一种用于电离区与检测区之间气压的快速隔离装置的制作方法

本发明涉及质谱分析仪器，具体的说是一种用于电离区与检测区之间气压的快速隔离装置。该快速隔离装置以圆环可移动密封式结构，将电离区与检测区之间气压进行隔离，分开电离区与检测区之间气压压差。该新型快速隔离装置技术大大提高了拆卸质谱分析仪器的电离区装置的效率，更便捷的检查维护及更换电离区组件，在质谱分析仪器结构设计及合理拆装结构具有广阔的应用前景。

背景技术：

质谱分析仪器是一种精密度非常高的化学分析仪器，但是想要提高其灵敏度和分辨率，需要不断修改质谱分析仪器各个组成部分，以求达到更高的要求。质谱分析仪器长时间工作后，样品对仪器存在腐蚀或吸附残留，导致仪器不能正常工作，也同样需要拆开仪器进行检查维护。但是质谱分析仪器为精密仪器，拆装维护改造等需要非常复杂的工作流程，且质谱分析仪器需要在真空度较高的条件下才能进行检测的仪器，因此拆装仪器还需恢复仪器内部真空度，不仅每次拆装仪器流程复杂麻烦，且极度耗时耗力。

因此，发展一种用于电离区与检测区之间气压的快速隔离装置具有十分重要的意义。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于电离区与检测区之间气压的快速隔离装置。该快速隔离装置以圆环可移动密封式结构，将电离区与检测区之间气压进行隔离，分开电离区与检测区之间气压压差。该新型快速隔离装置技术大大提高了拆卸质谱分析仪器的电离区装置的效率，更便捷的检查维护及更换电离区组件，在质谱分析仪器结构设计及合理拆装结构具有广阔的应用前景。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

包括vuv灯、密闭的电离源腔体，电离源腔体的侧壁面上开有通孔，通孔经挡板阀与真空泵连接，于电离源腔体侧壁面上设有用于测量腔体内真空度的真空计；电离源腔体下部密闭连接有skimmer电极，电离源腔体下部壁面上开设有与skimmer电极中部通孔相对应的通孔，其作为离子出口，离子经离子出口后通过skimmer电极中部通孔射出；其特征在于：

于skimmer电极下部设有隔离装置；

vuv灯位于电离源腔体上部，vuv灯的出光口置于电离源腔体内部，电离源腔体内部设有环状电极组和环状绝缘环组，vuv灯发出的光依次经电极组中部通孔、四氟绝缘环组中部通孔、离子出口、skimmer电极和隔离装置；

环状电极组由2片或者3片以上中部设有通孔的板状极片构成；相邻极片间通过绝缘环间隔；由1片或者2片以上中部设有通孔板状四氟绝缘环构成四氟绝缘环组；环状电极组和环状绝缘环组中部通孔同轴；

样品分子进样管穿过电离源腔体壁面伸入至电离源腔体内；样品分子进样管的出口端穿过靠近vuv灯的第一片四氟绝缘环沿通孔径向伸入至靠近vuv灯的第一片极片和第二片极片之间；

隔离装置是由3-64块形状和尺寸相同的带有二条向顺时针或逆时针方向突起的弧形边的板状密封滑块组成；密封滑块一条弧形边上设有凹槽，另一条弧形边上设有与凹槽相对应的突起，3-64块沿顺时针或逆时针方向依次等间隔设置形成一个圆形隔离装置，每两个相邻密封滑块由端突起滑动插入另一密封滑块凹槽端进行可往复密封插接或分离，于每个密封滑块下表面远离圆形中心轴线处的边缘处设有连接杆，并由连接杆来移动密封滑块实现隔离装置的打开或关闭功能；

一上端开口下端密闭的筒状固定架，skimmer电极和隔离装置置于筒状固定架内，skimmer电极的四周边缘与筒状固定架内壁面通过密封o圈密闭连接，skimmer电极与筒状固定架间可上下滑动连接；隔离装置的连接杆与固定架底面固接，于固定架底面中部开设有通孔；于skimmer电极与隔离装置间设有用于密封的密封o圈，skimmer电极的中部通孔、密封o圈和隔离装置同轴。

隔离装置是由n块形状和尺寸相同的密封滑块组成，n为3-64的整数，密封滑块包括第一平板状板面和第二平板状板面，第一平板状板面的表面由三个弧线线段端点顺序连接，n个第一平板状板面依次顺时针或逆时针依次等间隔放置可形成一中空的圆环；第一平板状板面的三个弧线中的第一个为1/n弧度的圆环外圆上的圆弧线；第二个和第三个弧线是由圆环内圆的一个点a分别与第一个弧线二个端点向顺时针或逆时针方向突起的弧线；n个点a均布于圆环内圆上；于靠近第一个弧线的板面边缘的下表面设有连接杆；

于第二个弧线所在平板侧边设有一v字形突起，第二平板状板面；v字形突起是由侧边上下表面向远离第一平板状板面侧延伸、并沿延伸方向向中部逐渐内缩形成；于靠近点a处的第二平板状板面上设有一贯穿板面的三角形缺口，三角形缺口的一个侧边位于第二个弧线所在平板侧边上，第二个侧边位于第二平板状板面上，第三个侧边为缺口的开口处；

于第三个弧线所在平板侧边设有一与v字形突起相对应匹配的v字形凹槽，v字形凹槽是由侧边上下表面向板面内延伸、并沿延伸向中部逐渐内缩形成；

以垂直第二平板状板面且通过板面上靠近缺口的开口处的一个点为轴，密封滑块可绕轴转动。

构成电极组的极片、构成四氟绝缘环组的绝缘环、skimmer电极和隔离装置均为中部设置有通孔的平板结构，并且它们间均为平行、绝缘、同轴放置；样品分子出口面向电极组的中部通孔区域。

电极组、四氟绝缘环组和skimmer电极为圆环状或者方环状极片，隔离装置为密封滑块拼接而成；材料为不锈钢等金属或者表面镀了金属的极片；电极组极片数量为2片或者3片以上；极片孔径为1～50mm。

在电极组、四氟绝缘环组、skimmer电极和隔离装置上按照从高到低依次施加不同轴向电压并在轴线方向上形成大小为5～500v/cm的传输电场，电场可以是均匀的，也可以使非均匀的；电离源腔体内的真空度维持在1torr～10torr。。

skimmer电极和隔离装置中间小孔直径为0.5～5mm。

3-64个连接杆之间通过柔性铰链顺序铰连。

电离区与检测区之间气压的快速隔离装置密封滑块之间可以无缝连接，且密封滑块中心连接处可以闭合密封。

vuv灯点亮所照射的紫外光与通过样品分子进样管进样的样品分子发生低气压电荷转移反应，电荷转移反应电离所需的紫外光由vuv灯产生；电极组、四氟绝缘环组、skimmer电极和隔离装置四者的中空区域共同构成电荷转移反应电离反应区。

电离得到的离子通过skimmer电极和隔离装置的中间小孔直接引入到质量分析器中；所述的质量分析器为飞行时间质量分析器、四级杆质量分析器或离子阱质量分析器。

本发明提供的一种用于电离区与检测区之间气压的快速隔离装置，可以使不同气压下的电离区和检测区进行快速隔离，不仅可以快速更换电离区组件，而且还可以保持检测区气压不改变，这种快速隔离装置在提高改造仪器电离区、检查维护更换电离区时起到极大的帮助，不仅节省大量时间，同时也为拆装仪器提供更便捷的辅助作用。在质谱分析仪器结构设计及合理拆装结构具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为本发明的一种用于电离区与检测区之间气压的快速隔离装置结构示意图；

包括1vuv灯、密闭的2电离源腔体，2电离源腔体一侧壁面开有通孔，10通孔经挡板阀与9真空泵连接，于2电离源腔体侧壁面上设有8真空计，沿1vuv灯光线出射方向依次设置有11电极组、5四氟绝缘环组、6skimmer电极和8隔离装置；

图2为本发明的一种用于电离区与检测区之间气压的快速隔离装置部件图；

图3为本发明的一种用于电离区与检测区之间气压的快速隔离装置组合图；

具体实施方式

请参阅图1，为本发明的结构示意图。

一种用于电离区与检测区之间气压的快速隔离装置，包括vuv灯1、密闭的电离源腔体2，电离源腔体2的侧壁面上开有通孔，通孔经挡板阀11与真空泵10连接，于电离源腔体2侧壁面上设有用于测量腔体内真空度的真空计9；电离源腔体2下部密闭连接有skimmer电极6，电离源腔体2下部壁面上开设有与skimmer电极6中部通孔相对应的通孔，其作为离子出口7，离子经离子出口7后通过skimmer电极6中部通孔射出；其特征在于：

于skimmer电极6下部设有隔离装置8；

vuv灯1位于电离源腔体2上部，vuv灯1的出光口置于电离源腔体2内部，电离源腔体2内部设有环状电极组和环状绝缘环组，vuv灯1发出的光依次经电极组12中部通孔、四氟绝缘环组中部通孔、离子出口、skimmer电极6和隔离装置8；

环状电极组13由2片或者3片以上中部设有通孔的板状极片构成；相邻极片间通过绝缘环间隔；由1片或者2片以上中部设有通孔板状四氟绝缘环构成四氟绝缘环组5；环状电极组13和环状绝缘环组5中部通孔同轴；

样品分子进样管穿过电离源腔体壁面伸入至电离源腔体内；样品分子进样管的出口端穿过靠近vuv灯的第一片四氟绝缘环沿通孔径向伸入至靠近vuv灯的第一片极片和第二片极片之间；

隔离装置8是由3-64块形状和尺寸相同的带有二条向顺时针或逆时针方向突起的弧形边的板状密封滑块13组成；密封滑块13一条弧形边上设有凹槽，另一条弧形边上设有与凹槽相对应的突起，3-64块沿顺时针或逆时针方向依次等间隔设置形成一个圆形隔离装置，每两个相邻密封滑块13由端突起滑动插入另一密封滑块13凹槽端进行可往复密封插接或分离，于每个密封滑块13下表面远离圆形中心轴线处的边缘处设有连接杆，并由连接杆来移动密封滑块13实现隔离装置的打开或关闭功能；

一上端开口下端密闭的筒状固定架，skimmer电极6和隔离装置8置于筒状固定架内，skimmer电极6的四周边缘与筒状固定架内壁面通过密封o圈密闭连接，skimmer电极6与筒状固定架间可上下滑动连接；隔离装置8的连接杆与固定架底面固接，于固定架底面中部开设有通孔；于skimmer电极6与隔离装置8间设有用于密封的密封o圈，skimmer电极6的中部通孔、密封o圈和隔离装置8同轴。

隔离装置8是由n块形状和尺寸相同的密封滑块13组成，n为3-64的整数，密封滑块13包括第一平板状板面和第二平板状板面，第一平板状板面的表面由三个弧线线段端点顺序连接，n个第一平板状板面依次顺时针或逆时针依次等间隔放置可形成一中空的圆环；第一平板状板面的三个弧线中的第一个为1/n弧度的圆环外圆上的圆弧线；第二个和第三个弧线是由圆环内圆的一个点a分别与第一个弧线二个端点向顺时针或逆时针方向突起的弧线；n个点a均布于圆环内圆上；于靠近第一个弧线的板面边缘的下表面设有连接杆；

于第二个弧线所在平板侧边设有一v字形突起，第二平板状板面；v字形突起是由侧边上下表面向远离第一平板状板面侧延伸、并沿延伸方向向中部逐渐内缩形成；于靠近点a处的第二平板状板面上设有一贯穿板面的三角形缺口，三角形缺口的一个侧边位于第二个弧线所在平板侧边上，第二个侧边位于第二平板状板面上，第三个侧边为缺口的开口处；

于第三个弧线所在平板侧边设有一与v字形突起相对应匹配的v字形凹槽，v字形凹槽是由侧边上下表面向板面内延伸、并沿延伸向中部逐渐内缩形成；

以垂直第二平板状板面且通过板面上靠近缺口的开口处的一个点为轴，密封滑块13可绕轴转动。

构成电极组12的极片、构成四氟绝缘环组5的绝缘环、skimmer电极6和隔离装置8均为中部设置有通孔的平板结构，并且它们间均为平行、绝缘、同轴放置；样品分子出口面向电极组12的中部通孔区域。

电极组12、四氟绝缘环组5和skimmer电极6为圆环状或者方环状极片，隔离装置8为密封滑块13拼接而成；材料为不锈钢等金属或者表面镀了金属的极片；电极组12极片数量为2片或者3片以上；极片孔径为1～50mm。

在电极组12、四氟绝缘环组5、skimmer电极6和隔离装置8上按照从高到低依次施加不同轴向电压并在轴线方向上形成大小为5～500v/cm的传输电场，电场可以是均匀的，也可以使非均匀的；电离源腔体2内的真空度维持在1torr～10torr。。

skimmer电极6和隔离装置8中间小孔直径为0.5～5mm。

3-64个连接杆之间通过柔性铰链顺序铰连。

电离区与检测区之间气压的快速隔离装置密封滑块13之间可以无缝连接，且密封滑块13中心连接处可以闭合密封。

vuv灯1点亮所照射的紫外光与通过样品分子进样管3进样的样品分子4发生低气压电荷转移反应，电荷转移反应电离所需的紫外光由vuv灯1产生；电极组11、四氟绝缘环组5、skimmer电极6和隔离装置8四者的中空区域共同构成电荷转移反应电离反应区。

电离得到的离子7通过skimmer电极6和隔离装置8的中间小孔直接引入到质量分析器中；所述的质量分析器为飞行时间质量分析器、四级杆质量分析器或离子阱质量分析器。