本实用新型涉及离子聚焦传输领域，尤其是一种折线递进式多级杆离子聚焦传输设备及装置。
背景技术：
质谱仪是一种用于检测物质化学成分的高灵敏度、高分辨率的仪器，它首先将样品转换成气态离子，然后通过电场或磁场将离子按照质荷比（m/z）的大小进行分离，再测量出离子的强度形成质谱图，根据质谱图可以定性或定量的得到物质的化学成分。
用于由质谱分析法分析的分析物离子可以由各种离子化系统中的任何系统来产生。例如，ap-maldi、appi、esi、apci和icp系统可以被用在质谱分析系统中来产生离子。这些系统中的许多在大气压或接近大气压下（760torr）产生离子。在产生离子之后，分析物离子必须被引入或采样到质谱中。通常，质谱仪的分析器部分被保持在从10-4torr到10-8torr的高真空水平。实践中，对离子进行采样包括将分析物离子以精细限定的离子束的形式从离子源经由一个或多个中间真空室传输到高真空质谱仪室。中间真空室的每个都保持在前后室之间的真空水平。因此，其中分析物离子以阶梯的方式从与离子形成相关联的压力水平过渡到质谱仪的压力水平。在大部分应用中，期望将离子在没有显著的离子损失的状态下传输通过质谱仪系统的各种室中的每一者。通常在ms系统中使用离子引导来使得离子沿着限定的方向移动。
目前市场上离子传输产品是均匀直径的六级杆，而且6根六级杆内切圆构成的入口直径和出口直径是一样的。六级杆施加射频电场和轴向梯度电场后，离子会聚焦在六级杆内部，然后从入口进入到出口，由于离子源是在真空外面的大气压中，离子和中性气体一起被真空和大气压的压力差驱动，通过一个很小的窄孔进入，孔径扩大，可以进入真空的离子量和中性气体的总量会增加，但是需要的更大抽速的真空泵，才能维持分离，检测离子必须的本底真空。而且相应地，六级杆的内切圆需要更大，才能使大部分离子，经过小孔后急速膨胀后，进入六级杆内，受到交流电场的约束，然后聚焦。但是六级杆内切园圆直径大了以后，出口处的聚焦效果变差，会导致更多的离子出了六级杆后，发散，损失了，难以进入下级离子光路中，因此需要寻找一种既能在入口处获得更多的数量的待检测离子，又能在出口处获得更好的聚焦离子，同时也可以得到更好的检测背景以获得更高灵敏度的方式和方法。
技术实现要素：
有鉴于此，需要克服现有技术中的上述缺陷中的至少一个，本实用新型提供了一种多级杆离子聚焦传输设备，包括位于第一顺位的离子源部件、第二顺位的离子透镜部件、位于第三顺位的聚焦部件、位于第四顺位的分析器部件以及位于第五顺位的检测器部件，所述聚焦部件包括多个折线排布的聚焦单元，即第一聚焦单元、第二聚焦单元至第n聚焦单元，所述离子源部件与所述离子透镜部件之间安装有设置了通过所述离子源部件产生的离子束的第一通孔的第一隔板，所述离子透镜部件与所述聚焦部件之间安装有设置了通过经所述离子透镜聚焦的离子束的第二通孔的第二隔板，所述第一聚焦单元与所述第二聚焦单元之间安装有设置了通过经所述第一聚焦单元的离子束的第一聚焦通孔的第一聚焦隔板，所述第二聚焦单元与所述第三聚焦单元之间安装有设置了通过经所述第二聚焦单元的离子束的第二聚焦通孔的第二聚焦隔板，直至，所述第（n-1）聚焦单元与所述第n聚焦单元之间安装有设置了通过经所述第（n-1）聚焦单元的离子束的第（n-1）聚焦通孔的第（n-1）聚焦隔板，所述第n聚焦单元与所述检测器部件之间安装有设置了通过经所述第n聚焦单元的离子束的第n聚焦通孔的第n聚焦隔板，所述检测器部件和所述分析器部件之间安装有设置了通过来自所述分析器部件的离子束的第四通孔的第四隔板；所述离子透镜部件、所述第一聚焦单元、第二聚焦单元直至第n聚焦单元、所述分析器部件都与真空系统进行联结，工作状态下形成内部真空室，所述第一聚焦单元直至所述第n聚焦单元内部安装有多级杆离子聚焦传输部件，所述多级杆离子聚焦传输部件包含入口大且出口小及所述入口口径至所述出口口径平滑递减的多级杆聚焦结构；
所述离子源部件发射离子束，通过第一通孔进入所述离子透镜部件内部的真空室，经所述离子透镜部件进行聚焦后，通过所述第二通孔进入所述聚焦部件中的所述第一聚焦单元的真空室，所述第二隔板与所述入口、所述出口与所述第三个板之间具有间隙，所述第二通孔的孔径根据离子束形成的直径进行设定，所述离子束经过直线排布的多个所述多级杆聚焦结构进行聚焦通过所述第n聚焦通孔射出，所述第n聚焦通孔的口径根据所述射出所述出口的离子束进行设定，并经所述第n聚焦通孔进入所述分析器部件及第五顺位的所述检测器部件进行分析及检测。
根据本专利背景技术中对现有技术所述，由于离子束入口和离子束出口的口径相同，导致无法同时满足以较低的成本或简单的方法达到既能不去增加整体设备的成本和复杂度，同时又能提升聚焦能力的问题；而本实用新型公开的折线递进式多级杆离子聚焦传输设备，通过采用具有离子束入口口径大于离子束出口口径的折线递进式多级杆离子聚焦传输设备，可以使得机构制作简易方便，更能进一步降低整体设备的体积，同时也可以降低成本，更能提高离子聚焦能力，提升最终的检测灵敏度，同时，本案申请的结构，由于采用了多个入口孔径大于出口孔径的聚焦结构进行串联使用，较单个使用相应的聚焦结构，能够大大降低其整体体积，而采用折线递进式较直线递进式能够进一步降低背景，提升整体检测的灵敏度和准确度，进而可以进一步将体积进行减小，同时由于效果得到了本案所述的圆柱型结构及圆锥形结构，还应该可以包含横截面及尺寸一致的结构及横截面及尺寸逐步缩减的结构，不应只局限于本案所具体的词面含义。
离子源是在真空外面的大气压中，离子和中性气体一起被真空和大气压的压力差驱动，高速通过第一通孔及第二通孔进入入口大且出口小的空间结构，杆本体施加射频电场和轴向梯度电场后，离子会聚焦在多级杆内部，从入口进入到出口，一方面多级杆入口口径大，可以使更多的离子，经过小孔急速膨胀后，进入多级杆内，受到交流电场的约束，然后聚焦；另一方面由于采用的本案申请的设备结构，不仅能使空间结构中的场强进一步增加，而且可以使出口尺寸进一步减小，这又增强了离子聚焦性能，同时，由于出口尺寸的进一步减小，还可以进一步降低检测的背景，提升检测的整体灵敏度。
同时，本实用新型进一步提供了一种折线递进式多级杆离子聚焦传输装置，包括多个折线排布的聚焦单元，即第一聚焦单元、第二聚焦单元至第n聚焦单元，所述第一聚焦单元与所述第二聚焦单元之间安装有设置了通过经所述第一聚焦单元的离子束的第一聚焦通孔的第一聚焦隔板，所述第二聚焦单元与所述第三聚焦单元之间安装有设置了通过经所述第二聚焦单元的离子束的第二聚焦通孔的第二聚焦隔板，直至，所述第（n-1）聚焦单元与所述第n聚焦单元之间安装有设置了通过经所述第（n-1）聚焦单元的离子束的第（n-1）聚焦通孔的第（n-1）聚焦隔板，所述第n聚焦单元后侧安装有设置了通过经所述第n聚焦单元的离子束的第n聚焦通孔的第n聚焦隔板，所述第一聚焦单元、第二聚焦单元直至第n聚焦单元都与真空系统进行联结，工作状态下形成内部真空室，所述第一聚焦单元直至所述第n聚焦单元内部安装有多级杆离子聚焦传输部件，所述多级杆离子聚焦传输部件包含入口大且出口小及所述入口口径至所述出口口径平滑递减的多级杆聚焦结构。
采用此多个串联结构的使用，不仅能在同等效果的情况下，大大降低整体设备或装置的体积，而且能够得到更好的效果。
另外，根据本实用新型公开的一种折线递进式多级杆离子聚焦传输装置还具有如下附加技术特征：
进一步地，所述多级杆聚焦结构包括多根导电杆件，所述导电杆件围绕同一中心轴线形成的入口孔径大、出口口径小的空间对称结构；多个具有中空通孔的支撑座，所述导电杆件固定联结在所述支撑座的中空腔内。
进一步地，所述导电杆件4或6或8根。
更进一步地，所述导电杆件为金属杆件或具有包裹金属涂层的杆件或内部具有金属杆件外层具有绝缘涂层的杆件。
更进一步地，所述多级杆聚焦结构为包括多根长轴等径导电杆，所述长轴等径导电杆围绕同一轴心成空间对称结构，形成入口口径大于出口孔径的长轴等径锥形结构；多个支撑座，所述支撑座具有内部通孔，所述长轴等径导电杆固定联结在所述通孔内侧，所述出口口径大于等于2mm，所述长轴等径导电杆直径大于等于1mm，且小于等于50mm，所述支撑座与所述长轴等径导电杆交错联结，且联结可与所述长轴导电极杆形成所述锥形结构内部的射频电场和轴向梯度电场的外部电源；
或
所述多级杆聚焦结构为包括多根锥形导电杆，支撑座，多根所述锥形导电杆围绕中轴线成中心对称分布且形成内部具有开放式腔室的锥形空间结构，所述锥形空间结构的两端形成入口和出口，所述入口口径大于所述出口口径；所述支撑座包括固定件、第一导电极板和第二导电极板，所述锥形导电杆与所述第一导电极板和所述第二导电极板形成所述开放式腔室内部高频电场和轴向梯度电场的依次联结，所述第一导电极板和所述第二导电极板固定安装在所述固定件上，多根所述锥形导电杆固定联结在所述固定件的中空孔内侧，所述第一导电极板和所述第二导电极板联结外部电源。
或
所述多级杆聚焦结构为包括多根折弯型导电杆，支撑座，多根所述折弯型导电杆围绕中轴线成中心对称分布且形成内部具有开放式腔室的折弯空间结构，所示折弯型导电杆包括平直段和折弯段，所示平直段为圆柱型结构或锥形结构，所示折弯段为圆柱型结构或锥形结构，所述平直段的顶端面为所述折弯段的底端面，所述折弯段的顶端向所述中轴线汇聚形成围绕所述中轴线成中心对称分布结构，所述折弯空间结构形成入口口径大且出口口径小的折弯空间结构；所述支撑座包括固定件、第一导电极板和第二导电极板，所述第一导电极板和所述第二导电极板固定安装在所述固定件上，多根所述折弯型导电杆固定联结在所述固定件的中空孔内侧，所述第一导电极板和所述第二导电极板联结外部电源，所述折弯型导电杆与所述第一导电极板和所述第二导电极板形成所述开放式腔室内部高频电场和轴向梯度电场的依次联结。
采用长轴等径导电杆在制造成本上更加低廉，加工及装配、维护更加方便，但其在制作的时，出口直径最小值受到限制，由此对于整体设备的整体体积减小存在劣势；
采用锥形导电杆结构，制造成本上相对于采用长轴等径导电杆更高，加工及装配、维护上略显复杂，但在理论上存在出口直径可无限小的优势，在降低整体设备体积上优势极其明显；
采用折弯导电杆，能够在采用锥形导电杆结构的基础上，稳定入口处的离子束，为后续的各项工序带来更好的效果，但在体积降低方面弱与采用锥形导电结构。
更进一步地，所述多级杆聚焦结构为包括多根锥形导电杆时，所述锥形导电杆位于所述入口处的端面具有围绕所述中轴线中心对称分布的第一端面，所述第一端面上具有斜面，所述斜面与所述端面在靠近中轴线一侧形成相对斜面较小的第二端面；
或
所述多级杆聚焦结构为包括多根折弯型导电杆时，所述折弯型导电杆位于所述入口处的端面具有围绕所述中轴线中心对称分布的第一端面，所述斜面与所述端面在靠近中轴线一侧形成相对斜面较小的第二端面；所述平直段为圆柱型结构或锥形结构，所示折弯段为圆柱型结构或锥形结构，所述折弯型导电杆为上述结构的自由组合。
优选地，所述锥形导电杆或所述折弯型导电杆为一体成型。
导电杆下端的端面如果较大的话，则此端面电荷聚集较多，会对离子的进入产生一定的阻碍作用，因此将此处靠近中轴线的端面尽可能减小，可以大大减少端面电荷对进入离子的排斥作用，由此可以使更多的离子进入锥形空间结构内部，使得最终检测的结果更加精准，所述第一端面具体面积可根据具体经验数据进行调节，同时所述锥形导电杆为一体成型，即为保证足够的精密程度，需要同根材料制成。
进一步地，所述第一聚焦单元、第二聚焦单元直至第n聚焦单元都与真空系统进行联结，工作状态下形成内部真空室，内部真空度按照从小到大的顺序依次增高。
进一步地，所述折线递进式多级杆离子聚焦传输装置为多个所述多级杆聚焦结构进行的错位排布，即所述多级杆聚焦结构的中轴线不在同一直线，存在错位。
优选地，所述错位排布可以是围绕同轴线上的圆周错位排布，也可以是同平面的上下错位排布。
进一步地，所述第n聚焦通孔孔径小于所述第（n-1）聚焦通孔孔径，直至，所述第二聚焦通孔孔径小于所述第一聚焦通孔孔径，所述第一聚焦通孔口径小于所述第二通孔口径。
进一步地，所述聚焦单元形成空间对称结构的锥度小于等于30度且大于0度。
更进一步地，所述空间对称结构的锥度大于等于0.01度。
本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本实用新型实施例的结构示意图（使用3个聚焦部件示意图）；
图2是图1中聚焦部件采用折线递进式的多个聚焦部件示意图；
图3是本实用新型采用长轴等径导电杆的多级杆聚焦结构示意图；
图4是本实用新型采用锥形导电杆的多级杆聚焦结构示意图；
图5是图4中的锥形导电杆示意图；
图6是本实用新型采用折弯型导电杆的多级杆聚焦结构示意图；
图7是图6中的折弯型导电杆示意图；
图8是图5中局部放大示意图，其端部与图7中的对应端部类同；
其中，图1a离子源部件,b离子透镜部件,c聚焦部件,d分析器部件,e检测器部件,向下的箭头为抽真空示意，a1第一通孔，a2第一隔板，b1第二通孔，b2第二隔板，c1第一聚焦部件，c2第二聚焦部件，c3第三聚焦部件，c11第一聚焦通孔，c12第一聚焦隔板，c21第二聚焦通孔，c22第二聚焦隔板，c31第三聚焦通孔，c32第三聚焦隔板，d1第四通孔，d2第四隔板；。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件；下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“底”、“顶”、“前”、“后”、“内”、“外”、“横”、“竖”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。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“联接”、“连通”、“相连”、“连接”、“配合”应做广义理解，例如，可以是固定连接，一体地连接，也可以是可拆卸连接；可以是两个元件内部的连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；“配合”可以是面与面的配合，也可以是点与面或线与面的配合，也包括孔轴的配合，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
本实用新型的实用新型构思如下，提供一种折线递进式多级杆离子聚焦传输设备，通过采用多个直线排布的具有离子束入口口径大于离子束出口口径的多级杆入口大出口小的空间结构，可以使得机构制作简易方便，同时也可以降低一定的成本，更能提高离子聚焦能力，提升最终的检测灵敏度，同时由于采用的此入口大出口小的空间结构，可以使得检测分析部件的入口尺寸，不仅能够大大提升检测的精度，而且能够大大降低背景噪音，同时由于采用此结构，能够使得整体设备体积更加减小，同时可以使得成本也得到降低。
如图所示，根据本实用新型的实施例，所述一种折线递进式多级杆离子聚焦传输设备，包括位于第一顺位的离子源部件、第二顺位的离子透镜部件、位于第三顺位的聚焦部件、位于第四顺位的分析器部件以及位于第五顺位的检测器部件，所述聚焦部件包括多个折线排布的聚焦单元，即第一聚焦单元、第二聚焦单元至第n聚焦单元，所述离子源部件与所述离子透镜部件之间安装有设置了通过所述离子源部件产生的离子束的第一通孔的第一隔板，所述离子透镜部件与所述聚焦部件之间安装有设置了通过经所述离子透镜聚焦的离子束的第二通孔的第二隔板，所述第一聚焦单元与所述第二聚焦单元之间安装有设置了通过经所述第一聚焦单元的离子束的第一聚焦通孔的第一聚焦隔板，所述第二聚焦单元与所述第三聚焦单元之间安装有设置了通过经所述第二聚焦单元的离子束的第二聚焦通孔的第二聚焦隔板，直至，所述第（n-1）聚焦单元与所述第n聚焦单元之间安装有设置了通过经所述第（n-1）聚焦单元的离子束的第（n-1）聚焦通孔的第（n-1）聚焦隔板，所述第n聚焦单元与所述检测器部件之间安装有设置了通过经所述第n聚焦单元的离子束的第n聚焦通孔的第n聚焦隔板，所述检测器部件和所述分析器部件之间安装有设置了通过来自所述分析器部件的离子束的第四通孔的第四隔板；所述离子透镜部件、所述第一聚焦单元、第二聚焦单元直至第n聚焦单元、所述分析器部件都与真空系统进行联结，工作状态下形成内部真空室，所述第一聚焦单元直至所述第n聚焦单元内部安装有多级杆离子聚焦传输部件，所述多级杆离子聚焦传输部件包含入口大且出口小及所述入口口径至所述出口口径平滑递减的多级杆聚焦结构；
所述离子源部件发射离子束，通过第一通孔进入所述离子透镜部件内部的真空室，经所述离子透镜部件进行聚焦后，通过所述第二通孔进入所述聚焦部件中的所述第一聚焦单元的真空室，所述第二隔板与所述入口、所述出口与所述第三个板之间具有间隙，所述第二通孔的孔径根据离子束形成的直径进行设定，所述离子束经过直线排布的多个所述多级杆聚焦结构进行聚焦通过所述第n聚焦通孔射出，所述第n聚焦通孔的口径根据所述射出所述出口的离子束进行设定，并经所述第n聚焦通孔进入所述分析器部件及第五顺位的所述检测器部件进行分析及检测。
本实用新型进一步提供了一种折线递进式多级杆离子聚焦传输装置，根据本案的实施例，包括多个折线排布的聚焦单元，即第一聚焦单元、第二聚焦单元至第n聚焦单元，所述第一聚焦单元与所述第二聚焦单元之间安装有设置了通过经所述第一聚焦单元的离子束的第一聚焦通孔的第一聚焦隔板，所述第二聚焦单元与所述第三聚焦单元之间安装有设置了通过经所述第二聚焦单元的离子束的第二聚焦通孔的第二聚焦隔板，直至，所述第（n-1）聚焦单元与所述第n聚焦单元之间安装有设置了通过经所述第（n-1）聚焦单元的离子束的第（n-1）聚焦通孔的第（n-1）聚焦隔板，所述第n聚焦单元后侧安装有设置了通过经所述第n聚焦单元的离子束的第n聚焦通孔的第n聚焦隔板，所述第一聚焦单元、第二聚焦单元直至第n聚焦单元都与真空系统进行联结，工作状态下形成内部真空室，所述第一聚焦单元直至所述第n聚焦单元内部安装有多级杆离子聚焦传输部件，所述多级杆离子聚焦传输部件包含入口大且出口小及所述入口口径至所述出口口径平滑递减的多级杆聚焦结构，采用折线排布较直线排布可以进一步减小体积提高整体检测效果。
另外，根据本实用新型公开的一种折线递进式多级杆离子聚焦传输装置的还具有如下附加技术特征：
根据本实用新型的一些实施例，所述多级杆聚焦结构包括多根导电杆件，所述导电杆件围绕同一中心轴线形成的入口孔径大、出口口径小的空间对称结构；多个具有中空通孔的支撑座，所述导电杆件固定联结在所述支撑座的中空腔内。
根据本实用新型的一些实施例，所述导电杆件4或6或8根。
进一步地，所述所述导电杆件为金属杆件或具有包裹金属涂层的杆件或内部具有金属杆件外层具有绝缘涂层的杆件。
根据本实用新型的一些实施例，所述多级杆聚焦结构为包括多根长轴等径导电杆，所述长轴等径导电杆围绕同一轴心成空间对称结构，形成入口口径大于出口孔径的长轴等径锥形结构；多个支撑座，所述支撑座具有内部通孔，所述长轴等径导电杆固定联结在所述通孔内侧，所述出口口径大于等于2mm，所述长轴等径导电杆直径大于等于1mm，且小于等于50mm，所述支撑座与所述长轴等径导电杆交错联结，且联结可与所述长轴导电极杆形成所述锥形结构内部的射频电场和轴向梯度电场的外部电源；
或
根据本实用新型的一些实施例，所述多级杆聚焦结构为包括多根锥形导电杆，支撑座，多根所述锥形导电杆围绕中轴线成中心对称分布且形成内部具有开放式腔室的锥形空间结构，所述锥形空间结构的两端形成入口和出口，所述入口口径大于所述出口口径；所述支撑座包括固定件、第一导电极板和第二导电极板，所述锥形导电杆与所述第一导电极板和所述第二导电极板形成所述开放式腔室内部高频电场和轴向梯度电场的依次联结，所述第一导电极板和所述第二导电极板固定安装在所述固定件上，多根所述锥形导电杆固定联结在所述固定件的中空孔内侧，所述第一导电极板和所述第二导电极板联结外部电源。
或
根据本实用新型的一些实施例，所述多级杆聚焦结构为包括多根折弯型导电杆，支撑座，多根所述折弯型导电杆围绕中轴线成中心对称分布且形成内部具有开放式腔室的折弯空间结构，所示折弯型导电杆包括平直段和折弯段，所示平直段为圆柱型结构或锥形结构，所示折弯段为圆柱型结构或锥形结构，所述平直段的顶端面为所述折弯段的底端面，所述折弯段的顶端向所述中轴线汇聚形成围绕所述中轴线成中心对称分布结构，所述折弯空间结构形成入口口径大且出口口径小的折弯空间结构；所述支撑座包括固定件、第一导电极板和第二导电极板，所述第一导电极板和所述第二导电极板固定安装在所述固定件上，多根所述折弯型导电杆固定联结在所述固定件的中空孔内侧，所述第一导电极板和所述第二导电极板联结外部电源，所述折弯型导电杆与所述第一导电极板和所述第二导电极板形成所述开放式腔室内部高频电场和轴向梯度电场的依次联结。
采用长轴等径导电杆在制造成本上更加低廉，加工及装配、维护更加方便，但其在制作的时，出口直径最小值受到限制，由此对于整体设备的整体体积减小存在劣势；
采用锥形导电杆结构，制造成本上相对于采用长轴等径导电杆更高，加工及装配、维护上略显复杂，但在理论上存在出口直径可无限小的优势，在降低整体设备体积上优势极其明显；
采用折弯导电杆，能够在采用锥形导电杆结构的基础上，稳定入口处的离子束，为后续的各项工序带来更好的效果，但在体积降低方面弱与采用锥形导电结构。
根据本实用新型的一些实施例，所述多级杆聚焦结构为包括多根锥形导电杆时，所述锥形导电杆位于所述入口处的端面具有围绕所述中轴线中心对称分布的第一端面，所述第一端面上具有斜面，所述斜面与所述端面在靠近中轴线一侧形成相对斜面较小的第二端面；
或
根据本实用新型的一些实施例，所述多级杆聚焦结构为包括多根折弯型导电杆时，所述折弯型导电杆位于所述入口处的端面具有围绕所述中轴线中心对称分布的第一端面，所述斜面与所述端面在靠近中轴线一侧形成相对斜面较小的第二端面；所述平直段为圆柱型结构或锥形结构，所示折弯段为圆柱型结构或锥形结构，所述折弯型导电杆为上述结构的自由组合。
优选地，所述锥形导电杆或所述折弯型导电杆为一体成型。
导电杆下端的端面如果较大的话，则此端面电荷聚集较多，会对离子的进入产生一定的阻碍作用，因此将此处靠近中轴线的端面尽可能减小，可以大大减少端面电荷对进入离子的排斥作用，由此可以使更多的离子进入锥形空间结构内部，使得最终检测的结果更加精准，所述第一端面具体面积可根据具体经验数据进行调节，同时所述锥形导电杆为一体成型，即为保证足够的精密程度，需要同根材料制成。
根据本实用新型的一些实施例，所述折弯型导电杆中所述平直段为圆柱型结构或锥形结构，所示折弯段为圆柱型结构或锥形结构，所述折弯型导电杆为上述结构的自由组合。
根据本实用新型的一个实施例，所述平直段为圆柱型，所述折弯段为圆柱型，此时平直段内的空间电场均匀，而折弯段空间电场会由于空间口径的逐步变小而增强，但所述出口口径会因为圆柱型端面均一无法进一步缩小，即口径尺寸会受到限制。
根据本实用新型的一个实施例，所述平直段为圆柱型，所述折弯段为圆锥型，此时平直段内的空间电场均匀，而折弯段空间电场会由于空间口径的逐步变小而增强，同时由于圆锥型杆件自身横截面尺寸也在缩小，也会造成相应的场强的增强，同时，所述出口口径可以进一步缩小，理论上可以无限小，这可以极大的改善出口处的环境，具体数字可通过实验进行确定。
根据本实用新型的一个实施例，所述平直段为圆锥型，所述折弯段为圆柱型，此实施例中，所述平直段锥形结构变化则需要平缓，以利于高速进入气流的稳定，折弯段则可根据实际需要进行调节，其主要功能是为了离子聚焦。
根据本实用新型的一个实施例，所述平直段为圆锥型，所述折弯段为圆锥型，此实施例中，所述平直段锥形结构变化则需要平缓，以利于高速进入气流的稳定，平直段自身锥度和平直段角度，根据实际需要进行确定，折弯段则可根据实际需要进行调节，本实施例中，所述出口的口径理论上也可以无限小，其主要功能是为了离子聚焦。
根据本实用新型的一个实施例，所述第一聚焦单元、第二聚焦单元直至第n聚焦单元都与真空系统进行联结，工作状态下形成内部真空室，内部真空度按照从小到大的顺序依次增高。
根据本实用新型的一些实施例，所述折线递进式多级杆离子聚焦传输装置为多个所述多级杆聚焦结构进行的错位排布，即所述多级杆聚焦结构的中轴线不在同一直线，存在错位。
根据本实用新型的一些实施例，所述错位排布可以是围绕同轴线上的圆周错位排布，也可以是同平面的上下错位排布，但排布的结构不要避免离子束出现偏移或丢失离子的现象，以保证最终检测的准确性和灵敏度。
根据本实用新型的一些实施例，所述第n聚焦通孔孔径小于所述第（n-1）聚焦通孔孔径，直至，所述第二聚焦通孔孔径小于所述第一聚焦通孔孔径，所述第一聚焦通孔口径小于所述第二通孔口径。
根据本实用新型的一些实施例，所述聚焦单元形成空间对称结构的锥度小于等于30度且大于0度。
根据本实用新型的一些实施例，所述空间对称结构的锥度大于等于0.01度。
任何提及“一个实施例”、“实施例”、“示意性实施例”等意指结合该实施例描述的具体构件、结构或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例中；在本说明书各处的该示意性表述不一定指的是相同的实施例；而且，当结合任何实施例描述具体构件、结构或者特点时，所主张的是，结合其他的实施例实现这样的构件、结构或者特点均落在本领域技术人员的范围之内。
尽管参照本实用新型的多个示意性实施例对本实用新型的具体实施方式进行了详细的描述，但是必须理解，本领域技术人员可以设计出多种其他的改进和实施例，这些改进和实施例将落在本实用新型原理的精神和范围之内；具体而言，在前述公开、附图以及权利要求的范围之内，可以在零部件和/或者从属组合布局的布置方面作出合理的变型和改进，而不会脱离本实用新型的精神；除了零部件和/或布局方面的变型和改进，其范围由所附权利要求及其等同物限定。
1.一种折线递进式多级杆离子聚焦传输设备，其特征在于，包括位于第一顺位的离子源部件、第二顺位的离子透镜部件、位于第三顺位的聚焦部件、位于第四顺位的分析器部件以及位于第五顺位的检测器部件，所述聚焦部件包括多个折线排布的聚焦单元，即第一聚焦单元、第二聚焦单元至第n聚焦单元，所述离子源部件与所述离子透镜部件之间安装有设置了通过所述离子源部件产生的离子束的第一通孔的第一隔板，所述离子透镜部件与所述聚焦部件之间安装有设置了通过经所述离子透镜聚焦的离子束的第二通孔的第二隔板，所述第一聚焦单元与所述第二聚焦单元之间安装有设置了通过经所述第一聚焦单元的离子束的第一聚焦通孔的第一聚焦隔板，所述第二聚焦单元与所述第三聚焦单元之间安装有设置了通过经所述第二聚焦单元的离子束的第二聚焦通孔的第二聚焦隔板，直至，所述第（n-1）聚焦单元与所述第n聚焦单元之间安装有设置了通过经所述第（n-1）聚焦单元的离子束的第（n-1）聚焦通孔的第（n-1）聚焦隔板，所述第n聚焦单元与所述检测器部件之间安装有设置了通过经所述第n聚焦单元的离子束的第n聚焦通孔的第n聚焦隔板，所述检测器部件和所述分析器部件之间安装有设置了通过来自所述分析器部件的离子束的第四通孔的第四隔板；所述离子透镜部件、所述第一聚焦单元、第二聚焦单元直至第n聚焦单元、所述分析器部件都与真空系统进行联结，工作状态下形成内部真空室，所述第一聚焦单元直至所述第n聚焦单元内部安装有多级杆离子聚焦传输部件，所述多级杆离子聚焦传输部件包含入口大且出口小及所述入口口径至所述出口口径平滑递减的多级杆聚焦结构；
所述离子源部件发射离子束，通过第一通孔进入所述离子透镜部件内部的真空室，经所述离子透镜部件进行聚焦后，通过所述第二通孔进入所述聚焦部件中的所述第一聚焦单元的真空室，所述第二隔板与所述入口、所述出口与所述第三个板之间具有间隙，所述第二通孔的孔径根据离子束形成的直径进行设定，所述离子束经过直线排布的多个所述多级杆聚焦结构进行聚焦通过所述第n聚焦通孔射出，所述第n聚焦通孔的口径根据所述射出所述出口的离子束进行设定，并经所述第n聚焦通孔进入所述分析器部件及第五顺位的所述检测器部件进行分析及检测。
2.一种用于权利要求1中所述折线递进式多级杆离子聚焦传输设备的折线递进式多级杆离子聚焦传输装置，其特征在于，包括多个折线排布的聚焦单元，即第一聚焦单元、第二聚焦单元至第n聚焦单元，所述第一聚焦单元与所述第二聚焦单元之间安装有设置了通过经所述第一聚焦单元的离子束的第一聚焦通孔的第一聚焦隔板，所述第二聚焦单元与所述第三聚焦单元之间安装有设置了通过经所述第二聚焦单元的离子束的第二聚焦通孔的第二聚焦隔板，直至，所述第（n-1）聚焦单元与所述第n聚焦单元之间安装有设置了通过经所述第（n-1）聚焦单元的离子束的第（n-1）聚焦通孔的第（n-1）聚焦隔板，所述第n聚焦单元后侧安装有设置了通过经所述第n聚焦单元的离子束的第n聚焦通孔的第n聚焦隔板，所述第一聚焦单元、第二聚焦单元直至第n聚焦单元都与真空系统进行联结，工作状态下形成内部真空室，所述第一聚焦单元直至所述第n聚焦单元内部安装有多级杆离子聚焦传输部件，所述多级杆离子聚焦传输部件包含入口大且出口小及所述入口口径至所述出口口径平滑递减的多级杆聚焦结构。
3.根据权利要求2所述的一种折线递进式多级杆离子聚焦传输装置，其特征在于，所述多级杆聚焦结构包括多根导电杆件，所述导电杆件围绕同一中心轴线形成的入口孔径大、出口口径小的空间对称结构；多个具有中空通孔的支撑座，所述导电杆件固定联结在所述支撑座的中空腔内。
4.根据权利要求3所述的一种折线递进式多级杆离子聚焦传输装置，其特征在于，所述导电杆件4或6或8根。
5.根据权利要求3所述的一种折线递进式多级杆离子聚焦传输装置，其特征在于，所述导电杆件为金属杆件或具有包裹金属涂层的杆件或内部具有金属杆件外层具有绝缘涂层的杆件。
6.根据权利要求3所述的一种折线递进式多级杆离子聚焦传输装置，其特征在于，所述多级杆聚焦结构为包括多根长轴等径导电杆，所述长轴等径导电杆围绕同一轴心成空间对称结构，形成入口口径大于出口孔径的长轴等径锥形结构；多个支撑座，所述支撑座具有内部通孔，所述长轴等径导电杆固定联结在所述通孔内侧，所述出口口径大于等于2mm，所述长轴等径导电杆直径大于等于1mm，且小于等于50mm，所述支撑座与所述长轴等径导电杆交错联结，且联结可与所述长轴导电极杆形成所述锥形结构内部的射频电场和轴向梯度电场的外部电源；
或
所述多级杆聚焦结构为包括多根锥形导电杆，支撑座，多根所述锥形导电杆围绕中轴线成中心对称分布且形成内部具有开放式腔室的锥形空间结构，所述锥形空间结构的两端形成入口和出口，所述入口口径大于所述出口口径；所述支撑座包括固定件、第一导电极板和第二导电极板，所述锥形导电杆与所述第一导电极板和所述第二导电极板形成所述开放式腔室内部高频电场和轴向梯度电场的依次联结，所述第一导电极板和所述第二导电极板固定安装在所述固定件上，多根所述锥形导电杆固定联结在所述固定件的中空孔内侧，所述第一导电极板和所述第二导电极板联结外部电源;
或
所述多级杆聚焦结构为包括多根折弯型导电杆，支撑座，多根所述折弯型导电杆围绕中轴线成中心对称分布且形成内部具有开放式腔室的折弯空间结构，所示折弯型导电杆包括平直段和折弯段，所示平直段为圆柱型结构或锥形结构，所示折弯段为圆柱型结构或锥形结构，所述平直段的顶端面为所述折弯段的底端面，所述折弯段的顶端向所述中轴线汇聚形成围绕所述中轴线成中心对称分布结构，所述折弯空间结构形成入口口径大且出口口径小的折弯空间结构；所述支撑座包括固定件、第一导电极板和第二导电极板，所述第一导电极板和所述第二导电极板固定安装在所述固定件上，多根所述折弯型导电杆固定联结在所述固定件的中空孔内侧，所述第一导电极板和所述第二导电极板联结外部电源，所述折弯型导电杆与所述第一导电极板和所述第二导电极板形成所述开放式腔室内部高频电场和轴向梯度电场的依次联结。
7.根据权利要求6所述的一种折线递进式多级杆离子聚焦传输装置，其特征在于，所述多级杆聚焦结构为包括多根锥形导电杆时，所述锥形导电杆位于所述入口处的端面具有围绕所述中轴线中心对称分布的第一端面，所述第一端面上具有斜面，所述斜面与所述端面在靠近中轴线一侧形成相对斜面较小的第二端面；
或
所述多级杆聚焦结构为包括多根折弯型导电杆时，所述折弯型导电杆位于所述入口处的端面具有围绕所述中轴线中心对称分布的第一端面，所述斜面与所述端面在靠近中轴线一侧形成相对斜面较小的第二端面；所述平直段为圆柱型结构或锥形结构，所示折弯段为圆柱型结构或锥形结构，所述折弯型导电杆为上述结构的自由组合。
8.根据权利要求7所述的一种折线递进式多级杆离子聚焦传输装置，其特征在于，所述锥形导电杆或所述折弯型导电杆为一体成型。
9.根据权利要求2所述的一种折线递进式多级杆离子聚焦传输装置，其特征在于，所述第一聚焦单元、第二聚焦单元直至第n聚焦单元都与真空系统进行联结，工作状态下形成内部真空室，内部真空度按照从小到大的顺序依次增高。
10.根据权利要求2所述的一种折线递进式多级杆离子聚焦传输装置，其特征在于，所述折线递进式多级杆离子聚焦传输装置为多个所述多级杆聚焦结构进行的错位排布，即所述多级杆聚焦结构的中轴线不在同一直线，存在错位。
11.根据权利要求1所述的一种折线递进式多级杆离子聚焦传输设备，其特征在于，所述第n聚焦通孔孔径小于所述第（n-1）聚焦通孔孔径，直至，所述第二聚焦通孔孔径小于所述第一聚焦通孔孔径，所述第一聚焦通孔口径小于所述第二通孔口径。
12.根据权利要求2中所述的一种折线递进式多级杆离子聚焦传输装置，其特征在于，所述第n聚焦通孔孔径小于所述第（n-1）聚焦通孔孔径，直至，所述第二聚焦通孔孔径小于所述第一聚焦通孔孔径，所述第一聚焦通孔口径小于所述第二通孔口径。
13.根据权利要求1中所述的一种折线递进式多级杆离子聚焦传输设备，其特征在于，所述聚焦单元形成空间对称结构的锥度小于等于30度且大于0度。
技术总结