一种质谱仪用户可调的检测器信号处理部件制造技术

本实用新型专利技术公开了一种质谱仪用户可调的检测器信号处理部件，包括用于匹配接收检测器输出的脉冲信号并进行初次放大的前置放大电路；接收初次放大信号并对其进行多次缓冲放大后输入到下一级电路的多级放大电路；包括至少一个起比较器作用的并具有开关状态及可以设置门限的三极管，并将来自多级放大电路的信号经过处理后输出到下一级电路的背景扣除设置电路；把来自背景扣除设置电路不规则信号变换成易于被检测的规则信号，并输出至下一级单元的波形变化电路；以及增大驱动能力、减小输出阻抗的信号输出单元;本实用新型专利技术提供的使用硬件进行背景扣除的部件，则能够方便、灵活以及实施有效的对质谱仪提供的最终谱图进行一次到位的处理。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种质谱仪用户可调的检测器信号处理部件，包括用于匹配接收检测器输出的脉冲信号并进行初次放大的前置放大电路；接收初次放大信号并对其进行多次缓冲放大后输入到下一级电路的多级放大电路；包括至少一个起比较器作用的并具有开关状态及可以设置门限的三极管，并将来自多级放大电路的信号经过处理后输出到下一级电路的背景扣除设置电路；把来自背景扣除设置电路不规则信号变换成易于被检测的规则信号，并输出至下一级单元的波形变化电路；以及增大驱动能力、减小输出阻抗的信号输出单元;本技术提供的使用硬件进行背景扣除的部件，则能够方便、灵活以及实施有效的对质谱仪提供的最终谱图进行一次到位的处理。【专利说明】—种质谱仪用户可调的检测器信号处理部件
本技术涉及无损检测领域，具体来说，涉及一种质谱仪检测信号处理部件。
技术介绍
质谱仪由进样系统、离子化系统、质量分析器和质量检测器、记录系统组成，同时辅以电学系统和真空系统保证仪器的正常运转。样品经进样系统导入后进入处于高真空状态的离子化系统进行电离，常规的电离方法是电子轰击电离法。它是利用灯丝加热时产生的热电子与气相中的有机分子相互作用，使分子失去价电子，电尚成为带正电荷的分子尚子。如果分子离子的内能较大，就可能发生化学键断裂，生成m/z较小的碎片离子。这些离子和碎片在电磁场的引导下进入质量分析器，利用离子在磁场或电场中的运动性质，可将不同质荷比的离子分开，然后由检测器分别测量离子流的强度，得到特定的质谱图，而分子结构不同，质谱图也不同，根据峰的位置可以进行定性和结构分析，而峰的强度是和离子数成正比的，依此得到样品的定量信息。 参见图1，质量分析器筛选出需要的离子信号后，这些离子高速进入检测器，在检测器里带正电荷的信号离子转换成了电子流，并被打拿极阵列原始放大，经检测器放大后的电流脉冲信号强度满足高斯分布，而信号宽度则与单个信号脉冲中包含的带电离子数有关，检测器输出的脉冲信号被检测器信号采集放大电路接收放大，并转换成容易被MCU检测的方波脉冲信号，该方波脉冲信号被MCU模块A4计数，一个脉冲就是一个计数值，计数数值的大小与质量分析器输出的带电离子数量成正比关系，理论上讲有一个带电离子就有一个计数值，但是由于进入检测器的离子流速度很快，检测器本身有死时间的局限性，所以被检测的带电离子和计数值很多时候不是一一对应关系，而是多个离子对应一个脉冲计数，MCU模块得到了需要的计数值后，把这些数据传给上位机，供上位机显示谱图用，而上位机根据需要进行适当的扣背景设置。 在实际检测中，会存在一定的信噪比，噪音背景过大或处理不好，将直接导致质谱图检测结果，目前国内现有技术，基本都是通过软件算法对噪音背景进行扣除，虽然大部分具有较好效果，但依然存在不够方便、灵活、实时、有效等特点，因此有必要提出一种能够方便、灵活，并能实时有效的硬件处理部件。
技术实现思路
有鉴于此，需要克服现有技术中的上述缺陷中的至少一个。本技术提供了一种质谱仪用户可调的检测器信号处理部件，包括前置放大电路，所述前置放大电路用于匹配接收检测器输出的脉冲信号，并进行初次放大； 多级放大电路，所述多级放大电路接收来自所述前置放大电路的初次放大信号，并对所述初次放大信号进行缓冲、放大、缓冲、放大、缓冲，然后输入到下一级电路； 所述背景扣除设置电路包括至少一个起比较器作用的并具有开关状态的三极管，接收来自所述多级放大电路的脉冲信号，并通过对所述具有开关状态的三极管开关状态的调节，同时通过所述比较器对前级信号设置一个适当的门限，来自所述多级放大电路的信号经过处理后输出到下一级电路； 波形变化电路，所述波形变化电路把来自所述背景扣除设置电路不规则的正弦波脉冲信号变换成易于被检测的规则的方波脉冲信号，并输出至下一级单元； 以及增大驱动能力、减小输出阻抗的信号输出单元。 根据本技术
技术介绍
中对现有技术所述，目前在质谱仪对其提供的最终谱图一般都会进行软件背景扣除，以将相应谱图中的峰值得到更清晰的显现，但软件背景扣除依然存在便捷、灵活、实时、有效等方面存在一定的缺陷；而本技术提供的使用硬件进行背景扣除的部件，则能够方便、灵活以及实施有效的对质谱仪提供的最终谱图进行一次到位的处理。 另外，根据本技术公开的质谱仪用户可调的检测器信号处理部件还具有如下附加技术特征: 进一步地，所述前置放大电路是三极管共射放大电路。 更进一步地，所述前置放大电路是一级三极管共射放大电路，所述一级三极管共射放大电路由运放做直流负反馈设置稳定的静态工作点。 更近一步地，所述前置放大电路是包括三极管(TRl)的三极管共射放大电路，所述三极管(TRl)的集电极与下一级电路相连。 进一步地，所述多级放大电路为三极管多级放大电路。 更进一步地，所述三极管多级放大电路包括做一些相位补偿的射极跟随器三极管(TR2)，所述射极跟随器三极管(TR2)的基极与所述三极管(TRl)的集电极相联。 更进一步地，所述三极管多级放大电路包括做相位补偿的射极跟随器(TR6)，所述做相位补偿的射极跟随器(TR6)的发射极连接至所述背景扣除设置电路。 在所述多级放大电路中，射极跟随器三极管(TR2)用作射极跟随器且做了一些相位补偿，射极跟随器三极管(TR2)的发射极连接到三极管(TR3)的基极；三极管(TR3)是一级共射放大电路，其静态工作点的设置同样由运放做直流负反馈实现，与三极管(TR4)的基极相连；三极管(TR4)是一个射极跟随器，做相位补偿后三极管(TR4)的发射极与三极管(TR5)的基极相连；三极管(TR5)是一级共射放大电路，它的静态工作点由背景扣除设置电路做直流负反馈来设置的，三极管(TR5)的集电极连接到做相位补偿的射极跟随器(TR6)的基极；做相位补偿的射极跟随器(TR6)是一个射极跟随器，做相位补偿后做相位补偿的射极跟随器(TR6)的发射极连接到背景扣除设置电路。 进一步地，所述背景扣除设置电路包括至少一个三极管(TR7)，所述三极管(TR7)工作在开关状态，所述开关状态由数模转换器控制，所述数模转换器由MCU控制，在背景扣除设置电路中对该数模转换器值做了适当的运算以满足控制范围的需要，所述三极管多级放大电路包括做相位补偿的射极跟随器(TR6)，所述做相位补偿的射极跟随器(TR6)的发射极连接至所述背景扣除设置电路；所述三极管(TR7)的基极与所述做相位补偿的射极跟随器(TR6)的发射极相联。 进一步地，所述信号输出单元包括射极跟随器三极管(TR9)，所述射极跟随器三极管(TR9)的基极与所述具有开关状态的三极管(TR8)的的集电极联接，所述射极跟随器三极管(TR9)发射极直接联接至MCU，输出方波脉冲信号。 本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。 【专利附图】【附图说明】 本技术的上述和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中: 图1是与检测器信号采集放大电路相关的局部仪器原理框图； 图2是检测器信号采集放大电路原理框图； 图3是背景扣除设置电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种质谱仪用户可调的检测器信号处理部件，其特征在于，包括：前置放大电路，所述前置放大电路用于匹配接收检测器输出的脉冲信号，并进行初次放大；多级放大电路，所述多级放大电路接收来自所述前置放大电路的初次放大信号，并对所述初次放大信号进行缓冲、放大、缓冲、放大、缓冲，然后输入到下一级电路；背景扣除设置电路，所述背景扣除设置电路包括至少一个起比较器作用的并具有开关状态的三极管，接收来自所述多级放大电路的脉冲信号，并通过对所述具有开关状态的三极管开关状态的调节，同时通过所述比较器对前级信号设置一个适当的门限，来自所述多级放大电路的信号经过处理后输出到下一级电路； 波形变化电路，所述波形变化电路把来自所述背景扣除设置电路不规则的正弦波脉冲信号变换成易于被检测的规则的方波脉冲信号，并输出至下一级单元；以及增大驱动能力、减小输出阻抗的信号输出单元。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：应刚，粟舜地，丁志国，李林，刘召贵，周立，
申请(专利权)人：江苏天瑞仪器股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32