CN107958831B - 一种质谱仪用模块化膜进样装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种质谱仪用模块化膜进样装置，包括底座、进样膜和膜支撑，所述底座上内沉一凹槽，所述凹槽内部成型一通孔，所述通孔的截面面积小于所述凹槽的截面面积；所述膜支撑为一筛板，其设置于所述凹槽的底部，所述进样膜贴合于所述筛板上，所述进样膜上设置一与所述凹槽内侧面相贴合的密封圈，所述密封圈上设置一带有进样孔的压盖，所述压盖的外侧面与所述凹槽的内侧面形成过盈配合。本发明在底座中的凹槽中设置筛板，然后将进样膜贴合在筛板上，在相同膜面积下，筛板的渗透能力远远强于现有的丝网板，大大提高质谱仪的真空度和灵敏度，同时膜后通透量较现有的丝网板大，有利于实现质谱仪快速检测的需求。

Description

一种质谱仪用模块化膜进样装置
技术领域
本发明涉及质谱仪领域，具体涉及一种质谱仪用模块化膜进样装置。
背景技术
质谱仪作为一种现代化的先进科学仪器，因其能够灵敏地提供被分析样品的大量组成信息和结构信息而得到了广泛应用。其中所运用的膜进样是一种快速、简单、灵敏度高的质谱进样技术。在实时、现场检测中比其它进样技术更具有优势。目前国外用于现场在线检测的便式携或移动式质谱仪都成功地采用了膜阀进样技术，如德国Bruker公司的MM2车载质谱仪等。采用膜进样的质谱仪已经广泛用于军事、国家安全、化学侦察、现场突发事故检测、工业在线检测、环境监测等诸多领域。
如中国专利文献CN 102437005A、CN 105719934A所公开的膜进样装置，其膜安装在整个膜装置***中，不能满足模块化、通用性和互换性要求，装配及维护操作工作量大，技术繁琐，增加使用成本。
膜支撑板多为丝网板，密封效果差，影响质谱仪对高真空的要求。丝网板支撑方式对薄膜的抗压力冲击性能影响较大，在高真空下容易造成膜的损坏，可靠性受到影响。
发明内容
针对现有技术中的以上不足，本发明提供一种抗压力冲击性能好、且通用性强，满足快速安装和维护的质谱仪用模块化膜进样装置。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种质谱仪用模块化膜进样装置，包括底座、进样膜和膜支撑，其特征在于，所述底座上内沉一凹槽，所述凹槽内部成型一通孔，所述通孔的截面面积小于所述凹槽的截面面积；所述膜支撑为一筛板，其设置于所述凹槽的底部，所述进样膜贴合于所述筛板上，所述进样膜上设置一与所述凹槽内侧面相贴合的密封圈，所述密封圈上设置一带有进样孔的压盖，所述压盖的外侧面与所述凹槽的内侧面形成过盈配合。
所述进样孔与所述通孔同轴设置，且二者孔径相同。
所述通孔成型于所述凹槽的中部位置。
所述筛板的中部为筛孔区域，所述筛孔区域的面积与所述通孔的截面面积相等。
所述筛孔区域分布有多个筛孔，所述筛孔区域的表面光洁度优于Ra0.8，所述筛孔区域的开孔率为(20～40)％。
所述筛孔区域中所成型的筛孔直径小于0.2mm。
所述密封圈为O型密封圈。
所述压盖材质的硬度小于所述底座材质的硬度。
本发明技术方案，具有如下优点：
A.本发明在底座中的凹槽中设置通孔，在凹槽底部设置筛板，然后将进样膜贴合在筛板上，在相同膜面积下，筛板的渗透能力远远强于现有的丝网板，相对于1000目数的丝网板，筛板通透能力提高约10倍，大大提高质谱仪的真空度和灵敏度，同时膜后通透量较现有的丝网板大，有利于实现质谱仪快速检测的需求。
B.本发明采用模块化的进样膜装置，自成一体，通用性强，可以实现与装配***的多种密封装配，结构简单，成本低，安装维护方便，可满足快速更换的需求；
C.本发明通过一个“O型圈同时实现进样膜密封和与凹槽侧壁的密封，由于“O型密封圈材料选择能够适应高温下使用要求，有较好的温度适应性，可以在高温下工作，实现进样膜上样品的快速解析，适用于质谱仪***高真空要求，满足真空***长时间维持在高真空状态要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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的附图。
图1是本发明所提供的膜进样装置结构剖视图；
图2是图1中所示底座结构示意图；
图3是图1中所示筛板的结构示意图。
附图标记说明：
1-底座；2-进样膜；3-筛板，31-筛孔区域；4-凹槽；5-通孔；6-密封圈；7-进样孔；8-压盖。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1和图2所示，本发明提供了一种质谱仪用模块化膜进样装置，包括底座1、进样膜2、膜支撑和密封圈，在底座1上内沉一凹槽4，凹槽4内部成型一通孔5，通孔5的截面面积小于凹槽4的截面面积；膜支撑为一筛板3，其设置于凹槽4的底部，筛板3的边缘与凹槽4的内侧面相接触，这里的凹槽4优选为圆形凹槽结构，进样膜2贴合于筛板3上，进样膜2的大小与筛板的大小相同，在进样膜2上设置一与凹槽4内侧面相贴合的密封圈6，密封圈6上设置一带有进样孔7的压盖8，压盖8的外侧面与凹槽4的内侧面形成过盈配合，通过压盖8将密封圈压紧在进样膜上，实现进样膜与筛板的完全贴合。这里的密封圈优选为O型密封圈，通过压盖的挤压，同时实现进样膜密封和与凹槽侧壁的密封，有较好的温度适应性，可以在高温下工作，实现膜上样品快速解析，适用于质谱仪***高真空要求，满足真空***长时间维持在高真空状态要求。
本发明在底座中的凹槽中设置通孔，在凹槽底部设置筛板，然后将进样膜贴合在筛板上，在相同膜面积下，筛板的渗透能力远远强于现有的丝网板，大大提高质谱仪的真空度和灵敏度，同时膜后通透量较现有的丝网板大，有利于实现质谱仪快速检测的需求。
本发明中优选的进样孔7与通孔5同轴设置，且二者孔径优选相同。图1中的通孔5成型于凹槽4的中部位置。
本发明中的筛板3采用局部具有筛孔的方式，如图3所示，优选的在筛板3的中部设置筛孔区域31，筛孔区域31的面积与通孔5的截面面积相等，筛板3上的其它区域为开具筛孔结构，这部分区域与凹槽的底部相贴合，使其筛板的抗压能力进一步增强，在相同膜面积下，筛板的渗透能力远远强于现有的丝网板，大大提高质谱仪的真空度和灵敏度，同时膜后通透量较现有的丝网板大，有利于实现质谱仪快速检测的需求。
其中筛孔区域31中所成型筛孔的开孔率是指全部筛孔面积与筛孔区域面积的比值，筛孔区域31的开孔率为(20-40)％，优选为30％，筛板表面光洁度优于Ra0.8；本发明中优选的筛孔直径小于0.2mm，通过刻蚀工艺成形。
如图1所示，在装配时，将筛板3置于底座1中，将进样膜2贴合于筛板3上，安装“o”形密封圈，将压盖8装配于底座1的凹槽中。压盖8与底座1配合为过盈配合，实现模块化结构。底座材质可根据密封需要，选用无氧铜TU2M或不锈钢，压盖8材质硬度小于底座1材质硬度。
该膜进样装置可以与其它结构采用刀口、“o”形圈等多种形式密封，安装到工作***中，自成一体，通用性强，可以实现与装配***的多种密封装配，结构简单，成本低，安装维护方便，可满足快速更换的要求。
采用筛板作为膜支撑，摒弃了现有技术中支撑丝网的使用，密封效果好，可以满足高真空的需求，开阀后膜进样装置耐压能力优于0.1MPa，压力波动小，机械强度好，可靠性高；筛板支撑方式有助于提高膜进样装置的渗透率，在同样进样压力和在相同膜面积下，采用本发明所提供的筛板结构与现有丝网板相比，其渗透率提高10倍左右，大大提高了质谱仪的灵敏度，实现了对进样的快速检测。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种质谱仪用模块化膜进样装置，包括底座（1）、进样膜（2）和膜支撑，其特征在于，所述底座（1）上内沉一凹槽（4），所述凹槽（4）内部成型一通孔（5），所述通孔（5）的截面面积小于所述凹槽（4）的截面面积；所述膜支撑为一筛板（3），其设置于所述凹槽（4）的底部，所述进样膜（2）贴合于所述筛板（3）上，所述进样膜（2）上设置一与所述凹槽（4）内侧面相贴合的密封圈（6），所述密封圈（6）上设置一带有进样孔（7）的压盖（8），所述压盖（8）的外侧面与所述凹槽（4）的内侧面形成过盈配合。
2.根据权利要求1所述的质谱仪用模块化膜进样装置，其特征在于，所述进样孔（7）与所述通孔（5）同轴设置，且二者孔径相同。
3.根据权利要求2所述的质谱仪用模块化膜进样装置，其特征在于，所述通孔（5）成型于所述凹槽（4）的中部位置。
4.根据权利要求3所述的质谱仪用模块化膜进样装置，其特征在于，所述筛板（3）的中部为筛孔区域（31），所述筛孔区域（31）的面积与所述通孔（5）的截面面积相等。
5.根据权利要求4所述的质谱仪用模块化膜进样装置，其特征在于，所述筛孔区域（31）分布有多个筛孔，所述筛孔区域的表面光洁度优于Ra0.8，所述筛孔区域（31）的开孔率为20%~40%。
6.根据权利要求5所述的质谱仪用模块化膜进样装置，其特征在于，所述筛孔区域（31）中所成型的筛孔直径小于0.2mm。
7.根据权利要求1所述的质谱仪用模块化膜进样装置，其特征在于，所述密封圈（6）为O型密封圈。
8.根据权利要求1-7任一所述的质谱仪用模块化膜进样装置，其特征在于，所述压盖（8）材质的硬度小于所述底座（1）材质的硬度。
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