双通道离子源喷头的制作方法
【专利摘要】本发明公开双通道离子源喷头，包括放电针、外套、放电针螺头、电极、电极螺头、高压导线、进气管和进气管螺头。外套有中心贯通孔，放电针的头部从外套的尾部中心螺纹孔穿入，至其尾部在外套的头部露出一定距离伸出，放电针的尾部套进放电针螺头里，形成对放电针的密封并固定；高压导线从电极螺头的内孔穿过，高压导线的前端置入电极尾部的内孔并焊接牢固，使电极进入电极螺头的内孔中；将电极螺头从放电针螺头的尾部拧入，使电极贴在放电针的尾部端面上；将进气管插入到外套的尾部侧端螺纹孔内，而后在外套的尾部的侧端螺纹孔内拧入进气管螺头。本发明结构紧凑体积小，主要应用于表面解吸常压化学电离源，尤其适用于小型直接质谱分析。
【专利说明】双通道离子源喷头
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种离子源喷头，特别是一种双通道离子源喷头，主要应用于表面解吸常压化学电离源，尤其适用于小型直接质谱分析。
【背景技术】
[0002]表面解吸常压化学电离(Desorpt1nAtmospheric Pressure Chemical1nizat1n, DAPCI)质谱技术，已经成功地应用于食品医药卫生、国防安全、公共安全以及质谱成像等诸多领域，在航天航空、环境监测、催化化学、有机合成等领域也有着重要的应用前景。
[0003]表面解吸常压化学电离(DAPCI)技术以常压电晕放电产生初级离子作为能荷载体，通过气-固-气或液-固-气三相进行能荷传递，实现固体表面分子的高效电离。因此，适用于常压电晕放电产生初级离子的喷头是DAPCI技术的关键。
[0004]然而，目前市场上还没有适用于DAPCI源的喷头，现有的离子源喷头主要用于非DAPCI的质谱分析技术；而实验室里所用的DAPCI源的喷头往往是由不锈钢三通管接头拼装而成，结构受到限制，使用不方便，稳定性不高，严重限制了 DAPCI质谱技术的发展。
【发明内容】
[0005]为了克服现有离子源喷头不适用于DAPCI质谱分析，以及实验室拼装的离子源喷头结构受到限制、使用不便、稳定性不高等不足，本发明特提供一种双通道离子源喷头，该离子源喷头体积小，使用方便，稳定性高，成本较低。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种双通道离子源喷头，包括:
[0007]外套(2),具有中心贯通孔,所述外套包括外套头部和外套尾部,所述外套尾部的侧端具有与所述中心贯通孔相连通的侧端螺纹孔；
[0008]放电针(I)，具有放电针头部和放电针尾部，所述放电针头部从所述外套尾部穿入，所述放电针尾部在所述外套头部伸出；
[0009]电极(4)，其前端与所述放电针相贴合；
[0010]高压导线(6)，其一端与所述电极相连接，通过所述电极将高压加在放电针上；
[0011]进气管(7)，所述进气管插入到所述外套的侧端螺纹孔内。
[0012]还包括放电针螺头(3)，其前端螺头拧入所述外套的尾部螺孔内，所述放电针尾部套进所述放电针螺头里，并对所述放电针密封及固定。
[0013]还包括电极螺头(5)，所述电极设置在所述电极螺头的内孔中，所述高压导线穿入所述电极螺头的内孔并与所述电极相贴合，所述电极螺头从所述放电针螺头的后端拧入，所述电极贴在所述放电针尾部的端面上。
[0014]所述高压导线的一端置入所述电极的内孔中并与所述电极相焊接。
[0015]所述外套为锥形结构，所述外套头部具有锥尖，所述外套尾部粗大呈扁平状；所述外套还包括外套中部，所述外套中部连接所述外套头部和所述外套尾部，所述外套中部呈圆柱形，所述外套中部的外圆柱面上刻有便于在安装时观察喷头的位置的轴向的线性刻度。
[0016]所述中心贯通孔的孔径大于所述放电针的外径，两者间隙为高纯度氮气N2的通道。
[0017]所述放电针的结构呈两段式，包括头段和尾段，所述尾段的直径大于所述头段的直径。
[0018]所述放电针的结构呈两段式，包括头段和尾段，所述尾段的长度大于所述头段的长度。
[0019]所述电极安装在所述放电针尾部。
[0020]所述放电针头部为圆锥形形状。
[0021]本发明的有益效果是:
[0022](I)该离子源喷头体积小，结构紧凑，主要外接部件(进气与加高压的部件)都位于基体尾部，适用于DAPCI源，特别适用于小型直接质谱分析。
[0023](2)该离子源使用锥度密封，密封性好，连接稳固，当锥度零件材料为PEEK时，可以获得更好的密封性与稳定性。
[0024](3)由于主要部件结构不复杂，生产工艺难度不大，而且组装与拆卸方便，主要部件通用性强，因而成本较低。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1是本发明的总体结构轴测图；
[0026]图2是本发明的俯视图；
[0027]图3是图2的A-A向剖视图，用以展示各个组成零件的装配结构关系；
[0028]图4是本发明的放电针正视图，用以展示放电针的结构；
[0029]图5是外套的主剖视图，用以展示外套的内部结构；
[0030]图6是放电针螺头的主剖视图；
[0031]图7是电极的主剖视图；
[0032]图8是电极螺头的主剖视图；
[0033]图9是进气管螺头的主剖视图。
[0034]图中:
[0035]I一放电针，2—外套，3—放电针螺头，4一电极，5—电极螺头，6—高压导线，7—进气管，8—进气管螺头；
[0036]11一针头，12—针柄；
[0037]21—螺纹孔，22—内锥面，23 —中部气体通道，24—头部气体通道，25—螺纹孔，26—内锥面；
[0038]31—外锥面，32—外螺纹，33—外摩擦面，34—螺纹孔，35—内孔；
[0039]41一前端面，42—后端面，43—内孔；
[0040]51—外螺纹，52—外摩擦面，53—内孔，54—内孔；
[0041]81—外锥面，82—外螺纹，83—外摩擦面，84—内孔。
【具体实施方式】
[0042]下面结合【专利附图】
【附图说明】本发明的【具体实施方式】，图中相同的结构和功能的器件已用相同的附图标记标出，附图只是用于帮助解释本发明，并不代表本发明范围的限制，同时，附图并未按比例画出。
[0043]如图1、2、3所示，从外观上看，本发明包括一离子源喷头外套2，进气与加高压的部件都布置在外套2的尾部，在外套2上互成角度地布设有两个空心螺头，分别为放电针螺头3和进气管螺头8，从两个螺头的中心孔处分别向外套2内部引入放电针I和进气管7，放电针I伸出外套2头部一段距离。电极螺头5连接在放电针螺头3尾部，高压导线6从电极螺头5的中心孔处引入，并焊接在电极4的内孔里。
[0044]如图4所示,放电针I为一杆状结构,主要包括针头11与针柄12两部分,其中针头11的端部呈尖锐的几何构型，用于在其附近形成局部高电场。
[0045]如图5所示，外套2为一锥形结构，外套的尾部粗大呈扁平状，外套的头部具有锥尖，内开设有一中心通孔，依次为螺纹孔21、内锥面22、中部气体通道23、头部气体通道24 ；而在外套2尾部与中心通孔交叉成一定角度的方向也开设有一通孔，包括螺纹孔25、内锥面26，且与中心通孔相通。
[0046]如图6所示，放电针螺头3为一锥形结构，从外观上看，头部为用于密封的外锥面31，中间为用于连接的外螺纹32，尾部为便于手拧旋转的外摩擦面33。从内部结构看，放电针螺头3包括用于连接的螺纹孔34和用于密封的内孔35。
[0047]如图7所示，电极4为一回转体结构，包括前端面41、后端面42和用于焊接连接高压导线6的内孔43。
[0048]如图8所示，电极螺头5为一锥形结构，，从外观上看，包括用于连接的外螺纹51和便于手拧旋转的外摩擦面52。从内部结构看，电极螺纹5包括内孔53和内孔54，其中，内孔53的内径比高压导线6的外径稍大，内孔54的内径比电极4的外径稍大，这样，当拧紧电极螺纹5时，电极4的前端面41顶紧放电针1，电极4的后端面42顶紧内孔53和内孔54的交界面上，可以实现稳定可靠的高压传导。
[0049]如图9所示，进气管螺头8为一锥形结构，从外观上看，头部为用于密封的外锥面81，中间为用于连接的外螺纹82，尾部为便于手拧旋转的外摩擦面83。从内部结构看，进气管螺头8内设一内孔84，内孔84的外径只比进气管7的外径稍大，在拧紧进气管螺头8，便于密封锁紧进气管7。
[0050]如图3所示，放电针I从外套2的中心通孔尾部穿入，并在端部气体通道24中露出一定距离，放电针螺头3外穿在放电针I尾部的针柄12上，当拧紧放电针螺头3时，外锥面31与内锥面22紧贴在一起，同时内孔35也紧贴在针柄12上，既实现了密封又固定了放电针I。高压导线6被焊接在电极4的尾部内孔43中，并穿入电极螺头5中，将电极螺头5拧入放电针螺头3中，电极4的前端面41则紧贴在放电针的尾部，电极4的后端面42则顶在内孔53和内孔54的交界面上，可以实现稳定可靠的高压传导。进气管7从进气管螺头8的内孔84中穿过，并插在外套2的螺纹孔25中，拧紧进气管螺头8，当外锥面81与内锥面26紧贴在一起，内孔84也紧贴在进气管7的外面，既实现了密封又固定了进气管7。
[0051]按如下步骤安装:(I)放电针的头部从外套的尾部中心螺纹孔穿入，直至在外套的头部露出一定距离。放电针的尾部套进放电针螺头里，拧紧放电针螺头，形成对放电针的密封。(2)高压导线从电极螺头的内孔穿过，高压导线的前端置入电极尾部的内孔并焊接牢固，然后拉紧高压导线的另一端，使电极进入电极螺头的内孔中。(3)将电极螺头从放电针螺头的尾部拧入，使电极贴在放电针的尾部端面上，当高压导线加高压时，通过电极将高压加在放电针上。(4)将进气管插入到外套的尾部侧端螺纹孔内，直至到底，而后在外套的尾部侧端螺纹孔内拧入进气管螺头，并拧紧密封。
[0052]工作时，高压导线上加高压，于是放电针上也加上了高压，从而在放电针的头部附近形成局部高电场。同时，高纯度氮气N2从进气管中通入，并通过外套内孔与放电针间的间隙，从外套头部内孔与放电针头部的间隙中喷出，形成初级离子，如水自由基阳离子。
[0053]外套的中心贯通孔与侧端螺纹孔相连通，中心贯通孔孔径的孔径大于放电针的外径，便于形成高纯度氮气的通道。
[0054]放电针的结构呈两段式，放电针包括头段和尾段，尾段的直径大于头段的直径，尾段的长度大于头段的长度。尾段较长且直径大，头段较短且直径小，既保证了放电针的刚度又实现了头部的几何构型要求。放电针的头部通常具有尖锐的几何结构，从而当放电针加上高压时，便于在其头部附近形成局部高电场。
[0055]外套尾部的中心螺纹孔紧接着一个内锥面，放电针螺头的头部是一个外锥面，同时放电针螺头的内孔孔径只比放电针的外径稍大，当拧紧放电针螺头时，两个锥面紧紧地贴合在一起，同时放电针螺头的头部内孔面也紧紧地贴合在放电针的外柱面上，从而形成密封作用，防止氮气N2从尾部的中心螺纹孔中泄露。同理，外套尾部的侧端螺纹孔紧接着一个内锥面，进气管螺头的头部是一个外锥面，同时进气管螺头的内孔孔径只比进气管的外径稍大，当拧紧进气管螺头时，两个锥面紧紧地贴合在一起，同时进气管螺头的头部内孔面也紧紧地贴合在进气管的外柱面上，从而形成密封作用，防止氮气N2从尾部的侧端螺纹孔中泄露。
[0056]所有的部件都是回转体结构。其中，外套为锥形结构，外套的头部具有锥尖，外套的尾部粗大呈扁平状，外套还包括中间部，中间部连接头部和尾部，中间部呈圆柱形，中间部的外圆柱面上刻有轴向的线性刻度，便于观察喷头的位置。
[0057]值得说明的是，上述实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。
【权利要求】
1.一种双通道离子源喷头，其特征在于，包括: 外套(2)，具有中心贯通孔，所述外套包括外套头部和外套尾部，所述外套尾部的侧端具有与所述中心贯通孔相连通的侧端螺纹孔； 放电针(I)，具有放电针头部和放电针尾部，所述放电针头部从所述外套尾部穿入，所述放电针尾部在所述外套头部伸出； 电极(4)，其前端与所述放电针相贴合； 高压导线出)，其一端与所述电极相连接，通过所述电极将高压加在放电针上； 进气管(7)，所述进气管插入到所述外套的侧端螺纹孔内。
2.根据权利要求1所述的双通道离子源喷头，其特征在于，还包括放电针螺头(3)，其前端螺头拧入所述外套的尾部螺孔内，所述放电针尾部套进所述放电针螺头里，并对所述放电针密封及固定。
3.根据权利要求2所述的双通道离子源喷头，其特征在于，还包括电极螺头(5)，所述电极设置在所述电极螺头的内孔中，所述高压导线穿入所述电极螺头的内孔并与所述电极相贴合，所述电极螺头从所述放电针螺头的后端拧入，所述电极贴在所述放电针尾部的端面上。
4.根据权利要求1所述的双通道离子源喷头，其特征在于，所述高压导线的一端置入所述电极的内孔中并与所述电极相焊接。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的双通道离子源喷头，其特征在于，所述外套为锥形结构，所述外套头部具有锥尖，所述外套尾部粗大呈扁平状；所述外套还包括外套中部，所述外套中部连接所述外套头部和所述外套尾部，所述外套中部呈圆柱形，所述外套中部的外圆柱面上刻有便于在安装时观察喷头的位置的轴向的线性刻度。
6.根据权利要求5所述的双通道离子源喷头，其特征在于，所述中心贯通孔的孔径大于所述放电针的外径，两者间隙为高纯度氮气N2的通道。
7.根据权利要求5所述的双通道离子源喷头，其特征在于，所述放电针的结构呈两段式，包括头段和尾段，所述尾段的直径大于所述头段的直径。
8.根据权利要求5所述的双通道离子源喷头，其特征在于，所述放电针的结构呈两段式，包括头段和尾段，所述尾段的长度大于所述头段的长度。
9.根据权利要求5所述的双通道离子源喷头，其特征在于，所述电极安装在所述放电针尾部。
10.根据权利要求5所述的双通道离子源喷头，其特征在于:所述放电针头部为圆锥形形状。
【文档编号】H01J49/02GK104269339SQ201410528042
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年10月9日 优先权日:2014年10月9日
【发明者】董晓峰, 陈焕文, 王姜, 顾海巍 申请人:东华理工大学