CN110010442A - 一种喇叭口型带电粒子聚焦传输装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了喇叭口带电粒子聚焦传输部件，包括多根导电杆件，所述导电杆件围绕同一中心轴线形成的入口孔径大、出口口径小的空间对称结构；多个具有中空通孔的支撑座，所述导电杆件固定联结在所述支撑座的中空腔内；本发明通过采用具有带电粒子束入口口径大于带电粒子束出口口径的喇叭口型带电粒子聚焦传输装置，不仅可以提高相应的检测灵敏度，还可以减少体积，降低成本，同时也带来维护的便捷。
Description
技术领域
本发明涉及离子聚焦传输领域，尤其是一种基于喇叭口型带电粒子聚焦传输装置。
背景技术
在一些物理操作中，需要将一定真空内的具有电荷的粒子进行聚焦，并进入下一步的带电粒子的检测中，现有的一种方式和方法是通过采用多个导电杆件围绕同一轴心环绕成同直径的圆筒状，在导电杆件上施加射频电场和轴向梯度电场，带电粒子由带电离子源产生于真空外部的大气压中，会和中性粒子混合在一起，通过相应的入口进入圆筒内部，然后从入口进入到出口，由于离子源是在真空外面的大气压中，离子和中性气体一起被真空和大气压的压力差驱动，通过一个很小的窄孔进入到杆件形成的圆筒内部，当孔径扩大，可以进入真空的带电粒子量和中性气体的总量会增加，但是需要的更大抽速的真空泵，才能维持分离、检测离子必须的本底真空，而且相应地，杆件形成的圆筒内切圆需要更大，才能使大部分离子，经过小孔急速膨胀后，进入圆筒内，受到交流电场的约束，然后聚焦，但是圆筒内切圆直径大了以后，出口处的聚焦效果变差，会导致更多的带电粒子出了圆筒出口后，发散，损失了，难以进入下级光路中，目前采用的技术在需要达到某种特定的精度和灵敏度要求时，或者需要较大的体积，或者需要更大的设备成本，无法同时满足体积、成本以及维护便捷的要求。
发明内容
有鉴于此，需要克服现有技术中的上述缺陷中的至少一个，本发明提供了一种喇叭口型带电粒子聚焦传输装置，包括多根导电杆件，所述导电杆件围绕同一中心轴线形成的入口孔径大、出口口径小的空间对称结构；多个具有中空通孔的支撑座，所述导电杆件固定联结在所述支撑座的中空腔内。
根据本专利背景技术中对现有技术所述，在需要达到某种特定的精度和灵敏度要求时，或者需要较大的体积，或者需要更大的设备成本，无法同时满足体积、成本以及维护便捷的要求；而本发明公开的喇叭口型带电粒子聚焦传输装置，通过采用具有带电粒子束入口口径大于带电粒子束出口口径的喇叭口型带电粒子聚焦传输装置，不仅机构制作简易方便，成本低廉，离子束在入口大出口小的电场中进行聚焦，便于离子束的聚焦传输，可以以更小的体积达到更好的效果；本发明还改善了对带电粒子束的提纯效果，清除了带电粒子束中绝大部分的中性分子，提高了带电粒子离子化效率，减少了带电粒子源对质谱分析器的污染，进一步地提升了检测灵敏度，同时维护也变得更加便捷。
带电粒子源是在真空外面的大气压中，带电粒子和中性气体一起被真空和大气压的压力差驱动，通过一个很小的窄孔进入聚焦传输装置，聚焦传输装置本体施加射频电场和轴向梯度电场后，带电粒子会聚焦在杆件圆筒内部，从入口进入到出口。入口口径越大，可以使更多的离子，经过小孔急速膨胀后，进入杆件圆筒内，受到交流电场的约束，然后聚焦，同时聚焦传输装置出口口径小于入口口径（采用圆形口径更加简便易加工），更有利于出口处离子进一步聚焦，同时也能使得中性粒子与待测带电粒子在聚焦传输装置内部的占比变大，清除了带电粒子束中绝大部分的中性分子，提高了离子化效率，提升整体的灵敏度。
另外，根据本发明公开的一种喇叭口型带电粒子聚焦传输装置还具有如下附加技术特征：
进一步地，所述导电杆件为金属杆件或具有包裹金属涂层的杆件或内部具有金属杆件外层具有绝缘涂层的杆件。
进一步地，所述导电杆件4或6或8根。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明实施例的结构示意图；
1杆件圆筒，2导电杆件，3支撑座，11入口，12出口。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件；下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语 “上”、“下”、“底”、“顶”、“前”、“后”、“内”、“外”、“横”、“竖”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“联接”、“连通”、“相连”、“连接”、“配合”应做广义理解，例如，可以是固定连接，一体地连接，也可以是可拆卸连接；可以是两个元件内部的连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；“配合”可以是面与面的配合，也可以是点与面或线与面的配合，也包括孔轴的配合，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的发明构思如下，提供一种喇叭口型带电粒子聚焦传输装置，通过采用具有带电粒子束入口口径大于带电粒子束出口口径的喇叭口型带电粒子聚焦传输装置，不仅机构制作简易方便，成本低廉，离子束在入口大出口小的电场中进行聚焦，便于离子束的聚焦传输，可以以更小的体积达到更好的效果；本发明还改善了对带电粒子束的提纯效果，清除了带电粒子束中绝大部分的中性分子，提高了带电粒子离子化效率，减少了带电粒子源对质谱分析器的污染。
如图所示，根据本发明的实施例，所述一种喇叭口型带电粒子聚焦传输装置，包括多根导电杆件2，所述导电杆件2围绕同一中心轴线形成的入口11孔径大、出口12口径小的空间对称结构；多个具有中空通孔的支撑座3，所述导电杆件2固定联结在所述支撑座3的中空腔内，所述导电杆件2可以通过焊接的方式固定联结在所述支撑座3的中空腔的内侧，所述导电杆件2可以采用多种杆件形状;所述导电杆件的外部形状可以为圆形，锥形、折弯型等结构。
另外，根据本发明公开的一种喇叭口型带电粒子聚焦传输装置的还具有如下附加技术特征：
根据本发明的一些实施例，所述导电杆件为金属杆件或具有包裹金属涂层的杆件或内部具有金属杆件外层具有绝缘涂层的杆件。
进一步地，所述导电杆件4或6或8根。
任何提及“一个实施例”、“实施例”、“示意性实施例”等意指结合该实施例描述的具体构件、结构或者特点包含于本发明的至少一个实施例中；在本说明书各处的该示意性表述不一定指的是相同的实施例；而且，当结合任何实施例描述具体构件、结构或者特点时，所主张的是，结合其他的实施例实现这样的构件、结构或者特点均落在本领域技术人员的范围之内。
尽管参照本发明的多个示意性实施例对本发明的具体实施方式进行了详细的描述，但是必须理解，本领域技术人员可以设计出多种其他的改进和实施例，这些改进和实施例将落在本发明原理的精神和范围之内；具体而言，在前述公开、附图以及权利要求的范围之内，可以在零部件和/或者从属组合布局的布置方面作出合理的变型和改进，而不会脱离本发明的精神；除了零部件和/或布局方面的变型和改进，其范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (3)
1.一种喇叭口型带电粒子聚焦传输装置，其特征在于，包括多根导电杆件，所述导电杆件围绕同一中心轴线形成的入口孔径大、出口口径小的空间对称结构；多个具有中空通孔的支撑座，所述导电杆件固定联结在所述支撑座的中空腔内。
2.根据权利要求1所述的一种喇叭口型带电粒子聚焦传输装置，其特征在于，所述导电杆件为金属杆件或具有包裹金属涂层的杆件或内部具有金属杆件外层具有绝缘涂层的杆件。
3.根据权利要求1所述的一种喇叭口型带电粒子聚焦传输装置，其特征在于，所述导电杆件4或6或8根。
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