一种脉冲式离子进样装置及质谱仪

技术领域

本发明涉及质谱仪进样技术领域，具体涉及一种脉冲式离子进样装置及质谱仪。

背景技术

质谱(又叫质谱法)是一种与光谱并列的谱学方法，通常意义上是指广泛应用于各个学科领域中通过制备、分离、检测气相离子来鉴定化合物的一种专门技术。质谱法在一次分析中可提供丰富的结构信息，将分离技术与质谱法相结合是分离科学方法中的一项突破性进展。在众多的分析测试方法中，质谱学方法被认为是一种同时具备高特异性和高灵敏度且得到了广泛应用的普适性方法。质谱仪一般由进样系统、离子源、质量分析器、检测器、数据处理系统等部分组成。

目前，关于便携式小型质谱仪的进样方式有许多可选择的方案，现有技术中提供了一种大气压下进样离子源装置，如图1所示，包括进样管2、脉冲电磁阀门1和样品传输管4；进样管2的出口和样品传输管4的入口均通过硅橡胶管3与脉冲电磁阀门1密封连接，样品离子通过脉冲电磁阀门1控制由进样管2经硅橡胶管3再到样品传输管4进行运输。

上述方案中硅橡胶管长时间夹持毛细管容易老化，使得硅橡胶管的密封性降低，这种情况下会导致真空被破坏或者样品离子泄露。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于：克服现有技术中进样装置采用的硅橡胶管连接长时间夹持毛细管容易老化，使得硅橡胶管的密封性降低，导致真空被破坏或者样品离子泄露的缺陷。

为此，本发明提供一种脉冲式离子进样装置，包括：

腔体，内部设置有第一容纳腔，所述腔体上设置有第一连接口；

毛细管连接件，设置在所述第一连接口位置，所述毛细管连接件上设置有过孔；

毛细管，一端可拆卸地安装在所述过孔上；

脉冲进样控制阀，包括：

固定端，安装在所述第一容纳腔的内壁上，

活动端，其上设置有离子传输通道，所述活动端具有在外力动作下使所述离子传输通道与所述过孔相连通的导通状态，以及使所述离子传输通道与所述过孔分离的封堵状态。

可选地，所述第一连接口的内壁上设置有内螺纹，还包括：

腔体连接件，包括：伸入部，外壁上设置有与所述内螺纹相配合的外螺纹，所述腔体连接件的中心设置有第二连接口，所述毛细管连接件设置通过螺纹连接在所述第二连接口上。

可选地，所述腔体连接件还包括：

盘体，与所述伸入部相连接，所述盘体适于顶靠在所述腔体的外壁上，所述盘体上设置有与所述第二连接口相通的第三连接口。

可选地，所述伸入部与所述毛细管连接件相对应的部位设置有密封圈。

可选地，所述腔体的外壁与所述盘体相对应的部位设置有凹陷部，所述凹陷部上设置有密封圈。

可选地，所述毛细管与所述毛细管连接件相对应的外壁上设置有密封圈。

可选地，所述活动端上设置有堵头，在所述活动端处于所述封堵状态时，所述堵头顶靠在所述过孔上。

可选地，所述固定端设置有第二容纳腔，所述第二容纳腔上设置有电磁阀，所述电磁阀与所述活动端相连接。

一种质谱仪，包括：

离子源，提供样品离子；

泵，用于维持真空环境；

质量分析器，将同时进入所述质量分析器的不同质量的离子，按质荷比m/e大小分离；

离子检测器，用于采集放大离子信号；

上述任一方案所述的脉冲式离子进样装置，所述毛细管与所述离子源相连接。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供一种脉冲式离子进样装置，包括：腔体，内部设置有第一容纳腔，所述腔体上设置有第一连接口；毛细管连接件，设置在所述第一连接口位置，所述毛细管连接件上设置有过孔；毛细管，一端可拆卸地安装在所述过孔上；脉冲进样控制阀，包括：固定端，安装在所述第一容纳腔的内壁上，活动端，其上设置有离子传输通道，所述活动端具有在外力动作下使所述离子传输通道与所述过孔相连通的导通状态，以及使所述离子传输通道与所述过孔分离的封堵状态。

毛细管连接件上设置了过孔，其作用在于：第一，为从离子源处导出的途径毛细管的样品离子提供运输通道；第二，为毛细管与毛细管连接件的安装固定提供了位置，毛细管的一端采用可拆卸式的安装方式固定安装在毛细管连接件上设置的过孔上，利用毛细管与毛细管连接件的刚性连接代替了毛细管与硅橡胶管的柔性连接，克服了硅橡胶管长时间夹持毛细管容易老化，使得硅橡胶管的密封性降低，导致真空被破坏或者样品离子泄露的缺陷，同时毛细管拆装更加方便。

此外，毛细管连接件及脉冲进样控制阀均设置在腔体内部的第一容纳腔，并通过腔体连接件固定连接在腔体的第一连接口处，使得质谱仪的占用的空间减小，方便质谱仪的携带。

2.本发明提供的脉冲式离子进样装置，所述第一连接口的内壁上设置有内螺纹，还包括：腔体连接件，包括：伸入部，外壁上设置有与所述内螺纹相配合的外螺纹，所述腔体连接件的中心设置有第二连接口，所述毛细管连接件设置通过螺纹连接在所述第二连接口上。

腔体连接件与腔体之间、毛细管连接件与腔体连接件之间均采用螺纹配合的连接方式，这种可拆卸的固定连接方式，结构简单、连接可靠、装拆方便，有利于质谱仪的装拆与维修。

3.本发明提供的脉冲式离子进样装置，所述伸入部与所述毛细管连接件相对应的部位设置有密封圈，所述腔体的外壁与所述盘体相对应的部位设置有凹陷部，所述凹陷部上设置有密封圈，所述毛细管与所述毛细管连接件相对应的外壁上设置有密封圈。

在腔体连接件伸入部与腔体、毛细管连接件与腔体连接件、毛细管与毛细管连接件之间对应的安装位置处设置密封圈，有效的避免了外界的大气进入到腔体内部设置的第一容纳腔的真空环境内，同时防止了毛细管中运输的样品离子发生泄漏。

4.本发明提供的脉冲式离子进样装置，所述活动端上设置有堵头，在所述活动端处于所述封堵状态时，所述堵头顶靠在所述过孔上，所述固定端设置有第二容纳腔，所述第二容纳腔上设置有电磁阀，所述电磁阀与所述活动端相连接。

活动端设置了堵头，通过电磁阀控制活动端升降，当需要控制样品离子停止进样时，电磁阀控制活动端移动到过孔位置，堵头顶靠在过孔的样品离子出样处，可以有效地控制使脉冲式离子进样装置停止进样。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为现有技术中一种大气压进样离子源装置的结构示意图；

图2为本申请一种脉冲式离子进样装置的结构示意图；

附图标记说明：

1、脉冲电磁阀门；2、进样管；3、硅橡胶管；4、样品传输管；5、腔体；6、第一容纳腔；7、第一连接口；8、毛细管连接件；9、过孔；10、毛细管；11、脉冲进样控制阀；12、固定端；13、活动端；14、离子传输通道；15、腔体连接件；16、伸入部；17、第二连接口；18、盘体；19、第三连接口；20、凹陷部；21、堵头；22、第二容纳腔；23、电磁阀。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本发明提供一种脉冲式离子进样装置，如图2所示，包括：腔体5，内部设置有第一容纳腔6，所述第一容纳腔6可以为包括脉冲进样控制阀11在内的安装装置提供必需的安装空间，所述腔体5上设置有第一连接口7；毛细管连接件8，设置在所述第一连接口7位置，所述毛细管连接件8设置于所述第一连接口7的中心位置，后续将利用腔体连接件15对所述毛细管连接件8进行安装固定，所述毛细管连接件8上还设置有过孔9，所述过孔9为一段贯穿所述毛细管连接件8的通孔，毛细管10，一端可拆卸地安装在所述过孔9上毛细管10的一端采用可拆卸式的安装方式固定安装在毛细管连接件8上设置的过孔9上，采用可拆卸式的安装方式可以在携带或是运输质谱仪时拆下所述毛细管10，使得质谱仪的占用的空间减小，方便质谱仪的携带，所述过孔9作用在于：第一，为从离子源处导出的途径毛细管10的样品离子提供运输通道；第二，为毛细管10与毛细管连接件8的安装固定提供了安装位置。

具体的，现有技术中，如图1所示，包括进样管2、脉冲电磁阀门1和样品传输管4；进样管2的出口和样品传输管4的入口均通过硅橡胶管3与脉冲电磁阀门1密封连接，样品离子通过脉冲电磁阀门1控制由进样管2经硅橡胶管3再到样品传输管4进行运输。上述方案中硅橡胶管长时间夹持毛细管容易老化，使得硅橡胶管的密封性降低，这种情况下会导致真空被破坏或者样品离子泄露。本实施例中毛细管10的一端采用可拆卸式的安装方式固定安装在毛细管连接件8上设置的过孔9上，利用毛细管10与毛细管连接件8的刚性连接代替了毛细管与硅橡胶管3的柔性连接，克服了硅橡胶管长时间夹持毛细管容易老化，使得硅橡胶管3的密封性降低，导致真空被破坏或者样品离子泄露的缺陷，同时毛细管10拆装更加方便。此外，包括毛细管连接件8及脉冲进样控制阀11均设置在腔体5内部的第一容纳腔6，并通过腔体连接件15固定连接在腔体5的第一连接口7处，使得质谱仪的占用的空间减小，方便质谱仪的携带。

进一步的，脉冲进样控制阀11，包括：固定端12，安装在所述第一容纳腔6的内壁上，所述固定端12上设置有固定孔位，与所述第一容纳腔6的内壁预留的凸起端通过结构关系装配固定，需要说明的是，所述固定端12与所述第一容纳腔6的内壁固定连接的方式可以是卡勾连接，花键连接或是其他方式，以固定所述固定端12在所述第一容纳腔6的内壁上不产生位移和转动为目的，具体的安装状态应根据所述腔体5中其他检测仪器等的放置位置及安装方式酌情调整，这里对固定端12的安装状态不做限制，活动端13，其上设置有离子传输通道14，离子传输通道14为途径所述过孔9即将进入真空环境的样品离子提供了运输通道，所述活动端13具有在外力动作下使所述离子传输通道14与所述过孔9相连通的导通状态，这种状态下样品离子可以通过离子源—毛细管10—过孔9—离子传输通道14—真空腔室的运输路径顺利进入真空环境，相对的，所述活动端13具有在外力动作下使所述离子传输通道14与所述过孔9分离的封堵状态，这种状态下样品离子会通过离子源—毛细管10—过孔9—堵头21的运输路径最终无法进入真空环境。

进一步的，当脉冲式离子进样装置处于导通状态时，就可以通过前级离子源与真空腔室内的气压差调控进样时样品离子的运输速度，从而达到根据前级离子源处气压调控进样量的目的，需要说明的是，所述前级离子源是处于不同气压状态下的样品离子，并不仅限于在一个标准大气压下进样。

在上述实施方式的基础上，作为进一步限定的实施方式，如图2所示，所述第一连接口7的内壁上设置有内螺纹，还包括：腔体连接件15，包括：伸入部16，外壁上设置有与所述内螺纹相配合的外螺纹，所述腔体连接件15与所述腔体5之间采用螺纹配合的连接方式，这种可拆卸的固定连接方式，结构简单、连接可靠、装拆方便，有利于质谱仪的装拆与维修。所述腔体连接件15的中心设置有第二连接口17，所述，所述毛细管连接件8设置通过螺纹连接在所述第二连接口17上，所述毛细管连接件8与所述腔体连接件15之间采用螺纹配合的连接方式，这种可拆卸的固定连接方式，结构简单、连接可靠、装拆方便，有利于质谱仪的装拆与维修。

在上述实施方式的基础上，作为进一步限定的实施方式，如图2所示，所述腔体连接件15还包括：盘体18，与所述伸入部16相连接，所述盘体18适于顶靠在所述腔体5的外壁上，所述盘体18适于顶靠在所述腔体5的外壁上进一步稳固所述腔体连接件15与所述腔体5之间的螺纹连接，所述盘体18上设置有与所述第二连接口17相通的第三连接口19，所述第三连接口19为所述毛细管10的安装和拆卸提供了空间。

在上述实施方式的基础上，作为进一步限定的实施方式，如图2所示，所述伸入部16与所述毛细管连接件8相对应的部位设置有密封圈，所述密封圈的位置应该设于所述伸入部16相对于所述毛细管连接件8的凸起部和毛细管连接件8相对于所述伸入部16的凹陷部之间的缝隙处，所述密封圈有效的避免了外界的大气进入到腔体5内部设置的第一容纳腔6的真空环境内。

在上述实施方式的基础上，作为进一步限定的实施方式，如图2所示，所述腔体5的外壁与所述盘体18相对应的部位设置有凹陷部20，所述凹陷部20上设置有密封圈，所述凹陷部20为所述密封圈的放置提供了空隙，所述密封圈的位置应该设于所述腔体5相对于所述盘体18的凸起部和所述盘体18相对于所述所述腔体5的凹陷部之间的空隙处，所述密封圈有效的避免了外界的大气进入到腔体5内部设置的第一容纳腔6的真空环境内。

在上述实施方式的基础上，作为进一步限定的实施方式，如图2所示，所述毛细管10与所述毛细管连接件8相对应的外壁上设置有密封圈，所述密封圈的位置应该设于毛细管10的外壁与毛细管连接件8上过孔9的内壁之间的缝隙处。所述密封圈有效的避免了外界的大气进入到腔体5内部设置的第一容纳,6的真空环境内，同时防止了毛细管10中运输的样品离子发生泄漏。

在上述实施方式的基础上，作为进一步限定的实施方式，如图2所示，所述活动端13上设置有堵头21，所述堵头21的具体结构包括弹簧和膜片，弹簧的一端固定有膜片，另一端固定连接于所述活动端13预留的凹槽内，所述弹簧在弹簧力的作用下推动所述膜片，所述活动端13处于所述封堵状态时，所述堵头21顶靠在所述过孔9上，即所述膜片顶靠在所述过孔9上，此时样品离子将无法进入到真空环境中。

在上述实施方式的基础上，作为进一步限定的实施方式，如图2所示，所述固定端12设置有第二容纳腔22，所述第二容纳腔22上设置有电磁阀23，所述第二容纳腔22为所述电磁阀23的径向位移提供了空间，所述电磁阀23与所述活动端13相连接，需要说明的是，所述活动端13与电磁阀23固定连接的方式可以是焊接或是其他方式，以固定所述活动端13与电磁阀23不产生位移和转动为目的。

实施例2

本实施例提供一种质谱仪，质谱仪包括：

离子源，提供样品离子，所述离子源提供的样品离子是处于不同气压状态下的样品离子，并不仅限于在一个标准大气压下；

实施例1中提供的脉冲式离子进样装置，通过所述离子源传输过来的样品离子通过毛细管进入到脉冲式离子进样装置的第一容纳腔；

具体地，在脉冲式离子进样装置中还包括有：泵，用于维持真空环境，放置于第一容纳腔6内；质量分析器，通入样品离子，将同时进入所述质量分析器的不同质量的样品离子，按质荷比m/e大小分离；离子检测器，用于采集放大离子信号，再经计算机处理，绘制成质谱图。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。