一种一体式分子束取样接口的制作方法

1.本发明涉及质谱仪分析设备技术领域，具体是涉及一种一体式分子束取样接口。


背景技术：

2.分子束的使用可以追溯到1934年(trans.faraday soc.,30(1934),182
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184；phys.rev.,46(1934),616
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617)，在文献(rev.sci.instrum.,22(1951),328
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332)中公开了分子束取样接口的基本构成，包括取样锥和准直漏勺两部分。在(proc.combust.inst.,29(2002),2627
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2633)、(rev.sci.instrum.,76(2005),094102)、(rev.sci.instrum.,77(2006),084101)等文献中公开了分子束接口的安装方式。
3.现有分子束质谱(molecular
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beam mass spectrometry，mbms)的分子束取样接口通常包括取样锥、准直漏勺两部分。取样锥和准直漏勺一般都呈圆锥状。处于较高压力范围的气体分子经过取样锥小孔进入差分段，形成发散状的气流，再经过准直漏勺后进入低压段，形成一束分子束。这种分子束取样接口能够有效降低分子间的碰撞，特别适合获取反应气体中的活泼组分。目前取样锥和准直漏勺是安装在两块不同的金属板上，每次安装时都需要借助激光或其它方式将取样锥和准时漏勺调整到同一轴线上，这种安装方式费时费力，安装重复性不高，并且安装时稍有偏差，就会导致仪器灵敏度降低。


技术实现要素：

4.本发明旨在提供一种一体式分子束取样接口，以解决现有分子束取样接口每次安装都需要准直的问题。
5.具体方案如下：
6.一种一体式分子束取样接口，包括取样锥、准直漏勺和安装基座，所述安装基座包括沿一轴向相对设置的第一装配部、第二装配部，以及位于第一装配部、第二装配部之间的轴向通道和侧向流通孔道，所述第一装配部和第二装配部刚性连接成一整体，所述第一装配部、第二装配部上分别具有与轴向通道连通设置的第一装配槽和第二装配槽，所述取样锥、准直漏勺分别固定安装在第一装配槽和第二装配槽内，且取样锥的第一取样口和准直漏勺的第二取样口位于同一轴线上。
7.在一实施例中，所述第一装配部、第二装配部之间通过多根固定柱实现两者之间的刚性连接，多根所述固定柱围成的区域形成所述轴向通道，且相邻两固定柱之间间隙形成所述侧向流通孔道。
8.在一实施例中，所述固定柱为圆柱形的固定柱。
9.在一实施例中，所述第一装配部、第二装配部之间具有连接两者的侧壁，所述侧壁与所述第一装配部、第二装配部一体成型，所述侧壁维持的区域形成所述轴向通道，所述侧壁上镂空设置而形成所述的侧向流通孔道。
10.在一实施例中，所述第一装配部和第二装配部上分别设置有与质谱框架的安装孔相密封接触的第一密封圈和第二密封圈。
11.在一实施例中，所述第一装配部和第二装配部与安装孔的孔壁相对应的面上分别设置有第一密封圈和第二密封圈相匹配设置的一凹槽，所述第一密封圈和第二密封圈分别安装在对应的凹槽中。
12.在一实施例中，所述取样锥具有呈圆锥状的第一周壁、位于第一周壁顶部中心处的第一取样口和位于第一周壁底部边缘的第一法兰面，所述第一法兰面固定在所述第一装配槽内；所述准直漏勺具有呈圆锥状的第二周壁、位于第二周壁顶部中心处的第二取样口和位于第二周壁底部边缘的第二法兰面，所述第二法兰面固定在所述第二装配槽内。
13.在一实施例中，所述第一法兰面和第一装配槽之间法兰连接固定，所述第二法兰面和第二装配槽之间法兰连接固定。
14.在一实施例中，所述第一法兰面和第二法兰面均为圆形的法兰面，所述第一装配槽和第二装配槽为分别与第一法兰面和第二法兰面相匹配设置的圆形装配槽。
15.在一实施例中，所述准直漏勺的第二周壁相对于取样锥的第一周壁具有更小的锥度，且所述第二周壁的前部延伸至第一周壁所围成的空间内。
16.本发明提供的一体式分子束取样接口与现有技术相比较具有以下优点：本发明提供的一体式分子束取样接口中，取样锥和准直漏勺安装在同一个安装基座上，拆卸时可以整体拆下，不会影响取样锥和准直漏勺的校准状态，因而在一次安装准直后无需后续反复拆装校准。
附图说明
17.图1示出了示出了实施例1中的一体式分子束取样接口的示意图。
18.图2示出了实施例1中的取样锥的示意图。
19.图3示出了实施例1中的准直漏勺的示意图。
20.图4示出了实施例1中的安装基座的示意图。
21.图5示出了实施例1中的实施例1中的一体式分子束取样接口安装在质谱框架上的剖面示意图。
22.图6示出了实施例1中的实施例1中的一体式分子束取样接口安装在质谱框架上的示意图。
23.图7示出了实施例2中的安装基座的示意图。
24.说明书附图标号说明：
25.1、取样锥；10、第一周壁；11、第一取样口；12、第一法兰面；
26.2、准直漏勺；20、第二周壁；21、第二取样口；22、第二法兰面；
27.3、安装基座；31、第一装配部；32、第二装配部；33、侧向流通孔道；34、固定柱；35、侧壁；36、轴向通道；310、第一装配槽；311、第一密封圈；320、第二装配槽；321、第二密封圈；
28.4、质谱框架；40、安装孔；
29.6、反应室；
30.7、进入差分段；
31.8、电离室；
32.9、分子束。
具体实施方式
33.为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
34.现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
35.实施例1
36.本实施例提供了一种一体式分子束取样接口，包括取样锥1、准直漏勺2和安装基座3。
37.其中，参考图1
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图4，取样锥1具有呈圆锥状的第一周壁10、位于第一周壁10顶部中心处的第一取样口11和位于第一周壁10底部边缘的第一法兰面12。
38.准直漏勺2具有呈圆锥状的第二周壁20、位于第二周壁20顶部中心处的第二取样口21和位于第二周壁20底部边缘的第二法兰面22。
39.安装基座3为一体式结构，其包括沿一轴向相对设置的第一装配部31、第二装配部32，以及位于第一装配部31、第二装配部32之间的轴向通道36和侧向流通孔道33，第一装配部31上具有与取样锥1的第一法兰面12相匹配设置的第一装配槽310，第二装配部32上具有与准直漏勺2的第二法兰面22相匹配设置的第二装配槽320。上述取样锥1的第一法兰面12固定在第一装配槽310内，而使该取样锥1固定安装在安装基座3上，上述准直漏勺2的第二法兰面22固定在第二装配槽320内，而使该准直漏勺2固定安装在安装基座3上，且使取样锥1的第一取样口11和准直漏勺2的第二取样口21位于同一轴线上。
40.本实施例提供的一体式分子束取样接口装配后的剖面图如图5所示，取样锥1和准直漏勺2分别固定在安装基座3第一装配槽310、第二装配槽320中，并且使得取样锥1和准直漏勺2的第一取样口11、第二取样口21位于同一轴向上。由于通常上，准直漏勺2的第二周壁20相对于取样锥1的第一周壁10具有更小的锥度，并且第二周壁20的前部延伸至第一周壁10所围成的空间内，因而在第一周壁10的内壁和第二周壁20外壁之间形成与侧向流通孔道33连通设置的差分段通道，而处于反应室6中较高压力范围的气体分子经过取样锥1的第一取样口11进入差分段7内形成发散状的气流，一部分气流再经过准直漏勺后进入低压段的电离室8中，形成一束分子束9，其余部分的气流则从侧向流通孔道33排出。本实施例提供的一体式分子束取样接口中，取样锥和准直漏勺安装在同一个安装基座上，拆卸时可以整体拆下，不会影响取样锥和准直漏勺的校准状态，因而在一次安装准直后无需后续反复拆装校准。
41.在本实施例中，参考图1和图4，安装基座3的第一装配部31为一圆形板状的第一固定板，安装基座3的第二装配部32为一圆形板状的第二固定板。由于第一装配部31、第二装配部32都为圆形板状结构，相对应的第一装配槽310和第二装配槽320与第一装配部31、第二装配部32大致同圆心设置。
42.第一固定板和第二固定板之间通过多根固定柱34实现第一固定板和第二固定板之间的固定连接，多根固定柱34围成的区域形成所述的轴线通道36，且相邻两根固定柱34之间的间隙形成所述的侧向流通孔道33。其中，固定柱34优选为圆柱形的固定柱。
43.作为本实施例中的一优选实施方案，参考图5和图6，第一装配部31和第二装配部
32上分别设置有与质谱框架4的安装孔40相密封接触的第一密封圈311和第二密封圈321，以使该一体式分子束取样接口安装在质谱框架4上后，能保证安装位置的密封，以防止漏气问题的出现。
44.在本实施例中是，第一装配部31和第二装配部32与安装孔40的孔壁相对应的面上分别设置有第一密封圈311和第二密封圈321相匹配设置的凹槽，第一密封圈311和第二密封圈321分别安装在对应的凹槽中，在将该一体式分子束取样接口安装在质谱框架4的安装孔40中时，第一密封圈311和第二密封圈321与安装孔40的孔壁密封接触而实现密封。
45.作为本实施例中的另一优选实施方案，第一法兰面12和第二法兰面22均为圆形的法兰面，第一装配槽310和第二装配槽320为分别与第一法兰面12和第二法兰面22相匹配设置的圆形装配槽，且第一装配槽310和第二装配槽320同轴线设置，其中第一装配槽310的内径略大于第一法兰面12的外径，第二装配槽320的内径略大于第二法兰面22的外径，以便于取样锥1和准直漏勺2在安装过程中的准直。
46.实施例2
47.本实施例也提供了一种一体式分子束取样接口，该一体式分子束取样接口的结构与实施例1所提供的一体式分子束取样接口大体相同，其差别在于安装基座3的结构略有差别，本实例中的安装基座3与实施例1一样都包括沿一轴向相对设置的第一装配部31、第二装配部32以及位于第一装配部31、第二装配部32之间的轴向通道36和侧向流通孔道33，第一装配部31上具有与取样锥1的第一法兰面12相匹配设置的第一装配槽310，第二装配部32上具有与准直漏勺2的第二法兰面22相匹配设置的第二装配槽320。
48.实施例1中的第一装配部31和第二装配部32之间是通过多根固定柱34来实现两者的固定连接，而本实施例中的固定连接第一装配部31和第二装配部32的侧壁35是与第一装配部31和第二装配部32一体成型而得的，侧壁35围成的区域形成所述的轴向通道36，侧壁35上镂空设置而形成所述的侧向流通孔道33。其相对于实施例1中的安装基座3，由于本实施例中的安装基座3整体都采用一体成型而得，可以减少因固定柱34装配而产生的误差，可进一步提高安装基座3的装配精度。
49.尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。