離子傳輸聚焦裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術提供一種離子傳輸聚焦裝置。所述離子傳輸聚焦裝置包括：垂直于離子傳輸方向上由第一極片單元和第二極片單元構成的疊環極片組，為所述第一極片單元和第二極片單元供電的供電裝置，施加于所述第一極片單元和第二極片單元上依次遞減的直流電壓作為離子水平動能，同時，每塊第一極片單元和第二極片單元上還施加RF射頻電壓，相鄰極片間射頻正反相相反；連接裝置，所述連接裝置根據具體情況受控調節。在RF射頻電壓和直流偏置電位的協同作用下，實現高效離子傳輸聚焦，并起到中性離子篩分作用。

Ion transport focusing device

The present invention provides an ion transfer focusing device. The transmission device comprises a focusing ion ion transport perpendicular to the direction by the first pole piece unit and the second pole piece unit composed of stacked ring electrode group, the power supply device for the first pole piece unit and the second unit power supply, DC voltage is applied to the first electrode unit and the second unit on the descending level as the ion kinetic energy, at the same time, each of the first electrode unit and the second pole piece unit is applied RF RF voltage, the adjacent pole piece between RF positive and negative phase opposite; connecting device, the connecting device is adjusted according to the specific circumstances of the controlled. Under the synergistic action of RF RF voltage and DC bias potential, high efficiency ion transport focusing is achieved and neutral ion screening is performed.

【技術實現步驟摘要】
離子傳輸聚焦裝置
本專利技術涉及質譜領域，特別涉及離子傳輸聚焦裝置。
技術介紹
質譜技術已被廣泛用于帶電離子的高靈敏度高選擇性定量定性分析。隨著對高靈敏度檢測需求的日益迫切，國際社會對質譜技術的重視也隨之提高，截止目前，已有6位質譜領域做出卓越貢獻的科學家獲得諾貝爾獎。質譜主要由離子源、質量分析器、檢測器和真空系統構成。針對不同的實際應用，可自由選擇不通的離子源及質量分析器等。離子從離子源中產生，到被檢測器檢測到的所有傳輸過程中，都不可避免離子損失，降低檢測靈敏度。因此離子傳輸效率對于整個質譜系統至關重要。對于離子源部分，產生離子飛行方向多為無規則方向，進入真空電場后隨電場方向運動，然后離子源與低真空部分接口尺寸遠小于離子無規則運動擴散程度。因此在這一連接過程中，離子聚焦顯得至關重要。而對于特定的離子分離技術，例如離子淌度技術，分離過程中，離子與緩沖器碰撞過程中，飛行方向為隨機方向，因此存在擴散問題，導致離子損失嚴重，這一過程中同樣十分需要離子聚焦技術。對于質譜儀器中離子傳輸，尤其在低真空傳輸過程中的，離子傳輸聚焦裝置起到了消除中性離子干擾，增強離子聚焦，減少離子損失，提高離子傳輸效率以達到更高的檢測靈敏度和檢測效率的作用，可見離子傳輸聚焦系統對于質譜儀器系統的分析檢測性能有著至關重要的影響。近年來應用最為廣泛的離子傳輸裝置為多極桿離子傳輸導向系統，該系統主要操作在低真空條件下，對于類似于離子淌度技術等操作于略高真空下的離子光學系統，多極桿導向技術不能夠有效起到離子聚焦效果。因此，鑒于以上問題，本專利技術通過研究創新，設計并制造了一種離子傳輸聚焦裝置，能夠有效提高離子傳輸聚焦效率，協助質譜提高檢測靈敏度和檢測效率，使其更具有產業上的利用價值。
技術實現思路
為解決至少一項上述現有缺陷(不足)，本專利技術提供了一種離子傳輸聚焦裝置，用于質譜儀器離子光學系統中的離子傳輸聚焦，以及中性離子篩分，消除中性離子干擾，增強離子聚焦，減少離子損失，提高離子傳輸效率以達到更高的檢測靈敏度和檢測效率。本專利技術提供的離子傳輸聚焦裝置，具體包括：疊環極片組，在垂直于離子傳輸方向上，所述疊環極片組由第一極片單元和第二極片單元構成，所述第一極片單元包括一塊極片或兩塊以上內徑相同的極片，所述第二極片單元包括內徑依次遞減的至少兩塊極片；供電裝置，所述供電裝置為所述第一極片單元和第二極片單元供電，沿離子傳輸方向每塊極片上施加依次遞減的直流電壓作為離子水平動能，同時，每塊極片上還施加RF射頻電壓，相鄰極片間射頻正反相相反；連接裝置，包括底座以及設置在所述底座上用于固定所述極片的陶瓷組件。本專利技術中，所述極片優選為印刷線路板或不銹鋼板。本專利技術中，所述極片形狀為圓環以及均勻分散在圓環周邊的四個手臂轉彎結構。本專利技術中，所述極片直徑為3mm～10cm。本專利技術中，所述供電裝置采用印刷線路板焊接電阻組和電容組連接。本專利技術中，所述RF射頻電壓為50V～1KV，頻率為1KHz～100MHz。本專利技術中，所述直流電壓根據具體需要受控變化，優選電壓為0V～1500V。本專利技術中，所述陶瓷組件為四組，每組陶瓷組件中的相鄰陶瓷片夾持一個手臂轉彎結構。本專利技術中，所述第二極片單元內徑減小規則遵循拋物線規律。本專利技術另一個方面涉及離子傳輸聚焦方法，具體工作方法為在所述離子沿離子傳輸方向每塊極片上施加依次遞減的直流電壓，作為離子水平動能，同時，每塊極片上還施加RF射頻電壓，相鄰極片間射頻相反；離子在所述RF射頻電壓和直流偏置電位的協同作用下，實現高效離子傳輸聚焦，并起到中性離子篩分作用。附圖說明圖1是根據本專利技術實施例的離子傳輸聚焦裝置。圖2是根據本專利技術實施例的離子傳輸聚焦裝置疊環極片組正視圖。圖3是本專利技術每個極片的結構示意圖。圖4是本專利技術中極片加電方式示意圖。元件標號說明疊環極片組1極片11圓環111手臂轉彎結構112供電裝置2連接裝置3底座31陶瓷組件32陶瓷片321具體實施方式以下說明詳細描述了本專利技術的可實施方式以及指導本領域技術人員如何實現本專利技術的再現。為了指導本專利技術的技術方案，已簡化或省略的一些常規方面。本領域技術人員應該理解源自這些實施方式的變形或將在本專利技術的范圍內。本領域技術人員應該理解下述特征能夠以各種方式組合以形成本專利技術的多個變形。由此，本專利技術并不局限于下屬可選實施方式，而僅有權利要求和他們的等同物限定。請參閱圖1和圖2所示，本專利技術提供的離子傳輸聚焦裝置，具體包括：疊環極片組1，在垂直于離子傳輸方向上，所述疊環極片組1由第一極片單元和第二極片單元構成，所述第一極片單元包括一塊極片或兩塊以上內徑相同的極片，所述第二極片單元包括內徑依次遞減的至少兩塊極片；所述極片為圓環111以及均勻分散在圓環111周邊的四個手臂轉彎結構112。如圖3所示。本專利技術中手臂轉彎結構112的設計目的：因前后相鄰的兩片之間是施加射頻電壓，彼此相鄰的極片之間，又電極相對放置產生的電容C，則會成為該射頻電壓的負載電容。負載電容過大，會使得射頻電壓供電電源的功率顯著上升，并會造成施加在極板上的射頻電壓的品質降低、Vpp值不再線性受控等后果。使用手臂型的轉彎造型的設計，相鄰的電極是采用對稱放置的方式，可以有效地減少相鄰電極的正對面積，從而降低電容值，有利于射頻電壓的施加和控制。供電裝置2，所述供電裝置2為所述第一極片單元和第二極片單元供電，沿離子傳輸方向每塊極片11上施加依次遞減的直流電壓作為離子水平動能，同時，每塊極片11上還施加RF射頻電壓，相鄰極片間射頻正反相相反。請參照圖4所示。連接裝置3，包括底座31以及設置在所述底座31上用于固定所述極片11的陶瓷組件32。本專利技術中，所述陶瓷組件32為四組，每組陶瓷組件32中的相鄰陶瓷片321夾持一個手臂轉彎結構112。所述極片材料可選用任何導電材料，優選為印刷線路板或不銹鋼板。所述極片形狀可根據實際需要受控變化，優選為圓環。所述極片尺寸根據實際需要受控變化，優選直徑為3mm～10cm。所述供電部分可以通過各種形式實現所述供電效果，優選為印刷線路板焊接電阻組及電容組。所述供電部分提供RF射頻電壓根據具體需要受控變化，優選電壓為50V～1KV，頻率為1KHz～100MHz。所述供電部分提供直流電壓根據具體需要受控變化，優選電壓為0V～1500V。本專利技術中，所述疊環極片組沿離子傳輸方向，內徑尺寸由兩部分構成，第一部分為線性部分，即由內徑相同的極片組成，此部分極片數量無特殊要求；第二部分為曲線部分，即由內徑依次減小，減小規則遵循拋物線規律的極片組成，拋物線參數、各極片間距離、極片數量可根據實際需要受控變化，此部分至少由三塊極片組成。所述連接裝置根據具體需要設計結構選擇材料，所有參數根據情況受控調節。具體的，請參照圖4和下表所示，本實施例中，選取20層結構的極片構成疊環極片組。(圖4僅為部分示意圖，未畫出全部極片)其中，第一層至第10層，開孔的半徑x滿足拋物線方程：y＝0.541x2-0.034。其中，y為軸向每一層到第一層的距離；系數0.541和-0.034，為計算所得。計算時，固定第一層開孔直徑為0.5mm，第10層開孔直徑為10mm，由第一層開始，層間距為1.5mm。計算得到拋物線方程后，即可算出第2層至第9層開孔尺寸，見表格。從第11層至第22層，開孔尺本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種離子傳輸聚焦裝置，其特征在于：所述離子傳輸聚焦裝置包括：疊環極片組，在垂直于離子傳輸方向上，所述疊環極片組由第一極片單元和第二極片單元構成，所述第一極片單元包括一塊極片或兩塊以上內徑相同的極片，所述第二極片單元包括內徑依次遞減的至少兩塊極片；供電裝置，所述供電裝置為所述第一極片單元和第二極片單元供電，沿離子傳輸方向每塊極片上施加依次遞減的直流電壓作為離子水平動能，同時，每塊極片上還施加RF射頻電壓，相鄰極片間射頻正反相相反；連接裝置，包括底座以及設置在所述底座上用于固定所述極片的陶瓷組件。

【技術特征摘要】
1.一種離子傳輸聚焦裝置，其特征在于：所述離子傳輸聚焦裝置包括：疊環極片組，在垂直于離子傳輸方向上，所述疊環極片組由第一極片單元和第二極片單元構成，所述第一極片單元包括一塊極片或兩塊以上內徑相同的極片，所述第二極片單元包括內徑依次遞減的至少兩塊極片；供電裝置，所述供電裝置為所述第一極片單元和第二極片單元供電，沿離子傳輸方向每塊極片上施加依次遞減的直流電壓作為離子水平動能，同時，每塊極片上還施加RF射頻電壓，相鄰極片間射頻正反相相反；連接裝置，包括底座以及設置在所述底座上用于固定所述極片的陶瓷組件。2.根據權利要求1所述的離子傳輸聚焦裝置，其特征在于：所述極片優選為印刷線路板或不銹鋼板。3.根據權利要求1或2所述的離子傳輸聚焦裝置，其特征在于：所述極片為...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張權青，賈濱，楊灝，
申請(專利權)人：上海華質生物技術有限公司，
類型：發明
國別省市：上海,31