【技术实现步骤摘要】
一种热电离质谱仪电控系统
[0001]本专利技术具体涉及一种热电离质谱仪电控系统。
技术介绍
[0002]热电离质谱技术(TIMS)是20世纪70年代发展起来的元素同位素丰度、同位素丰度比精确测量的分析测试技术,其原理是通过加热涂覆在金属带表面的样品将其蒸发、电离,通过离子传输系统将带电离子引入磁场质量分析器中,根据其质荷比(m/z)不同分开,经检测器将离子电流放大,最终由测控软件处理给出测量元素的同位素丰度或丰度比。与其他分析技术相比,所述的热电离质谱技术具有准确度高、精度高等优点,同位素稀释质谱法是国际上公认的绝对测量的方法,广泛应用于核工业、环境、地质、考古等领域。目前,国内热电离质谱仪基本还处于科研样机阶段,不具备商业化的生产配套能力。
[0003]热电离质谱仪(TIMS)主要由离子源、磁质量分析器、检测器、电控系统及软件系统等组成。其中电控系统是实现各个底层硬件有效控制的主要手段,是磁质谱仪重要的组成部分,直接决定仪器的测量精度、控制精度,影响仪器灵敏度、分辨率等关键技术指标。
技术实现思路
>[0004]本专利本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种热电离质谱仪电控系统,其特征在于,包括:控制计算机(1)和供电模块,所述供电模块包括与外电源分别相连的电磁铁供电单元(2)、离子电流检测单元(3)、电离器供电单元(4)和高压供电单元(5),所述控制计算机(1)分别与电磁铁供电单元(2)、离子电流检测单元(3)、电离器单元和高压稳定器通信连接,所述电磁铁供电单元(2)用于根据所述控制计算机(1)发出的质量分析电磁铁(100)电流设定指令,将外电源转换为质量分析电磁铁(100)设定电流后提供给质量分析电磁铁(100),所述离子电流检测单元(3)用于测量离子接收器(200)接收的离子电流,并传输给控制计算机(1),所述电离器供电单元(4)用于根据所述控制计算机(1)发出的电离器电流设定指令,将外电源转换为电离器设定电流后提供给离子源(300)的蒸发带或电离带,所述高压供电单元(5)用于根据所述控制计算机(1)发出的离子光学透镜各电极电流设定指令,将外电源分别转换为离子光学透镜各电极设定电流后提供给离子光学透镜相应的电极。2.根据权利要求1所述的热电离质谱仪电控系统,其特征在于,所述电磁铁供电单元(2)包括电磁铁电源模块(21)、整形器(22)和扫描稳定器(23),所述外电源、电磁铁电源模块(21)、整形器(22)和质量分析电磁铁(100)的电磁铁线圈依次相连,所述控制计算机(1)、扫描稳定器(23)和质量分析电磁铁(100)的磁感应线圈依次相连,所述电磁铁电源模块(21)用于将外电源转换为0.2~16A范围内的可调电流,所述整形器(22)用于对电磁铁电源模块(21)输出的电流进行脉冲宽度调制,以形成所述质量分析电磁铁(100)设定电流并传输至质量分析电磁铁(100)的电磁铁线圈,所述扫描稳定器(23)扫描质量分析电磁铁(100)的磁感应线圈产生的磁场电流,并反馈至所述控制计算机(1),所述控制计算机(1)用于根据质量分析电磁铁(100)的磁感应线圈产生的磁场电流调整所述质量分析电磁铁(100)设定电流,并通过扫描稳定器(23)向整形器(22)发出调整质量分析电磁铁(100)设定电流的指令。3.根据权利要求1所述的热电离质谱仪电控系统,其特征在于,所述离子电流检测单元(3)包括法拉第杯静电放大模块(31)、二次电子倍增器静电放大模块(32)和电压频率转换器(33),所述控制计算机(1)与电压频率转换器(33)相连,所述电压频率转换器(33)分别与法拉第杯静电放大模块(31)和二次电子倍增器静电放大模块(32)相连,所述法拉第杯静电放大模块(31)和二次电子倍增器静电放大模块(32)分别与离子接收器(200)相连,所述离子接收器(200)捕捉到的离子电流信号通过法拉第杯静电放大模块(31)或二次电子倍增器静电放大模块(32)放大成电压信号并传输至电压频率转换器(33),所述电压频率转换器(33)将所述电压信号转换为脉冲频率信号并传输至所述控制计算机(1)。4.根据权利要求3所述的热电离质谱仪电控系统,其特征在于,所述法拉第杯静电放大模块(31)包括多个法拉第杯静电放大器(311),多个法拉第杯静电放大器(311)与离子接收器(200)的多个法拉第杯一一对应,所述法拉第杯静电放大器(311)与相应的法拉第杯相连,用于接收相应法拉第杯检测到的6.0
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10
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14
A~2.7
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10
A
的离子流...
【专利技术属性】
技术研发人员:王志强,刘权卫,赵宇菲,张兆清,侯留东,赵雅平,陈云清,陈勇,
申请(专利权)人:中国核电工程有限公司,
类型:发明
国别省市:
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