阅读说明：本技术 一种小型质谱仪 (Small mass spectrometer ) 是由 吴宝昕 于 2019-10-17 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种小型质谱仪,包括离子探头、接口(11)以及通过接口(11)和离子探头连接的质量分析器；其特征在于,该离子探头包括第一管(12)、第二管(13)、采样管(14)、放电板(15)以及气流调节板(16)；且第二管(13)同心的放置在第一管(12)内,采样管(14)同心的放置在第二管(13)内,放电板(15)固定在第二管(13)的外壁以及气流调节板(16)设置在采样管(14)和第二管(13)之间。该小型质谱仪由于样品离子在采样管输送过程中的损失较小,而具有较高的灵敏度。(The invention provides a small-sized mass spectrometer, which comprises an ion probe, an interface (11) and a mass analyzer connected with the ion probe through the interface (11); the ion probe is characterized by comprising a first tube (12), a second tube (13), a sampling tube (14), a discharge plate (15) and an airflow adjusting plate (16); and the second tube (13) is concentrically arranged in the first tube (12), the sampling tube (14) is concentrically arranged in the second tube (13), the discharge plate (15) is fixed on the outer wall of the second tube (13), and the airflow adjusting plate (16) is arranged between the sampling tube (14) and the second tube (13). The miniature mass spectrometer has higher sensitivity because the loss of sample ions in the conveying process of the sampling tube is smaller.)

一种小型质谱仪

技术领域

本发明涉及物质检测技术领域，尤其涉及一种小型质谱仪。

背景技术

质谱仪是按照离子的荷质比(m/z)的不同，来检测分析不同分子量的分子。在小型化的质谱仪中，获取样品离子常用的方式是，离子探头产生的等离子体靠近样品，与样品表面的分子发生相互作用，从而产生样品离子，样品离子在气流的作用下，沿着采样管被输送到质量分析器中，被用来分析和检测。然而，样品离子在采样管传输过程中将会接触采样管内壁，由于中和效应，造成离子损失，从而降低质谱仪分析的灵敏度。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种小型质谱仪，该小型质谱仪由于样品离子在采样管输送过程中的损失较小，而具有较高的灵敏度。

发明提供了小型质谱仪，该小型质谱包括离子探头、接口11以及通过接口11和离子探头连接的质量分析器；该离子探头包括第一管12、第二管13、采样管14、放电板15以及气流调节板16；且第二管13同心的放置在第一管12内，采样管14同心的放置在第二管13内，放电板15固定在第二管13的外壁以及气流调节板16设置在采样管14和第二管13之间。

其中，第一管12以及采样管14可为导体管、或者内壁至少部分覆盖有导体的绝缘管，第二管13为外壁部分覆盖有导体的绝缘管。

其中，气流调节板14的材质为绝缘材料。

其中，气流调节板16包括固定在采样管14上的第一圆环161以及固定在第二管13内壁上第二圆环162，且在第一圆环161和第二圆环162都同心的设置至少两圈圆孔。

其中，第一圆环161的内径等于采样管14的外径，第一圆环161的外径等于或小于第二管13内径；且第二圆环162的内径大于或等于采样管14的外径，第二圆环162的外径等于第二管13内径。

其中，在第一圆环161和采样管14外壁之间无气流流过，且在第二圆环162和第二管13内壁之间无气流流过。

其中，第一圆环161和第二圆环162各自具有N圈圆孔，且每圈具有M个圆孔；第一圆环161第n圈上的第m个圆孔的中心，和第一圆环161第n+1圈上的第m个圆孔的中心在同一个半径上；第一圆环161的第n圈上的每个圆孔的中心到第一圆环161圆心的距离相等，且等于第二圆环162第n圈上每个圆孔的中心到第二圆环162圆心的距离。

其中，对于第二圆环162上的圆孔位置设置应该满足，第一圆环161第n圈的第m个圆孔的右边和第二圆环162第n圈的第m个圆孔左边相切时，第一圆环161第n+1圈的第m个圆孔的左边和第二圆环162第n+1圈的第m个圆孔的右边相切。

附图说明

图1是本发明小型质谱仪的示意图。

图2是本发明中第一圆环的示意图；

图3为本发明中第二圆环的示意图；

图4为本发明中气流调节板的示意图。

具体实施方式

以下将通过实施例来详细说明本申请的实施方式，借此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

图1本发明实施例的小型质谱仪的示意图。该小型质谱仪包括离子探头、接口11以及通过接口11和离子探头连接的未图示的质量分析器。该离子探头包括第一管12、第二管13、采样管14、放电板15以及气流调节板16。第二管13同心的放置在第一管12内，采样管14同心的放置在第二管13内，放电板15固定在第二管13的外壁以及气流调节板16设置在采样管14和第二管13之间。其中，第一管12可为导体管、或者内壁至少部分覆盖有导体的绝缘管，第二管13为外壁部分覆盖有导体的绝缘管，气流调节板14的材质为绝缘材料。通过第一管12或者第一管12内壁的导体、第二圆管13外壁的导体，将未图示的电压源的电压加载在放电板15，从而使通过第一管12和第二管13之间的气体(例如空气等)电离。放电板15包括一圆环以及在圆环的外径处，沿着圆环的半径向外延伸的多个放电尖端。从气体完全电离的角度来看，放电尖端优选16个、32个。

图4是本发明小型质谱仪的气流调节板的示意图。气流调节板16包括第一圆环161和第二圆环162，且在第一圆环161和第二圆环162都同心的设置至少两圈圆孔。如图2和3所示，其中，图2为第一圆环161的示意图，图3为第二圆环162的示意图。第一圆环161的内径等于采样管14的外径，第一圆环161的外径等于或小于第二管13内径。第一圆环161固定在采样管14上，且在第一圆环161和采样管14外壁之间无气流流过。第二圆环162的内径大于或等于采样管14的外径，第二圆环162的外径等于第二管13内径。第二圆环162固定在第二管13内壁上(例如可以利用穿过第二管13的壁的螺丝)，且在第二圆环162和第二管13内壁之间无气流流过。采样管14、第一圆环161、第二圆环162、第二管13以及第一管12同心放置。

假设第一圆环161具有N圈圆孔，每圈具有M个圆孔。第二圆环162也具有N圈圆孔，每圈也具有M个圆孔。第一圆环161第n圈上的第m个圆孔的中心，和第一圆环161第n+1圈上的第m个圆孔的中心在同一个半径上，如图3所示。第一圆环161的第n圈上的每个圆孔的中心到第一圆环161圆心的距离相等，且等于第二圆环162第n圈上每个圆孔的中心到第二圆环162圆心的距离，如图4所示。其中，虚线表示第一圆环161及其上的圆孔，实线表示第二圆环162及其上的圆孔。对于第二圆环162上的圆孔位置设置应该满足，第一圆环161第n圈的第m个圆孔的右边和第二圆环162第n圈的第m个圆孔左边相切时，第一圆环161第n+1圈的第m个圆孔的左边和第二圆环162第n+1圈的第m个圆孔的右边相切。

在操作该离子探头时，在第一管12和第二管13之间传输的气体(例如空气)，被放电板15电离形成等离子体，该等离子体被气流输运到样品17的表面处，与样品17表面的分子发生相互作用，从而产生样品离子，样品离子在气流的作用下，沿着采样管14被输送到未图示的质量分析器中，被分析和检测；当气流调节板16的第一圆环161和第二圆环162上的圆孔部分重叠时，在第二管13和采样管14之间传输的气体(例如空气)，将透过气流调节板沿着采样管4的内壁输送，在样品离子和采样管4内壁之间提供一个气体鞘层，该气体鞘层对样品离子向采样管4内壁方向的扩散或迁移运动产生阻碍作用，从而使得更多的样品离子在到达采样管4的末端之前，没有和采样管4的内壁接触，从而增加通过采样管4末端的接口1到达未图示的质量分析器的离子数量，进而提高样品离子探测的灵敏度。

为了便于在第二管13和采样管14之间传输的气体沿着采样管14的内壁输送，采样管14 靠近样品17的端部高于第二圆管13靠近样品17的端部，且采样管14靠近样品的端部的壁为圆弧形。

由于第二圆环162上的圆孔位置设置满足，第一圆环161第n圈的第m个圆孔的右边和第二圆环162第n圈的第m个圆孔左边相切时，第一圆环161第n+1圈的第m个圆孔的左边和第二圆环162第n+1圈的第m个圆孔的右边相切。这样，通过旋转采样管14或者第二管13，使得第一圆环161上的第n圈上的圆孔与第二圆环162上的第n圈上的圆孔出现部分重叠、完全重叠、部分重叠以及完全不重叠之后，第一圆环161上的第n+1圈上的圆孔与第二圆环162上的第n+1圈上的圆孔才会出现部分重叠、完全重叠、部分重叠以及完全不重叠。这样，不仅能够改变透过气流调节板116的气流的流量，而且能够改变透过气流调节板116的气流的位置，进而实现对分析物离子扩散或者迁移运动阻碍作用的最大化，最终实现分析物离子损失的最小化以及分析物离子探测灵敏度的最大化。

本申请还存在其它多种可实施的技术方案，在此不做一一列举，本申请权利要求中要求保护的技术方案都是可以实施的。

本申请说明书中未作详细描述的内容属于本领域技术人员的公知常识。