专利名称：环柱形电场质量分析器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于质谱仪的质量分析器，在质谱分析检测方面有多种应用，属于仪器仪表技术领域。
背景技术：
质谱技术在同位素分析、化学分析、生命科学分析中有广泛的应用，其基本原理是在真空中，将样品离子化变成带电粒子，通过质量分析器进行分离，检测出各种质量数离子的数量，从而得到样品的定性、定量信息。在质谱技术中，质量分析器是最核心的部件，按其种类可将质谱分为以下五种(1)磁质谱。带电粒子被加速后进入磁场，不同质荷比的粒子偏转情况不同，使各种质荷比的粒子分离。(2)四极杆质谱。带电粒子被引入四极杆滤质器，只有与四极杆上所加射频电场发生共振的特定质荷比的粒子可以通过，使各种质荷比的粒子分离。(3)飞行时间质谱。带电粒子被加速后，不同质荷比的粒子速度不同，经过一段无场飞行，到达检测器的时间不同，使各种质荷比的粒子分离。(4)离子阱质谱。带电粒子被引入离子阱，只有与阱上所加射频电场发生共振的特定质荷比的粒子可以在阱中稳定振荡飞行，使各种质荷比的粒子分离。(5)傅立叶变换-回旋振荡质谱。带电粒子被引入电场和磁场共同作用区，在射频电场作用下回旋振荡，产生的象电流信号用傅立叶变换处理，得到各种质荷比的粒子信号。图3是飞行时间质谱的原理图，在飞行时间质谱中，带电粒子被加速后进入无场区飞行，假设加速电压为U，带电粒子质量为m，电量为q，初速度为0，则带电粒子从加速电极飞出时，电场对带电粒子所做的功等于带电粒子的动能
权利要求
1.一种用于质谱的质量分析器，其特征在于两个圆柱面电极半径不同，小电极在大电极内，两电极之间形成环柱形空间，在两电极上加一定电压，则形成环柱形电场。当带电粒子束以合适的角度射入环柱形电场时，在环柱形电场中做螺旋运动，不同质荷比的带电粒子在螺旋运动中分离。
2.如权利要求1所述质量分析器，其特征在于两个圆柱面电极可以是满足要求的任意材料、尺寸。
3.如权利要求1所述质量分析器，其特征在于两个圆柱面电极的相对位置可变，两电极轴线重合形成对称环柱形电场，也可以轴线不重合形成不对称环柱形电场。带电粒子的入射方向与出射方向可以成任意角度。
4.如权利要求1所述质量分析器，其特征在于两个圆柱面电极上所加的电压是满足要求的任意电压，可以是恒定电压，也可以是脉冲电压，可以是任意波形的电压。
5.如权利要求1所述质量分析器，其特征在于当入射的带电粒子被加速的时间相同， 动能不同时，其速度与质荷比成反比，不同质荷比的粒子在环柱形电场中螺旋运动半径不同，只有半径与入射点到环柱形轴线距离相同的带电粒子可以稳定地做螺旋运动，实现质量过滤。改变两个圆柱面电极之间的电压，使环柱形电场的强度改变，可实现质量扫描。
6.如权利要求1所述质量分析器，其特征在于当入射的带电粒子被加速的距离相同， 动能相同时，其速度与质荷比的平方根成反比，不同质荷比的粒子在环柱形电场中螺旋运动半径相同，运动轨迹相同，速度不同，不同质荷比的粒子到达运动终点的时间不同，实现时间分离。
7.如权利要求1所述质量分析器，其特征在于在环柱形电场的带电粒子入射位置前加两个电极，与环柱形轴线垂直，形成与轴线平行的电场，使入射的带电粒子具有轴向速度，形成螺旋运动。两电极间所加电压为任意波形电压。
8.如权利要求1所述质量分析器，其特征在于在环柱形电场的两端加两个电极，与环柱形轴线垂直，形成与轴线平行的电场，使入射的带电粒子具有轴向速度，形成螺旋运动。 两电极间所加电压为任意波形电压
9.串联质量分析器，其特征在于应用权利要求1、2、3、4、5、6、7、8所述的质量分析器， 与各种质量分析器串联使用成为多级质量分析器。
全文摘要
本发明涉及一种用于质谱仪的质量分析器，在质谱分析检测方面有多种应用，属于仪器仪表技术领域。本发明物理结构为套在一起的两个圆柱面电极，其轴线重合，两个圆柱面电极之间加一定电压，形成环柱形电场。当带电粒子以一定角度射入环柱形电场时，将会在环柱形电场中做螺旋运动，运动数圈后引入检测器。根据带电粒子入射环柱形电场时的速度特征不同，可形成两种不同的质量分析器，一种是空间分离类型，一种是时间分离类型。两种质量分析器都具有结构简单、体积小巧、制做容易、分离高效的特点。
文档编号H01J49/26GK102496556SQ201110454479
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月30日 优先权日2011年12月30日
发明者王新建, 邱永红 申请人:邱永红