在此介绍了一种新颖的电子倍增器，该电子倍增器作为接收输入信号的仪器来实时调整下游倍增电极的增益。具体地，本发明专利技术的这些方法、电子倍增器结构、及连接的控制电路使得能够在接收到一个预定的门限检测信号时在飞行控制信号上生成一个合量，从而能够调节该设备的输出端附近的一个或多个下游倍增电极的电压。因此，如在此提出的这样一个新颖的设计防止该仪器的输出端附近的倍增电极暴露在有害的电流脉冲中，该有害的电流脉冲会加速对该设备而言是必需的倍增电极结构的老化过程。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有动态増益控制的离散倍増电极检测器 专利技术背景专利
本专利技术涉及粒子检测器仪器领域。更具体地说，本专利技术涉及电子倍増器，其中对由中间倍增电极生成的实时信号进行监测以实时调节该仪器的输出端附近的倍增电极的增益。 相关技术讨论电子倍增器经常用作检测质谱提供的粒子(如光子、中性分子、和/或离子)的检测器。虽然这类设备的几何结构可以不同，但是ー个共同的有益设计包括一个阴极、一个阳极、及连接到多个布置了大约10-25个离散电子倍増器的结构上的一串电阻器与电容器。共同地，此种安排提供了多个级，当在大约1000-5000V之间的电压下操作时，这些级使增 益经常处于大约IO5到大约IO7之间。有益地，当被配置成用于通过质量分析器运行时，倍增电极(离散)几何结构及运行參数经常被用作离子检测器的一部分，如(但不限干)质量过滤器、离子阱、及飞行时间质谱仪，其中当在不同的扫描模式中运行或当记录时间瞬态吋，离子流的重要的变差是普遍的。经常会设计ー对倍增电极之间的电位差，从而使得攻击倍増电极的电子可以产生ー个以上的次级电子。每个原电子在ー个特定的倍增电极上产生的次级电子的平均数是该电子倍増器在该级的増益与整个电子倍増器的增益是在每个级从阴极到最后ー个倍增电极的增益的积。增加施加到电子倍增器的电压典型地增加了倍增电极之间的电压，增加了每个级的増益，由此增加了整个倍增器的増益。对于检测低电平信号从而提高信噪比，通过高増益来运行这些检测器是需要的。然而，这种高增益值及因此的高次级电子流导致沿着各个倍增电极结构的电流放大的最终级中的强电子电流。尽管离散倍増电极体系结构的是使用可以更好地控制该串的最終部分中的每个倍增电极，但是这种有益的设计仍然不能完全阻止强电子电流攻击设备输出端附近的倍増电极。当使用离散倍増电极电子倍增器时，老化的主要原因之ー是邻近仪器阳极的ー个或多个倍增电极的表面的积碳。过多的积碳的累积归于每单位面积更高剂量的来自阳极附近的倍增电极的次级电子，这些次级电子使碳能够结合到倍增电极的表面，这减少了次级产额。作为该现象的一部分，碳的有害积累在不理想的真空条件下更快地发生，最典型的是离子阱仪器。本领域普通技术人员已运用多种方法来解决这个问题，包括1)降低背景压力来减少碳的积累；2)増加遭电子轰击的倍增电极的有效表面积；以及3)拆卸倍増电极结构以清洁和/或翻新设备。然而，尽管已经示出了这些方法来在某种程度上缓解倍增电极结构的老化过程，因为技术上的难题及相关联的成本，它们经常不是总被需要的。在美国专利号6，841，936中描述并要求了在一个初始时期中遇到较大输入信号时限制仪器的响应的电子倍増器的背景信息，该专利于2005年I月11日颁发给凯勒(Keller)等人并且其题目为“快速恢复电子倍增器(FAST RECOVERY ELECTRONMULTIPLIER)”，包括以下内容“一种改进的电子倍増器偏置网络，在倍増器面对非常大的输入信号吋，该网络限制倍増器的响应，但随后允许倍增器在该较大输入信号之后快速恢复。在ー个方面，本专利技术提供了一种电子倍増器，该电子倍増器具有一个阴极，该阴极响应于接收到粒子而发射电子，其中该粒子是带电粒子、中性粒子、或光子之一；一串有序的倍增电极，其中每个倍増电极从前一个倍增电极接收电子并且发射更多的电子以被该串中的下ー个倍增电极接收，其中该串有序的倍增电极串中的第一倍增电极接收由阴极发射的电子；一个阳极，该阳极收集该有序的倍增电极串中的最后ー个倍增电极发射的电子；ー个偏置系统，该偏置系统使该有序的倍增电极串中的每个倍增电极偏向ー个特定的电势；一个电荷库集合，其中该电荷库集合中的每个电荷库与该有序的倍增电极串中的倍增电极之一相连接；以及一个隔离元件，该隔离元件处于这些倍增电极之一与其对应的电荷库之间，其中该隔离元件被配置成用于当该倍増器接收ー个较大输入信号时，控制该电子倍増器的响应，从而允许该倍增器以一种受控的并且快速的方式进入及退出饱和。”在美国专利号5，367，222中描述并要求了包括ー种为在阳极附近的倍増电极提供反馈的增益控制电路的光电倍增检测器的背景信息，该专利于1994年11月22日颁发给大卫· M ·宾克利(David M. Binkley)并且其题目为“光电倍增管的远程增益控制电 路(REMOTE GAIN CONTROL CIRCUIT FOR PHOTOMULTIPLIER TUBES)，包括以下内容“用于远程控制光电倍增管(PMT (12))的增益的增益控制电路(10)。该远程增益控制电路(10)可与ー个具有任何选中数目的倍增电极(DY)的PMT (12)—起使用。该远程增益控制电路(10)连接到在倍増电极串中最靠近阳极(16)的最后ー个倍增电极上，该电路控制倍増电极总供电电压并且影响每个倍增电极(DY)的增益。本专利技术的远程增益控制电路(10)包括ー个集成电路运算放大器(U1)、一个高压晶体管(Q1)、多个电阻器(R)、多个电容器(C)、及多个ニ极管(D )。负反馈用于设置最后ー个倍增电极电压，该电压与ー个电压源(如数-模转换器)提供的增益控制电压控制的电压是成比例的。本专利技术的控制电路(10)使用ー个单ー连接线(22 )连接到最后ー个倍增电极上。”在美国专利号4，804，891中描述并要求了ー种具有通过至少一个倍增电极上的偏置改变而增益控制的光电倍增检测器的背景信息，该专利于1989年2月14日颁发给哈罗德· E ·斯威尼(Harold E. Sweeney)并且其题目为“具有增益控制的光电倍增管(PHOTOMULTIPLIER TUBE WITH GAIN CONTROL)”，包括以下内容“通过在管的阳极及阴极之间的若干倍增电极中的至少ー个上的偏置电压的手动或自动改变来实现具有多个倍增电极级的光电倍增管中的改进的增益控制。以此方式，通过最小的偏置电压摆幅获得最大的管增益变化。”在美国专利号3，614，646中描述并要求了ー种具有自动增益控制的光电倍增检测器的背景信息，该专利于1971年10月19日颁发给厄尔· T ·汉森(Earl T. Hansen)并且其题目为“使用光电子发射器-传感器后向倍增电极偏置的光电倍增管AGC(PHOTOMULTIPLIER TUBE AGC USING PH0T0EMITTER-SENS0R FRO DYNODE BIASING)”，包括以下内容“一种光电倍増管自动增益控制电路，其中多个邻接倍增电极之间的偏置电势与光电倍增器输出信号的幅值反向不同。对该输出信号进行检测并且将其施加到ー个为上述倍増电极而与偏置网络分流连接的光电子发射器-传感器上。”因此，在粒子检测领域，存在当以高增益运行时提高这样的结构的操作寿命的需要。如在此所披露的，本专利技术通过提供一种新颖的中间倍增电极结构及连接的电路来调节増益及由此的设备输出端附近的一个或多个下游倍增电极的次级发射強度(无论输入信号有多強)而解决了这种需要。 专利技术概述本专利技术针对ー种新颖的粒子检测器，该粒子检测器包括一个阴极，该阴极响应于接收到表示ー个或多个输入信号的入射粒子而发射电子；多个级联倍增电极，该多个级联倍增电极被配置成用于在与所接收的入射粒子的数量有关的ー个阳极上提供ー个感应电流；一个插入的倍本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：VV科夫托恩，R马图尔，
申请(专利权)人：赛默菲尼根有限责任公司，
类型：
国别省市：
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