分体式过程质谱仪制造技术

本发明专利技术涉及质谱仪设备技术领域，公开了一种分体式过程质谱仪，包括侧壁设有进样口的真空腔体、第一馈通法兰、第二馈通法兰、安装于第一馈通法兰上的离子源组件以及安装于第二馈通法兰上的质量分析器组件。第一馈通法兰可拆卸连接于真空腔体靠近进样口的一端，以将离子源组件伸入真空腔体内；第二馈通法兰可拆卸连接于真空腔体的另一端，以将质量分析器组件伸入真空腔体内；离子源组件同轴地可拆卸连接于质量分析器组件。该分体式过程质谱仪装配简单，可以装配灵敏度高、可靠性好、抗污染能力强的复合型离子源，可灵活选配适用于不同检测环境的离子源组件和质量分析器组件，提高了质谱系统的灵敏度和精确度。

Separate Process Mass Spectrometer

【技术实现步骤摘要】
分体式过程质谱仪
本专利技术涉及质谱仪设备
，尤其涉及一种分体式过程质谱仪。
技术介绍
随着工业生产科技化水平的日益提高，大量的生产过程中的产品成分，以及物质转化过程的中间产物等都需要进行分析与检测。因此，在线分析与检测成为对安全生产、质量控制、生产工艺优化和节能减排等都具有十分重要意义的一项技术。质谱分析是四大波谱技术之一，是通过对被测样品的离子化，并依据碎片质荷比来测定其物质组成的一种分析方法，借助完善的标准谱库，得到样品的定性定量分析结果。过程分析质谱仪因为其响应速度快，灵敏度高，测量范围宽，稳定性好，具有广谱性，可同时多点多组分监测，相对其他分析手段，其测试成本低，因此在工业过程中得到了较为广泛的应用。国外在上个世纪50年代就已经将质谱仪成功应用于工业过程连续分析中，目前发达工业国家大量采用过程质谱分析仪替代传统试验室仪器，以提高自动化水平，降低人工成本，实现生产的精细化管理，获得最大经济效益和社会效益。过程质谱分析技术，已成为发达国家在线分析领域重点推广的分析技术之一。现有的过程质谱仪通常由进样系统、离子源、四极杆质量分析器、检测器、真空系统和质谱控制与数据处理系统等组成。现有的过程质谱仪，通常将离子源、四极杆质量分析器和检测器依次安装于一个真空馈通法兰的端面，并将离子源、四极杆质量分析器以及检测器上的电极与该真空馈通法兰上对应的电极通过导线连接。然后再把该真空馈通法兰组装到真空腔体上，加上真空泵系统，进样系统，以及相应的管路，就组成了一套质谱的机械系统。但是，过程质谱仪因为其应用环境通常都在工业现场，受现场安装空间的限制，所以，仪器的体积往往都较小，因此，其真空馈通法兰通常选择CF35规格。但是由于CF35法兰尺寸较小，有效利用空间仅有不到Φ40mm的空间，而除去质谱核心机械的安装空间，剩余的空间就更小了。而该CF35法兰上不仅要安装质谱核心机械，还要放置供质谱核心上电信号传输的馈通电极。因此，除去检测器和四极杆质量分析器必须的数千伏高压馈通电极之外，留给离子源的电极数量就不多了。因此，过程质谱仪上所安装的离子源功能单一，降低了质谱系统的灵敏度、可靠性，以及抗污染的能力。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种分体式过程质谱仪，用以解决现有的过程质谱仪上馈通电极安装数量和位置有限，导致质谱系统的灵敏度低、可靠性差，以及抗污染能力弱的问题。本专利技术实施例提供一种分体式过程质谱仪，包括侧壁设有进样口的真空腔体，还包括第一馈通法兰、第二馈通法兰、安装于所述第一馈通法兰上的离子源组件以及安装于所述第二馈通法兰上的质量分析器组件；所述第一馈通法兰可拆卸连接于所述真空腔体靠近所述进样口的一端，以将所述离子源组件伸入所述真空腔体内；所述第二馈通法兰可拆卸连接于所述真空腔体的另一端，以将所述质量分析器组件伸入所述真空腔体内；所述离子源组件同轴地可拆卸连接于所述质量分析器组件。其中，所述离子源组件包括侧壁设有进样孔的电离室以及设于所述电离室的一端部的透镜组，所述进样孔与所述真空腔体的进样口同轴相对；所述透镜组的离子出口端设有外凸环，所述质量分析器组件朝向所述离子源组件的一端设有同轴环，所述同轴环的内壁同轴地套接于所述外凸环的外壁。其中，所述离子源组件还包括推斥极、灯丝部件和磁铁组件，所述推斥极与所述透镜组相对地设于所述电离室的两端；所述灯丝部件朝向所述电离室的电子入射孔，以产生用于轰击样品的电子；所述磁铁组件设于所述电离室的侧壁外侧，以在所述电离室内产生磁场；所述第一馈通法兰上设有多个第一馈通电极，所述第一馈通电极轴向贯通所述第一馈通法兰；每个所述第一馈通电极的端部均设有第一插座式连接器，所述透镜组、所述推斥极及所述灯丝部件的接线插头均插接于所述第一插座式连接器。其中，所述离子源组件还包括加热器和测温传感器，所述加热器安装于所述电离室，以加热所述电离室，所述测温传感器用于测量所述电离室的温度；所述加热器和所述测温传感器的接线插头均插接于所述第一插座式连接器。其中，所述质量分析器组件包括一组四极杆质量分析器和至少一个检测器，所述四极杆质量分析器的一端同轴地可拆卸连接于所述离子源组件，所述四极杆质量分析器的另一端安装于所述第二馈通法兰；所述检测器安装于所述四极杆质量分析器和所述第二馈通法兰之间。其中，所述第二馈通法兰上设有多个第二馈通电极，所述第二馈通电极轴向贯通所述第二馈通法兰；每个所述第二馈通电极的端部均设有第二插座式连接器，所述四极杆质量分析器的电极接线插头以及所述检测器的接线插头均插接于所述第二插座式连接器。其中，所述真空腔体的侧壁还设有抽真空接口，所述抽真空接口用于连接真空系统。其中，所述真空系统包括分子泵和隔膜泵，所述分子泵的抽气口连接于所述抽真空接口，所述分子泵的排气口连接于所述隔膜泵的抽气口。其中，所述真空腔体的侧壁还设有测量真空接口，所述测量真空接口用于连接真空度传感器。其中，所述真空腔体的两端分别固接有第一对接法兰和第二对接法兰，所述第一对接法兰通过螺栓连接于所述第一馈通法兰，所述第二对接法兰通过螺栓连接于所述第二馈通法兰。本专利技术实施例提供的分体式过程质谱仪，包括侧壁设有进样口的真空腔体、第一馈通法兰、第二馈通法兰、安装于第一馈通法兰上的离子源组件以及安装于第二馈通法兰上的质量分析器组件。第一馈通法兰可拆卸连接于真空腔体靠近进样口的一端，以将离子源组件伸入真空腔体内；第二馈通法兰可拆卸连接于真空腔体的另一端，以将质量分析器组件伸入真空腔体内；离子源组件同轴地可拆卸连接于质量分析器组件。通过将离子源组件和质量分析器组件分别从真空腔体的两端伸入，实现离子源和质量分析器的分体式装配，利用第一馈通法兰提供专用于离子源组件的安装和接线空间，因而可以装配灵敏度高、可靠性好、抗污染能力强的复合型离子源；同时，还利用第二馈通法兰提供专用于质量分析器组件的安装和接线空间，使得质量分析器组件的装配更灵活，可以根据使用需要选配多个检测器和不同规格的四极杆质量分析器，进一步地提高检测性能。该分体式过程质谱仪装配简单，可灵活选配适用于不同检测环境的离子源组件和质量分析器组件，提高了质谱系统的灵敏度和精确度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例中的一种分体式过程质谱仪的结构示意图；图2是图1中的分体式过程质谱仪的剖视图；图3是本专利技术实施例中的离子源组件的剖视图；图4是本专利技术实施例中的质量分析器组件的等轴测视图；附图标记说明：1：真空腔体；11：进样接头；12：抽真空接口；13：第一对接法兰；14：第二对接法兰；2：第一馈通法兰；21：第一馈通电极；22：第一插座式连接器；3：第二馈通法兰；31：第二馈通电极；32：第二插座式连接器；4：离子源组件；41：电离室；411：进样孔；412：电子入射孔；42：透镜组；421：外凸环；43：推斥极；44：灯丝部件；45：磁铁组件；46：加热器；5：质量分析器组件；51：同轴环；52：四极杆质量分析器；53：检测器；54：支撑柱；6：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分体式过程质谱仪，包括侧壁设有进样口的真空腔体，其特征在于，还包括第一馈通法兰、第二馈通法兰、安装于所述第一馈通法兰上的离子源组件以及安装于所述第二馈通法兰上的质量分析器组件；所述第一馈通法兰可拆卸连接于所述真空腔体靠近所述进样口的一端，以将所述离子源组件伸入所述真空腔体内；所述第二馈通法兰可拆卸连接于所述真空腔体的另一端，以将所述质量分析器组件伸入所述真空腔体内；所述离子源组件同轴地可拆卸连接于所述质量分析器组件。

【技术特征摘要】
1.一种分体式过程质谱仪，包括侧壁设有进样口的真空腔体，其特征在于，还包括第一馈通法兰、第二馈通法兰、安装于所述第一馈通法兰上的离子源组件以及安装于所述第二馈通法兰上的质量分析器组件；所述第一馈通法兰可拆卸连接于所述真空腔体靠近所述进样口的一端，以将所述离子源组件伸入所述真空腔体内；所述第二馈通法兰可拆卸连接于所述真空腔体的另一端，以将所述质量分析器组件伸入所述真空腔体内；所述离子源组件同轴地可拆卸连接于所述质量分析器组件。2.根据权利要求1所述的分体式过程质谱仪，其特征在于，所述离子源组件包括侧壁设有进样孔的电离室以及设于所述电离室的一端部的透镜组，所述进样孔与所述真空腔体的进样口同轴相对；所述透镜组的离子出口端设有外凸环，所述质量分析器组件朝向所述离子源组件的一端设有同轴环，所述同轴环的内壁同轴地套接于所述外凸环的外壁。3.根据权利要求2所述的分体式过程质谱仪，其特征在于，所述离子源组件还包括推斥极、灯丝部件和磁铁组件，所述推斥极与所述透镜组相对地设于所述电离室的两端；所述灯丝部件朝向所述电离室的电子入射孔，以产生用于轰击样品的电子；所述磁铁组件设于所述电离室的侧壁外侧，以在所述电离室内产生磁场；所述第一馈通法兰上设有多个第一馈通电极，所述第一馈通电极轴向贯通所述第一馈通法兰；每个所述第一馈通电极的端部均设有第一插座式连接器，所述透镜组、所述推斥极及所述灯丝部件的接线插头均插接于所述第一插座式连接器。4.根据权利要求3所述的分体式过程质谱仪，其特征在于，所述离子源组件还包括加热器和测温传感器，所述加热器安装于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄泽建，方向，江游，戴新华，龚晓云，谢洁，翟睿，刘梅英，
申请(专利权)人：中国计量科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11