一种离子偏转传输装置，包括离子加速器、偏转器、离子减速器，偏转器包括离子静电透镜及设置在离子静电透镜内的一个或多个导引器，离子加速器和离子减速器分别设置在偏转器的前后，在离子进入静电透镜之前，先经过加速器，获得动能，当离子离开静电透镜后，再经过减速器，经减速恢复到初始动能，在静电透镜内的导引器的电场作用下，离子的受力方向为电场方向，且入射离子束与出射离子束平行，光子和中性粒子则不受电场力作用沿直线运动，无法穿过此偏转传输装置。本发明专利技术还公开了一种使用该离子偏转传输装置的质谱仪器。本发明专利技术具有以下优点：离子传输效率高、偏转正离子的同时有效阻挡光子与中性粒子进入下一通道内，且有利于仪器的小型化。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及质谱仪，尤其涉及质谱仪中的离子传输装置，能使正离子偏转通过而阻挡电子、光子和中性粒子。
技术介绍
质谱仪是一种测量离子质荷比的仪器，由离子源产生的离子经过偏转传输装置到达质量分析器，选质后由探测器检测到信号，以获得质荷比的信息。离子偏转传输装置的作用有两个，一是在差分真空腔体传输离子，二是阻挡电子、中性粒子和光子以提高仪器最终的信噪比。目前的质谱仪器内离子偏转传输装置的实现方式主要分为三种，一种是圆筒挡板式，一种是直角偏转式，还有一种是偏轴传输式。在圆筒挡板式的离子偏转传输装置中，筒状离子透镜中心放入圆形挡板。离子在通过透镜时，受到电场力的作用，先向外发散，以绕过挡板，再重新聚焦，飞出偏转传输装置。而对于光子与中性粒子，由于不受电场力的作用，则会直接撞击到挡板上并损失动能，无法通过离子偏转传输装置。此种方式结构设计简单，但是离子传输效率低。典型的圆筒挡板式离子偏转传输装置有Perkin-Elmer公司在其Elan系列ICP-MS上所使用的结构。对于直角偏转方式，其主要的工作原理是，离子通过一个偏转电场区域，受到电场力的作用而偏离原来运动方向，并最终在出射时偏转90°，而光子与中性离子不受电场力作用，沿原路飞行。这种方式虽然结构简单，但是由于离子传输路径为直角，不利于仪器的小型化。典型的直角偏转式离子偏转传输装置有Extrel公司生产的四极离子偏转器以及Varian公司在其ICP-MS产品上所采用的偏转结构。偏轴传输方式是指离子传输前后方向不变，但是传输路径会有所偏移。这种方式可以通过偏轴导引杆实现，使离子在射频电场的约束下顺着偏轴导引杆向前运动；或者采用特定形状和直流电压的静电透镜，离子在此电场下作偏轴运动。另外，对于基本静电透镜，它对离子束有聚焦作用，与光学透镜对光束聚焦类似。而光学透镜能对离轴的光束进行偏转，类似的静电透镜对于离轴的光束也有偏转作用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种传输效率高、且有利于仪器的小型化的离子偏转传输装置以及使用该离子偏转传输装置的质谱仪器。本专利技术提出一种方式，可以实现离子的偏轴传输，其基本结构为离子静电透镜，经软件仿真表明，对于在离子静电透镜内进行偏转的离轴离子束，离子的初始动能对偏转效果有很大的影响，动能稍微低于理想动能的离子无法通过静电透镜，而动能稍高的离子运动轨迹会有较大的偏离。本专利技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的:一种离子偏转传输装置，包括离子加速器、偏转器、离子减速器，所述偏转器包括离子静电透镜以及设置在离子静电透镜内的一个或者多个导引器，离子加速器和离子减速器分别设置在偏转器的前后，在离子进入静电透镜之前，先经过加速器，获得动能，此动能大于离子初始动能数倍，当离子离开静电透镜后，再经过减速器，经减速恢复到初始动能，在静电透镜内的导引器的电场作用下，离子的受力方向为电场方向，且入射离子束与出射离子束平行，使得离子按照设定的轨迹运动，实现偏轴传输。当离子在静电透镜内运动时，其动能主要来自加速器而非初始动能，因此初始动能对其运动轨迹影响小。在电场作用下，导引器通过改变电场分布而改变离子运动轨迹，电子在加速区受到反向作用力被弹出，光子和中性粒子则不受电场力作用沿直线运动，无法穿过此偏转传输装置。作为进一步具体的方案，所述离子加速器包括一个或者多个电极板，各电极板包括至少一个孔，使用中离子穿过该至少一个孔传输，所述偏转器包括一个或者多个静电透镜，使用中离子穿过各静电透镜，所述离子减速器包括一个或者多个电极板，各电极板包括至少一个孔，使用中离子穿过该至少一个孔传输，并在减速器内失去动能，各静电透镜内包括一个或者多个导引器，使用中离子穿过各静电透镜时沿着导引器所产生的电场方向进行传输。优选的:所述离子加速器电极板和/或所述离子减速器电极板的部分或者全部形状为大致圆形、椭圆形、三角形、矩形、正方形、多边形、圆柱形或锥形，或者这些形状的组合；和/或所述离子加速器电极板和/或所述离子减速器电极板的部分或者全部具有大致圆形、椭圆形、三角形、矩形、正方形、或多边形的孔；和/或所述静电透镜的部分或者全部形状大致为圆柱形、椭圆柱形、三角柱形、四边柱形、多边柱形或锥形，或者这些形状的组合；和/或所述导引器的部分或者全部形状为大致圆形、椭圆形、三角形、矩形、正方形、多边形或新月形，或者这些形状的组合；和/或所述导引器的部分或者全部具有大致圆形、椭圆形、三角形、矩形、正方形、或多边形的孔。优选的:所述离子加速器电极板和/或所述离子减速器电极板的部分或者全部外直径或尺度为以下各项构成的组:⑴5.0mm?10.0mm ； (ii) 10.0mm?50.0mm ;和(iii)大于等于50.0mm ;和 / 或所述离子加速器电极板和/或所述离子减速器电极板的部分或者全部内直径或尺度选自由以下各项构成的组中的孔:(i)小于等于1.0mm ； (ii) 1.0mm?5.0mm ;和(iii) 5.0mm ?20.0mm ;和 / 或所述离子加速器电极板和/或所述离子减速器电极板的部分或者全部厚度为以下各项构成的组:(i)小于等于0.1mm ； (ii) 0.1mm?1.0mm ;和(iii) 1.0mm?10.0mm ;和/或所述静电透镜的部分或者全部外直径或尺度为以下各项构成的组:(i)5.0mm?10.0mm ； (ii) 10.0mm ?50.0mm ;和(iii)大于等于 50.0mm ;和 / 或所述静电透镜的部分或者全部长度为以下各项构成的组:(i) 5.0mm?10.0mm;(ii) 10.0mm ?50.0mm ;和(iii)大于等于 50.0mm ;和 / 或所述静电透镜的部分或者全部厚度为以下各项构成的组:(i)小于等于0.1mm ;(ii) 0.1mm ?1.0mm ;矛口(iii) 1.0mm ?10.0mm ;矛口 / 或所述导引器的部分或者全部外直径或尺度为以下各项构成的组:(i) 5.0mm?10.0mm ； (ii) 10.0mm ?50.0mm ;和(iii)大于等于 50.0mm ;和 / 或所述导引器的部分或者全部内直径或尺度为以下各项构成的组:(i)小于等于5.0mm ； (ii) 5.0mm ?20.0mm ;和(iii) 20.0mm ?50.0mm ;和 / 或所述导引器的部分或者全部厚度为以下各项构成的组:(i)小于等于0.1mm;(ii) 0.1mm ?1.0mm ;和(iii) L Omm ~ 10.0mnin优选的:所述离子加速器电极板和/或所述离子减速器电极板的部分或者全部板间距离为以下各项构成的组:(i)小于等于1.0mm ； (ii) 1.0mm?10.0mm ;和(iii) 10.0mm?50.0mm ;和 / 或所述离子加速器电极板和/或所述离子减速器电极板与偏转器的距离为以下各项构成的组:(i)小于等于 1.0mm ； (ii) 1.0mm ?10.0mm ;和(iii) 10.0mm ?50.0mm ;和 / 或所述导引器的部分或者全部板间距离为以下各项构成的组:(i)小于等于1.0mm ;(ii) 1.0mm ?10.0mm ;和(iii) 10.0mm ?50.0mm ;和本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种离子偏转传输装置，其特征在于：包括离子加速器、偏转器、离子减速器，所述偏转器包括离子静电透镜以及设置在离子静电透镜的一个或者多个导引器，离子加速器和离子减速器分别设置在偏转器的前后，在离子进入静电透镜之前，先经过加速器，获得动能，当离子离开静电透镜后，再经过减速器，经减速恢复到初始动能，在静电透镜内的导引器的电场作用下，离子的受力方向为电场方向，且入射离子束与出射离子束平行，光子和中性粒子则不受电场力作用沿直线运动，无法穿过此偏转传输装置。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：田明，刘烨露，林茂先，胡修稳，江东，朱治祥，刘宝莹，
申请(专利权)人：合肥美亚光电技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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