专利名称:源组件和包括该源组件的质谱仪的制作方法
源组件和包括该源组件的质谱仪
在先申请
本申请是2009年10月8日提交的美国临时申请第61/249，779号的非临时申请并要求该申请的优先权，由此无论如何其全部公开内容在此通过引用并入。
本申请涉及源以及用于将源联接到仪器或其它装置的装置。更具体地，某些实施方案涉及构造为按期望的方式彼此联接的组件。
许多装置使用离子源或电子源提供离子或粒子。源插入装置期间，机械紧固件典型地被用来将源保持在装置内。源可能需要移走来清洗并在源在插入装置或仪器时容易损坏。
在第一方面中，组件包括:活动部件，构造为在沿第一方向运动时提供轴向力并在沿第二方向运动时解除轴向力；以及固定部件，联接到活动部件并构造为从活动部件接收轴向力，固定部件构造为从活动部件提供轴向力时，在装置的密封面提供密封。
在某些实施方案中，活动部件可以构造为在活动部件沿第一方向旋转时，向固定部件提供轴向力的可旋转部件。在其它实施方案中，在从第一方向向第二方向旋转时，可以解除提供的轴向力。在一些实施方案中，活动部件可以构造为在沿与轴向力相同的方向压下活动部件时，提供轴向力。在某些实施例中，活动部件可以构造成在匹配固定部件上的螺纹时，提供轴向力。在其它实施例中，固定部件可以构造成在活动部件运动时保持固定，以提供轴向力。在一些实施例中，装置包括至少一个构造为接纳活动部件上的槽的销，以将组件定位在装置中。在附加实施例中，固定部件可以包括构造为接纳装置上的另一销的槽，以在装置中对齐组件。在一些实施方案中，活动部件的旋转可操作为为固定部件提供轴向力，而固定部件基本没有旋转运动。在又一实施方案中，活动部件可以构造为提供不使用任何外部紧固件而设置密封的轴向力。
在某些实施方案中，活动部件可以构造为凸轮锁定装置，该装置是仪器壳。在其它实施方案中，凸轮锁定装置可以通过载簧轴联接到固定部件。在又一实施方案中，仪器壳包括有制动器的引导块，一旦凸轮旋转，锁住凸轮以提供轴向力。在一些实施方案中，仪器壳可以包括滑动接合凸轮中的槽的销，以向真空端口提供轴向力。在某些实施例中，固定部件联接到仪器壳上的另一销，以在销沿凸轮中的槽圆周滑动期间，防止固定部件运动。在一些实施例中，活动部件包括不止一个单个活动部件，以提供轴向力。在其它实施例中，组件可以构造为只沿单一导向插入装置中。在又一实施例中，装置包括一组偏置除180°以外的角度的销，以允许只沿单一导向插入组件。在附加实施例中，组件包括至少一个定位为接纳这组销中的一个销的槽。
在附加方面中，提供一种包括活动部件和联接到活动部件的固定部件的源组件。在某些实施例中，活动部件可以构造为在沿第一方向运动时提供轴向力并在沿第二方向运动时解除轴向力。在一些实施方案中，固定部件可以构造为从活动部件接收轴向力。在某些情况下固定部件可以包括联接到真空端口的源。在一些构造中，真空端口可以构造为在活动部件提供轴向力时，在装置的真空室的密封面提供基本上不漏流体的密封。
在某些实施例中，源可以是离子源、电子源或其它合适的源。在其它实施例中，活动部件可以构造为在活动部件沿第一方向旋转时，向固定部件提供轴向力的可旋转部件。在附加实施例中，在从第一方向向第二方向旋转时，可以解除提供的轴向力。在一些实施例中，活动部件可以构造为在沿与轴向力相同的方向压下活动部件时，提供轴向力。在其它实施例中，活动部件可以构造为在匹配固定部件上的螺纹时，提供轴向力。在某些实施例中，固定部件可以构造为在活动部件运动时保持固定，以提供轴向力。
在附加实施方案中，装置可以包括至少一个构造为接纳活动部件上的槽的销，以在装置中定位源组件。在其它实施方案中，固定部件可以包括构造为接纳装置上的另一销，以在装置中对齐源组件。在另一实施方案中，活动部件的旋转可以操作为基本不用固定部件的旋转运动而向固定部件提供轴向力。在又一实施方案中，活动部件可以构造为提供不使用任何外部紧固件而提供基本上不漏流体的密封的轴向力。
在某些实施例中，活动部件可以构造为凸轮锁定装置，并且该装置是仪器壳或位于仪器壳内。在其它实施例中，凸轮锁定装置可以通过载簧轴联接到真空端口。在一些实施例中，仪器壳可以包括引导块，引导块包括一个或多个销，一旦凸轮旋转，锁住凸轮以提供轴向力。在附加实施例中，仪器壳可以包括活动啮合凸轮中的槽的销，以向真空端口提供轴向力。在某些实施例中，固定部件可以联接到仪器壳上的另一销，以在销沿凸轮中的槽圆周滑动期间，防止固定部件运动。
在一些实施例中，活动部件可以包括不止一个单个活动部件，以提供轴向力。在其它实施例中，源组件可以构造为只沿单一导向插入装置中。在附加实施例中，装置可以包括一组偏置除180°以外角度的销，以允许源组件只沿单一导向插入。在又一实施例中，源组件可以包括至少一个定位为接纳一组销中的一个销的槽。
在其它方案中，描述了包括构造为将源组件联接到仪器壳的联接器的源组件，以在源组件联接到仪器壳和联接的联接器的运动时，提供源组件与仪器壳中的真空室之间基本上流体紧密的密封。
在某些实施方案中，联接器可以包括构造为联接到仪器壳的销的槽。在其它实施例中，销可以在仪器壳上导向，使得源组件将沿单一导向联接到仪器壳。在一些实施例中，在旋转时，联接器可以构造为不使用任何外部紧固件而提供基本上不漏流体的密封。在附加实施例中，联接器可以构造为凸轮，凸轮可以构建并设置为在联接的联接器旋转时，在源组件与仪器壳之间提供基本上不漏流体的密封。
在其它实施方案中，联接器可以包括一组槽。在一些实施方案中，这组槽可以偏置定位，使得源组件可以沿单一导向联接到仪器壳。在某些实施例中，仪器壳可以包括构造为停止源组件插入的引导块。在一些实施例中，引导块可以包括制动器，以在联接器旋转时，将源组件锁在位置，以提供基本上不漏流体的密封。在又一方案中，联接器可以构造为绕纵轴旋转并施加轴向力，以将源组件密封到真空室。在一些实施例中，联接器可以构造为把手，把手包括构造为联接到仪器壳上的引导销的第一槽，并且把手的旋转操作为使源组件向真空室轴向偏离。在某些实施方案中，源组件可以构造为联接到真空端口，以在联接器旋转不足5秒时，提供基本上不漏流体的密封，源组件插入仪器壳时，提供基本上不漏流体的密封。
在某些实施例中，联接器可以构造为有把手的凸轮，凸轮通过载簧中心轴联接到真空端口，源组件包括大小适合并设置成联接到仪器壳的引导块的孔的壳，引导块还包括一组构建并设置成联接到真空端口中的槽和把手中的槽的销，其中销插入槽以及把手随后的旋转在真空端口与真空室的密封面之间提供基本上不漏流体的密封。在一些实施例中，真空端口可以构造为在把手旋转期间保持基本固定。在其它实施例中，凸轮构造为在把手沿反方向旋转时，分离联接的源组件。例如，引导可以构造为轴向定位源，可以有槽并构造为旋转定位源，例如防止源的部件损坏。
在某些实施方案中，联结器可以构造为旋转，以在源组件的剩余部分保持固定时，在源组件与真空室之间提供基本上不漏流体的密封。在其它实施方案中，仪器壳上的销可以构造为在联接器旋转期间，保持源组件的剩余部分固定。在一些实施方案中，联接器上的槽可以构造为在联接器旋转期间，滑动啮合仪器壳的另一销。在又一实施方案中，槽上可以有制动器并构造为将另一销锁在位置。
在附加实施方案中，联接器可以构造为按钮，以在第一按压时提供轴向力，并在第二按压时解除轴向力。
在附加方案中，提供了源组件联接到装置的方法。在某些实施例中，该方法包括使源组件插入装置的真空室，并通过活动部件在插入的源组件上的运动而将源组件联接到真空室，而使源组件密封到真空室。在一些实施例中，可以不使用外部紧固件而实施该方法。
在某些实施方案中，该方法可以包括使活动部件旋转，以在源组件与真空室之间提供密封。在其它实施方案中，该方法可以包括使活动部件旋转，直到包括真空室的仪器壳上的销啮合活动部件的槽上的制动器。
在又一实施方案中，该方法可以包括压下活动部件上的钮，以在源组件与真空室之间提供密封。在附加实施方案中，该方法可以包括第二次压钮，以解除源组件与真空室之间的密封。
在某些实施例中，该方法可以包括构造具有联接到活动部件的固定部件的源组件，固定部件包括构造为在活动部件运动时密封真空室的密封面的真空端口。在一些实施例中，该方法可以包括将活动部件构造为具有把手的凸轮，并在凸轮的把手旋转时提供密封。
在附加实施例中，该方法可以包括使活动部件上的螺纹与包括真空室的装置上的螺纹啮合，以提供密封。在另一实施例中，该方法可以包括使一个部件上的销与另一部件上的孔联接，以提供密封。
在另一方案中，提供包括源组件的质谱仪，源组件包括构造为将源组件联接到质谱仪的仪器壳的联接器，以在源组件联接到仪器壳和耦合的联接器运动时，在源组件与仪器壳的真空室之间提供基本上不漏流体的密封。
在某些实施方案中，源组件可以包括构造为在第一方向运动时提供轴向力并在第二方向运动时解除轴向力的活动部件。在一些实施方案中，源组件可以包括联接到活动部件并构造为从活动部件接收轴向力的固定部件。在其它实施例中，固定部件可以包括联接到真空端口的源，真空端口构造为在活动部件提供轴向力时，在质谱仪的仪器壳中的真空室的密封面提供基本上不漏流体的密封。在某些实施例中，活动部件可以构造为在沿与轴向力相同的方向压下活动部件时，提供轴向力。在其它实施例中，活动部件可以构造为在活动部件上的螺纹与装置上的螺纹啮合时，提供轴向力。
在一些实施方案中，与质谱仪一起使用的联接器可以构造为不使用外部紧固件来提供轴向力。在其它实施方案中，与质谱仪一起使用的联接器可以构造为有把手的凸轮。在某些实施方案中，凸轮可以通过载簧中心轴联接到真空端口，并且源组件可以给包括大小适合并设置成联接到仪器壳的引导块的孔的壳。在一些实施例中，引导块还包括一组构建并设置为联接到真空端口中的槽和把手中的槽的销，其中销插入槽中以及把手随后的旋转在真空端口与真空室的密封面之间提供基本上不漏流体的密封。在其它实施例中，真空端口可以构造为在把手旋转期间保持基本固定。在附加实施例中，源组件可以是离子源。在又一实施例中，仪器壳可以包括一组偏置除180°以外的角度的销，以允许源组件只沿单一导向插入。在某些实施例中，质谱仪可以包括流体联接到质谱仪的流体色谱系统。[0027]以下更详细描述附加特征、方案、实施例和实施方案。
[0028]图1是根据某些实施例的离子源的示意图；[0029]图2是根据某些实施例的包括活动部件和固定部件的源组件的示意图；[0030]图3A和图3B是根据某些实施例的包括具有可压下的柱塞的活动部件的源组件的示意图；[0031]图4是根据某些实施例的包括具有外螺纹的活动部件的源组件的示意图；[0032]图5是根据某些实施例的包括可以啮合装置壳的可延伸的载簧销的源组件的示意图；[0033]图6A和图6B是示出根据某些实施例，源组件插入壳的示意图；[0034]图7A至图7C是示出根据某些实施例，源组件插入壳和源组件的活动部件随后旋转的示意图；[0035]图8是根据某些实施例的质谱仪的方块图；[0036]图9是根据某些实施例流体联接到质谱仪的流体色谱仪的方块图；[0037]图10是根据某些实施例的质谱仪的源组件和真空室的示意图；[0038]图11是示出根据某些实施例的质谱仪壳的引导销和源组件的把手中的槽的示意图；[0039]图12是根据某些实施例的活动部件、固定部件和可以联接到上述两部件的柱塞的不意图；[0040]图13是通过图12的活动部件与固定部件的截面图，示出根据某些实施例的可以接纳固定部件的柱塞的活动部件上的制动器。[0041]考虑到本公开内容的益处，本领域技术人员将认识到，图中的某些尺寸或特征可能被放大、变形或按另外非常规或不按比例的方式显示，以提供更用户友好的图的形式。以下描述规定尺寸，尺寸仅为了解释而提供。移动活动部件时，运动的量或程度不重要，并可取决于现有各种部件的确切构造而变化。
具体实施方式
[0042]在此描述的装置的某些实施例可以用来通过壁或接口提供可以对齐和/或密封到装置或更大部件的组件。在一些实施例中，组件可以用于真空室或压力舱，在其它实施例中，组件与其联接的装置之间的压差为零。在某些实施例中，组件可以与(包括但不限于)离子源、电子源的源一起使用，用于离子束系统、电子束系统、有离子枪或电子束的系统或粒子源或为仪器或系统中的期望区域或空间提供离子或离子的其它源。[0043]在某些实施方案中，源组件在插入仪器壳期间可能损坏。科学仪器操作常常需要灵敏部件以准确放置在真空室内。一个实施例是质谱仪的离子源或电子源。这些源需要准确的径向定位，以防止使用者不注意而使精确的离子光碰撞真空室的壁的损坏，这可以导致系统性能下降或昂贵的维修。大部分真空系统具有需要螺钉紧固来维持密封的进入端口。这些螺钉花时间，并且不受使用者欢迎。其它真空端口用不能准确定位插入真空室的部件中的快速连接凸轮特征打开(见US4，998，004)。尽管有完成快速密封的机构，但不幸的是这些方法不提供准确定位和快速进入室。[0044]在此描述的某些实施例提供允许在真空室内放置或组装灵敏部件的源组件，而可以降低或者甚至消除使用者按上述方式造成的对源的损坏的可能性。进一步，使用者可以不需要工具就容易接近部件。如在此参照某些实施例描述的，例如源的部件不需要额外的硬件或紧固件而固定到真空室中。在不容许进入端口的扭转运动且不期望螺钉或附加紧固件来使源组件固定并密封到真空室时，在此描述的源组件的实施方案可以提供准确的径向和轴向对齐，同时防止对源的灵敏部件的损坏。[0045]在某些实施例中，在此描述的源组件典型地包括联接器，联接器构建并设置成为例如仪器的装置中的真空室提供密封。在一些实施例中，在此描述的源组件的联接器可以按许多不同的构造和方式构造。在某些实施例中，联接器可以构造为使源组件向真空室的密封面轴向偏离，以在源组件与真空室之间提供基本上不漏流体的密封。在其它实施例中，联接器可以构造有一个或多个特征件，以防止源组件不正确插入仪器壳中。在附加实施例中，联接器可以联接并连接到包括真空端口的固定部件。在联接器的操作中，联接器的运动可以作用为使真空端口向真空室的密封面偏离，以在真空端口与真空室之间提供基本上不漏流体的密封。如果期望，则联接器可以设计成使得其适当构造，以不使用任何外部紧固件而提供基本上不漏流体的密封。以下更详细描述这些和其它构造。[0046]在某些实施方案中，在此提供的源组件快速联接到仪器并与仪器分开，允许迅速移走源组件来清洗或维修。联接器可以设计成有助于源组件的部件适当插入仪器并对齐，使得维护需要较少的停工期。例如，质谱仪有源组件，则源组件不需要使用工具就能移走、可以解开和清洗，然后再组装并退回联接到仪器壳而用于随后的操作。[0047]在某些实施方案中，联接器可以出现在离子源组件上。图1示出离子源组件的一个示意图。典型的离子源可以包括许多部件，例如包括壳100中的反射极110、丝极120和多个透镜130、140和150。当加热丝极120时，可以忽略丝极120的电子。使用阳极125与丝极120之间的势差可以使电子向阳极125加速。包括样品的气体流105可以设置成基本垂直电子加速的方向。加速的电子与样品碰撞并引起样品离子化，例如生成单充电正离子。通过使透镜130与反射极110之间产生势差，正充电离子被透镜130吸引。透镜130与透镜140、150 —起可以聚焦或操纵离子束，使得其经过到期望装置。图1所示的离子源仅仅是示意性的，并且不同的离子源可以包括与图1所示的不同的部件或其它部件。例如，在某些构造中，丝极可以位于离子源体外，在某些情况下可不是反射极，或者反射极可以是没有孔或间隙的固体表面。在其它构造中，源可不包括阳极，气体可离开图1的平面，和/或离子可负充电。尽管具体的源构造可以剧烈变化，但是在此描述的联接器可以与许多不同类型的源构造一起使用。另外，在此更详细描述包括电子源和离子源的源类型。[0048]在某些实施方案中，在此描述的包括源组件装置的操作中，典型地存在压差，使得仪器或装置内的压力基本上比大气压力低。使用较低压力允许期望的离子或粒子的选择、方向或聚集而不干涉不需要的件。由于较低的操作压力，期望在此提供的源组件在期望的部分或接口提供基本上不漏流体的密封。例如，源组件可以联接到设计成与真空室的密封面交界的真空端口，以在真空端口与真空室之间提供基本上不漏流体的密封。这种密封防止不想要的泄露并允许装置在低于大气压力操作，例如使用一个或多个流体联接到真空室的泵。在此公开的源组件的实施方案可以提供基本上不漏流体的密封，同时构造为快速移走和插入。[0049]在某些实施例中，源组件可以包括活动部件和固定部件。术语“活动”和“固定”是为了方便并参照源组件插入装置或仪器而使用的。当插入源组件时，期望源或连接的部件的一部分，例如真空端口，相对纵轴保持固定，使得没有不对齐。例如，期望固定部件沿平行于纵轴而非离轴的方向移动，期望限制旋转运动，使得在插入时，维持源正确的中心线。固定部件典型地包括期望的源部件和任何真空端口或其它接口，以密封到装置的真空室。活动部件可以联接到固定部件，并操作为迫使或推动固定部件到真空室的密封面，或者另外提供保持固定部件联接到或抵靠密封面的力。[0050]在某些实施例中，活动部件和固定部件的确切构造可以变化。期望活动部件连接到固定部件，使得可以提供并使用整体源。然而，活动部件和固定部件可以单独封装，使得终端使用者可以将选择的类型的活动部件联接到固定部件。这种部件由终端使用者联接，则在这两个部件之间可使用合适的链接或其它联接器，例如轴、杆、弹簧、载簧轴、一组紧固件等，使得两个部件在源操作期间彼此牢固保持。[0051]在某些实施方案中，图2示出一个包括彼此联接的活动部件和固定部件的源的构造的侧视图。固定部件210通过载簧中心轴215联接到活动部件220。固定部件210典型地包括各种源部件，例如像参照图1描述的那些。活动部件220可以构造为提供沿箭头230方向的轴向力，使得活动部件220的运动，例如绕纵轴240的旋转，导致沿箭头230的方向施加到固定部件210的力。轴向力的结果迫使并保持固定部件210沿箭头230的方向向外，这可以导致固定部件210与搁靠或靠近固定部件210的任何面或表面之间紧配合。[0052]在某些实施方案中，活动部件220绕纵轴240按期望的角度旋转。例如，活动部件220构造为凸轮或凸轮锁定装置，则活动部件可以旋转30°或更多，以提供充足的力而使固定部件210向密封面偏移。在一些构造中，活动部件220提供的力的量可以通过进一步旋转活动部件220而增大。期望活动部件220不提供可能导致损坏源部件的不想要的量的力。在一些实施例中，活动部件可以构造为，使得活动被限制在期望的范围内，例如如使用旋转，则活动部件可被限制到旋转不超过30°、45。、60。、90。、105。、120。、135。、150°、165°、180°或这些示例值之间的任意值。[0053]在某些构造中，运动可以通过包括活动部件自身内的止块或制动器限制，使得运动被限制在两个位置之间。在附加实施例中，运动可以不受限，但是可以使用期望与源组件联接的源组件或装置上的标记提供期望的量的运动的引导。例如，装置可以包括预期与活动部件上的标识对齐的第一标识。源组件可以插入装置中，活动部件可以旋转直到活动部件上的标识与装置上的标识对齐。按这种方式，可以向固定部件提供期望的量的力，而不需要包括活动部件上的止块或其它装置。如果期望，则标识可以构造为下陷，使得键或销可以插入它们并将活动部件保持在期望的固定位置。这种键或销是任选的，且不需要来提供固定部件与装置的适当密封。[0054]在某些实施例中，活动部件可以构造有钮或柱塞，例如载簧柱塞，使得柱塞的下陷作用为向固定部件提供轴向力。图3A和图3B示意性示出一个这种实施例。在某些实施例中并参照图3A，源300可以包括固定部件310和活动部件320。活动部件320的柱塞315联接到固定部件310，使得柱塞315的下陷(见图3B)施加推固定部件310离开活动部件320的轴向力，并在两个部件310、320之间产生空间325。如图3A所示，柱塞315可以载有弹簧，使得柱塞315随后的下陷将允许固定部件310向后向活动部件320移动。活动部件310期望联接到装置或装置的壳，使得一旦源组件300联接到装置，活动部件不能被推离装置。例如，如果期望，活动部件310可以使用外部紧固件联接到装置，或者可以不用任何外部紧固件，例如通过销、槽或活动部件310的部分和/或装置的壳之类的联接到装置。[0055]在一些实施例中，活动部件可以包括与源组件相联接的装置的螺纹匹配的外螺纹。这种螺纹在图4所示的源组件上示意性示出。源组件400包括通过中心轴415联接到活动部件420的固定部件410，其允许活动部件420旋转，同时固定部件410保持固定。在源组件400插入装置期间，源插入与装置(未示)上的内螺纹啮合的外螺纹425。活动部件例如沿顺时针方向的旋转可以导致源组件400固定到装置。固定部件410在活动部件420旋转期间不旋转，但活动部件420的旋转作用为在固定部件410上提供轴向力，并向真空室的密封面推固定部件410。源组件400能被拧紧到期望的扭矩设定，或者可以包括标记或特征件，如以下描述的，以防止源组件400过插入到例如质谱仪的单独装置中。在一些实施例中，源组件400插入的装置可以包括一个或多个啮合或联接到固定部件410的锁定特征件，例如销，使得在活动部件420运动期间不允许固定部件旋转。以下更详细描述这种示例锁定特征件。[0056]在其它实施例中，活动部件可以包括载簧特征件，例如载簧销，可以啮合装置壳的孔或缝隙，并将源组件固定到装置。图5A和图5B示出这种构造的实施例。参照图5A，示出包括固定部件510和活动部件530的源组件部分插入装置壳510。活动部件包括由于装置壳510而处于部分压缩状态的载簧销532、534。随着源组件进一步插入装置壳510 (见图5B)，载簧532、534分别上托进入缝隙512、514，这样将源组件固定在位置并提供适当的位置，迫使将固定部件密封到装置壳510内期望的面或部件。虽然图5A和图5B示出两个销532、534，但是可以有少于两个或多于两个销。例如，可以期望使用三个彼此分开120°的销来提供更恒定的轴向力。也能使用其它多于三个销的构造。虽然未示，但是销532、534可以联接到活动部件530中的柱塞，使得柱塞的下陷操作为缩回销532、534，并允许从装置壳移走源组件。例如，柱塞的下陷可以压下联接到销532、534的弹簧，而允许缩回销并随后从装置壳510移走源组件。[0057]在某些实施方案中，源组件联接的装置可以包括一个或多个与源组件上的一个或多个特征件以协作方式作用的特征件。这种特征件可以构造为提供几个结果，包括但不限于，在装置中对齐源组件、源组件在装置中的适当插入深度、源组件沿适当导向插入装置或者在源组件插入装置后活动部件的适当运动。[0058]图6A和图6B示出这种特征件的示意图。仪器或装置壳610可以包括操作为沿源组件620中的槽622滑动或滑动接合槽622的销613。在源组件620插入壳610期间，销沿平行于源组件610的纵轴的方向移动，直到其搁靠在槽622的终端(见图6B)。这个构造允许源组件过插入装置壳610，但不必操作为提供轴向力。活动部件中例如可使用一个或多个例如参照图2至图5B中描述的附加特征件，以提供期望的轴向力。[0059]在一些实施例中，可期望包括装置壳上的不止一个单个销，以助于源组件联接到装置壳。图7A和图7B示出包括不止一个销的装置壳的示意图。参照图7A，装置壳710包括销712、714。源组件包括固定部件720和活动部件730。固定部件720和活动部件730还包括横穿它们之间并在活动部件730中具有大体垂直部的槽735。在源组件插入壳710期间，引导销712、714滑动接合槽735，直到销714搁靠在槽735的端部(见图7B)。销712邻近固定部720，而销714邻近活动部730。活动部730可以旋转，使得销714滑动接合槽735的垂直臂，但是销714的位置防止固定部件720的旋转运动。活动部件730的旋转可以继续，直到销714邻近通道735的垂直臂的端部(见图7C)。活动部件730顺时针方式的旋转可以提供轴向力(在图7A-7C中的向上方向)，使得固定部件720被推靠在壳的面。具体地，活动部件730可以构造有弹簧、凸轮或类似部件，使得活动部件730的旋转运动被固定部件720转化为轴向运动，以提供固定部件730与装置壳710中存在的真空室密封面之间的密封。[0060]在某些实施方案中，活动部件的运动可以被源组件联接的装置上的一个或多个特征件，或者源组件自身上的特征件限制。图7A至图7C示出使用限制活动部件可以旋转的角度的销。在一些实施例中，活动部件自身可以包括防止过插入装置壳的唇部或盖。例如，活动部件的最外部可以包括直径大于仪器壳的直径的唇部，以防止源组件插入超过唇部。类似地，径向突出部或延伸也能用来防止源组件插入装置太远。在某些实施例中，期望使用这种特征件组合在此描述的联接特征件，使得可以以快速方式执行适当插入源组件。[0061]在某些实施例中，在此描述的联接器和源组件可以构造为许多不同类型的源。例如，联接器可以用于电子源，以提供电子束。电子源的一个构造包括作为阴极的钨丝极。电压应用到钨丝极，这造成钨丝极变热并发射电子。阳极定位为使得发射的电子向阳极加速，并作为电子束向下经过列或导块。除钨之外的丝极，例如六硼化镧、铼基丝极可以用在钨的位置，并且电子源可以包括合适的电子，例如电压、电阻器等，以提供期望的结果。[0062]在其它实施例中，联接器可以用在场发射枪。除Muller型发射器保持在相对附近电极的几千伏负电位，使得在发射器表面有充足的电位梯度来引起场电子发射之外，场发射枪类似电子束。发射器典型地是例如通常由单晶体钨削尖到约IOOnm的尖半径制造的冷阴极型，或者在高电场通过势鱼下降增强热离子发射的Schottky型。Schottky发射器可以通过用氧化锆层镀钨尖来制造，氧化锆具有在高温下增大导电性的不寻常属性。场发射枪可以用于电子显微镜，以提供直径更小、更相干且比用例如尖端有六硼化钨或六硼化镧的丝极的传统的热离子发射器可以达到的当前密度或亮度大三个数量级。扫描和透射电镜的结果与热离子装置相比，显著改善信噪比和空间分辨率，并极大增加发射器的寿命和可靠性。[0063]在某些实施例中，在此描述的联接器和源组件可以用在质谱仪中。离子源在质谱仪中则可以用来电离分析物。质谱仪中使用的离子源可以具有不同的部件，为了易于解释且不限制，以下描述质谱仪的某些部件。参照图8，质谱仪800常常包括流体联接到离子源820的入口系统810，离子源820流体联接到质量分析仪830。质量分析仪830流体联接到检测器840。通过使用真空系统，质谱仪的工作压力在大气压(典型地10-5至10-8托)之下。[0064]在某些实施例中，质谱仪800的入口系统810可以是普遍使用的任一入口系统，包括但不限于，批入口系统、直接探头入口、色谱入口系统或可从PerkinElmer健康科学公司(Waltham,MA)得到的其它通用入口系统。不管选择的具体入口系统，入口系统作用为允许样本以最小真空损失引入离子源820。[0065]在一些实施例中，质谱仪800的质量分析仪830已可以是任何普遍使用的质量分析仪，包括但不限于，扇形磁场分析仪、飞行时间分析仪、四极滤质器、离子阱分析仪，例如包括线性四极离子阱、三维四极离子阱、回转阱、环形离子阱、回旋加速器共振或可从PerkinElmer健康科学公司或其它仪器制造商得到的其它质量分析仪。不管选择的质量分析仪的类型，质量分析仪830从离子源820接收电离的样本，并可以用不同的质荷比分离离子。[0066]在某些实施方案中，质谱仪830的检测器840可以是质谱仪中普遍使用的检测器中的任一个或多个，所述检测器包括但不限于，电子倍增器、法拉第杯、照相底片、闪光检测器、微通道板检测器和其它检测器。检测器840流体联接到质量分析仪830，使得其可以从质量分析仪接收分离的离子以用于检测。[0067]在某些实施例中，可从气相源和解吸源及它们的组合选择离子源。例如，源可以是电子电离源、化学电离源、场电离源、场解吸源、快速原子轰击源、次级离子质谱仪、激光解吸源、等离子解吸源、热解吸、电喷射电离源、热喷射电离源或可以单独或组合使用的其它源，以向样品提供离子化剂的束。在一些情况下，质谱仪中可以有不止一个单个源，用户可选择期望的源。合适的商用源组件普遍来自PerkinElmer健康科学公司，并且这种源组件可以与在此描述的技术一起使用，以帮助终端透镜与源部件对齐，并将源部件保持在源组件的壳中。[0068]在某些实施方案中，在此描述的质谱仪可以与另一质谱仪或其它仪器串联使用。使用串联MS/MS，则至少一个MS装置可以按在此描述的构造，例如包括有对齐特征件或一组对齐特征件的终端透镜。串联质谱仪的一种应用是通过质谱仪分析识别分子离子与它们的碎片(分别为MS和MS/MS)。串联质谱仪通过在第一阶段质量选择关注的前驱离子、在第二阶段将离子碎片化并在第三阶段质量分析碎片来执行分子离子识别。串联MS/MS仪器可以是，例如在空间连续(例如，由两个被碰撞池分离的四极滤质器组成)或时间连续(例如，单个三维离子阱)。[0069]在某些实施例中，提供包括流体色谱仪和质谱仪的仪器。术语“流体色谱仪”旨在包含使用流体(例如气体、液体、超临界流体)的许多不同类型的色谱装置，包括但不限于，气体色谱仪、液体色谱仪、高性能液体色谱仪、毛细管电泳和其它可以使用流动相或固定相之间的分析物的差异分配或使用迁移率的差异分离流体中的物种的色谱仪。图9示出示例性的仪器。仪器900包括用连字号连接到质谱仪920的流体色谱仪910。流体色谱仪910可以是通过合适的入口用连字号连接，以提供从流体色谱仪910到质谱仪920的流体流，这典型地在比流体色谱仪910使用的压力更低的压力工作。[0070]在此提供的联接器和源组件可以与可以从快速组件受益并使用离子源或电子源的附加装置一起使用。示例性装置包括但不限于，离子注入的装置，例如半导体制造中使用的那些，典型地用来通过将离子注入硅或GaA晶片形成晶体管结并掺杂p_n结的井区域来制造集成电路(1C)。其它合适的装置包括用于分子束外延的那些、喷涂装置、离子沟道装置、生产纳米微粒和纳米结构的处理装置以及离子或电子指向基板的其它材料工程工艺。给出本公开内容的益处，本领域技术人员将认识到这些和其它使用。[0071]在某些实施方案中，活动部件和固定部件可以包括一个或多个操作为维持活动部件与固定部件中的槽对齐的内联接器。例如，固定部件上的内销可以联接到活动部件上的内孔，以在源组件不联接到装置时，限制活动部件的自由旋转或运动。在一些实施例中，固定部件可以包括联接到活动部件的内制动器的内载簧柱塞，以防止两个部件相对彼此自由运动。内联接器可以通过摩擦配合彼此联接，使得向活动部件施加足够的力将导致分离内联接器。在其它构造中，钮或类似物可以被按下以分离联接的内联接器，并允许活动部件相对固定部件运动。[0072]以下描述了某些实施例，以解释在此提供的技术的又一些实施方案。[0073]实施例1[0074]图10示出示例性源组件，示出源组件4正插入仪器30中。在该构造中，尽管可使用使真空端口联接到源组件的其它装置和方法，但源组件通过载簧中心轴联接到真空端口I。为了使源组件4插入真空室9，使用者保持把手3并将源插入引导块2的大孔中。孔有一定大小，并设置成在把手3与孔之间提供紧配合，但没多紧，插入期间在把手表面与孔之间基本上有摩擦。真空端口 I与把手外径及引导块2内径之间的紧配合操作为在仪器30中沿适当的中心线径向定位源组件4。禁止源组件4进一步插入，直到压到引导块2中的引导块销或凸台15、20与把手3和真空端口 I中的槽对齐。由于另一组在把手3中并相对彼此位于除180°之外的任何其它角度的引导块销和对应槽，防止在另一角位置的不注意组件。通过标记(未示)帮助源组件4的槽与引导块的销对齐。源组件4进一步插入预定长度。这两个槽对齐，以完成源4插入真空室9中。一旦源组件4沿轴向完全插入，源组件4的密封7与真空室9的密封面接触。然后，使用者使把手3旋转，把手3作用为压缩弹簧8，在真空端口 I上对真空室密封面施加轴向力。通过引导块销15防止真空端口 I旋转。弹簧被台肩螺钉6预压缩，并具有通过把手3和载簧柱塞上的两个凹槽锁到开放或闭合位置的制动器。把手3旋转，直到其锁到或卡到制动器并压缩弹簧。为了移走装置，使用者沿缩回真空端口 I对真空室9的密封面的弹簧压缩力的反方向旋转把手3。通过引导块销15防止真空端口 I旋转。引导块销15、20防止移走源组件4，直到把手凸轮轮廓与真空端口 I中的槽对齐。[0075]在某些实施方案中，图11示出引导销与槽的更近视图。把手3包括槽12和槽13。槽12、13通常彼此垂直。源组件使用引导销15、20插入仪器的引导块2中。销15、20滑动啮合槽12、13。销15插入槽13的外部时，把手3旋转，沿槽12按圆周方向移动销15，并使源组件联接到仪器，以在源组件与仪器的真空室之间提供基本上不漏流体的密封。[0076]实施例2[0077]固定部件和活动部件可包括一个或多个使它们彼此联接的部件(至少在一些时段)。例如，在从仪器移走源组件清洗时，可期望保持活动部件与固定部件对齐。[0078]图12示出在允许移走时保持对齐的一个构造。源组件包括活动部件1210和固定部件1220。活动部件1210与固定部件1220之间是柱塞1230，柱塞1230的作用是对齐活动部件1210与固定部件1220。在操作中，柱塞1230提供活动部件1210与固定部件1220之间的阻力，这在源组件1200在装置外，例如为了清洗而移走或者在插入仪器壳之前时，有助于维持槽对齐。[0079]图13示出穿过活动部件1210和固定部件1220的截面图。活动部件1220可以包括构造为接纳柱塞1230的制动器1240。当柱塞1230在制动器1240中时，活动部件1210的槽和固定部件1220的槽对齐。柱塞1230联接到制动器1240作用为阻止活动部件1210相对于次要部件1230运动，以在源组件1220不联接到另一装置(例如像仪器壳)时，确保活动部件的槽与固定部件的槽保持对齐。[0080]当介绍在此公开的实施例的元件时，冠词“一(a) ”、“一 (an) ”、“该(the) ”和“所述”旨在意思是有一个或多个元件。术语“包括(comprising) ”、“包含(including) ”、“具有(having)”旨在开放的，并意思是除列出的元件之外可能有额外元件。得到本公开内容的益处，本领域技术人员将认识到，实施例的各种部件可以与其它实施例中的各种部件互换或替代。[0081]尽管以上已经描述了某些方案、实施例和实施方案，但是得到本公开内容的益处，本领域技术人员将认识到，公开的示例性方案、实施例和实施方案的增加、替代、更改和改变是可能的。
权利要求
1.一种源组件，包括: 活动部件，构造为在沿第一方向运动时提供轴向力，沿第二方向运动时解除所述轴向力；以及 固定部件，联接到所述活动部件并构造为从所述活动部件接收所述轴向力，所述固定部件包括联接到真空端口的源，所述真空端口构造为在从所述活动部件提供所述轴向力时，在装置中的真空室的密封面提供基本上不漏流体的密封。
2.如权利要求
1所述的源组件，其中所述源是离子源或电子源。
3.如权利要求
1所述的源组件，其中所述活动部件构造为可旋转部件，在所述活动部件沿所述第一方向旋转时，所述可旋转部件向所述固定部件提供所述轴向力。
4.如权利要求
3所述的源组件，其中在从所述第一方向向所述第二方向旋转时，解除所述提供的轴向力。
5.如权利要求
1所述的源组件，其中所述活动部件构造为在沿与所述轴向力相同的方向压下所述活动部件时，提供所述轴向力。
6.如权利要求
1所述的源组件，其中所述活动部件构造为在匹配所述固定部件上的螺纹时，提供所述轴向力。
7.如权利要求
1所述的源组件，其中所述固定部件构造为在所述活动部件运动时保持固定，以提供所述轴向力。
8.如权利要求
1所述的源组件，其中所述装置包括至少一个构造为接纳所述活动部件上的槽的销，以在所述装置中定位所述源组件。
9.如权利要求
8所述的源组件，其中所述固定部件包括构造为接纳所述装置上的另一销的槽，以在所述装置中对齐所述源组件。
10.如权利要求
9所述的源组件，其中所述活动部件的旋转操作为向所述固定部件提供所述轴向力，而无需所述固定部件的基本旋转运动。
11.如权利要求
1所述的源组件，其中所述活动部件构造为提供不使用任何外部紧固件而设置所述基本上不漏的密封的所述轴向力。
12.如权利要求
1所述的源组件，其中所述活动部件构造为凸轮锁定装置，并且所述装置是仪器壳。
13.如权利要求
12所述的源组件，其中所述凸轮锁定装置通过载簧的轴联接到所述真空端口。
14.如权利要求
13所述的源组件，其中所述仪器壳包括具有制动器的引导块，一旦所述凸轮旋转时，锁住所述凸轮以提供所述轴向力。
15.如权利要求
14所述的源组件，其中所述仪器壳包括滑动啮合所述凸轮中的槽的销，以向所述真空端口提供所述轴向力。
16.如权利要求
15所述的源组件，其中所述固定部件联接到所述仪器壳上的另一销，以在所述销沿所述凸轮中的所述槽圆周滑动期间，防止所述固定部件的运动。
17.如权利要求
1所述的源组件，其中所述活动部件包括不止一个的单活动部件，以提供所述轴向力。
18.如权利要求
1所述的源组件，其中所述源组件构造为只沿单个导向插入所述装置中。
19.如权利要求
18所述的源组件，其中所述装置包括一组偏置除180°之外的角度的销，以允许只沿单个导向插入所述源组件。
20.如权利要求
19所述的源组件，其中所述源组件包括至少一个定位为接纳所述销组中的销的槽。
21.一种源组件，包括联接器，其构造为将所述源组件联接到仪器壳，以在所述源组件联接到所述仪器壳和所述联接的联接器运动时，在所述源组件与所述仪器壳中的真空室之间提供基本上不漏流体的密封。
22.如权利要求
21所述的源组件，其中所述联接器包括构造为联接到所述仪器壳的销的槽。
23.如权利要求
21所述的源组件，其中所述销在所述仪器壳上导向，使得所述源组件将沿单个导向联接到所述仪器壳。
24.如权利要求
21所述的源组件，其中在旋转时，所述联接器构造为不使用任何外部紧固件而提供所述基本上不漏流体的密封。
25.如权利要求
21所述的源组件，其中所述联接器构造为凸轮，所述凸轮构建并设置为在所述联接的联接器旋转时，在所述源组件与所述仪器壳之间提供所述基本上不漏流体的密封。
26.如权利要求
21所述的源组件，其中所述联接器包括一组槽。
27.如权利要求
26所述的源组件，其中所述槽组偏置定位，使得所述源组件可以沿单一导向联接到所述仪器壳。
28.如权利要求
21所述的源组件，其中所述仪器壳包括构造为停止所述源组件的插入的引导块。
29.如权利要求
28所述的源组件，其中所述引导块包括制动器，以在所述联接器旋转时，将所述源组件锁在位置，以提供所述基本上不漏流体的密封。
30.如权利要求
21所述的源组件，其中所述联接器构造为绕纵轴旋转并施加轴向力，以将所述源组件密封到所述真空室。
31.如权利要求
21所述的源组件，其中所述联接器构造为把手，所述把手包括构造为联接到所述仪器壳上的引导销的第一槽，及其中所述把手的旋转可操作为使所述源组件向所述真空室轴向偏离。
32.如权利要求
21所述的源组件，其中所述源组件构造为联接到所述真空端口，以在从所述源组件插入所述仪器壳到提供基本上不漏流体的密封的不足5秒内旋转所述联接器时，提供所述基本上不漏流体的密封。
33.如权利要求
21所述的源组件，其中所述联接器构造为有把手的凸轮，所述凸轮通过载簧中心轴联接到真空端口，所述源组件包括大小适合并设置成联接到所述仪器壳的引导块的孔的壳，所述弓I导块还包括一组构建并设置为联接到所述真空端口中的槽和所述把手中的槽的销，其中所述销插入所述槽以及所述把手的随后旋转在所述真空端口与所述真空室的密封面之间提供基本上不漏流体的密封。
34.如权利要求
33所述的源组件，其中所述真空端口构造为在所述把手的旋转期间保持基本固定。
35.如权利要求
33所述的源组件，其中所述凸轮构造为在所述把手沿反方向旋转时，分离所述联接的源组件。
36.如权利要求
21所述的源组件，其中所述联接器构造为，旋转以在所述源组件的剩余部分保持固定时，在所述源组件与真空室之间提供所述基本上不漏流体的密封。
37.如权利要求
36所述的源组件，其中所述仪器壳上的销构造为在所述联接器的旋转期间，保持所述源组件的所述剩余部分固定。
38.如权利要求
37所述的源组件，还包括所述联接器上的槽，所述槽构造为在所述联接器的旋转期间，滑动啮合所述仪器壳的另一销。
39.如权利要求
38所述的源组件，还包括所述槽上的制动器，所述制动器构造为将所述另一销锁在位置。
40.如权利要求
21所述的源组件，其中所述联接器构造为按钮，以在第一按压时提供所述轴向力，并在第二按压时解除所述轴向力。
41.一种包括源组件的质谱仪，所述源组件包括构造为使所述源组件联接到所述质谱仪的仪器壳的联接器，以在所述源组件联接到所述仪器壳和所述联接的联接器运动时，在所述源组件与所述仪器壳的真空室之间提供基本上不漏流体的密封。
42.如权利要求
41所述的质谱仪，其中所述源组件包括活动部件和固定部件，所述活动部件构造为沿第一方向运动时提供轴向力，并在沿第二方向运动时解除所述轴向力，所述固定部件联接到所述活动部件，并构造为从所述活动部件接收所述轴向力，所述固定部件包括联接到真空端口的源，所述真空端口构造为在从所述活动部件提供所述轴向力时，在所述质谱仪的所述仪器壳中的真空室的密封面提供所述基本上不漏流体的密封。
43.如权利要求
42所述的质谱仪，其中所述活动部件构造为在沿与所述轴向力相同的方向压下所述活动部件时，提供所述轴向力。
44.如权利要求
42所述的质谱仪，其中所述活动部件构造为在所述活动部件上的螺纹与所述装置上的螺纹匹配时，提供所述轴向力。
45.如权利要求
41所述的质谱仪，其中所述联接器构造为不使用外部紧固件而提供所述轴向力。
46.如权利要求
41所述的质谱仪，其中所述联接器构造为有把手的凸轮，所述凸轮通过载簧中心轴联接到真空端口，所述源组件包括大小适合并设置为联接到所述仪器壳的引导块的孔的壳，所述引导块还包括一组构建并设置成联接到所述真空端口中的槽和所述把手中的槽的销，其中所述销插入所述槽并且所述把手的随后旋转在所述真空端口与所述真空室的密封面之间提供所述基本上不漏流体的密封。
47.如权利要求
46所述的质谱仪，其中所述真空端口构造为在所述把手的旋转期间，保持基本固定。
48.如权利要求
41所述的质谱仪，其中所述源组件是离子源。
49.如权利要求
41所述的质谱仪，其中所述仪器壳包括一组偏置除180°之外的角度的销，以允许只沿单个导向插入所述源组件。
50.如权利要求
41所述的质谱仪，还包括流体联接到所述质谱仪的流体色谱系统。
专利摘要
本实用新型公开了一种源组件和包括该源组件的质谱仪。源组件包括活动部件，构造为在沿第一方向运动时提供轴向力，沿第二方向运动时解除轴向力；以及固定部件，联接到活动部件并构造为从活动部件接收轴向力，固定部件包括联接到真空端口的源，真空端口构造为在从活动部件提供轴向力时，在装置中的真空室的密封面提供基本上不漏流体的密封。
文档编号H01J49/04GKCN203026483SQ201090001207
公开日2013年6月26日 申请日期2010年10月8日
发明者基思·凡瑞拉 申请人:珀金埃尔默健康科技有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan