[发明专利]电压悬浮控制装置、控制方法及飞行时间质谱仪

说明书

本发明涉及一种电压悬浮控制装置、控制方法及飞行时间质谱仪，该电压悬浮控制装置包括：电源及控制模块、加速区、隔离模块、检测器；其中：电源及控制模块用于提供检测器电压给定控制信号和加速区电压给定控制信号；加速区用于根据加速区电压给定控制信号生成加速区输出电压；隔离模块用于隔离检测器电压给定控制信号，并生成检测器电压给定隔离控制信号；检测器用于根据检测器电压给定隔离控制信号生成检测器第一电压，检测器的接地端与加速区的输出端连接，检测器的输出电压为检测器第一电压和加速区输出电压的悬浮叠加电压，实现了加速区电压和检测器电压的独立灵活控制和集成。

技术领域

本发明涉及质谱领域，特别是涉及一种电压悬浮控制装置、控制方法及飞行时间质谱仪。

背景技术

质谱技术自上世纪发明以来，因其高灵敏度和直接质量测定的特点，被广泛应用于化学分析。其中，飞行时间质谱仪TOFMS(Time-of-Flight Mass Spectrometer)是最常用的质量分析器之一，相较于其他类型质量分析器，具有微秒级检测速度以及高分辨率、高灵敏度、高质量精度、高质量上限等优点，十分适合与常压离子化技术联用。

飞行时间质谱仪TOFMS中质量分析区的核心主要由脉冲调制区、加速区、反射区、检测器几部分组成，每一部分都会加上专门的高压直流电位，形成专有的离子飞行传输电场。

当飞行时间质谱仪TOFMS工作时，加速区需要加上足够的高电压，以使离子有足够的动能开始运动，高质量的离子需要加上更高的加速电压，从而增加离子撞击力度，获取更高的检测效率。同时，检测器的两端需要加上足够的高压，以保证检测器可以正常工作有足够的电流放大增益。这样就需要对加速区和检测器分别独立加电，并且电压灵活可调节，加速区高压可以针对正负离子灵活切换极性，同时，检测器的基准电位需要和加速区高压的电位是等电位，加在检测器上的高压需要悬浮叠加在加速区高压上。

检测器高压要悬浮叠加在很高的加速区高压上，并且两者还要可以实现独立工作、灵活可调，这在工程技术实际实现上，存在着相当大的难度。

发明内容

基于此，有必要针对目前检测器高压要悬浮叠加在很高的加速区高压上，并且两者还要可以实现独立工作、灵活可调，这在工程技术实际实现上，存在着相当大的难度的问题，提供一种电压悬浮控制装置、控制方法及飞行时间质谱仪。

一种电压悬浮控制装置，包括：电源及控制模块、加速区、隔离模块、检测器；其中：

所述电源及控制模块用于提供检测器电压给定控制信号和加速区电压给定控制信号，以及为所述电压悬浮控制装置提供电源；

所述加速区用于根据所述加速区电压给定控制信号生成加速区输出电压；

所述隔离模块用于隔离所述检测器电压给定控制信号，并根据所述检测器电压给定控制信号生成检测器电压给定隔离控制信号；

所述检测器用于根据所述检测器电压给定隔离控制信号生成检测器第一电压，所述检测器的接地端与所述加速区的输出端连接，所述检测器的输出电压为所述检测器第一电压和所述加速区输出电压的悬浮叠加电压。

在其中一个实施例中，所述隔离模块包括第一隔离线性模块和第二隔离线性模块，所述电压悬浮控制装置还包括第一数模转换模块和第一模数转换模块；其中：

所述第一数模转换模块用于对所述检测器电压给定控制信号进行数模转换生成检测器电压给定模拟控制信号；

所述第一隔离线性模块用于对所述检测器电压给定控制模拟信号进行隔离和线性处理，生成所述检测器电压给定隔离控制信号，所述检测器根据所述检测器电压给定隔离控制信号生成检测器第一电压；

所述第二隔离线性模块用于对所述检测器的输出电压进行隔离和线性处理，生成所述检测器的输出电压反馈隔离信号；