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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Anmeldung gehört zum technischen Gebiet einer lonenbeschleunigungsvorrichtung und betrifft insbesondere eine lonenbeschleunigungsvorrichtung für eine Kollisionsreaktionszelle mit extrem geringem Übersprechen.
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STAND DER TECHNIK
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Der Radiofrequenz-Quadrupol(RFQ)-Beschleuniger wurde im Jahr 1969 von sowjetischen Wissenschaftlern vorgestellt und im Jahr 1984 von amerikanischen Wissenschaftlern mit dem Erfolg bei der Beschleunigung großer Ströme auf der Welt berühmt und populär verbreitet. RFQ verfügt über vier Elektroden - zwei Gruppen von symmetrischen Elektroden. Elektroden in jeder Gruppe von RFQ besitzen ein gleiches Potenzial und eine gleiche Spannung, während die Potenziale und die Spannungen der beiden Gruppen gerade im Gegenteil stehen, sodass RFQ bei der Beschleunigung von Partikeln (eine Zusammenwirkung von den beiden Gruppen von Elektroden) auch eine bündelnde Funktion für Partikel (einzelne Gruppe von Elektroden) ausüben kann.
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In einer vorhandenen lonenbeschleunigungsvorrichtung für eine Kollisionsreaktionszelle mit extrem geringem Übersprechen führt eine relativ niedrige Effizienz der Übertragung beim Übertragungsbetrieb geladener Ionen dazu, dass die geladenen Ionen nicht gut fungieren können. Indessen ist eine vorhandene lonenbeschleunigungsvorrichtung für eine Kollisionsreaktionszelle mit extrem geringem Übersprechen nicht in der Lage, die Bewegungsspuren von geladenen Ionen sehr gut zu verändern. Somit können die geladenen Ionen in der Vorrichtung nicht vollständig herausgeführt werden und als Folge sinkt die Betriebseffizienz der Vorrichtung. Wie eine lonenbeschleunigungsvorrichtung für eine Kollisionsreaktionszelle mit extrem geringem Übersprechen entworfen wird, ist das in der Gegenwart zu lösende technische Problem.
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DARSTELLUNG DES GEBRAUCHSMUSTERS
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Die vorliegende Erfindung zielt darauf, eine lonenbeschleunigungsvorrichtung für eine Kollisionsreaktionszelle mit extrem geringem Übersprechen bereitzustellen, um das Problem, dass eine im obigen Stand der Technik erwähnte lonenbeschleunigungsvorrichtung für eine Kollisionsreaktionszelle mit extrem geringem Übersprechen die Übertragungsarbeit nicht gut durchführen und die Bewegungsspuren von geladenen Ionen nicht einstellen kann, zu lösen.
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Zum obigen Zweck wird in der vorliegenden Erfindung folgendermaßen eine technische Maßnahme bereitgestellt: eine lonenbeschleunigungsvorrichtung für eine Kollisionsreaktionszelle mit extrem geringem Übersprechen, umfassend einen Vorrichtungskörper, einen Vakuumkammerzylinder, einen ersten Rohrbündelkanal und einen zweiten Rohrbündelkanal; wobei im Innen des Vorrichtungskörpers der Vakuumkammerzylinder fest verbunden ist; auf einer Oberseite des Vorrichtungskörpers der erste Rohrbündelkanal eingebettet verbunden ist; auf einer anderen Seite im Innen des Vorrichtungskörpers eine Stützstange für Driftröhre fest verbunden ist; der Mittelteil der Stützstange für Driftröhre mit einer Driftröhre fest verbunden ist; eine Seite im Innen des Vorrichtungskörpers mit einer Stützstange für RF-Quadrupolfeld-Stabelektroden fest verbunden ist; am Oberteil der Stützstange für RF-Quadrupolfeld-Stabelektroden ein Parallelstütz-Kontakt fest verbunden ist; auf einer Seite des Parallelstütz-Kontakts eine RF-Quadrupolfeld-Stabelektrode eingebettet verbunden ist; eine andere Seite der RF-Quadrupolfeld-Stabelektrode mit einem Vertikalstütz-Kontakt fest verbunden ist; ein anderes Ende des Vorrichtungskörpers mit einem ersten Isoliersitz fest verbunden ist, innerhalb dessen eine Kollisionskammer eingebettet verbunden ist; auf beiden Seiten der Kollisionskammer eine Hochfrequenz-Elektroden-Quadrupol-Linse fest verbunden ist; eine andere Seite des ersten Isoliersitzes mit einer Elektrodenstab-Elektrode fest verbunden ist; am Boden des ersten Rohrbündelkanals ein zweiter Rohrbündelkanal fest verbunden ist, im Mittelteil innerhalb des ersten Isoliersitzes ein Steckschlitz eingebettet verbunden ist.
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Optional ist auf beiden Seiten im Innen des Vorrichtungskörpers eine T-förmige Platte fest verbunden.
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Optional ist eine andere Seite der Elektrodenstab-Elektrode mit einem zweiten Isoliersitz fest verbunden.
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Optional sind um das Innen des Vorrichtungskörpers herum Lüftungslöcher eingebettet angeordnet.
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Optional werden die RF-Quadrupolfeld-Stabelektrode und der Parallelstütz-Kontakt, die Stützstange für RF-Quadrupolfeld-Stabelektroden, der Vertikalstütz-Kontakt und ein Beschleunigungsspalt zusammen zu einem Schnelltransportmechanismus kombiniert.
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Optional werden die Hochfrequenz-Elektroden-Quadrupol-Linse und der erste Isoliersitz, die Kollisionskammer und die Elektrodenstab-Elektrode zusammen zu einem Beschleunigungsmechanismus kombiniert werden.
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Im Vergleich zum Stand der Technik bestehen die vorteilhaften Wirkungen der vorliegenden Erfindung darin:
- 1. Bei dieser lonenbeschleunigungsvorrichtung für eine Kollisionsreaktionszelle mit extrem geringem Übersprechen wird während der Übertragung eine Elektroden-Feld-Region wegen des Beschleunigungsschlitzes auf der Außenseite der RF-Quadrupolfeld-Stabelektrode gebildet, so dass geladene Ionen während der Übertragung beschleunigt werden können, anschließend die übertragenen geladenen Ionen durch die Driftröhre hindurchgehen und das elektrische Feld in der Driftröhre das positive elektrische Feld wird, so dass es sich einen beschleunigten Trend der geladenen Ionen bei deren Übertragung im ganzen Vorrichtungskörper zeigt, so dass die geladenen Ionen im Vorrichtungskörper schnell übertragen und im Betrieb gesetzt werden und die Effizienz der elektrischen Übertragung der Vorrichtung gesteigert wird.
- 2. Bei dieser lonenbeschleunigungsvorrichtung für eine Kollisionsreaktionszelle mit extrem geringem Übersprechen wird nach einer hinreichenden Reaktion der geladenen Ionen mit einem Kollisionsgas bewirkt, dass die eingehenden geladenen Ionen innerhalb der Kollisionskammer ermöglichen, dass die sich unregelmäßig bewegenden geladenen Ionen eine neue Bewegungsspur derart bilden, dass die geladenen Ionen aus der Kollisionskammer entweichen können und somit die geladenen Ionen sehr gut auf die Elektrodenstab-Elektrode übertragen werden, wodurch die Betriebseffizienz der Vorrichtung erhöht wird.
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Figurenliste
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Um die technische Lösung der vorliegenden Erfindung deutlicher zu veranschaulichen, werden die in Ausführungsbeispielen verwendeten Figuren nachstehend kurz eingeführt. Für den Fachmann ist es offensichtlich, andere Figuren anhand dieser Figuren ohne erfinderisches Zutun zu erhalten.
- 1 ist eine schematische Darstellung der Struktur des erfindungsgemäßen Vorrichtungskörpers;
- 2 ist eine schematische Darstellung der vergrößerten Struktur an der Stelle A der vorliegenden Anmeldung;
- 3 ist eine schematische Darstellung der vergrößerten Struktur an der Stelle B der vorliegenden Anmeldung;
- 4 ist eine schematische Darstellung der Struktur des erfindungsgemäßen ersten Isoliersitzes in Seitenansicht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtungskörper;
- 2
- Vakuumkammerzylinder;
- 3
- ein erster Rohrbündelkanal;
- 4
- ein zweiter Rohrbündelkanal;
- 5
- eine T-förmige Platte;
- 6
- Stützstange für Driftröhre;
- 7
- Driftröhre;
- 8
- Parallelstütz-Kontakt;
- 9
- Stützstange für RF-Quadrupolfeld-Stabelektroden;
- 10
- RF-Quadrupolfeld-Stabelektrode;
- 11
- Vertikalstütz-Kontakt;
- 12
- Beschleunigungsspalt;
- 13
- ein erster Isoliersitz;
- 14
- Hochfrequenz-Elektroden-Quadrupol-Linse;
- 15
- Elektrodenstab-Elektrode;
- 16
- ein zweiter Isoliersitz;
- 17
- Kollisionskammer;
- 18
- Steckschlitz;
- 19
- Lüftungsloch.
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AUSFÜHRLICHE AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die Ausführungsbeispiele werden im Folgenden detailliert beschrieben und beispielhaft in den Figuren dargestellt. Wenn die folgende Beschreibung Figuren betrifft, steht dieselbe Ziffer in verschiedenen Figuren für ein gleiches oder ähnliches Element, sofern nicht anders angegeben. Die in den folgenden Ausführungsbeispielen beschriebenen Ausführungsformen stellen nicht alle mit der vorliegenden Anwendung übereinstimmenden Ausführungsformen dar. Sie sind nur Beispiele von Systemen und Verfahren, die mit einigen in den Ansprüchen ausführlich beschrieben Aspekten der vorliegenden Anmeldung übereinstimmen.
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Unter Bezugnahme auf 1-4 stellt die vorliegende Erfindung eine technische Lösung bereit: eine lonenbeschleunigungsvorrichtung für eine Kollisionsreaktionszelle mit extrem geringem Übersprechen, umfassend einen Vorrichtungskörper 1, einen Vakuumkammerzylinder 2, einen ersten Rohrbündelkanal 3 und einen zweiten Rohrbündelkanal 4; wobei im Innen des Vorrichtungskörpers 1 der Vakuumkammerzylinder 2 fest verbunden ist; auf einer Oberseite des Vorrichtungskörpers 1 der erste Rohrbündelkanal 3 eingebettet verbunden ist; auf einer anderen Seite im Innen des Vorrichtungskörpers 1 eine Stützstange für Driftröhre 6 fest verbunden ist; der Mittelteil der Stützstange für Driftröhre 6 mit einer Driftröhre 7 fest verbunden ist; eine Seite im Innen des Vorrichtungskörpers 1 mit einer Stützstange für RF-Quadrupolfeld-Stabelektroden 9 fest verbunden ist; am Oberteil der Stützstange für RF-Quadrupolfeld-Stabelektroden 9 ein Parallelstütz-Kontakt 8 fest verbunden ist; auf einer Seite des Parallelstütz-Kontakts 8 eine RF-Quadrupolfeld-Stabelektrode 10 eingebettet verbunden ist; eine andere Seite der RF-Quadrupolfeld-Stabelektrode 10 mit einem Vertikalstütz-Kontakt 11 fest verbunden ist; ein anderes Ende des Vorrichtungskörpers 1 mit einem ersten Isoliersitz 13 fest verbunden ist, innerhalb dessen 13 eine Kollisionskammer 17 eingebettet verbunden ist; auf beiden Seiten der Kollisionskammer 17 eine Hochfrequenz-Elektroden-Quadrupol-Linse 14 fest verbunden ist; eine andere Seite des ersten Isoliersitzes 13 mit einer Elektrodenstab-Elektrode 15 fest verbunden ist; am Boden des ersten Rohrbündelkanals 3 ein zweiter Rohrbündelkanal 4 fest verbunden ist, im Mittelteil innerhalb des ersten Isoliersitzes 13 ein Steckschlitz 18 eingebettet verbunden ist.
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Optional ist auf beiden Seiten im Innen des Vorrichtungskörpers 1 eine T-förmige Platte 5 fest verbunden. Wenn ein Benutzer den Vorrichtungskörper 1 zur Inbetriebnahme verwendet, weil die in den Vorrichtungskörper 1 eingehenden Ionen während des Beschleunigungsbetriebs bewirken, dass der Vorrichtungskörper 1 schüttelt und somit die RF-Quadrupolfeld-Stabelektrode 10 die Ionen nicht gut empfangen kann, was zur Folge hat, dass der Übertragungspfad der Ionen variiert, kann der Benutzer durch eine vorgesehene T-förmige Platte 5 ermöglichen, dass der Vorrichtungskörper 1 im Betrieb zu keiner Positionsverschiebung führt und eine stützende Wirkung für die Vorrichtung erheblich verbessert wird, weil die T-förmige Platte 5 und die Stützstange für RF-Quadrupolfeld-Stabelektroden 9 gemeinsam verbunden sind und somit die T-förmige Platte 5 eine stützende Rolle für den Vorrichtungskörper 1 spielt.
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Optional ist eine andere Seite der Elektrodenstab-Elektrode 15 mit einem zweiten Isoliersitz 16 fest verbunden. Im Betrieb des Vorrichtungskörpers 1 führt die Übertragung von Ionen innerhalb des Vorrichtungskörpers 1 zum Problem eines Stromschlags sowie einer Verbrennung des Vorrichtungskörpers 1, weil im Betrieb des Vorrichtungskörpers 1 eine starke Spannung auf die Elektrodenstab-Elektrode 15 angelegt wird. Daher kann der Benutzer als Sockel zum Fixieren der Elektrodenstab-Elektrode 15 einen isolierenden Sockel herstellen, sodass auf dem ersten Isoliersitz 13 und dem zweiten Isoliersitz 16 auf beiden Seiten der Elektrodenstab-Elektrode 15 während der Übertragung von Ionen durch die Elektrodenstab-Elektrode 15 kein Stromschlag stattfindet, wodurch die Lebensdauer des Vorrichtungskörpers 1 deutlich verlängert wird und die Isolationswirkung der Vorrichtung erheblich verbessert wird.
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Optional sind um das Innen des Vorrichtungskörpers 1 herum Lüftungslöcher 19 eingebettet angeordnet. Wenn die Ionen innerhalb des Vorrichtungskörpers 1 ins Innen der Kollisionskammer 17 übertragen werden, kann der Benutzer durch die Lüftungslöcher 19 den Stickstoff als ein mit den Ionen zusammenwirkendes Kollisionsgas einführen, sodass im Vorrichtungskörper 1 zu Beginn der Kollision der Ionen mit dem Kollisionsgas die Bewegungsspuren von Ionen stabiler werden und daher die Wirkung der Stabilisierung der Vorrichtung erheblich verbessert wird.
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Optional werden die RF-Quadrupolfeld-Stabelektrode 10 und der Parallelstütz-Kontakt 8, die Stützstange für RF-Quadrupolfeld-Stabelektroden 9, der Vertikalstütz-Kontakt 11 und ein Beschleunigungsspalt 12 zusammen zu einem Schnelltransportmechanismus kombiniert. Wenn die geladenen Ionen von dem ersten Rohrbündelkanal 3 und dem zweiten Rohrbündelkanal 4 des Vorrichtungskörpers 1 in den Vakuumkammerzylinder 2 eingetreten sind, werden die geladenen Ionen durch die RF-Quadrupolfeld-Stabelektrode 10 empfangen und anschließend übertragen. Indessen kann die im Übertragungsvorgang mit dem Parallelstütz-Kontakt 8 und dem Vertikalstütz-Kontakt 11 verbundene RF-Quadrupolfeld-Stabelektrode 10 eine stabile Übertragung ermöglichen. Während der Übertragung bildet durch den Beschleunigungsspalt auf der Außenseite der RF-Quadrupolfeld-Stabelektrode 10 zudem eine Elektroden-Feld-Region, so dass die geladenen Ionen während der Übertragung beschleunigt werden können, anschließend die übertragenen geladenen Ionen durch die Driftröhre 7 hindurchgehen und das elektrische Feld in der Driftröhre 7 das positive elektrische Feld wird, so dass es sich einen beschleunigten Trend der geladenen Ionen bei deren Übertragung im ganzen Vorrichtungskörper 1 zeigt, so dass die geladenen Ionen im Vorrichtungskörper 1 schnell übertragen und im Betrieb gesetzt werden und die Effizienz der elektrischen Übertragung der Vorrichtung erheblich gesteigert wird.
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Optional werden die Hochfrequenz-Elektroden-Quadrupol-Linse 14 und der erste Isoliersitz 13, die Kollisionskammer 17 und die Elektrodenstab-Elektrode 15 zusammen zu einem Beschleunigungsmechanismus kombiniert werden. Wenn die geladenen Ionen im Vorrichtungskörper 1 auf die Kollisionskammer 17 im ersten Isoliersitz 13 übertragen werden und wenn die geladenen Ionen in die Kollisionskammer 17 eingetreten sind, kann die Hochfrequenz-Elektroden-Quadrupol-Linse 14 innerhalb der Kollisionskammer 17 eine fokussierende Funktion für die von der Driftröhre 7 übertragenen geladenen Ionen ausüben, so dass unregelmäßige geladene Ionen besser ins Innen der Kollisionskammer 17 eintreten können, und die in die Kollisionskammer 17 eingehenden geladenen Ionen unter einer Aufprallwirkung von einem Kollisionsgas neutrale Moleküle und Photonen gut eliminieren können, und nach einer hinreichenden Reaktion der geladenen Ionen mit dem Kollisionsgas die eingehenden geladenen Ionen in der Kollisionskammer 17 dazu führen, dass die sich unregelmäßig bewegenden geladenen Ionen eine neue Bewegungsspur derart bilden, dass die geladenen Ionen aus der Kollisionskammer 17 entweichen können, somit die geladenen Ionen sehr gut auf die Elektrodenstab-Elektrode 15 übertragen werden und daher die in den Vorrichtungskörper 1 eingehenden geladenen Ionen schnell aus dem Vorrichtungskörper 1 ausgeführt werden können, wodurch die Betriebseffizienz der Vorrichtung erhöht wird.
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Betriebsprinzip: Vor allem, durch Anordnen der T-förmigen Platte 5: wenn ein Benutzer den Vorrichtungskörper 1 zur Inbetriebnahme verwendet, weil die in den Vorrichtungskörper 1 eingehenden Ionen während des Beschleunigungsbetriebs bewirken, dass der Vorrichtungskörper 1 schüttelt und somit die RF-Quadrupolfeld-Stabelektrode 10 die Ionen nicht gut empfangen kann, was zur Folge hat, dass der Übertragungspfad der Ionen variiert, kann der Benutzer durch eine vorgesehene T-förmige Platte 5 ermöglichen, dass der Vorrichtungskörper 1 im Betrieb zu keiner Positionsverschiebung führt und eine stützende Wirkung für die Vorrichtung erheblich verbessert wird, weil die T-förmige Platte 5 und die Stützstange für RF-Quadrupolfeld-Stabelektroden 9 gemeinsam verbunden sind und somit die T-förmige Platte 5 eine stützende Rolle für den Vorrichtungskörper 1 spielt.
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Dann, durch Anordnen des zweiten Isoliersitzes 16: Im Betrieb des Vorrichtungskörpers 1 führt die Übertragung von Ionen innerhalb des Vorrichtungskörpers 1 zum Problem eines Stromschlags sowie einer Verbrennung des Vorrichtungskörpers 1, weil im Betrieb des Vorrichtungskörpers 1 eine starke Spannung auf die Elektrodenstab-Elektrode 15 übertragen wird. Daher darf der Benutzer als Sockel zum Fixieren der Elektrodenstab-Elektrode 15 einen isolierenden Sockel herstellen, sodass auf dem ersten Isoliersitz 13 und dem zweiten Isoliersitz 16 auf beiden Seiten der Elektrodenstab-Elektrode 15 während der Übertragung von Ionen durch die Elektrodenstab-Elektrode 15 kein Stromschlag stattfindet, wodurch die Lebensdauer des Vorrichtungskörpers 1 deutlich verlängert wird und die Isolationswirkung der Vorrichtung erheblich verbessert wird.
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Anschließend, durch Anordnen von Lüftungslöchern 19: Wenn die Ionen innerhalb des Vorrichtungskörpers 1 ins Innen der Kollisionskammer 17 übertragen werden, kann der Benutzer durch die Lüftungslöcher 19 den Stickstoff als ein mit den Ionen zusammenwirkendes Kollisionsgas einführen, sodass im Vorrichtungskörper 1 zu Beginn der Kollision der Ionen mit dem Kollisionsgas die Bewegungsspuren von Ionen stabiler werden und daher die Wirkung der Stabilisierung der Vorrichtung erheblich verbessert wird.
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Nachfolgend, durch Anordnen der RF-Quadrupolfeld-Stabelektrode 10: Wenn die geladenen Ionen von dem ersten Rohrbündelkanal 3 und dem zweiten Rohrbündelkanal 4 des Vorrichtungskörpers 1 in den Vakuumkammerzylinder 2 eingetreten sind, werden die geladenen Ionen durch die RF-Quadrupolfeld-Stabelektrode 10 empfangen und anschließend übertragen. Indessen kann die im Übertragungsvorgang mit dem Parallelstütz-Kontakt 8 und dem Vertikalstütz-Kontakt 11 verbundene RF-Quadrupolfeld-Stabelektrode 10 eine stabile Übertragung ermöglichen. Während der Übertragung bildet der Beschleunigungsspalt auf der Außenseite der RF-Quadrupolfeld-Stabelektrode 10 zudem eine Elektroden-Feld-Region, so dass die geladenen Ionen während der Übertragung beschleunigt werden können, anschließend die übertragenen geladenen Ionen durch die Driftröhre 7 hindurchgehen und das elektrische Feld in der Driftröhre 7 das positive elektrische Feld wird, so dass es sich einen beschleunigten Trend der geladenen Ionen bei deren Übertragung im ganzen Vorrichtungskörper 1 zeigt, so dass die geladenen Ionen im Vorrichtungskörper 1 schnell übertragen und im Betrieb gesetzt werden und die Effizienz der elektrischen Übertragung der Vorrichtung erheblich gesteigert wird.
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Zum Schluss, durch Anordnen der Hochfrequenz-Elektroden-Quadrupol-Linse 14: Wenn die geladenen Ionen im Vorrichtungskörper 1 auf die Kollisionskammer 17 im ersten Isoliersitz 13 übertragen werden und wenn die geladenen Ionen in die Kollisionskammer 17 eingetreten sind, kann die Hochfrequenz-Elektroden-Quadrupol-Linse 14 innerhalb der Kollisionskammer 17 eine fokussierende Funktion für die von der Driftröhre 7 übertragenen geladenen Ionen ausüben, so dass unregelmäßige geladene Ionen besser ins Innen der Kollisionskammer 17 eintreten können, und die in die Kollisionskammer 17 eingehenden geladenen Ionen unter einer Aufprallwirkung von einem Kollisionsgas neutrale Moleküle und Photonen gut eliminieren können, und nach einer hinreichenden Reaktion der geladenen Ionen mit dem Kollisionsgas die eingehenden geladenen Ionen in der Kollisionskammer 17 dazu führen, dass die sich unregelmäßig bewegenden geladenen Ionen eine neue Bewegungsspur derart bilden, dass die geladenen Ionen aus der Kollisionskammer 17 entweichen können. Somit werden die geladenen Ionen sehr gut auf die Elektrodenstab-Elektrode 15 übertragen und daher die in den Vorrichtungskörper 1 eingehenden geladenen Ionen schnell aus dem Vorrichtungskörper 1 ausgeführt werden können, wodurch die Betriebseffizienz der Vorrichtung erhöht wird. Dies ist das Betriebsprinzip einer solchen lonenbeschleunigungsvorrichtung für eine Kollisionsreaktionszelle mit extrem geringem Übersprechen.
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Bezüglich ähnlicher Teile zwischen den in der vorliegenden Anmeldung bereitgestellten Ausführungsbeispielen sind Querverweise aufeinander schon genügend. Die oben bereitgestellten spezifischen Ausführungsformen sind lediglich einige Beispiele unter dem Gesamtgedanken der vorliegenden Anmeldung und dienen jedoch nicht als Einschränkungen für den durch die vorliegende Anmeldung beanspruchten Schutzbereich. Jede weitere Ausführungsform, die anhand der Lösung der vorliegenden Anmeldung ohne erfinderisches Zutun entnommen wurde, fällt unter dem Schutzbereich der vorliegenden Anmeldung.
