CN218769410U - 一种弯曲离子导引结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种弯曲离子导引结构，包括四组电极，四组电极的两端分别连接两组绝缘型支架，绝缘型支架采用带内圈的圆环结构，四组电极的两端分别设置在两组绝缘型支架的内圈内，四组电极结构相同，均采用弯曲的矩形体结构，且围绕绝缘型支架内圈的圆心均匀分布设置在两组绝缘型支架之间，四组电极靠近圆心的棱边均设有倒角，该倒角内切面到中心轴的距离相等。本实用新型通过四个截面为矩形结构的S形电极构成弯曲型四极离子导引，上下左右设置为两两相对。本实用新型采用矩形结构的弯曲型四极离子导引，与圆柱形杆相比其加工难度降低，更易实现，机械精度更高且检测更容易实现。而且离子的传输效率没有任何的影响，成本降低，利于批量化生产。

Description

一种弯曲离子导引结构

技术领域

本实用新型涉及质谱仪中质量分析器，属于质谱技术领域，尤其涉及一种弯曲离子导引结构。

背景技术

质谱技术是一种识别未知化合物、量化已知化合物和探讨化合物分子结构的有力手段，被认为是最灵敏、最特异的通用分析技术，具有在低浓度下识别多种化学物质的能力。质谱仪的工作原理为：利用进样装置将待测样品物质引入并进行离子化处理，使其在电场的作用下进入质量分析器，质量分析器内允许同时进入不同的离子，并根据离子的质荷比(m/z)将其分离，然后将被分离的离子依次送入离子检测器，离子检测器将离子信号转变成电流信号，再经放大与模数转换后变成数字信号，利用计算机技术将其以质谱图等方式呈现出来，以完成定性和定量分析。

质量分析器是质谱仪的核心组件，它可以区分离子的质荷比大小，并因此将质荷比按照大小进行排列或者将离子按照质荷比按照大小进行分离，然后利用检测器进行检测。质量分析器类型很多，如扇形磁场、飞行时间、四极杆、离子阱、轨道阱等等。其中，四极杆作为一种应用最广泛的质量分析器，被大量应用在包括过程质谱、气相色谱-质谱联用、色谱-三重四极质谱等等仪器中。

四极杆通常是由射频电源驱动，通过改变其电场分布，从而实现对离子的控制。

离子通常在离子源内产生，并利用离子源上电子透镜形成的电场作用，将离子拉出、聚焦并逐出离子源，然后进入下一级电场。通常，离子源内压力相对较高，除了被电离形成的离子，往往还有一些中性分子，一些亚稳态的粒子，以及由热阴极灯丝通电发热发光形成的光子，这些所有的干扰粒子，如果全部都随着离子进入四极杆质量分析器，那么，受到四极场作用的离子在射频作用下振动，就会加速与这些干扰粒子之间的相互作用。从而给正常离子的分析带来一些化学噪声，导致降低分析性能。

为了降低这些干扰粒子的影响，通常是增加一些离轴的设计，比如在四极杆之前，增加离轴的离子导引，或者在四极杆之后，增加离轴的离子检测器等。

在四极杆之后设置离轴设计，虽然可以降低中性粒子噪声在检测器上产生的化学干扰，但是，对于中性噪声在四极杆传输过程中对离子所产生的影响不可消除。在四极杆之前的离轴的离子导引，通常采用与四极杆相同的圆柱形结构，但是为了离轴设计，需要进行弯曲，这增加了加工的难度。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种既可以将中性粒子噪声过滤掉，起到降低化学噪声的作用，同时相对圆柱形结构，又大大降低了加工的难度，更容易实现，而离子传输效率没有任何的降低的非圆柱形结构的、具有矩形结构特点的弯曲型离子导引。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种弯曲离子导引结构，包括至少四组电极，所述四组电极的两端分别连接两组绝缘型支架，所述绝缘型支架采用带内圈的圆环结构，所述四组电极的两端分别设置在两组绝缘型支架的内圈内，所述四组电极结构相同均采用弯曲的矩形体结构，所述四组电极围绕绝缘型支架内圈的圆心为中心均匀分布设置在两组绝缘型支架之间。

优选地，所述电极矩形体结构的棱边上下设有螺孔，所述电极通过螺孔上穿设螺钉固定在绝缘型支架的内圈内。

优选地，所述矩形体结构的电极相对设置的棱边采用倒角。

优选地，所述四组电极包括上电极、下电极、左电极和右电极，所述上电极、下电极、左电极和右电极以绝缘型支架内圈的圆心呈上下左右两两相对设置且相互平行。

优选地，所述左电极和右电极采用对称设置，所述上电极与下电极采用首尾相反设置。

优选地，所述电极的弯曲的矩形体结构包括第一直线结构体、第二直线结构体和第三直线结构体，所述相邻的直线结构体通过两个相反设置的圆弧结构体连接。

优选地，所述第一直线结构体和第三直线结构体大小相同，所述第二直线结构体采用的长度采用第一直线结构体长度的两倍。

优选地，所述两个圆弧结构体包括第一圆弧结构体和第二圆弧结构体，所述第一圆弧结构体与第二圆弧结构体呈相反设置。

优选地，所述四组电极的中段均设有短接金属片，所述相邻电极的短接金属片上设有相位相差180°的电压。

与现有技术相比，本实用新型具备以下有益效果：

本实用新型通过四个截面为矩形结构的S形电极构成弯曲型四极离子导引，上下左右设置为两两相对，相邻两对电极上电压相位相差180°。四根电极在两端分别通过两个绝缘型支架固定，并通过螺钉进行锁紧。本实用新型采用矩形结构完成对弯曲型四极离子导引的设计和加工，相对于圆柱形杆的加工来说，其加工难度大大降低，因此更易实现，机械精度也更容易实现和检测，同时成本也得以降低。而且离子的传输效率没有任何的影响，成本因而大大的降低，利于批量化生产。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种弯曲离子导引结构的结构示意图；

图2为本实用新型提出的一种弯曲离子导引结构的左侧端面剖视图；

图3为本实用新型提出的一种弯曲离子导引结构中电极的结构示意图；

图4为本实用新型提出的一种弯曲离子导引结构中两个电极的结构示意图；

图5为本实用新型提出的一种弯曲离子导引结构在实施中的离子轨迹图。

图中序号如下：101、上电极；102、下电极；103、左电极；104、右电极；105、绝缘型支架；106、螺钉；201、电极截面；205、倒角；202、x轴；203、y轴；204、交点；301、螺孔；302、短接金属片； 401、中心曲线轴；402、第一直线结构体；403、第二直线结构体； 404、第三直线结构体；405、第一圆弧结构体；406、第二圆弧结构体；501、离子；502、离子导引入口；503、离子导引出口。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1至图3所示，为本实用新型提供的一种弯曲离子导引结构，包括四组电极和两组绝缘型支架105，所述四组电极的两端分别连接两组绝缘型支架105，所述绝缘型支架105采用带内圈的圆环结构，所述四组电极的两端分别设置在两组绝缘型支架105的内圈内。四组电极结构相同均采用弯曲的矩形体结构，四组电极包括上电极101、下电极102、左电极103和右电极104，四组电极围绕绝缘型支架105 内圈的圆心为中心，呈上下左右两两相对设置。

在电极矩形体结构的棱边上下设有螺孔301，所述电极通过螺孔 301上穿设螺钉106固定在绝缘型支架105的内圈内。且矩形体结构的电极相对设置的棱边采用倒角205。电极上的倒角形成了内切面，两两相对设置的电极的内切面相互平行。

本实用新型中四组电极采用的弯曲的矩形体结构包括第一直线结构体402、第二直线结构体403和第三直线结构体404；第一直线结构体402和第三直线结构体404大小相同，所述第二直线结构体403采用的长度采用第一直线结构体402长度的两倍。

第一直线结构体402与第二直线结构体403通过第一圆弧结构体 405连接，第二直线结构体403和第三直线结构体404通过第二圆弧结构体406连接，第一圆弧结构体405大于第二圆弧结构体406，且第一圆弧结构体405与第二圆弧结构体406采用相反的结构，第一圆弧结构体405下方的弧形比其上方的弧形大，而第二圆弧结构体406 上方的弧形大于其下方的弧形，所以电极整体呈现出S型的结构。在本实用新型中左电极103和右电极104采用对称设置；而上电极101 和下电极102并不对称，如图4和图5所示，下电极102的第一圆弧结构体405大于第二圆弧结构体406，而上电极101则是相反设置，即上电极101的首尾与下电极102相反。

设定绝缘型支架105内圈的圆心为坐标轴的原点204，设定原点 204上的x轴和y轴为202和y轴203，四组电极围绕x轴202和y 轴203的交点204平均分布在绝缘型支架105内圈的平面上，四组电极在x轴202和y轴203上互为对称，即101与102以x轴202对称，103与104以y轴203对称，原点204到四组电极的距离相等。将四组电极的两端分别通过螺钉106固定安装在两组绝缘型支架105 之间，设定两组绝缘型支架105内圈的入口分别为离子导引入口502 和离子导引出口503。设定两个绝缘型支架105上四组电极之间的中心轴为中心曲线轴401。两两相对设置的曲线的电极内切面相互平行，可以正好保证电极上的内切面到中心曲线轴401的距离处处相等。当本实用新型在工作时，电极重心落在四组电极之间绝缘型支架105内圈的中心曲线轴401上。

进一步，在每组电极的棱边中段均设有短接金属片302。短接金属片302设置在矩形电极的棱边中心的曲线上，其作用是给矩形电极提供电压，相对的电极通过短接金属片302相连，接有相同的电压，而相邻的电极则接有相位相差180°的电压。随着电极上电压的改变，选择不同质荷比的离子通过该矩形四极离子导引。

本实用新型的工作原理如下：

离子从离子导引入口502进入，在驱动电场作用下，离子沿着离子导引的中心轴501运动，并最后通过离子导引出口503离开离子导引。由于离子导引出口503和离子导引入口502不在同一个直线轴上，因此，中性粒子就会沿着运动方向沿直线运动，而被分析的带电粒子则在两个离子导引的作用下，沿着中心曲线轴501运动。因此，中性粒子就不会对带电粒子造成干扰，从而避免其带来噪声。

本实用新型通过四个截面为矩形结构的S形电极构成弯曲型四极离子导引，上下左右设置为两两相对，相邻两对电极上电压相位相差180°。四根电极在两端分别通过两个绝缘型支架固定，并通过螺钉进行锁紧。本实用新型采用矩形结构完成对弯曲型四极离子导引的设计和加工，相对于圆柱形杆的加工来说，其加工难度大大降低，因此更易实现，机械精度也更容易实现和检测，同时成本也得以降低。而且离子的传输效率没有任何的影响，成本因而大大的降低，利于批量化生产。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种弯曲离子导引结构，其特征在于，包括至少四组电极，所述四组电极的两端分别连接两组绝缘型支架(105)，所述绝缘型支架(105)采用带内圈的圆环结构，所述四组电极的两端分别设置在两组绝缘型支架(105)的内圈内，所述四组电极结构相同均采用弯曲的矩形体结构，所述四组电极围绕绝缘型支架(105)内圈的圆心均匀分布设置在两组绝缘型支架(105)之间。

2.根据权利要求1所述的一种弯曲离子导引结构，其特征在于，所述矩形体结构的棱边上下设有螺孔(301)，所述电极通过螺孔(301)上穿设螺钉(106)固定在绝缘型支架(105)的内圈内。

3.根据权利要求1所述的一种弯曲离子导引结构，其特征在于，所述矩形体结构的电极相对设置的棱边采用倒角(205)。

4.根据权利要求1所述的一种弯曲离子导引结构，其特征在于，所述四组电极包括上电极(101)、下电极(102)、左电极(103)和右电极(104)，所述上电极(101)、下电极(102)、左电极(103)和右电极(104)以绝缘型支架(105)内圈的圆心呈上下左右两两相对设置且相互平行。

5.根据权利要求4所述的一种弯曲离子导引结构，其特征在于，所述左电极(103)和右电极(104)采用对称设置，所述上电极(101)与下电极(102)采用首尾相反设置。

6.根据权利要求1或4任一项所述的一种弯曲离子导引结构，其特征在于，所述电极的弯曲的矩形体结构包括第一直线结构体(402)、第二直线结构体(403)和第三直线结构体(404)，所述相邻的直线结构体通过两个相反设置的圆弧结构体连接。

7.根据权利要求6所述的一种弯曲离子导引结构，其特征在于，所述第一直线结构体(402)和第三直线结构体(404)大小相同，所述第二直线结构体(403)采用的长度采用第一直线结构体(402)长度的两倍。

8.根据权利要求6所述的一种弯曲离子导引结构，其特征在于，所述两个圆弧结构体包括第一圆弧结构体(405)和第二圆弧结构体(406)，所述第一圆弧结构体(405)与第二圆弧结构体(406)呈相反设置。

9.根据权利要求1所述的一种弯曲离子导引结构，其特征在于，所述四组电极的中段均设有短接金属片(302)，所述相邻电极的短接金属片(302)上设有相位相差180°的电压。

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