或所述第二分气管上。
所述限流结构的作用是限制进入碰撞池的气流强度，且在具有限流结构的情况下，即使比例阀发生损坏，处于常开的情况下，仍能保证碰撞池的气压不会超出检测器的工作范围，降低了检测器损坏的可能性，同时也防止了腔内放电，降低了射频电源损坏的可能性。
进一步的，所述限流结构为针阀或限流件。
所述限流件包括阀体和阀芯组件，所述阀体内设置有贯通两端的介质流道，所述阀芯组件嵌设在所述介质流道内，所述阀芯组件中间开孔供气流通过。
所述气源的压力在0.7 Mpa以下。
所述限流结构将经过其的气流控制在10 mL/min以下。
所述机械泵主要是为了抽走大部分的多余气体，通过机械泵与限流结构的配合，可以实现对气路系统更为精细的控制，且在两者配合之下，到达比例阀的气流较小，对比例阀本身性能的要求较低，国产比例阀便能够实现控制功能，大大降低了生产成本；若没有机械泵很难实现对大流量气体的控制，若没有限流结构则对微量气流的控制不够精细。
通过本发明不仅能够将碰撞池的真空度控制在在10-4Pa量级，即流量控制精度可以达到1*10-4Pa以上，而且可以将碰撞池气路与质谱仪其他气路相连通，共用同一气源和主气管，简化质谱仪所有内部气路的布局。
同时因为机械泵的存在，本方案的气路系统可实现1*10-4 ~ 3*10-3Pa的宽范围动态调节。
所述分气结构可选分气块或转接件。
所述转接件包括第一开口、第二开口和第三开口，所述第一开口通过第一分气管与所述机械泵相连，所述第二开口通过第二分气管与比例阀或限流结构相连，所述第三开口与所述主气管相连。
进一步的，所述气路系统还包括真空检测装置，所述转接件还包括第四开口，所述第四开口与真空检测装置相连，用于检测真空度。
本发明的另一方面，公开了一种含有上述气路系统的质谱仪。
有益效果
本发明利用限流结构、机械泵与比例阀的简单配合，实现了气流的微量控制，并且精度精度可以达到1*10-4Pa以上；
本发明利用机械泵控制多余气流，可以实现与仪器共同使用同一路气体，无需额外供应一路气体作为碰撞气，简化了整个质谱仪的气路系统；
本发明利用简单的结构，将碰撞池气路的成本降低到现有技术的十分之一以下；
本发明的气路系统具有更高的安全性和更宽的可调节动态范围。
附图说明
图1：碰撞池的气路系统示意图；
图2：转接件示意图；
图3：碰撞池的气路系统示意图；
图4：限流件示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1至图4。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意的方式说明本实用新型的基本构想，遂图示中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量及比例可为一种用于碰撞池管路的限流结构随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。本说明书所附图示所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
如图1所示，一种碰撞池的气路系统，包括：气源1、主气管、分气结构2、分气管、机械泵3和比例阀4，
所述主气管连通所述气源1和所述分气结构2，
所述分气结构2将主气管中的气流分为多个支流，所述分气结构2与所述分气管连通，所述分气管包括第一分气管和第二分气管，
所述第一分气管与所述机械泵3相连，所述第二分气管上设有比例阀5。
所述比例阀5可以为并联结构，包括1个以上的比例阀结构
所述气源的压力在0.5-0.7 Mpa之间。
通过机械泵和比例阀的控制，保证通过比例阀的气流为1mL/min以下。
如图2所示，本实施例中所述分气结构2为转接件，在另一实施例中也可选分气块。
所述转接件包括第一开口21、第二开口22和第三开口23，所述第一开口21通过第一分气管与所述机械泵3相连，所述第二开口22通过第二分气管与比例阀4或限流结构6相连，所述第三开口23与所述主气管相连。
进一步的，所述气路系统还包括真空检测装置，所述转接件还包括第四开口24，所述第四开口与真空检测装置相连，用于检测真空度。
工作时，当气流从气源1输出后经主气管到达分气结构2的第三开口23，经第一开口21流出的气流到达机械泵，由机械泵抽走多余的气流，经第二开口22流出的气流到达比例阀4调控后，进入碰撞池5。
进一步的，如图3所示，所述气路系统还包括限流结构6，所述限流结构6设置在所述主气管上。当气流从气源1输出后经主气管到限流结构6，通过限流结构6的气流再经2分气结构2分为两路，一路经第一分气管到达机械泵，由机械泵抽走多余的气流，另一路经第二分气管到达比例阀4调控后，进入碰撞池5。
所述限流结构将经过其的气流控制在10 mL/min以下。
进一步地，所述限流结构6也能够设置在第二分气管上。
所述机械泵主要是为了抽走大部分的多余气体，通过机械泵与限流结构的配合，可以实现对气路系统更为精细的控制，且在两者配合之下，到达比例阀的气流较小，对比例阀本身性能的要求较低，国产比例阀便能够实现控制功能，大大降低了生产成本；若没有机械泵很难实现对大流量气体的控制，若没有限流结构则对微量气流的控制不够精细。
进一步地所述限流结构为针阀或限流件。
所述限流结构的作用是限制进入碰撞池的气流强度，且在具有限流结构的情况下，即使比例阀发生损坏，处于常开的情况下，仍能保证碰撞池的气压不会超出检测器的工作范围，降低了检测器损坏的可能性，同时也防止了腔内放电，降低了射频电源损坏的可能性。
如图4所示，所述限流件包括阀体61和阀芯62组件，所述阀体内设置有贯通两端的介质流道63，所述阀芯组件62嵌设在所述介质流道内，所述阀芯组件中间开孔供气流通过。
Claims (10)
1.一种碰撞池的气路系统，其特征在于，包括：气源、主气管、分气结构、分气管、机械泵和比例阀，
所述主气管连通所述气源和所述分气结构，
所述分气结构将主气管中的气流分为多个支流，所述分气结构与所述分气管连通，所述分气管包括第一分气管和第二分气管，
所述第一分气管与所述机械泵相连，所述第二分气管上设有比例阀。
2.如权利要求1所述的气路系统，其特征在于，所述比例阀的气压调节范围为0-300Pa。
3.如权利要求1或2所述的气路系统，其特征在于，通过比例阀的气流为1mL/min以下。
4.如权利要求1或2任意一项所述的气路系统，其特征在于，所述分气结构选自分气块或转接件，
所述转接件包括第一开口、第二开口和第三开口，所述第一开口通过第一分气管与所述机械泵相连，所述第二开口通过第二分气管与比例阀或限流结构相连，所述第三开口与所述主气管相连。
5.如权利要求4所述的气路系统，其特征在于，进一步的，所述气路系统还包括真空检测装置，所述转接件还包括第四开口，所述第四开口与真空检测装置相连。
6.如权利要求1或2所述的气路系统，其特征在于，所述气路系统还包括限流结构，所述限流结构设置在所述主气管或所述第二分气管上。
7.如权利要求6所述的气路系统，其特征在于，所述限流结构将经过其的气流控制在10mL/min以下。
8.如权利要求6所述的气路系统，其特征在于，所述限流结构为针阀或限流件。
9.如权利要求8所述的气路系统，其特征在于，所述限流件包括阀体和阀芯组件，所述阀体内设置有贯通两端的介质流道，所述阀芯组件嵌设在所述介质流道内，所述阀芯组件中间开孔供气流通过。
10.一种质谱仪，其特征在于，包含权利要求1-9任意一项所述的气路系统。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202222811726.6U CN219040405U (zh) | 2022-10-25 | 2022-10-25 | 一种碰撞池的气路系统及质谱仪 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN202222811726.6U CN219040405U (zh) | 2022-10-25 | 2022-10-25 | 一种碰撞池的气路系统及质谱仪 |
Publications (1)
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|---|---|
| CN219040405U true CN219040405U (zh) | 2023-05-16 |
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Family Applications (1)
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| CN202222811726.6U Active CN219040405U (zh) | 2022-10-25 | 2022-10-25 | 一种碰撞池的气路系统及质谱仪 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN219040405U (zh) |
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2022
- 2022-10-25 CN CN202222811726.6U patent/CN219040405U/zh active Active
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