[发明专利]电流检测装置以及使用电流检测装置的谱仪

权利要求书

1.一种用于检测来自传感器的电流的装置，所述装置包括：

积分电路，其包括用于提供增益设置的电容器网络，并且被配置为在积分时间长度跨度上将所述电流转换为电压斜坡，其中，所述积分电路还包括复位开关，所述复位开关被配置为在所述复位开关接通的情况下连接所述电容器网络的输入和输出；

模数转换器即ADC，其被配置为将所述电压斜坡数字化为多个电压样本；以及

模块集，其包括：

分析模块，其被配置为分析所述多个电压样本以确定所述电压斜坡的斜率；

输出模块，其被配置为基于所述电压斜坡的斜率和所述增益设置来确定所述电流的大小；

判断模块，其被配置为基于所述电压斜坡来判断超出范围状态即OOR状态；以及

再配置模块，其被配置为根据所述OOR状态来对所述电容器网络进行再配置，并且经由所述复位开关来对所述电压斜坡进行复位,

所述OOR状态包括所述电压斜坡的值低于噪声基底的状态或者所述电压斜坡的值高于饱和阈值的状态，其中，所述饱和阈值是所述装置的最大可检测值，所述噪声基底是所述装置的最小可检测值。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述判断模块基于所述电压斜坡和预定可检测范围来预测所述OOR状态。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述模块集还包括调节模块，所述调节模块被配置为根据所述OOR状态来调节所述积分时间长度。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述再配置模块对所述电容器网络进行再配置以调节所述积分时间长度，从而提高检测速度或检测准确度。

5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述分析模块包括：

被配置为基于所述多个电压样本来确定一阶拟合线的模块；以及

被配置为将所述一阶拟合线的斜率指定为所述电压斜坡的斜率的模块。

6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述积分电路还包括输入开关，所述输入开关被配置为接通和关断去往所述电容器网络的电流，以及

其中，所述模块集还包括开关控制模块，所述开关控制模块被配置为控制所述输入开关，以在所述电流被转换为所述电压斜坡的情况下使所述电流通过，并且在所述复位开关接通以对所述电压斜坡进行复位的情况下阻断所述电流。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述模块集还包括重复模块，所述重复模块被配置为重复多次将所述电流转换为所述电压斜坡，其中，所述多个电压样本包括由该重复产生的多个电压样本集，并且所述分析模块通过对所述多个电压样本集进行平均来确定所述电压斜坡的斜率。

8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述模块集还包括校准模块，所述校准模块被配置为通过将已知值的校准电流发送至所述积分电路并且记录由所述校准电流产生的电压斜坡的斜率来校准所述积分电路的增益设置。

9.根据权利要求1所述的装置，还包括：

一个或多个数字滤波器，其被配置为减少所述多个电压样本中的噪声成分，并且生成所述多个电压样本中的一个或多个电压样本。

10.根据权利要求1所述的装置，还包括：

存储器，用于存储所述模块集；以及

处理器，用于执行所述模块集。

11.一种质谱仪，包括：

离子驱动器，其被配置为将气体分子离子化为离子流，所述离子流包括具有多个原子质量单位值即AMU值的多个气体离子；

滤质器，其被配置为选择性地使所述多个气体离子的第一部分通过，所述多个气体离子的第一部分中的各气体离子具有第一AMU值；

离子传感器，其被配置为感测所述多个气体离子的第一部分并且生成第一离子电流；以及

根据权利要求1至10中任一项所述的装置，用于检测所述第一离子电流。