一种质谱用多极杆电容的测量方法技术

本发明专利技术公开了一种质谱用多极杆电容的测量方法，包括：信号处理模块、内部时钟模块、功率放大模块、隔离变压器模块、多极杆总成、反馈控制模块；通过使用DDS连接射频的频率源，可以使射频输出的高压的频率在较大范围内变化，找出调谐电流最小的频率,然后使用精度高的标准电容与射频连接，在不改变射频电感等其它参数的情况下，达到与射频电源在相同频率下共振调谐状态的标准电容就是多极杆的分布电容，具有成本低，系统稳定性强，效率高，重复性强，可高质量的解决技术问题等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种质谱用多极杆电容的测量方法
本专利技术涉及化学分析
，尤其是涉及一种质谱用多极杆电容的测量方法。
技术介绍
作为化学分析仪器的一种，质量分析仪器因为可以直接给出化学物质的分子量信息，越来越成为一种最重要的化学分析手段。其中，多极杆质谱仪具有高通量，高动态范围，易维护操作成为主流的质谱检测仪器。多极杆及其射频电源是多极杆质谱仪的核心部件。多极杆通常由多个柱状电极按特定的空间分布组成。例如四极杆，其中两个电极杆组成一对正极杆，另外两个电极杆组成一对负极杆。工作时，需在正极杆上施加电压V1＝U+Vcos(ωt)，同时在负极杆上施加电压V2＝-(U+Vcos(ωt))，其中U为DC直流电压，V为高频交流电压。通过调整U和V的大小及比例，可以使特定荷质比的离子通过四极杆的中心通道达到检测器，从而实现离子筛选得到质谱数据。其中，离子选出用射频与四极杆的组装制作精度决定了质谱的分辨率，灵敏度，质量范围，质量准确性等质谱的主要性能指标。根据马修方程，多极杆质谱仪是通过多根精密加工装配的多根金属杆（对象为一组）以及其上加载的交直流电场，选择荷质比需要的离子通过多极杆形成的电场，达到化学物质检出的目的。根据使用目的，外接的射频电源输出高压加载到多极杆上，不局限于选择唯一质荷比的离子通过，还包括蓄积选择的固定离子，选择的离子与其它气体碰撞并产生新的离子等操作。其中射频电源输出射频电压和直流电压，输出次级线圈量，在射频电源的频率下，相当于电感，而多极杆在相同的频率下，相当于电容。当电容与电感在规定的频率下完成了共振时，消耗的射频系统功率最低，而且输出的正弦波更加单纯，谱峰的分辨率，强度等指标更优越。但是由于多极杆尺寸较大，形成的电容属于空间分布电容，形状复杂，难于计算，而且利用通常的LCR电桥测试不能给出准确度较高的数值，而且普通的LCR电桥的精度，频率点等的使用也受LCR电桥的限制，影响准确测量电容值，而多极杆空间电容的大小是设计多极杆质谱仪的重要参数之一，它的准确测量是实现质谱以及质谱联用仪等化学分析仪器自主设计的必要的过程。由于多极杆的负载电容通常只有10-50pF之间，而且其电容值受空间分布电容的影响，常常会有微小变化，准确测量多极杆电容，计算出与之匹配的射频电源参数，是非常重要的。
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。本专利技术提出一种可以平稳、高精度、低成本地实现质谱用多极杆电容的测量方法，该方法包括采用信号发生器输出扫描信号进行频率扫描，找到与多极杆总成产生谐振的射频电源频率，固定射频电源频率和电感值，选择标准电容代替所述多极杆总成，通过所述标准电容的串和/或并联，使所述标准电容与所述射频电源谐振，根据LC共振公式：F=1/[2π×√(L×C)]，通过计算得到标所述准电容的电容值为多极杆总成的分布电容值。另外，根据本专利技术公开的质谱用多极杆电容的测量方法，还具有如下附加技术特征：进一步地，包括信号处理模块、内部时钟模块、功率放大模块、隔离变压器模块、多极杆总成、反馈控制模块。（其中“多极杆总成”包括四极杆总成、六极杆总成、八极杆总成等多极杆总成）；进一步地，用于产生频率可变信号且输出传输信号到功率放大模块的所述信号处理模块与所述功率放大模块相连接，且包括信号发生器、信号发生频率控制器和功率放大模块幅值控制器；进一步地，为所述功率放大模块提供固定频率信号且用于调节谐振频率的所述内部时钟模块与所述功率放大模块相连接；进一步地，用于放大所述信号处理模块输出信号且为所述隔离变压器模块提供驱动电压的所述功率放大模块与所述信号处理模块、所述隔离变压器模块、所述内部时钟模块、所述反馈控制模块相连接进一步地，从所述功率放大模块获取到电压进行变压且用于驱动多极杆总成工作的所述隔离变压器模块与所述功率放大模块、多极杆总成相连接；进一步地，用于筛选粒子的所述多极杆总成与所述隔离变压器模块、反馈控制模块相连接；进一步地，用于实时检测所述隔离变压器模块输出到所述多极杆总成工作电压的所述反馈控制模块与所述功率放大模块、所述多极杆总成相连接。进一步地，所述信号处理模块输出DDS信号。进一步地，所述功率放大模块幅值控制器可控制输入所述功率放大模块的信号。进一步地，所述功率放大模块包括DA转换、I2C、SPI控制方式。进一步地，所述多极杆总成为圆柱形多极杆总成，或任意形状的一对空间分布容性负载。进一步地，所述反馈控制模块由光耦开关或互感线圈等具有隔离功能的器件组成。进一步地，所述信号发生器模块输出的扫描信号为精度在16位的0~10V的扫描信号。本专利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，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/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是根据本专利技术的质谱用多极杆电容的测量方法的工作原理示意图。图1中，1是信号处理模块，2是内部时钟模块，3是功率放大模块，4是隔离变压器模块，5是多极杆总成，6是反馈控制模块。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。本专利技术的专利技术构思如下，通过使用信号处理模块连接射频的频率源，可以使射频输出的高压的频率在较大范围内变化，找出调谐电流最小的频率,然后使用精度高的标准电容与射频连接，在不改变射频电感等其它参数的情况下，达到与射频电源在相同频率下共振调谐状态的标准电容就是多极杆的分布电容，具有成本低，系统稳定性强，效率高，重复性强，可高质量的解决技术问题等优点。下面将参照附图来描述本专利技术，其中图1是根据本专利技术的质谱用多极杆电容的测量方法原理图。根据本专利
技术介绍
中对现有技术所述，市面上作为化学分析仪器的一种，质量分析仪器因为可以直接给出化学物质的分子量信息，越来越成为一种最重要的化学分析手段，其中，多极杆质谱仪具有高通量，高动态范围，易维护操作成为主流的质谱检测仪器，而离子选出用射频与多极杆的组装制作精度决定了质谱的分辨率，灵敏度，质量范围，质量准确性等质谱的主要性能指标，射频电源的高频电压输出与多极杆负载在调谐状态下，其消耗的电源功率最小，且系统工作最稳定，有利于其质谱峰的质量，因为多极杆的负载电容通常只有10-50pF之间，而且其电容值受空间分布电容的影响，常常会有微小变化，准确测量多极杆电容，计算出与之匹配的射频电源参数，是非常重要的；而本专利技术公开的质谱用多极杆电容的测量方法通过使用信号处理模块连接射频的频率源，可以使射频输出的高压的频率在较大范围内变化，找出调谐电流最小的频率,然后使用精度高的标准电容与射频连接，在不改变射频电感等其它参数的情况下，达到与射频电源在相同频率下共振调谐状态的标准电容就是多极杆的分布电容，具有成本低，系统稳定性强，效率高，重复性强本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种质谱用多极杆电容的测量方法，该方法包括：采用信号发生器输出扫描信号进行频率扫描，找到与多极杆总成产生谐振的射频电源频率，固定射频电源频率和电感值，选择标准电容代替所述多极杆总成，通过所述标准电容的串和/或并联，使所述标准电容与所述射频电源谐振，通过计算得到标所述准电容的电容值为多极杆总成的分布电容值。

【技术特征摘要】
1.一种质谱用多极杆电容的测量方法，该方法包括：采用信号发生器输出扫描信号进行频率扫描，找到与多极杆总成产生谐振的射频电源频率，固定射频电源频率和电感值，选择标准电容代替所述多极杆总成，通过所述标准电容的串和/或并联，使所述标准电容与所述射频电源谐振，通过计算得到标所述准电容的电容值为多极杆总成的分布电容值。2.根据权利要求1所述的一种质谱用多极杆电容的测量方法，其特征在于，包括：信号处理模块、内部时钟模块、功率放大模块、隔离变压器模块、多极杆总成、反馈控制模块。3.根据权利要求2所述的一种质谱用多极杆电容的测量方法，其特征在于，用于产生频率可变信号且输出传输信号到所述功率放大模块的所述信号处理模块与所述功率放大模块相连接，且包括所述信号发生器、信号发生频率控制器和功率放大模块幅值控制器。4.根据权利要求2所述的一种质谱用多极杆电容的测量方法，其特征在于，为所述功率放大模块提供固定频率信号且用于调节谐振频率的所述内部时钟模块与所述功率放大模块相连接。5.根据权利要求2所述的一种质谱用多极杆电容的测量方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘召贵，姜永泽，周立，
申请(专利权)人：江苏天瑞仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32