[发明专利]一种计算离子漏斗在低真空流体场下离子通过率的方法

权利要求书

1.一种计算离子漏斗在低真空流体场下离子通过率的方法，其特征在于，包括以下步骤：

对离子漏斗的真实结构模型以及进入离子漏斗的载气流速进行测量；

利用结构模型的测量参数和载气流速进行建模，并计算得到对应漏斗模型结构的流体场数据；通过数据格式转换分别提取各个参数的流体场数据；

基于测量的离子漏斗结构模型参数再次建立结构模型，计算电场数据；

将计算的流体场数据和电场数据进行叠加用于模拟离子光学运动，仿真计算离子漏斗的离子通过效率。

2.根据权利要求1所述的一种计算离子漏斗在低真空流体场下离子通过率的方法，其特征在于，所述离子漏斗结构为将不同半径大小的环形结构依次排序后密封连接构成，半径最大一侧为进气端，另一侧为出气端；进气端连接有进气管路，进气管路上设有气压计用于测量进入离子漏斗的进气端载气流量；出气端连接有出气管路，出气管路还连接真空泵用于抽取离子漏斗中的气体使得离子漏斗内部达到近似真空状态；所述每个不同半径大小的环形结构还通过导线连接不同的外部电压，用于通过施加不同电压对离子漏斗内部气体离子的运动情况进行干预。

3.根据权利要求1所述的一种计算离子漏斗在低真空流体场下离子通过率的方法，其特征在于，所述利用结构模型的测量参数和载气流速进行建模，并计算得到对应结构的流体场，包括：

根据离子漏斗的结构参数建立模型、分区域网格化处理、根据结构模型和载气流速进行流体场计算、循环判断计算结果是否收敛。

4.根据权利要求3所述的一种计算离子漏斗在低真空流体场下离子通过率的方法，其特征在于，所述建模、网格化、流体场计算、收敛判断具体包括：

建模：通过DesignModeler子程序模块建模，抽象出离子漏斗结构模型的连续气体的流动区域；

网格化：是通过Meshing子程序模块，利用正六面体为单元将连续气体的流动区域进行网格化；

流体场的计算：是通过Fluent子程序模块，利用CFD方法对每个单元网格计算，从而计算出连续气体的流动区域的流体场。

5.根据权利要求3-4任意一项所述的一种计算离子漏斗在低真空流体场下离子通过率的方法，其特征在于，所述利用结构模型的测量参数和载气流速进行建模，并计算得到对应结构的流体场是通过Fluent软件实现的。

6.根据权利要求1所述的一种计算离子漏斗在低真空流体场下离子通过率的方法，其特征在于，所述数据格式转换为通过对数据进行插值处理和读取并进行数据格式转换；

数据格式转换后，即获得各个参数的流体场数据：速度分布，气压分布和温度分布的数据；

所述速度分布，气压分布和温度分布的数据为.pa格式的参数。

7.根据权利要求1所述的一种计算离子漏斗在低真空流体场下离子通过率的方法，其特征在于，所述基于测量的离子漏斗结构模型参数再次建立结构模型，计算电场数据包括：

建模：通过输入测量的真实离子漏斗的几何外形参数建立结构模型；

电场计算：输入离子漏斗的真实电压设置值，通过refine模块对离子漏斗模型进行电场计算。

8.根据权利要求7所述的一种计算离子漏斗在低真空流体场下离子通过率的方法，其特征在于，所述将计算的流体场数据和电场数据进行叠加存储模拟离子光学运动包括：

加载流体场文件：加载过程中同时进行网格尺寸矫正和流体场匹配；将流场数据的网格分布于电场数据的网格分布进行尺寸矫正，将属于同一网格位置的流场数据与电场数据匹配存储在在当前网格内。

9.根据权利要求8所述的一种计算离子漏斗在低真空流体场下离子通过率的方法，其特征在于，所述计算离子漏斗的离子通过效率包括：

Simion计算和离子光学分析：是通过电场计算出离子在场中的受力，通过四阶龙格库塔方程积分得到离子的运动情况。当选取离子漏斗的任意一个截面，即可计算出通过当前截面的离子通过率。

10.根据权利要求7-9任意一项所述的一种计算离子漏斗在低真空流体场下离子通过率的方法，其特征在于，所述计算电场数据；将计算的流体场数据和电场数据进行叠加存储模拟离子光学运动，计算离子漏斗的离子通过效率是通过Simion软件实现的。