[发明专利]质谱系统

说明书

提供了质谱仪系统(10)，其中电压控制器(12)可以具有分离的第一高电压控制电路和第二高电压控制电路(34、40)，第一高电压控制电路和第二高电压控制电路(34、40)与彼此物理地断开连接并且在与彼此不同的接地层。第一高电压控制电路和第二高电压控制电路(34、40)之间的通信通过接口电路(30)和一个或更多个无线，优选地射频，通信器(38、44、46、48)被使能。

本发明涉及具有改进的电压控制器装置的质谱系统。本发明还涉及质谱电压控制器。

质谱是发展良好的科学分析技术，其利用化学物种的电离和加速度以根据所产生的离子的质荷比分类所产生的离子。所得到的质谱然后能够将离子信号作为质荷比的函数作图，允许被分析的样品的化学组成的详细的分析。

电离，典型地通过样品的电子轰击，将通常在以高电压的多个电极之间的区域中发生，其中电压梯度向离子提供必需的加速度。例如，在扇形磁场质谱仪中，加速度沿着飞行管进行；如果飞行距离越大，那么根据离子的质荷比的离子的分散越大，并且质谱的分辨率越好。其他的类型的质谱仪是可用的，使用离子分离的可选择的手段。

当大的飞行是可用的时实现的分辨率的改进已经导致商业质谱仪是大的固定的机器。因此样品必须被带至质谱仪以用于分析。然而，可以是有用的是提供可以被带至特定的位置以用于分析的便携的质谱仪。这将允许质谱成为在其他的情况下更广泛地可用的，例如在医学领域中。

实现便携的质谱仪的一个困难是需要高电压被提供至离子源以用于离子的加速度，高电压典型地具有0至5kV的数量级。这样的电压存在对于使用者显著的风险，除非安全的壳体装置能够被发现。相似地，在低电压部件附近的高电压部件或以具有不同的接地层的高电压的部件的存在能够导致电压闪络，不可恢复地损坏低电压部件，特别是系统的任何控制处理器。

在现存的装置中的高和低电压部件的隔离典型地通过光隔离器的使用被提供，这允许通信在分别的电路板之间被光学地传输。然而，光隔离器是大的分立的部件，限制构建便携的控制器的可能性，并且还倾向于在高电压工作条件下的故障。

此外，考虑到对于隔离高电压以为了安全性的需要，为了进行在质谱控制器上的诊断，必须在高电压板上设置很多连接部。这极大地增加这样的系统的复杂性和故障风险。

本发明寻求提供能够被利用以实现便携的质谱系统的用于质谱仪的电压控制器装置。

根据本发明的第一方面，提供一种质谱系统，包括：质谱仪，具有离子源，离子源具有具有不同的电压的多个高电压输入部；第一高电压控制电路，具有微控制器和第一高电压电路无线通信器，第一高电压控制电路配置为控制向离子源的所述多个高电压输入部中的至少一个的动力供应；第二高电压控制电路，具有微控制器和第二高电压电路无线通信器，第二高电压控制电路配置为控制向离子源的所述多个高电压输入部中的至少一个的动力供应；以及接口电路，包括无线通信工具以及与无线通信工具通信的微控制器；其中第一高电压控制电路和第二高电压控制电路被与彼此物理地间隔开并且在与彼此不同的接地层，接口电路通过无线通信工具和第一高电压无线通信器和第二高电压无线通信器之间的通信提供其之间的通信。

本发明使得能够通过使用通过接口电路相互作用的无线通信器控制和监视在质谱仪高电压控制电路上的电压和电流。控制信号能够因此被在以不同的电势的第一高电压控制电路和第二高电压控制电路之间安全地传递，而不需要其之间的直接的和潜在地危险的物理的桥接。这改进用于质谱仪的电压控制器的安全性，使便携的质谱仪的可能性是更可实现的。以不同的电压电势的电路之间的通信不需要物理连接，是更容易实施的，并且还是对于使用者更安全的。具有具有以不同的电压的接地层的板增加电压闪络的风险。电路的使用无线通信工具的与彼此的隔离缓和这种风险。

优选地，第一高电压电路无线通信器和第二高电压电路无线通信器和无线通信工具中的至少一个可以包括射频通信模块。

射频通信器提供简单的将系统的各种电路接口连接的机构，安全地隔离质谱仪和控制计算机的精密的控制部与离子源需要的高电压。