[发明专利]一种便携式质谱仪的离子漏斗射频驱动电源

说明书

一种便携式质谱仪的离子漏斗射频驱动电源，包括射频电路、跟随/反相电路、放大电路、谐振电路以及限幅电路，所述射频电路用于生成射频信号；所述跟随/反相电路依据所述射频信号同步生成相位相反的射频跟随信号和射频反相信号；所述放大电路连接所述跟随/反相电路，用于同步放大射频跟随信号和射频反相信号；所述谐振电路用于依据放大后的射频跟随信号和射频反相信号生成RF电场；所述限幅电路连接所述放大电路，用于将放大电路的最大输出电压值限制在预设电压值内。通过采用限幅电路和放大电路的配合方式，可以在提供驱动电源足够的电压幅值输出情况下降低离子漏斗驱动电源占用空间。

技术领域

本申请涉及测试分析仪器射频电源技术领域，尤其是涉及一种便携式质谱仪的离子漏斗射频驱动电源。

背景技术

质谱仪是一种广泛应用于各个学科领域中通过制备、分离、检测气相离子来鉴定化合物的高端科学仪器。它在环境检测、国土安全、临床分析、有机合成、药物研发、蛋白质和代谢组学等领域具有极其广泛的应用。

质谱仪通常包括电离源、离子传输装置、质量分析器和检测器。离子从产生在到达质量分析器前需要经过复杂的传输路径，在此期间气压条件会从大气压环境逐渐变化到高真空环境，而此过程中大量离子会由于与中性气体发生碰撞等原因而损失掉，最终到达质量分析器的离子量就很少，从而影响仪器的灵敏度。为了提高仪器的灵敏度，在一些大型的质谱仪上都是通过添加离子漏斗的方式辅助离子传输。

但是，由于离子漏斗工作需要有RF电场，所以提供RF电场的射频驱动电源需要满足高电压变化，从而使得射频驱动电源的设置方式受到限制。

相关领域的技术人员亟需突破质谱仪中射频驱动电源的限制而制作小型的便携式质谱仪，以扩大质谱仪的应用范围。

发明内容

本申请目的是提供一种便携式质谱仪的离子漏斗射频驱动电源，该射频驱动电源能够以相对小的体积提供高电压变化的RF电场。

本申请的上述申请目的一是通过以下技术方案得以实现的：

一种便携式质谱仪的离子漏斗射频驱动电源，包括射频电路、跟随/反相电路、放大电路、谐振电路以及限幅电路，

所述射频电路用于生成射频信号；

所述跟随/反相电路依据所述射频信号同步生成相位相反的射频跟随信号和射频反相信号；

所述放大电路连接所述跟随/反相电路，用于同步放大射频跟随信号和射频反相信号；

所述谐振电路用于依据放大后的射频跟随信号和射频反相信号生成RF电场；

所述限幅电路连接所述放大电路，用于将放大电路的最大输出电压值限制在预设电压值内。

通过采用上述技术方案，通过限幅电路与放大电路的配合方式满足了射频驱动电路输出电压的需求。一般的，离子漏斗驱动电源电压幅值要求较高，需要采用变压器或线圈的方式放大射频跟随信号和射频反相信号的电压。但是无论是变压器还是线圈，其不但需要占用很大的设备空间，同时其工作过程还会产生大量热能。而便携式质谱仪体积本身相对较小，采用变压器或线圈放大射频跟随信号和射频反相信号会导致质谱仪内部器件结构紧凑且质谱仪体积过大而不便携带，同时变压器或线圈产生的热能也会影响质谱仪内部紧凑的用电线路和器件，导致用电线路和器件的加速老化，降低质谱仪的使用寿命。通过采用限幅电路和放大电路的配合方式，可以在提供驱动电源足够的电压幅值输出情况下降低离子漏斗驱动电源占用空间。

在一个优选的示例中，所述放大电路为基于运算放大器的比例放大电路。

通过采用上述技术方案，基于运算放大器的比例放大电路本身属于数字放大电路，其构成器件体积小，降低了驱动电源所占空间。

在一个优选的示例中，所述运算放大器的型号为PA88。

通过采用上述技术方案，PA88本身属于一种高压运算放大器，能够输出200V以上的电压。