机床与液压

作者：张艳利，黄栋，张华伟，陈启愉，谭国斌，郝晓曦

单位：五邑大学机械与自动化工程学院；广东省科学院智能制造研究所；广东省科学院智能制造研究所；广东省科学院智能制造研究所；广州禾信仪器股份有限公司；五邑大学机械与自动化工程学院

关键词：电喷雾离子源;牵引电极;计算流体动力学;离子传输效率;结构优化

基金：广东省重点研发项目（2022B0303030002）; 广州市重点研发计划项目（202206030008）; 广东省科学院科技发展项目（2022GDASZH-2022010108

电喷雾离子源的离子传输效率制约质谱仪的灵敏度和分辨度，从而影响质谱仪性能。为此，在离子源内部引入牵引电极，通过施加电场力引导离子偏转，使其聚焦并进入采样口，从而提高传输效率。利用 CFD仿真，对电喷雾离子源内部的空间电场和离子运动轨迹进行模拟，分析喷针尖端和采样口附近的电势分布及其对离子传输效率的影响，并研究牵引电极形状、尺寸、空间位置和工作电压对离子传输效率的影响，最终得出最优结构和工作参数。最后， 将优化后的结构在真实质谱仪上进行测试。结果表明：引入牵引电极后，离子传输效率从10%显著提升至29%；电极改变了空间电势分布，形成了更利于离子聚焦的电场；圆形牵引电极在4 000 V时的离子传输效率最高；牵引电极形心与采样口同轴、电极与采样口轴向距离为20 mm、圆形牵引电极直径为20 mm时离子传输效率最优；在相同噪声水平下，优化后1 pg利血平峰高值更高，表明优化后的离子源传输效率更高，证实了仿真结果的可靠性和优化方案的有效性

来源：2025年第23期

《机床与液压》期刊编辑部

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