质谱仪Tube‑skimmer的离子传输效率研究

来源：计量学报杂志2026年第2期北京时间：

作者：薛顺丞, 宋佳峰, 江游, 张谛, 金尚忠

摘要：对质谱仪tube-skimmer的离子传输效率进行了研究。分析了质谱仪大气压接口中离子的运动状态，提出了一种结合流场与电场模拟离子轨迹的方法，对大气压接口中 tube-skimmer 传输部件的离子传输效率进行了仿真分析。使用 Ansys fluent 软件通过求解Navier‑Stokes 方程模拟离子传输管后端及 tube lens 内部的流场，得到马赫盘的位置为11.06 mm与直径为5.31 mm，与经验公式计算结果一致，证明了流场仿真的可靠性。同时，基于 SIMION 8.2 软件建立了 tube-skimmer 的电场模型，并将 Fluent 模拟得到的流场信息耦合至背景气体中，通过硬球碰撞法构建流场-电场耦合模型。应用该模型对不同电势差条件下的离子传输进行仿真，结果表明：离子传输效率随电势差的增加呈先上升后下降趋势，最高传输效率为 28%，与实验数据高度吻合。

关键词：化学计量,离子传输效率,流场-电场耦合,质谱仪大气压接口,数值仿真,流场-电场耦合模型

基金资助：国家自然科学基金(21927812)