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离子源调节质谱架口结构

旋转台内部通过精加工的齿轮进行传动,旋转台采用中空设计,需要转动的部分固定于中空旋转台上,能够节约空间,同样,东莞电机在此只需提供克服惯性旋转的驱动力。

z轴安装的平移台采用了PTS113M型精密平移台,用于实现装置在z轴的轴向调节和误差补偿,平移动作通过微分头进行调节,通过交叉滚珠导轨进行传动,主要技术参数如表1所示:

表1:PTS113M型精密平移台主要技术参数

型号 台面尺寸 行程 分辨率 精度 负载
PTS113M 65x65mm 25mm 0.002mm 0.005mm 5kg

平移台和升降台的调节直接实现系统的整体运动,因此这两种位移台的精度等于系统的轴向调节精度,即x轴方向的调节精度为0.01mm,而z轴方向的调节精度为0.005mm。而对于旋转台的控制精度,取决于旋转台的台面直径、定位分辨率和步进电机分辨率。

 

支架结构设计主要考虑支撑传动系统,并与离子源进行耦合。为使自动化微量进样系统整体简洁紧凑,可以将三轴位置定位简化为两轴定位,y轴方向在安装时固定,而x轴方向和z轴方向则设计传动系统,可根据需要进行调节,故需在x和z轴两个方向上设计支架。

 

支架应具有质量轻、强度高的特性,故采用7075硬铝板为材料,该材料为一种优质铝合金,在铝中掺杂了少量的铜,具有强度高、耐磨性好、抗腐蚀断裂性能强、易于加工的特点,常用于飞机制造领域的高压结构零件制造,www.qg999.com,钱柜娱乐,钱柜娱乐999所选用的7075硬铝板的具体参数如表2所示。

材料名称 7075硬铝板
密度(20 (g/cm3) 2.80
抗拉强度(25°C MPa) 570
屈服强度(25。MPa) 505
硬度500kg力10mm球 150
电导率(20C) (%IACS) 40-50
延伸率1.6mm厚度 11
最大剪应力MPa 330

支架部分的另一重要功能为实现微量自动化进样系统与离子源在结构上的耦合。由于质谱口的操作空间小,加之离子源及其调节装置需要占用一定空间,因此支架部分起固定支撑作用的结构应充分利用现有空间和装置,从而使系统紧凑,不影响实验操作与观察。离子源及其调节装置的结构形式多种多样,但其与质谱仪的接口结构均相同,接口基体按照与质谱口形状相耦合来设计,通过左右两个锁紧扳手带动锁紧轴实现接口的固定。

 

借助接口顶端预留的两个孔位来进行固定。离子源调节装置的接口厚度较大(30mm),在设计之初即考虑了将来外挂进样系统的因素,而微量自动化进样系统的设计质量为2.5kg,该接口完全能够承受。为在保证支架强度的同时尽量减轻支架质量,z轴方向的支架采用了悬臂形式、框型结构,x轴方向的支架采用了多孔结构。