应用于三重四极杆质谱仪小孔锥的空气过滤装置的制作方法

1.本发明属于检测设备领域，尤其是涉及一种应用于三重四极杆质谱仪小孔锥的空气过滤装置。


背景技术：

2.三重四极杆质谱仪是当下药物公司研发部门、大学实验室和医院对物质定性定量分析的重要工具。四极杆即为四根平行或呈一定角度排列的金属棒构成的模块，三重四极杆质谱仪由若干这样的模块串联而成。根据马修方程，在四极杆上加相应直流电压和射频电压，可以筛选出特定的质荷比的离子，而其他质荷比的离子将偏离轨道，撞在四极杆上。被选中的特定质荷比的离子在四极杆中做螺旋前进运动，直到通过四个串联的四极杆，打在后端的检测器上，形成信号，常用的检测器有电子倍增器等，在实验时化合物被离子化后进入腔体，首先进入q0，q0的主要作用在于引导离子进入q1，q1则可以筛选特定质荷比的离子，被筛选的离子进入q2中，在q2中，这些离子会被打碎成若干子离子，再进入q3，q3和q1的作用相同，用于筛选特定质荷比的离子通过，通过q3的离子进入电子倍增器，得到信号，如此就可以对化合物进行定性定量分析。
3.三重四极杆质谱仪属高端精密分析仪器，部件复杂、价格昂贵，对操作人员和维护人员具有较高的专业技能要求。即便如此，面对一些突发情况或故障时，比如氮气发生器作为气源，为质谱仪的正常运行提供了雾化气(gs1)、加热辅助气(gs2)、源排气、气帘气(cur)、碰撞气(cad)。当氮气发生器出现故障不能运行或气路损坏时，质谱仪会处于瘫痪状态，而且质谱仪腔体的高真空环境会迫使空气从小孔锥进入仪器，直接与四极杆、检测器等部件接触，如此便存在一个显著的问题：未经处理的空气中颗粒物含量高、湿度大，长时间接触会导致四极杆污染，倍增器老化等问题，严重降低质谱仪的分析性能(灵敏度、分辨率)，提高使用成本。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明旨在提出一种应用于三重四极杆质谱仪小孔锥的空气过滤装置，以解决氮气发生器出现故障不能运行、和质谱仪维护时，质谱仪腔体的高真空环境会迫使空气从小孔锥进入仪器，污染仪器内部零件的问题。
5.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
6.一种应用于三重四极杆质谱仪小孔锥的空气过滤装置，包括气帘锥、支撑架、过滤器和遮挡组件，气帘锥的第一端内圈密封连接至质谱仪陶瓷盘的外围，陶瓷盘内圈设置小孔锥，且小孔锥设有透气孔，气帘锥的第二端内圈安装遮挡组件的一端，遮挡组件的外围通过支撑架固定连接至过滤器的外围，遮挡组件的另一端与过滤器的出气端相连接。
7.进一步的，所述气帘锥的第一端内圈设有环槽，陶瓷盘的外围沿径向设有若干安装孔，每个安装孔内均设置一个顶珠，且每个顶珠的外围分别弹性连接至安装孔内、滑动连接至环槽内，气帘锥的第一端通过第一密封圈密封连接至陶瓷盘的一端。
8.进一步的，所述气帘锥是中空圆台结构，小孔锥位于气帘锥内，且小孔锥外围与气帘锥内圈之间设有缝隙。
9.进一步的，所述遮挡组件包括顶套、转接管和遮挡板，顶套中部设有通气孔，顶套的第一端密封连接至气帘锥的第二端，顶套的第二端位于气帘锥内部，且顶套的第二端固定安装遮挡板，顶套内圈固定连接至转接管的一端，转接管的另一端固定连接至过滤器的出气端，且小孔锥位于遮挡板的一侧，转接管位于遮挡板的另一侧。
10.进一步的，所述遮挡板的材质是丁腈膜和硬质橡胶的任意一种。
11.进一步的，所述遮挡板的一侧外缘粘结至顶套的第二端，遮挡板的另一端接触连接至小孔锥的一端，且遮挡板覆盖小孔锥的气孔。
12.进一步的，所述顶套的外围沿径向设有若干第一通孔，过滤器的出气端依次通过顶套内圈、第一通孔和缝隙连通至小孔锥的气孔。
13.进一步的，所述小孔锥的一端位于顶套内，小孔锥的一端顶接至遮挡板的一侧。
14.相对于现有技术，本发明所述的应用于三重四极杆质谱仪小孔锥的空气过滤装置具有以下有益效果：
15.(1)本发明所述的应用于三重四极杆质谱仪小孔锥的空气过滤装置，通过遮挡组件密封小孔锥，且因质谱仪内部真空影响，遮挡组件无法完全密封小孔锥的气孔，会存在一定的渗漏情况，通过过滤器过滤截留空气中的颗粒物、水分的措施，降低由气孔渗漏至质谱仪内腔空气的污染颗粒密度，避免未经处理的空气进入腔体直接与四极杆、检测器等部件接触，有效消除了四极杆污染，倍增器老化等问题，延长部件的使用寿命，降低仪器的维护成本。
16.(2)本发明所述的应用于三重四极杆质谱仪小孔锥的空气过滤装置，使用简便，结构简单，易于拆装和更换部件。用来密封小孔锥的丁腈膜和过滤空气的滤芯可以随时更换，极大的提高了装置的使用性能。
附图说明
17.构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
18.图1为本发明实施例所述的应用于三重四极杆质谱仪小孔锥的空气过滤装置的结构示意图；
19.图2为本发明实施例所述的应用于三重四极杆质谱仪小孔锥的空气过滤装置的剖面图；
20.图3为本发明实施例所述的气帘锥的爆炸结构示意图；
21.图4为本发明实施例所述的遮挡组件的爆炸结构示意图；
22.图5为本发明实施例所述的遮挡组件的剖面图。
23.附图标记说明：
24.1-陶瓷盘；11-安装孔；12-顶珠；2-小孔锥；3-支撑架；4-过滤器；5-遮挡组件；51-顶套；52-转接管；53-遮挡板；6-气帘锥；61-第一密封圈；62-环槽。
具体实施方式
25.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
26.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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装置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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
27.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
28.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
29.如图1-5所示，应用于三重四极杆质谱仪小孔锥的空气过滤装置，包括气帘锥6、支撑架3、过滤器4和遮挡组件5，以现有技术的质谱仪api4000应用为例，当氮气发生器发生故障，需要对设备进行检修时，气帘锥6的第一端内圈密封连接至质谱仪陶瓷盘1的外围，陶瓷盘1内圈设置小孔锥2，且小孔锥2设有透气孔，气帘锥6的第二端内圈安装遮挡组件5的一端，遮挡组件5的外围通过支撑架3固定连接至过滤器4的外围，遮挡组件5的另一端与过滤器4的出气端相连接，当氮气发生器出现故障不能运行或气路损坏时，该过滤装置可以通过遮挡组件5密封小孔锥2，且因质谱仪内部真空影响，遮挡组件5无法完全密封小孔锥2的气孔，会存在一定的渗漏情况，通过过滤器4过滤截留空气中的颗粒物、水分的措施，降低由气孔渗漏至质谱仪内腔空气的污染颗粒密度，避免未经处理的空气进入腔体直接与四极杆、检测器等部件接触，有效消除了四极杆污染，倍增器老化等问题。
30.气帘锥6的第一端内圈设有环槽62，陶瓷盘1的外围沿径向设有若干安装孔11，每个安装孔11内均设置一个顶珠12，且每个顶珠12的外围分别弹性连接至安装孔11内、滑动连接至环槽62内，气帘锥6的第一端通过第一密封圈61密封连接至陶瓷盘1的一端，通过顶珠12与环槽62的滑动卡接方式，方便工作人员将该过滤装置拆装至质谱仪的陶瓷盘1，减小拆装过滤装置对质谱仪的硬性磕碰，操作便携，可靠性高。
31.遮挡组件5包括顶套51、转接管52和遮挡板53，顶套51中部设有通气孔，顶套51的第一端密封连接至气帘锥6的第二端，顶套51的第二端位于气帘锥6内部，且顶套51的第二端固定安装遮挡板53，顶套51内圈固定连接至转接管52的一端，转接管52的另一端固定连接至过滤器4的出气端，且小孔锥2位于遮挡板53的一侧，转接管52位于遮挡板53的另一侧。
32.遮挡板53的材质可以选用硬性的支板或软性的丁腈膜、硬质橡胶的任意一种，当选用软性的丁腈膜和橡胶时，遮挡板53的一侧外缘粘结至顶套51的第二端，遮挡板53的另一端接触连接至小孔锥2的一端，且遮挡板53覆盖小孔锥2的气孔，以选用软性的丁腈膜为
例，丁腈膜通过胶粘工艺固定于的一端，丁腈膜与小孔锥2顶部接触，覆盖小孔锥2的气孔，实现遮挡密封气孔的目的，从而提高质谱仪腔体真空度，减少空气的进入量，在实施时转接管52选用pu管，通过pu管密封保证了过滤器4和顶套51之间的连接紧密可靠，有效抑制未经过滤的空气从部件缝隙进入装置内部。
33.气帘锥6是中空圆台结构，小孔锥2位于气帘锥6内，且小孔锥2外围与气帘锥6内圈之间设有缝隙，顶套51的外围沿径向设有若干第一通孔，过滤器4的出气端依次通过顶套51内圈、第一通孔和缝隙连通至小孔锥2的气孔，本实施例中过滤器4为现有技术的工业级过滤器4，包括滤壳和滤芯。其中，滤芯为玻纤增强聚酰胺等复合滤材结构，过滤压差低，可有效截留空气中的颗粒物，并滤除空气中的水分。经过滤处理的空气穿过pu管、第一通孔连通至缝隙，且从丁腈膜和小孔锥2之间的缝隙进入腔体，因小孔锥2的结构较为脆弱，这样的设计极大的减小了由小孔锥2进入腔体的进气量，且其进气也为经过处理的空气，避免未经处理的空气进入腔体直接与四极杆、检测器等部件接触，有效消除了四极杆污染，倍增器老化等问题，延长部件的使用寿命，降低仪器的维护成本。
34.在实施时为了降低遮挡板53与小孔锥2之间的渗漏进气量，可以根据使用情况将，小孔锥2的一端设置到顶套51内，小孔锥2的一端顶接至遮挡板53的一侧，此时遮挡板53选用软质的丁腈膜，且丁腈膜收到小孔锥2的轴线推动发生形变，丁腈膜始终存在复位的弹性应力，使遮挡板53与小孔锥2贴合，减小渗漏的进气量。
35.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。