圆柱极杆四极质量分析器的场圆误差检测技术研究

发布时间：2021-11-19 15:54

　　四极杆质量分析器是质谱仪中用于离子区分的关键部件,其四根极杆组成的场圆的形位精度决定其物理性能。本文针对四极杆质量分析器研制过程中的关键部件极杆、极座及虑质器场圆的尺寸及形位精度要求,研究其对应的检测方法,用于评定四极杆质量分析器的装配合格性。研究极杆直径在位测量装置,实现在位检测极杆直径,测量不确定度U₉₅=0.2μm（k=2）,实现在位检验极杆的加工精度,提高了极杆的加工质量和效率;研究极杆的圆柱度、直线度等几何参数的离线检测方法及工艺,为极杆合格性验收提供依据。研究极座对径距离在位检测方法,设计出相应的检测装置,测量不确定度为U₉₅=0.4μm（k=2）,实现其在位测量;确定极座三坐标离线检测极座各尺寸、位置的方法和工艺,实现了极座的合格性检验。四极杆质量分析器的场圆状态是决定其质谱好坏的关键,但场圆是由四个极杆组成的虚拟圆柱,该虚拟圆柱的检测工艺方法是评定其状况的唯一有效途径,论文提出四极杆质量分析器的综合精度这一概念来描述该指标,并明确了需要检测的几何量,以及对检测结果进行评价以确定综合精度的方法。依据四极杆质量分析器综合精度的评价... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

四极质谱仪原理图

- 3-图 1-2 四极杆质量分析器电场 e 的离子，在极杆之间运动，在 2020cos2cos2xyU Vx eE e xrU Vy eE e yrttωω+= = + = 2 2 2 20 08 4,2,eU eVamrqmrωtωω==为 Mathieu 方程：2( 2 cos 2 ) 0u uua q uξ+ = -3）中的参数 a 和 q 微分，得出]：002 2r fU VM r U V f = + + +

射频频率相对稳定度。大多数情况下，由于双曲面极杆更难以加工，一般应用均以圆柱杆代替双曲杆来实现相同的功能。国内外学者的研究发现，圆柱极杆的半径 r 与四极杆质量分析器四根极杆的内切场圆半径 r0的比值在一定范围内时[11-13]，圆柱极杆四极杆质量分析器仍然具有较高的分辨率。由于圆形零件比曲面零件的制造成本及难度低，一般市面用的四极质谱仪均用圆柱极杆的四极杆质量分析器。仅从零件的形位精度对质量分辨率的影响，则质量分辨率与场圆半径有下述关系[14]：002rMM r = (1-5)由式（1-5）知，Δr0/ r0与质量分辨率成正比，r0是场圆半径，Δr0是场圆半径的在整个极杆轴向变化。对于圆柱极杆，极杆的圆度、直径、直线度及粗糙度均会反映在其中，而场圆的变化又由四个极杆的几何关系体现。图 1-3 为两种典型的四极杆质量分析器，左为机械制造工艺研究所研制的圆柱四极虑质量，右为国外公司的双曲四极杆质量分析器，均达到同样的质谱分辨率，满足用户要求。

【参考文献】：
期刊论文
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[3]基于DSP的CCD光学滤棒直径检测[J]. 江志凌,汪耀庭,林云飞,李斌.  机械制造与自动化. 2016(05)
[4]平面柔性铰链机构的柔度计算方法[J]. 杜云松,李铁民,姜峣,张京雷.  清华大学学报(自然科学版). 2016(06)
[5]基于柔性铰链的杠杆-平衡机构的运动特性分析与参数设计[J]. 刘庆纲,孙庚,秦自瑞,郎垚璞.  传感技术学报. 2016(03)
[6]基于柔度比优化设计杠杆式柔性铰链放大机构[J]. 卢倩,黄卫清,孙梦馨.  光学精密工程. 2016(01)
[7]基于双CCD的大型轴类零件直径非接触检测方法研究[J]. 肖作江,韩迪,安志勇,朱海滨,柳鸣.  光学技术. 2015(05)
[8]四极杆电极系统的应用与研究进展[J]. 徐福兴,杨凯,王强,赵欣,陈斌,丁传凡.  质谱学报. 2015(06)
[9]四极质量分析器的几何量检测研究[J]. 蒋家东,袁道成,岳晓斌,王宝瑞.  制造技术与机床. 2015(02)
[10]基于三维激光扫描的移动大尺寸圆柱体工件长度快速检测系统[J]. 周森,郭永彩,高潮,吴小燕.  光学精密工程. 2014(06)



本文编号：3505371