發(fā)布時間：2020-07-02 17:27

【摘要】：四極質(zhì)譜儀是目前被廣泛應(yīng)用的質(zhì)譜儀器。通過對四極質(zhì)譜儀結(jié)構(gòu)、場分、加工工藝等問題的進一步研究,有助于改善其性能。本文采用理論推導和有限元分析軟件COMSOL Multiphysics5.2相結(jié)合的方法,圍繞四極質(zhì)譜儀的技術(shù)要求,對四極質(zhì)譜儀進行了仿真研究和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。主要內(nèi)容如下:(1)基于四極場離子運動理論基礎(chǔ),結(jié)合低能粒子碰撞的極化散射理論,建立了帶電粒子在四極質(zhì)譜儀中的運動仿真理論基礎(chǔ),同時結(jié)合有限元仿真軟件,得到了四極質(zhì)譜儀分析器有限元仿真的理論基礎(chǔ)。(2)構(gòu)建四極質(zhì)譜儀分析器仿真模型,對四極質(zhì)譜儀分析器電場分布和離子運動軌跡進行了仿真研究。利用碰撞頻率表征壓強,對環(huán)境壓強的影響進行了仿真研究,結(jié)果表明當環(huán)境壓強高于10~(-2)Pa時,離子通過率會明顯下降。對Mathieu參數(shù)a、q值的影響進行仿真分析,結(jié)果表明,在參數(shù)選定時,需要對二者綜合考慮。對入射離子能量,角度的影響進行了仿真研究,同時探討了釋放離子位置的影響,結(jié)果表明,離子準直入射到分析器能顯著提升通過率。對離子電荷正負性對離子軌跡的影響進行了研究探討,得到了分析器內(nèi)正負離子的運動軌跡�；谏漕l相位角與時間的關(guān)系,對射頻電場相位角的影響進行了探討分析,并對離子入口孔徑的影響進行了仿真研究,結(jié)果表明,當入射孔徑的大小在中心軸線0.05R_0的范圍內(nèi),離子進入到分析器內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)最優(yōu)的通過率。(3)基于四極質(zhì)譜儀分析器的仿真研究結(jié)果和使用要求,結(jié)合聚焦透鏡相關(guān)理論,以提高離子通過率為目的,對聚焦透鏡系統(tǒng)進行了仿真研究和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。對無聚焦透鏡、有聚焦透鏡無靜電屏蔽、有聚焦透鏡有靜電屏蔽三種結(jié)構(gòu)進行了仿真研究,得到了在分析器前端施加聚焦透鏡,并施加靜電屏蔽能夠顯著提高離子通過率并改善質(zhì)譜性能的結(jié)論。本文的研究方法為四極質(zhì)譜儀的生產(chǎn)設(shè)計提供了理論支撐和仿真技術(shù)上的支持,仿真研究結(jié)果為四極質(zhì)譜儀的參數(shù)選定和結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供了一定的參考。
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TH843
【圖文】：

合肥工業(yè)大學碩士學位論文LVAC 都是最早開始進行四極質(zhì)譜儀商業(yè)化研究生極質(zhì)譜儀的國家之一，國內(nèi)的清華大學、北京儀器 ZHL-01 型四極質(zhì)譜儀。但由于研究基礎(chǔ)薄弱和錯我國在四極質(zhì)譜儀的研發(fā)和生產(chǎn)方面仍然處于發(fā)展對四極質(zhì)譜儀的研究多集中在四極質(zhì)譜儀離子源的穩(wěn)定圖區(qū)研究、射頻信號優(yōu)化等方面。同時，隨著來越多的研究人員利用該技術(shù)對四極質(zhì)譜儀進行研

交變電場離子運動理論和粒子碰撞理論，建立四極質(zhì)譜儀用有限元軟件分析研究四極質(zhì)譜儀質(zhì)量分析器交變電場空質(zhì)譜儀的結(jié)構(gòu)尺寸對電場的影響。(4)分析模擬離子在四步研究相關(guān)參數(shù)對離子通過率和質(zhì)譜性能的影響。(5)分析統(tǒng)結(jié)構(gòu)，研究聚焦系統(tǒng)電場對分析器電場的影響。(6)分析統(tǒng)結(jié)構(gòu)，優(yōu)化聚焦結(jié)構(gòu)并研究聚焦電壓對離子通過率和質(zhì)路和方法的研究思路如圖 1.2 所示，針對四極桿部分，主要從基本型，離子軌跡、電場分布仿真模擬，離子通過率、質(zhì)譜性行研究設(shè)計。結(jié)合研究結(jié)果，對相關(guān)參數(shù)進行分析。同時究結(jié)果，對四極質(zhì)譜儀聚焦系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型進行搭建，并進數(shù)對聚焦性能的影響，結(jié)合離子通過率和質(zhì)譜性能的仿真的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化。具體方法如下：

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相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號：2738471