离子传输接口装置的制作方法

本发明涉及质谱分析设备技术领域，具体涉及一种离子传输接口装置。

背景技术：

现有的三重四级杆质谱仪使用的大气压离子源一般为电喷雾离子源esi、大气压化学离子源apci，带电离子从离子源到接口装置再到真空的离子通道这部分的离子传输损失率对于质谱仪灵敏度的影响较大。

传统的离子传输为了不让未带电的粒子及其它杂质进入接口装置，离子源喷射时通常会以垂直的方式直接将带电离子送入接口装置，但这种方式的离子传输效率较低，还会有部分带电离子未进入接口装置，导致质谱仪的灵敏度下降。

而由于离子传输效率较低，离子源得持续喷射出更多的带电离子，才能将足够的带电离子送入接口装置，进而延长了设备的工作时间。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是，在防止未带电的粒子及其它杂质进入离子传输孔的同时，提高带电离子从离子源到离子通道的离子传输效率，进而提升质谱仪的灵敏度。

为了解决该技术问题，离子传输接口装置，包括：壳体、分离锥、离子通道、导电板及绝缘板；壳体，用于给带电离子的传输提供真空的腔体环境；分离锥，用于引导带电离子进入离子通道；离子通道，离子通道与分离锥对接；导电板安装于绝缘板上；导电板及绝缘板的中部均设有用于输送带电离子的离子传输孔，导电板的离子传输孔与绝缘板的离子传输孔在同一条水平线上，所述分离锥的方向朝向离子传输孔；导电板与分离锥之间具有电势差，电势差沿所述导电板至分离锥的方向的逐渐递减，带电离子通过离子传输孔根据电势差的梯度依次穿过导电板、绝缘板、分离锥，并进入离子通道。

离子传输接口装置，由于导电板周围的电场吸引带电离子，使带电离子从导电板及绝缘板的离子传输孔处进入，而电场对导电板外的带电离子中参杂的未带电的粒子及其它杂质无任何作用力，因此未带电的粒子及其它杂质未能进入离子传输孔，带电离子进入离子传输孔时，由于电势差沿所述导电板至分离锥的方向的逐渐递减，带电离子通过离子传输孔依次穿过导电板、绝缘板、分离锥，并进入离子通道，导电板周围的电场对带电离子的作用力能够将较多的带电离子进入离子传输孔，保证了带电离子的离子传输效率。

所述绝缘板包括有第一绝缘板、第二绝缘板，所述第一导电板安装于第一绝缘板上，所述第二导电板安装于第二绝缘板上，所述第一绝缘板将第一导电板与第二导电板之间绝缘隔开，所述离子传输孔包括有第一离子传输孔及第二离子传输孔，所述第一导电板及第一绝缘板上的离子传输孔均为第一离子传输孔，所述第二导电板及第二绝缘板上的离子传输孔均为第二离子传输孔。

所述离子传输孔还包括有第三离子传输孔，所述第三离子传输孔设置于分离锥上，所述分离锥通过第三离子传输孔引导带电离子进入离子通道，所述第一离子传输孔、第二离子传输孔、第三离子传输孔及离子通道均在同一条水平线上。

在离子传输接口装置外部的带电离子由于受到第一导电板中电场的作用力，带电离子从第一离子传输孔处进入离子传输接口装置，而未带电的粒子及其它杂质由于没有受到电场的作用力排斥在离子传输接口装置外部，由于第一离子传输孔、第二离子传输孔、第三离子传输孔及离子通道均在同一条水平线上，带电离子沿电势差的梯度从第一离子传输孔传输至第二离子传输孔，再从第二离子传输孔传输至第三离子传输孔，进而通过第三离子传输孔传输至离子通道。

第一绝缘板将第一导电板与第二导电板之间绝缘隔开，避免第一导电板与第二导电板接触而影响带电离子在离子传输孔的传输效果。

进一步地，包括有用于吹出反吹气并带走未带电荷的粒子和其它杂质的反吹气接头，反吹气接头被安装于所述第一绝缘板上，反吹气接头的吹气方向朝向第一离子传输孔，第一导电板与第一绝缘板之间设有给反吹气吹向第一离子传输孔的间隙。

反吹气接头吹出的反吹气在间隙中，反吹气从第一离子传输孔喷射出，在喷射的同时吹走即将进入第一离子传输孔的参杂在带电离子中的未带电的粒子和其它杂质，带电离子受到电场吸引力的作用，而反吹气的喷射力度小于电场的吸引力，故带电离子不会被反吹气吹走，从第一离子传输孔喷射出的反吹气能够进一步防止未带电的粒子和其它杂质进入第一离子传输孔，使离子传输效率更高，质谱仪的灵敏度更好。

进一步地，还包括有陶瓷加热环及卡环，所述陶瓷加热环与所述第二导电板接触，通过卡环将陶瓷加热环卡接于第二导电板上，所述陶瓷加热环设有用于对陶瓷加热环加热的加热触点、用于检测陶瓷加热环温度的感应触点，所述加热触点相对于陶瓷加热环向外凸起，感应触点相对于陶瓷加热环向外凸起。

陶瓷加热环的设置能够加热第二导电板，使第二导电板加热到能够汽化液滴的温度，防止带电离子在离子传输孔传输的过程中附着在第二导电板上，进一步提高带电离子的传输效率；卡环能够将陶瓷加热环卡接固定；向外凸起加热触点及感应触点能够避免导电顶针在加热及感应温度的时候出现接触不良的情况。

导电顶针通过加热触点对陶瓷加热环进行加热，当感应触点感应到陶瓷加热环被加热到一定温度时，导电顶针停止加热或转换成保温状态，使陶瓷加热环维持在适当的温度范围内。

所述第二绝缘板上安装有用于顶住第二导电板上的导电顶针的弹性件，所述弹性件包括有弹簧及金属座，所述弹性件的一端顶在导电顶针上，弹性件的另一端顶在金属座上，第二导电杆上的导电顶针具有部分区域套设在弹簧上。

弹性件处于受压状态，以便于挤压导电顶针，使导电顶针紧紧地贴在加热触点及感应触点上，进一步避免导电顶针与陶瓷加热环接触时出现接触不良的情况。

需要说明的是：

1、前述“第一、第二…”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于对名称的区分。

2、在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”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发明的限制。

3、前述“陶瓷加热环”为陶瓷材料制成，“金属座”为金属铜或铜合金材料制成。

附图说明

图1是本发明实施例的离子传输接口装置的实体结构图；

图2是本发明实施例的离子传输接口装置的爆炸图；

图3是本发明实施例的离子传输接口装置的剖视图；

图4是图3中的局部结构放大图；

图5是图3中的局部结构放大图；

图6是本发明实施例的第一导电板安装在第一绝缘板上的实体结构图；

图7是图6中的爆炸图；

图8是本发明实施例的第二导电板安装在第二绝缘板上的爆炸图；

图9是本发明实施例的陶瓷加热环的主视图；

附图标记说明：

110、壳体，120、分离锥，130、离子通道，131、带电离子，140、导电板，141、第一导电板，142、第二导电板，150、绝缘板，151、第一绝缘板，152、第二绝缘板，160、离子传输孔，161、第一离子传输孔，162、第二离子传输孔，163、第三离子传输孔，170、反吹气接头，171、间隙，180、陶瓷加热环，181、加热触点，182、感应触点，190、卡环，210、导电顶针，220、弹性件，221、弹簧，222、金属座，230、真空泵接口。

具体实施方式

下面对本发明的实施例进行详细说明。

如图1、图2所示，本实施例的离子传输接口装置有壳体、分离锥、离子通道130，壳体是为带电离子在离子传输接口装置整体内部的传输提供真空的腔体环境，绝缘板150作为导电板140的安装基座，用于固定导电板140，保证带电离子在离子传输孔160及分离锥内稳定传输，通过导电板140的电场吸引带电离子，并使带电离子沿电势差的梯度将带电离子从离子传输孔160传输至离子通道130。

接下来参阅图3，在本实施例中，电势差沿所述第一导电板141到第二导电板142，再到所述分离锥的方向逐渐递减，而分离锥的电势无限接近于0，带电离子根据电势差的梯度依次从第一导电板141、第一绝缘板151、第二导电板142、第二绝缘板152及分离锥的离子传输孔160内穿过，并由分离锥引导带电离子继续传输，直到带电离子进入离子通道130。

请继续参阅图3，离子源在产生带电离子的过程中，带电离子还参杂有部分未带电的粒子及其它杂质，为防止未带电的粒子及其它杂质通过第一离子传输孔161进入离子传输接口装置，反吹气接头170吹出的反吹气在第一导电板141及第一绝缘板151之间的间隙171，并将间隙171内的反吹气通过第一离子传输孔161吹出，以便于吹走在第一离子传输孔161的外部附近的未带电的粒子及其它杂质，在本实施例中，反吹气接头170吹出的反吹气是具有高纯度的氮气。

在本实施例中，第一导电板141的导电顶针210与第二导电板142的导电顶针210分别对应电性连接有两个不同且独立的电源(图中未示出)。即：一个独立的电源将电能输出至位于第一导电板141的导电顶针210，另一个独立的电源将电能输出至位于第二导电板142的导电顶针210，第一导电板141的导电顶针210的电势比第二导电板142的导电顶针210的电势低。

请参与图1至图3，在本实施例中，真空泵接口230安装真空泵体，真空泵体通过真空泵接口230抽取壳体内部的空气，以使壳体的内部达到真空的腔体环境，为带电离子的传输提供稳定的真空环境保障。

请参阅图4、图5，可以看出，带电离子从第一离子传输孔161进入后，并依次穿过第二离子传输孔162、第三离子传输孔163，再进入离子通道130，其中，分离锥的第三离子传输孔163的直径为2毫米，带电离子经由直径为2毫米的第三离子传输孔163引导传输进入离子传输孔160。

请参阅图5、图9，在优选的实施方式中，本发明实施例还可以包括弹性件220及陶瓷加热环180，图5中的弹性件220的金属座222顶住弹簧221，而弹性件220的弹簧221顶住导电顶针210，使导电顶针210紧紧贴在图5、图9中的陶瓷加热环180的加热触点181及感应触点182上，通过弹簧221挤压导电顶针210，该导电顶针210紧紧贴在加热触点181及感应触点182上的受力状态为挤压状态。

请参阅图6、图7，第一导电板141与第一绝缘板151爆炸开来看，能够看出导电顶针210在第一导电板141上的安装情况，以及反吹气接头170在第一绝缘板151上的安装情况，因此，第一导电板141的电场来源可以由安装在第一导电板141上的导电顶针210电力输送所致，反吹气接头170吹出的反吹气便能处于第一导电板141与第一绝缘板151之间的间隙171中。

请参阅图8、图9，本实施例中的卡环190将陶瓷加热环180卡接固定，导电顶针210对陶瓷加热环180长期加热而需要进行保养维护时，将卡环190拆开，便能取出陶瓷加热环180，操作方便。

请继续参阅图5、图8，陶瓷加热环180能够对第二导电板142进行加热，从图5可以看出分离锥的第三离子传输孔163与第二导电板142位置较近，第二导电板142加热到一定温度后，不难看出，周围温度及分离锥也具有一定的温度，以避免带电离子在离子传输孔160传输的过程中由于液化作用附着在第二导电板142的第二离子传输孔162的周围、以及分离锥的第三传输孔的周围，还可以提高带电离子的离子传输效率。

以上仅为本发明的具体实施例，并不以此限定本发明的保护范围；在不违反本发明构思的基础上所作的任何替换与改进，均属本发明的保护范围。