專利名稱：電極矩陣及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于飛行時(shí)間質(zhì)譜儀中電極矩陣及其制作方法。
背景技術(shù)：
一般，反射式飛行時(shí)間質(zhì)譜儀的結(jié)構(gòu)包括推斥器、加速器、無場(chǎng)區(qū)、反射器和檢測(cè)
器這幾種離子光學(xué)器件(參閱圖1)。其中無場(chǎng)區(qū)中沒有電場(chǎng)梯度，不需要梯度電場(chǎng)當(dāng)然也 QV
可看作梯度7 = 0的電場(chǎng)；檢測(cè)器作用距離太短，對(duì)電場(chǎng)的要求不高，容易實(shí)現(xiàn)；而推斥區(qū)、
OZ
QV
加速區(qū)和反射器通過使用在一維方向電勢(shì)均勻線型變化的電場(chǎng)(TECOWi )對(duì)離子進(jìn)行
OZ
加速、減速操作，調(diào)整并在空間和時(shí)間中聚焦離子。由于離子束在飛行時(shí)間質(zhì)譜儀內(nèi)部占據(jù) 一定的體積(空間分散)，離子在相同飛行時(shí)間對(duì)應(yīng)的空間位置并不在同一平面之中。由于 電場(chǎng)的特性，用分散不連續(xù)的電極構(gòu)建的電場(chǎng)，必須通過具有一定空間尺寸的過渡區(qū)域才 能成為近似均勻變化的均勻梯度電場(chǎng)；而往往近軸空間部分的電場(chǎng)是最接近于理想的均勻 梯度電場(chǎng)。對(duì)于高分辨的飛行時(shí)間質(zhì)譜儀，對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)梯度穩(wěn)定性應(yīng)優(yōu)于千分之一。推斥器、加速器和反射器一直以來都是無鐵磁性、不易產(chǎn)生氧化物層的金屬板，如 不銹鋼(304、316等牌號(hào))、黃銅、鋁合金等，加工成內(nèi)部空心的平面金屬框，如圓環(huán)、矩形框 等，再用絕緣材料隔離成等間距的平行電極陣列，并用電阻連接各級(jí)電極以施加電壓。用于 制作推斥器、加速器和反射器的金屬框架電極陣列主要有薄板圓環(huán)電極、厚圓環(huán)電極、中厚 度矩形電極和一體化PCB電極這幾種。常見的薄板圓環(huán)梯度場(chǎng)電極陣列，如圖2所示。所述薄板圓環(huán)梯度場(chǎng)電極陣列采 用的是一組切割加工成的薄板圓環(huán)，厚度50 200 μ m，外徑由于薄板剛度的影響通常小于 100mm，環(huán)寬度至少是板間距的2倍以上，板平面度優(yōu)于30 μ m。因?yàn)楸“咫姌O的厚度非常 薄，其環(huán)電極內(nèi)部均勻梯度電場(chǎng)幾乎占據(jù)了全部內(nèi)徑大小的三維空間，空間利用率可表示
為P坊xl00%，其中r表示內(nèi)部有效區(qū)域的尺寸，T表示電極板間距，R表示薄板圓 \ R J
環(huán)的外徑。例如，對(duì)于外徑100mm，內(nèi)徑60mm，板間距5mm的機(jī)構(gòu)而言，其最大空間利用率約 35%。薄板電極的優(yōu)勢(shì)是有效空間接近內(nèi)徑空間，過渡區(qū)域小，劣勢(shì)在于尺寸因?yàn)榘鍎偠鹊?影響無法做大尺寸電極。另請(qǐng)參閱圖3，其顯示了一種厚圓環(huán)梯度場(chǎng)電極陣列。如圖3所示，所述厚圓環(huán)梯 度場(chǎng)電極陣列是一組車床加工的厚圓環(huán)電極，由于剛性好，其尺寸無限制、精度高。常見的 厚圓環(huán)電極厚度在8 10mm，外徑200mm，內(nèi)徑160mm，板間距Imm 2mm，電極平面度優(yōu)于 2μπι。但由于電極厚度增加，其內(nèi)部過渡區(qū)域比薄板電極大的多，達(dá)到2倍板厚。對(duì)于前述 尺寸的厚圓環(huán)電極，其內(nèi)部均勻場(chǎng)的尺寸只有直徑120mm，空間利用率最大為45%。這樣的 結(jié)構(gòu)限制了電極設(shè)計(jì)的靈活性。另外，厚圓環(huán)梯度場(chǎng)電極重量十分巨大，限制了飛行時(shí)間質(zhì) 譜加速器、反射器在水平方向的應(yīng)用；而且這種方法由于電極的厚度過大，無法制作小尺寸的加速器、反射器。再請(qǐng)參閱圖4，其顯示了一種矩形框電極陣列。如圖4所示，所述矩形框電極陣列 由厚度0. 5mm 3mm的鋼板，經(jīng)線切割或者水切割加工成，電極外形成圓角矩形框，尺寸掌 握比前兩者(薄板圓環(huán)梯度場(chǎng)電極陣列和厚圓環(huán)梯度場(chǎng)電極陣列)更加靈活，通常外框長 200mm,寬100mm，內(nèi)框長160mm，寬60mm，板厚2mm，板間距5mm 8mm，平面度優(yōu)于50 μ m。矩 形框電極的過渡區(qū)域介于厚圓環(huán)電極和薄板圓環(huán)電極之間，對(duì)于以上條件的電極，其內(nèi)部 有效區(qū)域近似于矩形，長150mm，寬50mm，最大空間利用效率是37. 5%。由于矩形框電極的 形狀并不是完全對(duì)稱的圓形，所以存在比較大的內(nèi)部應(yīng)力變形，限制了電極的加工精度，另 外，這種矩形框電極陣列的缺點(diǎn)還在于它制造成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種電極矩陣及其制作方法，以提供一種可形成均一穩(wěn)定 的梯度電場(chǎng)，可提供更大的適合離子飛行的空間。本發(fā)明一方面提供一種電極矩陣，包括支撐基質(zhì)；導(dǎo)電電極，包括分別設(shè)于所述 支撐基質(zhì)的內(nèi)外表面的導(dǎo)電電極片；所述導(dǎo)電電極的數(shù)目為兩個(gè)以上，相鄰兩個(gè)導(dǎo)電電極 之間具有絕緣介質(zhì)?？蛇x地，所述支撐基質(zhì)的截面為圓環(huán)、橢圓環(huán)或矩形環(huán)。可選地，所述支撐基質(zhì)的截面為圓環(huán)時(shí)，所述支撐基質(zhì)的長度為IOmm至600mm，外 徑尺寸為20mm至300mm，壁厚為Imm至20mm?？蛇x地，所述支撐基質(zhì)為陶瓷、玻璃或工程塑料所制成的?？蛇x地，所述相鄰兩個(gè)導(dǎo)電電極平行同軸?？蛇x地，所述導(dǎo)電電極中的導(dǎo)電電極片為對(duì)應(yīng)于所述支撐基質(zhì)的圓環(huán)、橢圓環(huán)或 矩形環(huán)。可選地，所述導(dǎo)電電極中的導(dǎo)電電極片的寬度為Imm至30mm，相鄰兩個(gè)導(dǎo)電電極 片之間的軸向距離為0. IOmm至10mm?？蛇x地，所述導(dǎo)電電極片的導(dǎo)電面積為所述支撐基質(zhì)整體內(nèi)表面面積的90%以上。可選地，所述導(dǎo)電電極片為金屬材料所制成的，所述金屬材料選自金、鉬、鋁、銅、 鎳中的一種或者它們的合金中的一種?？蛇x地，所述相鄰兩個(gè)導(dǎo)電電極之間具有圓弧凹槽，所述圓弧凹槽包括絕緣介質(zhì)。本發(fā)明在另一方面還提供一種電極矩陣的制作方法，包括提供支撐基質(zhì)；進(jìn)行 鍍層工藝，在所述支撐基質(zhì)的內(nèi)外表面上形成金屬鍍層；進(jìn)行切削加工工藝，去除掉所述支 撐基質(zhì)的內(nèi)外表面上部分的金屬鍍層，剩下的金屬鍍層構(gòu)成用于組成導(dǎo)電電極的導(dǎo)電電極 片，去除掉金屬鍍層的區(qū)域則構(gòu)成相鄰兩個(gè)導(dǎo)電電極之間的絕緣介質(zhì)。可選地，所述支撐基質(zhì)的截面為圓環(huán)、橢圓環(huán)或矩形環(huán)?？蛇x地，所述支撐基質(zhì)的截面為圓環(huán)時(shí)，所述支撐基質(zhì)的長度為IOmm至600mm，外 徑尺寸為20mm至300mm，壁厚為Imm至20mm?？蛇x地，所述支撐基質(zhì)為陶瓷、玻璃或工程塑料所制成的?？蛇x地，所述金屬鍍層的材料選自金、鉬、鋁、銅、鎳中的一種或者它們的合金中的一種?？蛇x地，在所述切削加工工藝中除了去除掉金屬鍍層外還包括去除部分的所述支 撐基質(zhì)，形成圓弧凹槽?？蛇x地，所述切削加工工藝包括對(duì)于所述支撐基質(zhì)的內(nèi)表面，采用膛刀進(jìn)行切削 加工，去除掉所述支撐基質(zhì)的內(nèi)表面上部分的金屬鍍層；對(duì)于所述支撐基質(zhì)的外表面，采用 車刀進(jìn)行切削加工，去除掉所述支撐基質(zhì)的外表面上部分的金屬鍍層?？蛇x地，所述導(dǎo)電電極中的導(dǎo)電電極片的寬度為Imm至30mm，相鄰兩個(gè)導(dǎo)電電極 片之間的軸向距離為0. IOmm至10mm?？蛇x地，所述導(dǎo)電電極片的導(dǎo)電面積為所述支撐基質(zhì)整體內(nèi)表面面積的90%以上?？蛇x地，所述導(dǎo)電電極片為金屬材料所制成的，所述金屬材料選自金、鉬、鋁、銅、 鎳中的一種或者它們的合金中的一種。綜上所述，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明電極矩陣中的導(dǎo)電電極的內(nèi)部導(dǎo)電電極片和外部導(dǎo)電電極片的間距僅 為支撐基質(zhì)的壁厚，兩者的間距很小，如此可以在總體空間一定的情況下，所述電極矩陣中 的導(dǎo)電電極的內(nèi)部有效區(qū)域可以做的相對(duì)較大，從而有效提高了空間利用率。2、本發(fā)明電極矩陣中的導(dǎo)電電極是通過在支撐基質(zhì)上先電鍍工藝后切削加工工 藝后一體化制作而成的，與現(xiàn)有技術(shù)中采用切割加工工藝制作的導(dǎo)電電極片相比，本發(fā)明 制作簡單、省去了諸多的加工步驟，具有較大的成本優(yōu)勢(shì)，特別地，加工精度更高，且所制作 完成的導(dǎo)電電極更穩(wěn)定；3、本發(fā)明電極矩陣中的導(dǎo)電電極的有效截面積較大，從而使得導(dǎo)電電極收斂到均 勻梯度場(chǎng)的速度更快；4、本發(fā)明電極矩陣中的導(dǎo)電電極加工精度較高，規(guī)則且整潔，所形成的梯度電場(chǎng) 更加均一穩(wěn)定，有利于質(zhì)譜的分辨力提高。5、本發(fā)明反射器可以提供給離子更有效的飛行空間，使用所述反射器的飛行時(shí)間 質(zhì)譜儀可以安裝大尺寸檢測(cè)器，檢測(cè)器的尺寸可以增加1倍以上，相應(yīng)的靈敏度和信噪比 可以得到提高；并且由于檢測(cè)器直徑的增加，可以使用多陽極檢測(cè)器，進(jìn)一步提高計(jì)數(shù)率。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中反射式飛行時(shí)間質(zhì)譜儀的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為薄板圓環(huán)梯度場(chǎng)電極陣列結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為厚圓環(huán)梯度場(chǎng)電極陣列結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為矩形框電極陣列結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明電極結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖5中電極矩陣的截剖示意圖及其局部放大示意圖；圖7為本發(fā)明電極矩陣的制作方法的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)有應(yīng)用于飛行時(shí)間質(zhì)譜儀的加速器或發(fā)射器中的電極陣列，存在的問題包括空間利用率較低、制造尺寸受限且制造成本較高等問題。因此，本發(fā)明的發(fā)明人對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，提出了一種電極矩陣及其制作方 法，采用一體化的制作工藝制作電極矩陣，制作工藝簡單且加工精度較高，而制作出的電極 矩陣具有空間利用率高、電場(chǎng)性能穩(wěn)定、尺寸在不同應(yīng)用環(huán)境下可以多種選擇等優(yōu)點(diǎn)。以下將通過具體實(shí)施例來對(duì)發(fā)明的電極矩陣及其制作方法進(jìn)行詳細(xì)說明。請(qǐng)一并參閱圖5和圖6，圖5顯示了本發(fā)明電極矩陣的整體效果圖，圖6顯示了本 發(fā)明電極矩陣的截剖示意圖及其局部放大示意圖。如圖5和圖6所示，所述電極矩陣包括 支撐基質(zhì)40以及設(shè)于支撐基質(zhì)40上的導(dǎo)電電極42。支撐基質(zhì)40，用于起到支撐作用。在本實(shí)施例中，支撐基質(zhì)40是采用絕緣材料制 成、上下貫通的中空結(jié)構(gòu)。所述絕緣材料可以選用陶瓷、玻璃或工程塑料，優(yōu)選地，采用的是 陶瓷材料。支撐基質(zhì)的截面形狀可以根據(jù)應(yīng)用環(huán)境和加工工藝而具有不同的變化，例如如 圖5所示的圓環(huán)，但并不以此為限，在其他實(shí)施例中，所述截面形狀也可以是橢圓環(huán)或矩形 環(huán)。對(duì)于支撐基質(zhì)的尺寸，可以根據(jù)應(yīng)用環(huán)境(例如是裝配在反射器中還是加速器中，所 需產(chǎn)生的梯度電場(chǎng)的大小或所述飛行時(shí)間質(zhì)譜儀的尺寸大小等因素)，例如當(dāng)支撐基質(zhì)40 為圖5所示的圓筒狀(即截面形狀為圓環(huán))時(shí)，其長度L為IOmm至600mm，外徑尺寸OD為 20mm至300mm，壁厚W為Imm至20mm，表面精度要求0. 05mm。導(dǎo)電電極42包括分別設(shè)于支撐基質(zhì)40的內(nèi)外表面的導(dǎo)電電極片420、422。在導(dǎo) 電電極42的數(shù)目為兩個(gè)以上時(shí)，相鄰兩個(gè)導(dǎo)電電極42之間具有絕緣介質(zhì)。如圖5和圖6所示，在本實(shí)施例中，在支撐基質(zhì)40的內(nèi)外表面的對(duì)應(yīng)位置分別布 設(shè)有多個(gè)的導(dǎo)電電極片420、422，其中，在支撐基質(zhì)40的軸平面上對(duì)應(yīng)位置的內(nèi)外兩個(gè)導(dǎo) 電電極片420、422構(gòu)成一個(gè)導(dǎo)電電極。具體做法是可以在支撐基質(zhì)上打孔布設(shè)電極導(dǎo)線， 利用電極導(dǎo)線將內(nèi)外表面上的導(dǎo)電電極片420、422連接并引出。由于該部分技術(shù)已為本領(lǐng) 域技術(shù)人員所熟知，故不在此贅述。另外，位于同一內(nèi)表面上的或同一外表面上的相鄰兩個(gè) 導(dǎo)電電極片420(或42 平行同軸，兩者之間則是由包括絕緣介質(zhì)的圓弧凹槽44相隔離。 在本實(shí)施例中，導(dǎo)電電極片420、422為金屬材料所制成的，所述金屬材料選自金、鉬、鋁、 銅、鎳中的一種或者它們的合金中的一種；且其中的導(dǎo)電電極片的寬度h為Imm至30mm，且 相鄰兩個(gè)導(dǎo)電電極片420或422 (也即相鄰兩個(gè)導(dǎo)電電極42)的軸向距離H為0. IOmm至 10mm。為提高電極矩陣中導(dǎo)電電極的性能(例如收斂到均勻梯度場(chǎng)的速度更快、工作更穩(wěn) 定等)，在本實(shí)施例中，導(dǎo)電電極片420的導(dǎo)電面積為支撐基質(zhì)40整體內(nèi)表面面積的90% 以上。請(qǐng)參閱圖7，其顯示了本發(fā)明電極矩陣的制作方法的流程示意圖。如圖7所示，所 述制作方法包括步驟S10，提供支撐基質(zhì)；步驟S12，進(jìn)行鍍層工藝，在所述支撐基質(zhì)的內(nèi)外表面上形成金屬鍍層；步驟S14，進(jìn)行切削加工工藝，去除掉所述支撐基質(zhì)的內(nèi)外表面上部分的金屬鍍 層，剩下的金屬鍍層構(gòu)成用于組成導(dǎo)電電極的導(dǎo)電電極片。下面對(duì)上述各步驟進(jìn)行詳細(xì)描述。首先執(zhí)行步驟S10，提供支撐基質(zhì)。具體來講，支撐基質(zhì)可以是采用絕緣材料制成、 上下貫通的中空結(jié)構(gòu)。所述絕緣材料可以選用陶瓷、玻璃或工程塑料，優(yōu)選地，采用的是陶瓷材料。支撐基質(zhì)的截面形狀可以是圓環(huán)、橢圓形環(huán)或矩形環(huán)，在所述支撐基質(zhì)的截面形狀 為圓環(huán)時(shí)，其長度為IOmm至600mm，外徑尺寸為20mm至300mm，壁厚為Imm至20mm。接著執(zhí)行步驟S12，進(jìn)行鍍層工藝，在所述支撐基質(zhì)的內(nèi)外表面上形成金屬鍍層。 在本實(shí)施例中，所述金屬鍍層的材料選自金、鉬、鋁、銅、鎳中的一種或者它們的合金中的一 種。所述鍍層工藝，由于所述支撐基質(zhì)是由絕緣材料(例如陶瓷材料)所制成的，因此，在 所述支撐基質(zhì)上形成金屬鍍層可以采用例如金屬粉末噴涂、真空鍍膜、濺射鍍膜、化學(xué)鍍或 電鍍等多種方式。由于上述各鍍層工藝已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的現(xiàn)有技術(shù)，故在此不 再贅述。在執(zhí)行步驟S12的鍍層工藝之后，就可以在所述陶瓷制的支撐基質(zhì)的內(nèi)外表面上 均形成有金屬鍍層。接著再執(zhí)行步驟S14，進(jìn)行切削加工工藝，去除掉所述支撐基質(zhì)的內(nèi)外表面上部分 的金屬鍍層。在實(shí)際應(yīng)用中，可以針對(duì)所述支撐基質(zhì)的內(nèi)外表面而采取不同的切削加工工藝。 在本實(shí)施例中，所述切削加工工藝具體包括對(duì)于所述支撐基質(zhì)的內(nèi)表面，可以采用膛刀進(jìn) 行切削加工，去除掉所述支撐基質(zhì)的內(nèi)表面上部分的金屬鍍層；對(duì)于所述支撐基質(zhì)的外表 面，可以采用車刀進(jìn)行切削加工，去除掉所述支撐基質(zhì)的外表面上部分的金屬鍍層。進(jìn)行切削加工工藝的目的主要在于去除掉部分的金屬鍍層，為獲得更好的切削效 果，在本實(shí)施例，所述在所述切削加工工藝中，在切削位置，去除了整層厚度的金屬鍍層并 進(jìn)一步去除了部分厚度的所述支撐基質(zhì)，從而形成圓弧凹槽。通過上述切削加工工藝，去 除掉所述支撐基質(zhì)的內(nèi)外表面上部分的金屬鍍層，剩下的金屬鍍層構(gòu)成用于組成導(dǎo)電電極 的導(dǎo)電電極片，去除掉金屬鍍層的區(qū)域(即圓弧凹槽)則構(gòu)成相鄰兩個(gè)導(dǎo)電電極之間的絕 緣介質(zhì)。另外，位于同一內(nèi)表面上的或同一外表面上的相鄰兩個(gè)導(dǎo)電電極片平行同軸。所 述導(dǎo)電電極中的導(dǎo)電電極片的寬度為Imm至30mm，相鄰兩個(gè)導(dǎo)電電極片之間的軸向距離為 0. IOmm至10mm。為提高電極矩陣中導(dǎo)電電極的性能(例如收斂到均勻梯度場(chǎng)的速度更快、 工作更穩(wěn)定等)，在本實(shí)施例中，所述導(dǎo)電電極片的導(dǎo)電面積為所述支撐基質(zhì)整體內(nèi)表面面 積的90%以上。在后續(xù)作業(yè)中，還可以包括在所述支撐基質(zhì)的內(nèi)外表面對(duì)應(yīng)的導(dǎo)電電極片處打 孔，布設(shè)電極導(dǎo)線，利用電極導(dǎo)線將對(duì)應(yīng)位置上內(nèi)外表面的導(dǎo)電電極片連接并引出；后續(xù)在 加工完成后再進(jìn)行超聲波清洗，去油；在所述支撐基質(zhì)內(nèi)外表面上焊上尺寸為1206的IOM 貼片電阻，分壓形成梯度電場(chǎng)。下面就以具體實(shí)例來介紹利用上述制作方法制作出一種電極矩陣。所述實(shí)例包 括先提供一個(gè)圓筒狀的陶瓷件，所述陶瓷件的外徑為120mm，長度為250mm，壁厚為 8mm,表面精度要求0. 05mm。在所述陶瓷件的內(nèi)外表面上形成金屬鍍層，所述金屬鍍層為金，所述金屬厚度約 為 0. 5um。對(duì)鍍金表面的陶瓷件進(jìn)行切削加工工藝，每隔5mm在所述陶瓷件的內(nèi)外表面上各 加工出一條圓弧凹槽，所述圓弧凹槽的半徑1. 5mm，深度為1mm。剩下的金屬鍍層構(gòu)成用于 組成導(dǎo)電電極的導(dǎo)電電極片，位于內(nèi)外表面的對(duì)應(yīng)兩個(gè)導(dǎo)電電極片構(gòu)成一個(gè)導(dǎo)電電極，導(dǎo)電電極的數(shù)量可以是50個(gè)。每一個(gè)導(dǎo)電電極片的寬度為3mm，相鄰兩個(gè)導(dǎo)電電極片之間的 距離為2mm。在所述陶瓷件的內(nèi)外表面的對(duì)應(yīng)部位，每隔5mm位置處打孔，制作電極導(dǎo)線并引出。加工完后經(jīng)過超聲波清洗，去油，在所述陶瓷件內(nèi)外表面上焊上尺寸為1206的 IOM貼片電阻，分壓形成梯度電場(chǎng)。在后續(xù)，即可將制作完成的所述電極矩陣應(yīng)用于飛行時(shí)間質(zhì)譜儀的反射器和/或 加速器中。由于反射器及加速器的工作原理已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，故不在此贅述。綜上所述，本發(fā)明的電極矩陣及其制作方法具有如下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明電極矩陣中的導(dǎo)電電極的內(nèi)部導(dǎo)電電極片和外部導(dǎo)電電極片的間距僅 為支撐基質(zhì)的壁厚，兩者的間距很小，如此可以在總體空間一定的情況下，所述電極矩陣中 的導(dǎo)電電極的內(nèi)部有效區(qū)域可以做的相對(duì)較大，從而有效提高了空間利用率。2、本發(fā)明電極矩陣中的導(dǎo)電電極是通過在支撐基質(zhì)上先電鍍工藝后切削加工工 藝后一體化制作而成的，與現(xiàn)有技術(shù)中采用切割加工工藝制作的導(dǎo)電電極片相比，本發(fā)明 制作簡單、省去了諸多的加工步驟，具有較大的成本優(yōu)勢(shì)，特別地，加工精度更高，且所制作 完成的導(dǎo)電電極更穩(wěn)定。3、本發(fā)明電極矩陣中的導(dǎo)電電極的有效截面積較大，從而使得導(dǎo)電電極收斂到均 勻梯度場(chǎng)的速度更快。4、本發(fā)明電極矩陣中的導(dǎo)電電極加工精度較高，規(guī)則且整潔，所形成的梯度電場(chǎng) 更加均一穩(wěn)定，有利于質(zhì)譜的分辨力提高。5、本發(fā)明反射器可以提供給離子更有效的飛行空間，使用所述反射器的飛行時(shí)間 質(zhì)譜儀可以安裝大尺寸檢測(cè)器，檢測(cè)器的尺寸可以增加1倍以上，相應(yīng)的靈敏度和信噪比 可以得到提高；并且由于檢測(cè)器直徑的增加，可以使用多陽極檢測(cè)器，進(jìn)一步提高計(jì)數(shù)率。上述實(shí)施例僅列示性說明本發(fā)明的原理及功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉 此項(xiàng)技術(shù)的人員均可在不違背本發(fā)明的精神及范圍下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修改。因此，本發(fā) 明的權(quán)利保護(hù)范圍，應(yīng)如權(quán)利要求書所列。
權(quán)利要求
1.一種電極矩陣，其特征在于，包括支撐基質(zhì)；導(dǎo)電電極，包括分別設(shè)于所述支撐基質(zhì)的內(nèi)外表面的導(dǎo)電電極片；所述導(dǎo)電電極的數(shù) 目為兩個(gè)以上，相鄰兩個(gè)導(dǎo)電電極之間具有絕緣介質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極矩陣，其特征在于，所述支撐基質(zhì)的截面為圓環(huán)、橢圓環(huán) 或矩形環(huán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電極矩陣，其特征在于，所述支撐基質(zhì)的截面為圓環(huán)時(shí)，所述 支撐基質(zhì)的長度為IOmm至600mm，外徑尺寸為20mm至300mm，壁厚為Imm至20mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極矩陣，其特征在于，所述支撐基質(zhì)為陶瓷、玻璃或工程塑 料所制成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極矩陣，其特征在于，所述相鄰兩個(gè)導(dǎo)電電極平行同軸。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電極矩陣，其特征在于，所述導(dǎo)電電極中的導(dǎo)電電極片為對(duì) 應(yīng)于所述支撐基質(zhì)的圓環(huán)、橢圓環(huán)或矩形環(huán)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電極矩陣，其特征在于，所述導(dǎo)電電極中的導(dǎo)電電極片的寬 度為Imm至30mm，相鄰兩個(gè)導(dǎo)電電極片之間的軸向距離為0. IOmm至10mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電極矩陣，其特征在于，所述導(dǎo)電電極片的導(dǎo)電面積為所述 支撐基質(zhì)整體內(nèi)表面面積的90 %以上。
9.根據(jù)權(quán)利要求6、7或8所述的電極矩陣，其特征在于，所述導(dǎo)電電極片為金屬材料所 制成的，所述金屬材料選自金、鉬、鋁、銅、鎳中的一種或者它們的合金中的一種。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極矩陣，其特征在于，所述相鄰兩個(gè)導(dǎo)電電極之間具有圓 弧凹槽，所述圓弧凹槽包括絕緣介質(zhì)。
11.一種電極矩陣的制作方法，其特征在于，包括提供支撐基質(zhì)；進(jìn)行鍍層工藝，在所述支撐基質(zhì)的內(nèi)外表面上形成金屬鍍層；進(jìn)行切削加工工藝，去除掉所述支撐基質(zhì)的內(nèi)外表面上部分的金屬鍍層，剩下的金屬 鍍層構(gòu)成用于組成導(dǎo)電電極的導(dǎo)電電極片，去除掉金屬鍍層的區(qū)域則構(gòu)成相鄰兩個(gè)導(dǎo)電電 極之間的絕緣介質(zhì)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電極矩陣的制作方法，其特征在于，所述支撐基質(zhì)的截面 為圓環(huán)、橢圓環(huán)或矩形環(huán)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電極矩陣的制作方法，其特征在于，所述支撐基質(zhì)的截面 為圓環(huán)時(shí)，所述支撐基質(zhì)的長度為IOmm至600mm，外徑尺寸為20mm至300mm，壁厚為Imm至 20mmo
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電極矩陣的制作方法，其特征在于，所述支撐基質(zhì)為陶瓷、 玻璃或工程塑料所制成的。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電極矩陣的制作方法，其特征在于，所述金屬鍍層的材料 選自金、鉬、鋁、銅、鎳中的一種或者它們的合金中的一種。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電極矩陣的制作方法，其特征在于，在所述切削加工工藝 中除了去除掉金屬鍍層外還包括去除部分的所述支撐基質(zhì)，形成圓弧凹槽。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電極矩陣的制作方法，其特征在于，所述切削加工工藝包括對(duì)于所述支撐基質(zhì)的內(nèi)表面，采用膛刀進(jìn)行切削加工，去除掉所述支撐基質(zhì)的內(nèi)表面 上部分的金屬鍍層；對(duì)于所述支撐基質(zhì)的外表面，采用車刀進(jìn)行切削加工，去除掉所述支撐基質(zhì)的外表面 上部分的金屬鍍層。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電極矩陣的制作方法，其特征在于，所述導(dǎo)電電極中的導(dǎo) 電電極片的寬度為Imm至30mm，相鄰兩個(gè)導(dǎo)電電極片之間的軸向距離為0. IOmm至10mm。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電極矩陣的制作方法，其特征在于，所述導(dǎo)電電極片的導(dǎo) 電面積為所述支撐基質(zhì)整內(nèi)體表面面積的90%以上。
20.根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的電極矩陣的制作方法，其特征在于，所述導(dǎo)電電極片 為金屬材料所制成的，所述金屬材料選自金、鉬、鋁、銅、鎳中的一種或者它們的合金中的一 種。
全文摘要
本發(fā)明提供一種應(yīng)用于飛行時(shí)間質(zhì)譜儀的電極矩陣及其制作方法，所述電極矩陣包括支撐基質(zhì)；導(dǎo)電電極，包括分別設(shè)于所述支撐基質(zhì)的內(nèi)外表面的導(dǎo)電電極片；所述導(dǎo)電電極的數(shù)目為兩個(gè)以上，相鄰兩個(gè)導(dǎo)電電極之間具有絕緣介質(zhì)。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的電極矩陣及其制作方法具有結(jié)構(gòu)簡單、加工精度更高、更高空間利用率、梯度電場(chǎng)更均勻的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01J49/02GK102074449SQ201010550180
公開日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月18日
發(fā)明者徐國賓, 楊芃原, 陳應(yīng) 申請(qǐng)人:上海華質(zhì)生物技術(shù)有限公司