用于离子质量分析器中的反射器的制作方法

本实用新型涉及质谱仪技术领域，尤其是涉及一种用于离子质量分析器中的反射器。

背景技术：

质谱仪是一种分离和检测不同同位素的仪器，主要由离子源、质量分析器和离子检测器组成。检测时，采用高能电子流等轰击样品分子，使样品分子失去电子变为带正电荷的分子离子和碎片离子，之后使离子流通过质量分析器到达检测器，根据不同离子到达检测器的时间顺序，进行信号处理得到相应的质谱图。上述质量分析器中的反射器由多个同轴设置的环状电极片和连接在相邻电极片之间的电阻组成，在反射器中，离子在均匀电场中减速至静止，然后以相反方向加速重新达到原始动能；静止意味着最微小的电场不均衡性都对离子有极大影响，因此该场的产生必须非常精确。为了使反射器产生的电场均匀，需要对各电极片的安装精度进行控制。为了固定电极片的位置，目前大多采用在连接柱上穿设分隔块的方式。由于电极片比较薄，采用上述连接方式安装时很容易发生扭力变形，影响电场均匀性，从而影响质量分析器的离子检测效果；其次，上述电极片上的安装孔位直径大于连接柱安装孔的直径，因此存在丝孔间隙，使多个电极片在安装后，存在不同心的现象，影响电场均匀性，从而影响质量分析器的离子检测效果。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供一种设计巧妙、结构稳定、高精度的用于离子质量分析器中的反射器，具体可采取如下技术方案：

本实用新型所述的用于离子质量分析器中的反射器，包括

电极片，所述电极片为环状，其沿纵向同轴设置；

电阻，所述电阻设置在相邻电极片之间，且与相邻电极片电连接；

连接组件，包括

支撑块，设置在相邻电极片之间；

连接销，沿纵向设置，用于连接每一电极片两侧的相邻两个所述支撑块。

所述连接组件还包括支撑销，所述支撑销沿纵向设置，用于使相邻两个电极片保持固定的间距。

所述连接组件还包括定位柱，所述定位柱用于连接电极片及其上方的相邻支撑块。

所述支撑块结构相同，均为圆心角大于180°的开口环结构，且相邻支撑块沿镜像对称设置；每一支撑块顶面上均设置有三个所述定位柱，底面上均开设有与定位柱同轴设置的螺纹孔，相邻定位柱之间则分别设置有一个上小下大的连接通孔。

所述定位柱包括位于支撑块对称中心线上的第一定位柱和对称设置在支撑块两端的第二定位柱，所述连接通孔与相邻的第二定位柱沿支撑块的镜像中心线对称设置。

所述连接销为与所述连接通孔相配合的阶梯状连接柱，其小头端的外壁上设置有与支撑块底部螺纹孔相配合的外螺纹，大头端的底部开设有旋拧孔。

所述第二定位柱的外径与连接通孔的大头端内径相适配。

所述支撑销设置在支撑块开口处的阶梯状连接柱，其小头端的外壁上设置有与支撑块底部螺纹孔相配合的外螺纹，大头端的底部开设有与所述第一定位柱相适配的竖向插装孔，大头端的中部则开设有用于穿设锁紧件的横向插装孔。

所述电极片上开设有与所述定位柱、连接销、支撑销相对应的连接孔。

所述电极片的内孔径从上到下依次增大。

本实用新型提供的用于离子质量分析器中的反射器，结构巧妙，便于批量加工制造相关零件，降低了设备成本；由于支撑块与电极片的接触面积较大，因此组装后整体结构稳定，机械强度更优良；其采用高精度的定位结构，使多个电极片之间的相对位置安装精度更高，使电场更加均匀，有利于提高质谱仪的检测质量。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1中的a-a向视图。

图3是图1中相邻三段的立体示意图（不含电阻）。

图4、5是图3的爆炸图。

图6是图1中支撑块的主视图。

图7是图6的俯视图。

图8是图6的仰视图。

图9是图8中的b-b向视图。

图10是图1中连接销的立体示意图。

图11是图10的剖面图。

图12是图1中支撑销的立体示意图。

图13是图12的剖面图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例以本实用新型的技术方案为前提，并给出了详细的实施方式，但本实用新型的保护范围不限于下述实施例。

如图1至图13所示，本实用新型所述的用于离子质量分析器中的反射器，包括沿纵向同轴设置的环状电极片1，每两个相邻电极片1之间均安装有一个水平向的电阻2，相邻的电极片1之间匀设置一个电阻2进行电连接，相邻电极片1则通过连接组件进行定位安装。上述连接组件包括带有支撑块3、连接销4、支撑销5等。

具体地，每两个电极片1之间安装有一个支撑块3，所有支撑块3结构相同，均为圆心角大于180°的开口环结构，支撑块3设置开口是为了留出电阻2的安装位置。如图7、8所示，每个支撑块3均为左右对称结构，其对称中心线m经过支撑块3的圆心o，过圆心o且与对称中心线m垂直的直线则为镜像中心线n，每两个位于同一电极片1上下侧的相邻支撑块3均沿镜像对称设置，即上侧支撑块3安装于电极片1左侧，下侧支撑块3安装于电极片1右侧，上下侧支撑块3同心设置且呈镜像中心线n相互叠合的面对面对置结构。每个支撑块3的顶面上均设置有三个定位柱，包括一个第一定位柱6.1和两个第二定位柱6.2，第一定位柱6.1位于对称中心线m上，第二定位柱6.2对称设置在支撑块3接近开口避空位的两端（此处的对称是指两个第二定位柱6.2沿对称中心线m对称设置）。上述第一定位柱6.1和第二定位柱6.2均可以穿设在其上方相邻电极片1的连接孔9中方便两者定位安装。每个支撑块3的底面上还开设有分别与以上定位柱同轴设置的螺纹孔7，相邻定位柱之间则分别设置有一个上小下大的连接通孔8，且每个连接通孔8均与其相邻的第二定位柱6.2沿支撑块3的镜像中心线n对称设置。因此，当相邻两个支撑块3面对面安装时，位于下方的支撑块3的连接通孔8与位于上方的支撑块3的螺纹孔7相对应。

上述连接销4沿纵向设置，用于连接每一电极片1两侧的相邻两个支撑块3。所有连接销4结构相同，均为与连接通孔8相配合的阶梯状连接柱，其小头端的外壁上设置有与支撑块3底部螺纹孔7相配合的第一外螺纹3.1，大头端的底部开设有旋拧孔3.2。

上述支撑销5沿纵向设置在支撑块3的开口处，主要用于使相邻两个电极片1保持固定的间距对电阻2一侧进行支撑，同时还可以将紧邻其上方设置的一个电极片1和一个支撑销5连接在一起。所有支撑销5结构相同，均为大小相同的阶梯状连接柱，其小头端的外壁上设置有与支撑块3底部螺纹孔7相配合的第二外螺纹5.1，大头端的高度与支撑块3的厚度相等，且大头端的底部开设有与第一定位柱6.1相适配的竖向插装孔5.2，大头端的中部则开设有用于穿设锁紧件的横向插装孔5.3。

为了方便安装，每个电极片1上的连接孔9还包括与连接销4和支撑销5相对应的通孔，且第二定位柱6.2的外径与连接通孔8的大头端内径相适配。

以下以图4、5为例来说明本实用新型的安装过程，具体包括如下步骤：

①安装电极片1a和支撑块3a：首先，将电极片1a上的连接孔9a与支撑块3a上的定位柱（包括第一定位柱6.1a和第二定位柱6.2a）分别对应卡接使两者紧配安装在一起；然后，使用连接销4a和支撑销5a将电极片1a和支撑块3a固定在连接座上，上述连接座安装在质量分析器的飞行管顶部，上述连接销4a位于支撑块3a的连接通孔8a中，而支撑销5a则位于支撑块3a的开口处。②安装电极片1b和支撑块3b：首先，将电极片1b上的连接孔9b与支撑块3b上的定位柱（包括第一定位柱6.1b和第二定位柱6.2b）分别对应卡接使两者紧配安装在一起；然后，使用连接销4b和支撑销5b将电极片1b和支撑块3b固定在支撑块3a上，其中，支撑块3a和支撑块3b开口相对，且支撑块3b顶面上的第一定位柱6.1b对应设置在支撑销5a底部的竖向插装孔5.2a中，支撑块3b顶面上的第二定位柱6.2b则位于支撑块3a中连接通孔8a的大头端内；连接销4b位于支撑块3b的连接通孔8b中，且连接销4b的顶部小头端旋拧在支撑块3a上第二定位柱6.2a所对应的底部螺纹孔7a中；支撑销5b位于支撑块3b的开口处，且支撑销5b的顶部小头端旋拧在支撑块3a上第一定位柱6.1a所对应的底部螺纹孔中。③安装电极片1c和支撑块3c：首先，将电极片1c上的连接孔9c与支撑块3c上的定位柱（包括第一定位柱6.1c和第二定位柱6.2c）分别对应卡接使两者紧配安装在一起；然后，使用连接销4c和支撑销5c将电极片1c和支撑块3c固定在支撑块3b上，其中，支撑块3c和支撑块3b开口相对，而和间隔设置的支撑块3a开口位置上下对齐；支撑块3c顶面上的第一定位柱6.1c对应设置在支撑销5b底部的竖向插装孔中，支撑块3c顶面上的第二定位柱6.2c则位于支撑块3b中连接通孔8b的大头端内；连接销4c位于支撑块3c的连接通孔中，且连接销4c的顶部小头端旋拧在支撑块3b上第二定位柱6.2b所对应的底部螺纹孔7b中；支撑销5c位于支撑块3c的开口处，且支撑销5c的顶部小头端旋拧在支撑块3b上第一定位柱6.1b所对应的底部螺纹孔中。④按照上述方法逐层安装其余电极片1和支撑块3，最后，使用连接销4在最下层的支撑块3上安装最后一片电极片1，完成反射器的安装。

进一步地，构成反射器的电极片1内孔径从上到下依次增大，使反射器的内腔呈上小下大的类锥形。因离子在离子反射器内的入射和出射路线类似抛物线，理论上电极片的中间开口尺寸越小，电场强度越高，通过使叠置电极片的开孔尺寸从下到上逐渐减小，可以在避免离子撞击电极片的情况下尽量缩小电极片的开孔尺寸，使电极片的金属面积增加，提高电场的均匀性，从而达到最佳的反射效率，使反射器的长度达到最短，即在能够产生相同电压情况下，电极片的使用数量最少。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，诸如“前”、“后”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系的术语是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。