一种质谱仪的中间狭缝

1.本实用新型涉及同位素检测技术领域，特别是涉及一种质谱仪的中间狭缝及质谱仪。


背景技术：

2.质谱仪又称质谱计，是分离和检测不同同位素的仪器。即根据带电粒子在电磁场中能够偏转的原理，按物质原子、分子或分子碎片的质量差异进行分离和检测物质组成的一类仪器。
3.质谱仪的分辨率大小与入口狭缝和中间狭缝和出口狭缝的大小有关，对于多接收电感耦合等离子体质谱仪，其中出口狭缝是仪器的法拉第杯检测器的一部分，改造难度相对较大，而对入口狭缝和中间狭缝进行改造相比于出口狭缝更加易于实现。
4.中间狭缝位于静电场与磁场质量分析器之间，可以改变离子束的高度，以此改变仪器的分辨率，但其与现有的入口狭缝具有类似的问题，即对于中间狭缝的大小的选择十分有限，这对于提高质谱仪的分辨率是十分不利的，难以实现对目前国际新兴非传统稳定同位素的高精度测定。


技术实现要素：

5.针对现有技术中的不足，本实用新型提供一种质谱仪的中间狭缝及质谱仪。
6.本实用新型的实施例是这样实现的，第一方面，本实用新型提供了一种质谱仪的中间狭缝，所述中间狭缝包括：极杆法兰，所述极杆法兰用于狭缝调节；挡高狭缝板，所述挡高狭缝板固定在所述极杆法兰上，所述挡高狭缝板提供多个离子通道并能在平行于所述极杆法兰的平面上旋转；磁体滑动器，所述磁体滑动器为所述挡高狭缝板的旋转提供动力。
7.可选地，所述极杆法兰包括：
8.极杆法兰主体，所述极杆法兰主体包括第一凸起和第一底部，所述第一凸起至少有一个截面为等腰三角形截面，所述第一底部至少一个截面为半圆形截面，所述第一底部设有两个相同的凹陷，所述凹陷至少一个截面的形状为半圆形，所述半圆形截面的直径与所述等腰三角形截面的底边长度相同；
9.所述极杆法兰主体还包括中心通孔以及围绕所述中心通孔设置的第一螺钉孔、第二螺钉孔、第三螺钉孔和第四螺钉孔，所述第一螺钉孔、所述第三螺钉孔和所述第四螺钉孔为多个，所述半圆形截面的直径的中点在所述中心通孔的轴线上；
10.承轴座，所述承轴座安装在所述极杆法兰主体上，所述承轴座呈圆筒状；
11.承轴，所述承轴呈圆筒状，所述承轴的底面有环形凹槽，所述承轴安装在所述承轴座中，且所述承轴与所述承轴座同轴设置；
12.游丝簧片，所述游丝簧片的一端卷起呈筒状结构，所述筒状结构至少一个截面的形状为圆环的四分之三，所述游丝簧片的另一端为圆环片，所述圆环片与所述中心通孔同轴设置；
13.第一挡块和第二挡块，所述第一挡块和所述第二挡块安装在所述极杆法兰主体上，所述第一挡块和所述第二挡块为长方体形状。
14.可选地，所述极杆法兰主体沿所述第四螺钉孔之间的中点与所述等腰三角形截面顶点之间的连线对称。
15.可选地，所述第一挡块和所述第二挡块上设有螺栓孔，所述螺栓孔用于安装螺栓。
16.可选地，所述挡高狭缝板包括：
17.挡高狭缝底板，所述挡高狭缝底板包括第二凸起、中间结构、第二底部和挡高狭缝孔，所述第二凸起至少有一个截面的形状为长方形，所述中间结构至少有一个截面的形状为等腰梯形，所述第二底部至少有一个截面的形状为u形，所述第二凸起四个角上分别设有第五螺钉孔和第六螺钉孔，所述第五螺钉孔和所述第六螺钉孔为多个；
18.所述中间结构的一个形状为等腰梯形的截面的长底边的最大长度，与所述第二底部一个形状为u形的截面的开口的最大距离相同，所述第二底部设有缝轴孔，所述挡高狭缝孔至少有一个截面的形状为v形；
19.挡高狭缝，所述挡高狭缝安装在所述挡高狭缝孔中，所述挡高狭缝的形状与所述挡高狭缝孔适配，所述离子通道位于所述挡高狭缝上；
20.挡高缝轴，所述挡高缝轴为通孔型圆头螺钉。
21.可选地，所述离子通道包括第一中间狭缝和第二中间狭缝，所述第一中间狭缝和所述第二中间狭缝至少有一个截面的形状为长方形。
22.可选地，所述挡高狭缝底板沿所述第五螺钉孔之间的中点与所述缝轴孔的一个圆形截面的圆心之间的连线对称。
23.可选地，所述挡高狭缝板还包括：
24.磁吸块，所述磁吸块安装在所述挡高狭缝底板上，所述磁吸块包括顶部和第三底部，所述第三底部设有第七螺钉孔，所述第七螺钉孔为多个，所述顶部与所述第三底部以与所述第七螺钉孔轴线方向平行的边为宽，所述顶部的宽大于所述第三底部的宽，利用螺钉穿过所述第五螺钉孔和所述第七螺钉孔将所述磁吸块与所述挡高狭缝底板连接。
25.可选地，所述磁体滑动器包括：
26.磁体，所述磁体通过磁场吸引力带动所述磁吸块旋转，所述磁吸块带动所述挡高狭缝板旋转；
27.滑动槽，所述滑动槽用于为所述磁体提供安装位置，所述磁体能在所述滑动槽上滑动，并通过磁场吸引力带动所述挡高狭缝板旋转；
28.气缸，所述气缸利用气体为所述磁体在所述滑动槽上的滑动提供动力；
29.气缸磁体连接器，所述气缸磁体连接器的一端与所述磁体连接，所述气缸磁体连接器的另一端的一部分伸入所述气缸内；
30.气管，所述气管安装在所述气缸的一端，所述气管用于向所述气缸中注入气体或者抽出所述气缸中的气体。
31.第二方面，本实用新型提供了一种质谱仪，所述质谱仪使用本实用新型提供的所述中间狭缝，包括：
32.进样系统，所述进样系统用于导入样品；
33.离子源，所述离子源与所述进样系统相连接，所述离子源用于把所述样品电离得
到样品离子；
34.入口狭缝，所述入口狭缝与所述离子源相连接，所述入口狭缝用于调节质谱仪的分辨率和为所述样品离子提供所述入口通道；
35.静电场分析器，所述静电场分析器与所述入口狭缝相连接，所述静电场分析器用于提供静电场，所述静电场用于对所述样品离子加速；
36.中间狭缝，所述中间狭缝与所述静电场分析器相连接，所述中间狭缝包括多个离子通道，所述离子通道包括第一中间狭缝和第二中间狭缝，所述离子通道可以在所述第一中间狭缝和所述第二中间狭缝之间自由切换，所述离子通道用于为所述静电场分析器中的所述样品离子提供出口，所述中间狭缝用于改变所述样品离子形成的离子束的高度，进而改变质谱仪的分辨率；
37.磁场分析器，所述磁场分析器与所述中间狭缝相连接，所述磁场分析器用于提供磁场，所述磁场用于分离不同荷质比的所述样品离子；
38.出口狭缝，所述出口狭缝用于为所述磁场分析器中的所述样品离子提供出口；
39.检测器，所述检测器为法拉第杯检测器，所述检测器包括所述出口狭缝，所述检测器与所述磁场分析器相连接，所述检测器用于接收所述样品离子并根据所述样品离子获取质谱信号。
40.综上所述，本实用新型提供的中间狭缝通过对现有的多接收电感耦合等离子体质谱仪的中间狭缝进行升级改造，设计并加工了新的中间狭缝，新的中间狭缝不仅可以自由切换狭缝的大小，提高了质谱仪的中间狭缝的可选择性，而且进一步提高了质谱仪的分辨率，易于实现；同时，使用本实用新型提供的中间狭缝的质谱仪分辨率显著提高，有利于实现对国际新兴非传统稳定同位素的高精度测定。
附图说明
41.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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它相关的附图。
42.图1为本实用新型实施例的极杆法兰示意图；
43.图2为本实用新型实施例的挡高狭缝板示意图；
44.图3为本实用新型实施例的磁吸块示意图；
45.图4为本实用新型实施例的磁体滑动器示意图；
46.图5为本实用新型实施例的质谱仪结构示意图。
47.图中：1-极杆法兰主体、2-承轴座、3-承轴、4-游丝簧片、5-第一挡块、6-第二挡块、7-第一螺钉孔、8-第二螺钉孔、9-第三螺钉孔、10-中心通孔、11-第四螺钉孔、12-挡高狭缝底板、13-挡高狭缝、14-挡高缝轴、15-第一中间狭缝、16-第二中间狭缝、17-第五螺钉孔、18-第六螺钉孔、19-挡高狭缝孔、20-缝轴孔、21-第七螺钉孔、22-磁吸块、23-磁体、24-滑动槽、25-气缸、26-气缸磁体连接器、27-气管。
具体实施方式
48.下面将详细描述本实用新型的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本实用新型。在以下描述中，为了提供对本实用新型的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本实用新型。在其他实例中，为了避免混淆本实用新型，未具体描述公知的电路，软件或方法。
49.在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本实用新型至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。
50.请参见图1-图5，在一个可选地实施例当中，本实用新型提供了一种质谱仪的中间狭缝，包括极杆法兰、挡高狭缝板和磁体滑动器。
51.在本实施例中，请参见图1，所述极杆法兰包括极杆法兰主体1、承轴座2、承轴3、游丝簧片4、第一挡块5和第二挡块6。
52.所述极杆法兰主体1包括第一凸起和第一底部，所述第一凸起至少有一个截面为等腰三角形截面，所述等腰三角形截面的顶角为圆角，所述第一底部至少一个截面为半圆形截面，所述第一底部设有两个相同的凹陷，所述凹陷至少一个截面的形状为半圆形，所述半圆形截面的直径与所述等腰三角形截面的底边长度相同，所述半圆形截面的直径与所述等腰三角形截面的底边相连接。
53.所述极杆法兰主体1还包括中心通孔10以及围绕所述中心通孔10设置的第一螺钉孔7、第二螺钉孔8、第三螺钉孔9和第四螺钉孔11，所述第一螺钉孔7、所述第三螺钉孔9和所述第四螺钉孔11为多个，所述半圆形截面的直径的中点在所述中心通孔10的轴线上，所述极杆法兰主体1沿所述第四螺钉孔11之间的中点与所述等腰三角形截面顶点之间的连线对称。
54.具体的，在通过螺钉将所述极杆法兰连接在质谱仪的基座上时，所述第一螺钉孔7和所述第四螺钉孔11处使用常见的普通螺钉，所述第二螺钉孔8处使用通孔型六角头螺栓，所述第三螺钉孔9处使用通孔型开槽螺钉，以此来最大程度的保证所述极杆法兰与所述基座连接的牢固性。
55.所述承轴座2安装在所述极杆法兰主体1上，所述承轴座2呈圆筒状，所述承轴座2与所述中心通孔10不相切。
56.具体的，由于本实施例所使用的承轴座2为圆筒状，因此所述承轴座2远离其轴线的一面至少有一个截面的形状为圆形，在其它可选的实施例当中，所述承轴座2远离其轴线的一面的所有截面的形状可都不为圆形。
57.所述承轴3呈圆筒状，所述承轴3的底面有环形凹槽，所述承轴3安装在所述承轴座2中，且所述承轴3与所述承轴座2同轴设置。
58.具体的，所述承轴3与所述承轴座2适配，即所述承轴3的最大半径与所述承轴座2的最小半径相同，且所述承轴3可以在所述承轴座2中转动，便于狭缝调节。
59.所述游丝簧片4的一端卷起呈筒状结构，所述筒状结构至少一个截面的形状为圆环的四分之三，所述游丝簧片4的另一端为圆环片，所述圆环片与所述中心通孔10同轴设置，所述游丝簧片4用于在狭缝切换时减震。
60.所述第一挡块5和所述第二挡块6安装在所述极杆法兰主体1上，所述第一挡块5和所述第二挡块6为长方体形状，所述第一挡块5和所述第二挡块6的一面设有螺栓孔，所述螺栓孔用于安装螺栓，所述第一挡块5和所述第二挡块6远离所述极杆法兰主体1，并且与所述螺栓孔轴线平行的边所在的的棱角为倒角。
61.具体的，所述螺栓孔的轴线指向所述所述第一凸起的一个等腰三角形截面的顶角，安装所述螺栓时，所述螺栓的尾部指向所述所述第一凸起的一个等腰三角形截面的顶角，所述挡块5和所述挡块6能够限制所述挡高狭缝板的旋转范围，所述螺栓用于在狭缝切换时进行微调。
62.在本实施例中，请参见图2，所述挡高狭缝板包括挡高狭缝底板12、挡高狭缝13和挡高缝轴14。
63.所述挡高狭缝底板12包括第二凸起、中间结构、第二底部和挡高狭缝孔19，所述第二凸起至少有一个截面的形状为长方形，所述中间结构至少有一个截面的形状为等腰梯形，所述第二底部至少有一个截面的形状为u形，所述第二凸起上分别设有第五螺钉孔17和第六螺钉孔18，所述第五螺钉孔17和所述第六螺钉孔18为多个，在所述第二凸起的一个形状为长方形的截面上，所述第五螺钉孔17和所述第六螺钉孔18对应的截面为圆形且分别处于靠近所述长方形的截面的四个角的位置，所述第五螺钉孔17所处的所述长方形的截面的角为圆角。
64.所述中间结构的一个形状为等腰梯形的截面的长底边的最大长度，与所述第二底部一个形状为u形的截面的开口的最大距离相同。
65.所述第二底部设有缝轴孔20，所述挡高狭缝孔19至少有一个截面的形状为v形，所述挡高狭缝底板12沿所述第五螺钉孔17之间的中点与所述缝轴孔20的一个圆形截面的圆心之间的连线对称。
66.所述挡高狭缝13安装在所述挡高狭缝孔19中，所述挡高狭缝13的形状与所述挡高狭缝孔19适配，所述离子通道位于所述挡高狭缝13上，所述离子通道包括第一中间狭缝15和第二中间狭缝16，所述第一中间狭缝15和所述第二中间狭缝16至少有一个截面的形状为长方形。
67.所述挡高缝轴14为通孔型圆头螺钉，所述通孔型圆头螺钉与所述缝轴孔20和所述承轴3适配，所述通孔型圆头螺钉穿过所述缝轴孔20和所述承轴3将所述极杆法兰与所述挡高狭缝板连接。
68.在本实施例中，请参见图3，所述挡高狭缝板还包括磁吸块22，所述磁吸块22包括顶部和第三底部，所述顶部与所述第三底部皆为正方体形状，所述第三底部设有第七螺钉孔21，所述第七螺钉孔21为多个，所述顶部与所述第三底部以与所述第七螺钉孔21轴线方向平行的边为宽，所述顶部远离所述第三底部的宽所在的棱角为倒角，所述顶部的宽大于所述第三底部的宽，同时利用螺钉穿过所述第五螺钉孔17和所述第七螺钉孔21将所述磁吸块22与所述挡高狭缝底板12连接。
69.在本实施例中，请参见图4，所述磁体滑动器包括磁体23、滑动槽24、气缸25、气缸
磁体连接器26和气管27，图中所示出的圆形结构为上述的中间狭缝。
70.所述磁体23通过磁场吸引力带动所述磁吸块22旋转，所述磁吸块22带动所述挡高狭缝板旋转，所述磁体23可以是方形、圆形、三角形等，具体形状在此就不做限定。
71.所述滑动槽24用于为所述磁体23提供安装位置，所述磁体23能在所述滑动槽24上滑动，并通过磁场吸引力带动所述挡高狭缝板旋转。
72.所述气缸25利用气体驱动所述磁体23在所述滑动槽24上滑动。
73.所述气缸磁体连接器26的一端与所述磁体23连接，所述气缸磁体连接器26的另一端的一部分伸入所述气缸26内。
74.所述气管27位于所述气缸25的最左端，所述气管27用于向所述气缸25里注入气体或者抽出所述气缸25里的气体。
75.具体的，本实施例使用气管27向所述气缸25内注入气体，使气缸25内气管27与所述气缸磁体连接器26伸入气缸25的部分之间的压强增大，进而推动所述气缸磁体连接器26向气缸25压强较小的一边滑动，所述气缸磁体连接器26会带动所述磁体23在所述滑动槽24上滑动，由于所述磁体23与所述磁吸块22之间存在磁场，所述磁吸块22又安装在所述挡高狭缝底板12上，因此当所述磁体23在所述滑动槽24上滑动时，所述磁吸块22会因为磁场的作用带动整个挡高狭缝板旋转。
76.更为具体的，当所述磁体23处于所述滑动槽24最左边的位置时，所述第二凸起将与所述第二挡块6相接触，同时所述第二中间狭缝16将透过所述圆环片和所述中心通孔10对应，且此时所述第二中间狭缝16的对角线交点在所述中心通孔10的轴线上，如果所述第二中间狭缝16的对角线交点不在所述中心通孔10的轴线上，就可以通过旋转所述第二挡块6上的所述螺栓进行微调，以确保所述第二中间狭缝16与所述中心通孔10完全对应；当所述磁体23滑动到所述滑动槽24最右边的位置时，所述第二凸起将与所述第一挡块5相接触，同时所述第一中间狭缝15将透过所述圆环片和所述中心通孔10对应，且此时所述第一中间狭缝15的对角线交点在所述中心通孔10的轴线上，如果所述第一中间狭缝15的对角线交点不在所述中心通孔10的轴线上，就可以通过旋转所述第一挡块5上的所述螺栓进行微调，以确保所述第一中间狭缝15与所述中心通孔10完全对应；如果想要让磁体23向左滑动，只需要利用气管27抽出所述气缸25里的气体即可。
77.在一个可选地实施例中，请参见图5，本实用新型还提供了一种质谱仪，所述质谱仪使用本实用新型提供的所述中间狭缝，包括进样系统a1、离子源a2、入口狭缝a3、静电场分析器a4、中间狭缝a5、磁场分析器a6、出口狭缝a7和检测器a8。
78.进样系统a1，所述进样系统a1用于导入样品。
79.具体的，在本实施例当中，使用微流雾化器自动提升液态的所述样品，将所述样品送入所述离子源a2中，然后利用所述离子源a2将所述样品离子化得到样品离子。
80.在其他可选地实施例当中，还可以根据所述样品的状态选择其它的进样系统a1，例如当所述样品为固体时，可以选用激光剥蚀进样系统a1，当所述待测样品为液态且含量较低时，可以选用膜去溶进样系统a1。
81.离子源a2，所述离子源a2与所述进样系统a1相连接，所述离子源a2用于把所述样品电离得到样品离子。
82.具体的，在本实施例当中，使用icp作为质谱仪的离子源a2，所述离子源a2可以使
所述样品在高频等离子体高温的作用下，电离形成所述样品离子。
83.入口狭缝a3，所述入口狭缝a3与所述离子源a2相连接，所述入口狭缝a3处于真空环境当中，所述样品离子通过所述入口狭缝a3进入静电场分析器a4中。
84.静电场分析器a4，所述静电场分析器a4与所述入口狭缝a3相连接，所述静电场分析器a4设有静电场，当所述样品离子通过所述入口狭缝进入所述静电场分析器a4中后，所述静电场将对所述样品离子加速。
85.中间狭缝a5，所述中间狭缝a5与所述静电场分析器a4相连接，所述中间狭缝a5包括极杆法兰、挡高狭缝板和磁体滑动器，所述中间狭缝包括多个离子通道，所述离子通道包括第一中间狭缝15和第二中间狭缝16，所述离子通道可以利用所述磁体滑动器在所述第一中间狭缝15和所述第二中间狭缝16之间自由切换。
86.所述中间狭缝a5用于改变所述样品离子的高度，进而改变质谱仪的分辨率，同时经过加速后的所述样品离子会通过所述中间狭缝a5进入磁场分析器a6中。
87.磁场分析器a6，所述磁场分析器a6与所述中间狭缝a5相连接，所述磁场分析器a6用于提供磁场，所述磁场会将不同荷质比的所述样品离子分离；
88.出口狭缝a7，所述出口狭缝a7用于接收所述样品离子，并为所述磁场分析器a6中的所述样品离子提供出口。
89.检测器a8，所述检测器a8为法拉第杯检测器，所述检测器a8包括所述出口狭缝a7，所述检测器a8与所述磁场分析器a6相连接，所述检测器a8用于接收所述样品离子并根据所述样品离子获取质谱信号。
90.综上所述，本实用新型提供的中间狭缝通过对现有的多接收电感耦合等离子体质谱仪的中间狭缝进行升级改造，设计并加工了新的中间狭缝，新的中间狭缝不仅可以自由切换狭缝的大小，提高了质谱仪的中间狭缝的可选择性，而且进一步提高了质谱仪的分辨率，易于实现；同时，使用本实用新型提供的中间狭缝的质谱仪分辨率显著提高，有利于实现对国际新兴非传统稳定同位素的高精度测定。
91.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。