[发明专利]一种用于离子光学系统的通用电源

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于离子光学系统的通用电源，特别是一种用于电感耦合等离子体四极杆质谱仪中的离子光学系统的通用电源。

背景技术

电感耦合等离子体四极杆质谱仪主要用于痕量元素分析，样品在电感耦合等离子体光源下被离子化，样品离子流经过采样锥、截取锥后到达离子光学系统。离子光学系统对离子流进行偏转和聚焦，使离子流沿着既定的轨迹高效、无损失地传输到四极杆筛选器，从而实现质谱分析。

其中，离子光学系统由一些有序布置的金属电极所构成。在这些电极上加载一定的电压后，可用于聚焦、偏转离子流，使离子流沿着既定的轨迹进行传输。这些电极加载的电压范围在-2000V至+2000V间。根据每个电极所处的位置和作用不同，其加载电压的可调范围及调节精度的要求也不相同。例如，其中一个电极的电压要求-500V到+200V间可调，另外一个电极的电压要求是-100V到+300V间可调。

由于需求的电压范围较大，统一定制范围-2000V至+2000V可调电源的成本很高，并且损失了电压的调节精度。另外由于各电极的电压需求范围各不一样，分别针对定制的成本也很高。而单极性的高压可控电源的成本则相对低廉。若能用两个极性不同的高压可控电源来实现其正负范围内的电压需求，则可降低硬件成本及降低技术的复杂程度。

发明内容

针对以上问题，本发明的目的是提供一种用于电感耦合等离子体四极杆质谱仪中离子光学系统的通用电源，其采用两个极性不同的高压可控电源。

为了达到上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种用于离子光学系统的通用电源，其中：

所述电源包括：微处理器，继电器驱动，继电器，数模转换器，可控正高压电源模块，可控负高压电源模块；

其中，微处理器有三个端口，入端用于接收外部控制命令，两个出端分别接继电器驱动和数模转换器的入端；

所述继电器驱动的出端接继电器的第一入端；

所述数模转换器的出端分别接可控正高压电源模块和可控负高压电源模块的入端；

所述可控正高压电源模块的出端接继电器的第二入端，可控负高压电源模块的出端接继电器的第三入端；

所述继电器的出端接仪器离子透镜；

其中，可控正高压电源模块输出电压极性为正，可控负高压电源模块输出电压极性为负,可控正高压电源模块和可控负高压电源模块的输出电压值大小由数模转换器来设定；

微处理器根据外部控制命令的正负极性要求来控制继电器驱动，进而控制继电器，继电器选择相应极性的可控高压电源模块作为输出源，从而实现仪器离子透镜对电压极性的要求；

微处理器接受外部控制命令的同时也获得仪器离子透镜所需电压值的大小，微处理器根据电压值大小的要求控制数模转换器，数模转换器设定可控高压电源模块输出电压值的大小。

微处理器的第一出端接多个并联的继电器驱动，第二出端接多个并联的数模转换器。

所述微处理器采用单片机芯片、ARM芯片、可编程逻辑器件(CPLD)芯片及现场可编程门阵列(FPGA)芯片中的一种。

所述数模转换器的输出范围是0～+5V，数模转换芯片是16通道，数模转换精度12bits。

所述可控正高压电源模块的控制输入范围为0～+5V，输出范围为0～+2000V。

所述可控负高压电源模块的控制输入范围为0～+5V，输出范围为0～-2000V。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明的用于离子光学系统的通用电源很好地适应了电感耦合等离子体四极杆质谱仪中离子光学系统需要多路电源，且对电压可调范围各不相同的需求，大幅降低了硬件成本和技术的复杂程度。

附图说明

图1示出根据本发明的第一实施例的用于离子光学系统的通用电源的结构框图；

图2示出根据本发明的第二实施例的用于离子光学系统的通用电源的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的说明，本发明并不局限于以下实施例。

实施例1

图1示出根据本发明的第一实施例的用于离子光学系统的通用电源的结构框图。

如图1所示，根据本发明的第一实施例的用于离子光学系统的通用电源包括：有3个端口的微处理器101，继电器驱动102，有4个端口的继电器103，数模转换器104，可控正高压电源模块105，可控负高压电源模块106。