四极质量分析器装配工艺研究.pdf

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1、第5期机械设计与制造2014年5月MachineryDesign&Manufacture73四极质量分析器装配工艺研究吴定柱，蒋家东，易忠全，胡军(中国工程物理研究院机械制造工艺研究所超精密加工技术重点实验室，四川绵阳621900)摘要：四极杆质谱计是目前最成熟、应用最广泛的小型质谱计之一。四极杆质量分析器是四极式质谱仪的核心部件，使离子在四极场中受到强聚焦作用而向分析器的中心轴聚焦。四极质量分析器零件主要精度误差都要求小于0．002mm，且组件平行度、位置度误差要求均小于0．004ram，传统装配方

2、法已经很难满足精度要求。提出了一种基于手工修研的装配方法，利用该方法装配了一套150型四极质量分析器，最高装配内切圆精度误差小于0．0015mm。关键词：四极质量分析器；手工修配；比较测量中图分类号：TH16；TH744文献标识码：A文章编号：100l一3997(2014)05—0073—02ResearchonaAssemblyProcessoftheQuadrupoleMassFilterWUDing-zhu，JIANGJia-dong，YIZhong—quan，HUJun(Instituteof

3、MechanicalManufacturingTechnology，LaboratoryofPrecisionManufacturingTechnology，CAEP，SichuanMianyang621900，China)Abstract：Quadrupolemossfilterisamaturedminiature”sspectrometerthathasbeenwidelyused．Thequadrupolemassfilterisoneofthemostimpoaantpartsinin5sp

4、ectrometry(MS)usedintheanalysisolea．forionsinquadrupolefieldexperiencedstrongfocusingareconcentratedtothecenterofthequadrupolemossfiltenButthemanufacturingenarealllessthan0．002millimeterandtheassembtye几_0ofthequadrupolemossfilteracelessttian0．004millime

5、ter．whwhhasnotbeenmetforthetraditionalassemblymethod．Anewassembprocessofthequadrupolemassfilterisputforward，wh&hisbasedonmanuallapping．Onequadrupolemassfilterhasbeenmadebythismethod，andthetopassemblyaccuracyis0．0015millimeter．KeyWords：QuadrupoleMassFilt

6、er；ManuMLapping；ComparativeMeasure的厂家均从国外进口核心部件四极质量分析器。1引言作为研究物质基本组成、结构特征、物理和化学性质的最基本的仪器一质谱仪，由于其直接测量的本质和高灵敏、高分辨性，被广泛应用于环境监测、食品安全、生命科学等多个领域㈣。四极杆质谱计是目前最成熟、应用最广泛的小型质谱计之一。在气相色谱一质谱(GC／MS)和液相色谱一质谱(Lc／Ms)联用仪中，四极杆质量分析器是最常用的质量分析器之一。一种四极质量分析器结构示意图，如图1所示。且其加工装配精度很

7、大程度上决定了质1．极座2．极杆3．M3螺钉谱仪的质量分辨率能力。四极杆质量分析器通过在双曲面四极杆图1一种四极杆质量分析器结构示意图Fig．1AStructureSketchMapoftheQuadmpoleMassFilter组件上接入射频信号产生四极场，离子在四极场中受到强聚焦作四极质量分析器的主要零件精度均要求小于O．O02mm，装配用而向分析器的中心轴聚焦。但由于加工与装配方面的局限，实后空间平行度、位置度精度要求小于O．O04mm，传统的直接固定锁际的四极杆质谱计中，常采用圆柱四极杆组件代

8、替双曲面四极杆紧装配方法已经无法满足要求。为了探索出满足精度要求的四极质组件获得近似的四极场。因此需要制造高精度的四极杆组件，否量分析器的装配工艺方法，通过多次试验重复装配一套150型四则就会引入变形场(在非理想四极场中，通常还包含十二极场和极质量分析器，总结出了一种基于手工修配的装配工艺，实现装配二十极场的高阶5-~3t)，破坏仪器的质量分辨率惯。文献提出当后测量最高精度为对径平行度0．0012mm，内切场圆0．0012mm。杆半径r=1．14151I