一种三段离子阱的制作方法

本技术属于质谱仪，具体为一种三段离子阱。

背景技术：

1、离子阱质量分析器是质谱分析领域的核心器件之一，其基本原理是利用四组极杆围合形成的离子通道产生四极电场，对通道内的离子实现径向约束与质量分离。随着质谱分析在生物制药、环境监测、食品安全等领域的应用日益广泛，对离子阱的分辨率、灵敏度及长期稳定性提出了越来越高的要求。离子阱的四极电场均匀性直接决定了离子运动的稳定性与质量分辨率，而四极电场的均匀性又在很大程度上取决于四组极杆组件的装配精度，尤其是极杆之间的周向对中精度、径向间距一致性以及离子通道的同轴度。

2、在现有的离子阱制造技术中，四组极杆组件通常采用分体式独立加工后再逐根装配于基座或支架上的方式。由于各极杆组件在加工过程中不可避免地存在尺寸偏差与形位公差，逐根装配时又缺乏有效的周向预定位与径向对中手段，使得四组极杆组件在环形阵列装配时难以保证周向对中精度与同轴度。装配过程中，操作人员往往需要借助复杂的夹具或测量仪器反复调整各极杆的相对位置，不仅装调效率低下，而且装配质量高度依赖操作人员的经验与技术水平。即使通过反复调整使极杆暂时达到对中要求，在使用过程中受温度变化、机械振动等因素的影响，各极杆组件之间仍可能发生相对松动与位移，导致离子通道的几何精度逐渐下降，进而影响四极电场的均匀性与离子囚禁的长期稳定性。

3、cn208889606u公开了一种离子阱用基座、离子阱，提出了一种解决方案。该专利公开了一种用于双曲面线性离子阱的基座，基座本体上设置有圆形通孔，通孔孔壁上环形均布有四条条形槽体，四个双曲面极杆分别嵌入四条槽体中从而实现定位。该技术方案通过将极杆直接嵌入基座槽体的方式实现了四根极杆的一体化定位，可避免双曲面极杆加工过程以及装配过程中极杆与基座本体形成累计误差。然而，该方案仍存在不足：其一，基座为一体式结构，四个极杆槽的位置在基座加工完成后即被固定，一旦基座加工存在偏差则无法通过装配调整予以补偿，对基座的加工精度要求极高；其二，该方案适用于将单根极杆嵌入基座槽体的情形，并未涉及四组极杆组件各自独立构成模块后再行环形阵列组合的装配场景，更未给出如何通过组件间的配合结构实现周向预定位与可靠收紧的技术手段。因此，四组极杆组件在环形阵列装配时如何保证周向对中精度与同轴度的技术问题仍未得到有效解决。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种三段离子阱，以解决背景技术中提出的以下技术问题：

2、现有技术中的离子阱的四组极杆组件在环形阵列装配时难以保证周向对中精度与同轴度，导致离子通道几何精度不足，进而影响四极电场均匀性和质量分辨率。

3、为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

4、一种三段离子阱，包括四组极杆组件，四组极杆组件环形阵列布置，相邻的极杆组件相互连接；极杆组件包括基座、基板、极杆以及预杆；基座的两侧设置有第一配合部与第二配合部，第一配合部上设置有配合凸起，第二配合部上设置有配合槽；相邻的两个基座中，配合凸起与配合槽配合连接；基座的两侧设置有锁紧孔，锁紧孔倾斜设置；相邻的两个基座中，锁紧孔相互连通并同轴，相邻的基座螺栓连接，螺栓穿过锁紧孔；基板与基座连接，极杆设置于基板的内侧，极杆与基座连接，预杆设置于极杆的两侧，预杆与基板连接。

5、进一步地，基座上设置有定位孔，基板上设置有配合孔，极杆上设置有连接柱；极杆与基座通过销柱连接，销柱一端与连接柱连接，另一端穿过配合孔后连接于定位孔。

6、进一步地，预杆上设置有限位凸起，基板底部一侧设置有限位槽，限位凸起配合连接于限位槽。

7、进一步地，限位凸起截面为矩形结构，限位槽的结构与限位凸起相配合。

8、进一步地，锁紧孔的轴线与基座的底面之间的夹角为30°-60°。

9、进一步地，四组极杆组件的四根所述极杆围合形成沿轴向贯穿的离子通道；预杆设置在极杆的轴向延伸方向上，预杆朝向离子通道的内侧表面与极杆朝向离子通道的内侧表面平齐。

10、进一步地，相邻两个基座中同轴连通的锁紧孔共同形成贯穿的锁紧通道，螺栓的杆部穿设于锁紧通道内，螺栓的头部抵接于其中一个基座背离另一个基座的外侧表面，螺栓的尾部与锁紧螺母螺纹配合，锁紧螺母抵接于另一个基座背离该基座的外侧表面。

11、进一步地，极杆与预杆之间设置有空隙。

12、进一步地，配合凸起与配合槽为燕尾型配合结构。

13、与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

14、本实用新型采用四组极杆组件分体式模块化设计，各组件可独立加工与装配，再经环形阵列组合，降低了整体制造与装调难度；

15、通过相邻基座经配合凸起与配合槽插接预定位、并配合倾斜锁紧孔与螺栓锁紧的结构，实现了使四组极杆组件沿环形方向快速准确对中并可靠收紧、保证离子通道具有高对称度与同轴度的功能，具有维持通道内四极电场均匀稳定，进而显著提升离子囚禁稳定性与质量分辨率的效果。

1.一种三段离子阱，其特征在于：包括四组极杆组件，四组极杆组件环形阵列布置，相邻的极杆组件相互连接；

2.根据权利要求1所述的一种三段离子阱，其特征在于：基座（1）上设置有定位孔（6），基板（4）上设置有配合孔（11），极杆（3）上设置有连接柱（12）；极杆（3）与基座（1）通过销柱连接，销柱一端与连接柱（12）连接，另一端穿过配合孔（11）后连接于定位孔（6）。

3.根据权利要求1所述的一种三段离子阱，其特征在于：预杆（5）上设置有限位凸起（13），基板（4）底部一侧设置有限位槽，限位凸起（13）配合连接于限位槽。

4.根据权利要求3所述的一种三段离子阱，其特征在于：限位凸起（13）截面为矩形结构，限位槽的结构与限位凸起（13）相配合。

5.根据权利要求1所述的一种三段离子阱，其特征在于：锁紧孔（2）的轴线与基座（1）的底面之间的夹角为30°-60°。

6.根据权利要求1所述的一种三段离子阱，其特征在于：四组极杆组件的四根所述极杆（3）围合形成沿轴向贯穿的离子通道；预杆（5）设置在极杆（3）的轴向延伸方向上，预杆（5）朝向离子通道的内侧表面与极杆（3）朝向离子通道的内侧表面平齐。

7.根据权利要求1所述的一种三段离子阱，其特征在于：相邻两个基座（1）中同轴连通的锁紧孔（2）共同形成贯穿的锁紧通道，螺栓的杆部穿设于锁紧通道内，螺栓的头部抵接于其中一个基座（1）背离另一个基座（1）的外侧表面，螺栓的尾部与锁紧螺母螺纹配合，锁紧螺母抵接于另一个基座（1）背离该基座（1）的外侧表面。

8.根据权利要求1所述的一种三段离子阱，其特征在于：极杆（3）与预杆（5）之间设置有空隙。

9.根据权利要求1所述的一种三段离子阱，其特征在于：配合凸起（9）与配合槽（10）为燕尾型配合结构。