可控高壓交流電源的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種可控高壓交流電源，用于對質(zhì)譜儀中的離子透鏡系統(tǒng)提供電場，包括：數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，用以提供基準(zhǔn)電壓；交流幅度調(diào)節(jié)模塊，耦接數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，用以根據(jù)基準(zhǔn)電壓輸出第一直流電壓；開關(guān)模塊，耦接交流幅度調(diào)節(jié)模塊，用以根據(jù)第一直流電壓的驅(qū)動(dòng)輸出第一交流電壓；變壓器，耦接開關(guān)模塊，其一次側(cè)輸入第一交流電壓，其二次側(cè)輸出第二交流電壓；分壓模塊，耦接變壓器，用以對第二交流電壓進(jìn)行分壓；檢波模塊，輸入端耦接分壓模塊，輸出端耦接交流幅度調(diào)節(jié)模塊，用以將分壓模塊對第二交流電壓分壓后的電壓反饋至交流幅度調(diào)節(jié)模塊；輸出端，耦接變壓器，用以輸出第二交流電壓。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對離子透鏡系統(tǒng)中的電場進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。
【專利說明】可控高壓交流電源

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及質(zhì)譜儀的離子傳輸系統(tǒng)，特別涉及用于給離子透鏡提供電場的可控高壓交流電源。

【背景技術(shù)】
[0002]電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)(ICP-MS)是20世紀(jì)70年代迅速發(fā)展起來的分析測試技術(shù)，其原理是利用電感耦合等離子體將分析樣品中所含的元素離子化為帶電離子，通過離子傳輸系統(tǒng)將帶電離子引入質(zhì)量分析器中，按不同質(zhì)荷比分開，經(jīng)探測器將離子電流放大后，由測控系統(tǒng)處理給出分析結(jié)果。與其它分析技術(shù)相比，ICP-MS具有檢出限低、線性范圍寬、可快速同時(shí)檢測各種元素等優(yōu)點(diǎn)。隨著應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，ICP-MS已發(fā)展成為本領(lǐng)域的一種常規(guī)的分析測試技術(shù)。
[0003]質(zhì)譜儀主要由進(jìn)樣系統(tǒng)、離子源、離子導(dǎo)入和離子傳輸、質(zhì)量分析器、探測器組成，其中離子傳輸是質(zhì)譜儀的重要組成部分，其主要通過離子透鏡系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，而在離子透鏡系統(tǒng)中，電場對離子傳輸起到至關(guān)重要的作用，因?yàn)槿缦聝牲c(diǎn):
首先，一定強(qiáng)度的電場可以對離子進(jìn)行偏轉(zhuǎn)，通過多級偏轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)濾除光子、電子和未電離粒子；
其次，進(jìn)入離子透鏡的離子，需要在一定的電場作用下，才能高效地引導(dǎo)離子的傳輸。
[0004]基于以上兩點(diǎn)，可知電場對離子傳輸?shù)闹匾裕虼?，為了更好地?shí)現(xiàn)離子傳輸，通常需要給離子透鏡提供較為合適的電場。
[0005]然而，目前國內(nèi)現(xiàn)有的技術(shù)，缺少對離子透鏡電場的實(shí)時(shí)控制和優(yōu)化調(diào)節(jié)，具體地說，缺少對提供電場的電源進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，比如，缺少對交流電源的實(shí)時(shí)控制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于上述，有必要針對現(xiàn)有的缺少對交流電源的進(jìn)行實(shí)時(shí)控制的不足問題提出可控高壓交流電源。
[0007]—種可控高壓交流電源，用于對質(zhì)譜儀中的離子透鏡系統(tǒng)提供電場，包括:
數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，用以提供基準(zhǔn)電壓；
交流幅度調(diào)節(jié)模塊，耦接于所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，用以根據(jù)所述基準(zhǔn)電壓輸出第一直流電壓；
開關(guān)模塊，耦接于所述交流幅度調(diào)節(jié)模塊，用以根據(jù)所述第一直流電壓的驅(qū)動(dòng)輸出第一交流電壓；
變壓器，耦接于所述開關(guān)模塊，其一次側(cè)輸入所述第一交流電壓，其二次側(cè)輸出第二交流電壓；
分壓模塊，耦接于所述變壓器，用以對所述第二交流電壓進(jìn)行分壓；
檢波模塊，輸入端耦接于所述分壓模塊，輸出端耦接于所述交流幅度調(diào)節(jié)模塊，用以將所述分壓模塊對所述第二交流電壓分壓后的電壓反饋至所述交流幅度調(diào)節(jié)模塊；以及輸出端，耦接于所述變壓器，用以輸出所述第二交流電壓。
[0008]在一實(shí)施方式中，所述變壓器包括第一線圈、第二線圈、第三線圈，所述第一線圈、第三線圈位于所述變壓器的一次側(cè)，所述第二線圈位于所述變壓器的二次側(cè)。
[0009]在一實(shí)施方式中，所述的可控高壓交流電源還包括:
選頻電容，耦接于所述第二線圈，與所述第二線圈構(gòu)成選頻網(wǎng)絡(luò)，所述選頻網(wǎng)絡(luò)用以調(diào)整所述變壓器輸出的所述第二交流電壓的頻率。
在一實(shí)施方式中，所述的可控高壓交流電源還包括:
直流偏置電壓模塊，輸入端耦接于所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，輸出端耦接于所述第二線圈，用以對所述選頻網(wǎng)絡(luò)提供直流偏置電壓。
[0010]在一實(shí)施方式中，所述的可控高壓交流電源還包括:
幅度反饋模塊，耦接于所述第三線圈，用以反饋所述變壓器一次側(cè)輸入的所述第一交流電壓的幅度。
[0011]在一實(shí)施方式中，所述的可控高壓交流電源還包括:
電源切斷模塊，耦接于所述第一線圈，用以切斷所述變壓器的輸入。
[0012]在一實(shí)施方式中，所述變壓器包括高頻變壓器。
[0013]在一實(shí)施方式中，所述檢波模塊包括半波檢波模塊。
[0014]在一實(shí)施方式中，所述開關(guān)模塊包括場效應(yīng)管。
[0015]綜上，本發(fā)明所提出的可控高壓交流電源，能夠?qū)煽馗邏航涣麟娫吹妮敵鲞M(jìn)行實(shí)時(shí)控制，從而實(shí)現(xiàn)了對離子透鏡系統(tǒng)中的電場進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。并且還能夠?qū)﹄x子透鏡具有保護(hù)作用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1繪示了本發(fā)明一實(shí)施方式的可控高壓交流電源的模塊示意圖；
圖2繪示了本發(fā)明另一實(shí)施方式的可控高壓交流電源的模塊示意圖；以及圖3繪示了圖2所示的可控高壓交流電源的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]

【具體實(shí)施方式】
[0018]為了使本領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施方式的附圖，對本發(fā)明實(shí)施方式中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施方式僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施方式，而不是全部的實(shí)施方式。
[0019]關(guān)于本文中所出現(xiàn)的“耦接”，可以指兩模塊(或單元、元件)的直接連接，也可以指兩模塊(或單元、元件)的間接連接，即兩模塊(或單元、元件)間還存在其它模塊(或單元、元件)。
[0020]參照圖1，圖1繪示了本發(fā)明一實(shí)施方式的可控高壓交流電源的模塊示意圖。
[0021]本實(shí)施方式中，可控高壓交流電源100，用于對質(zhì)譜儀中的離子透鏡系統(tǒng)提供電場。
[0022]如圖1所示，可控高壓交流電源100，包括數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊110、交流幅度調(diào)節(jié)模塊120、開關(guān)模塊130、變壓器140、分壓模塊150、檢波模塊160及輸出端170。
[0023]數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊110，用以提供基準(zhǔn)電壓。
[0024]交流幅度調(diào)節(jié)模塊120，耦接于數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊110，用以根據(jù)基準(zhǔn)電壓輸出第一直流電壓。
[0025]開關(guān)模塊130，耦接于交流幅度調(diào)節(jié)模塊120，用以根據(jù)第一直流電壓的驅(qū)動(dòng)輸出第一交流電壓VI。
[0026]變壓器140,稱接于開關(guān)模塊130,其一次側(cè)輸入第一交流電壓VI,其二次側(cè)輸出第二交流電壓V2。
[0027]分壓模塊150，耦接于變壓器140，用以對第二交流電壓V2進(jìn)行分壓。
[0028]檢波模塊160，輸入端耦接于分壓模塊150，輸出端耦接于交流幅度調(diào)節(jié)模塊120，用以將分壓模塊150對第二交流電壓V2分壓后的電壓反饋至交流幅度調(diào)節(jié)模塊120，從而使得交流幅度調(diào)節(jié)模塊120可以對交流幅度進(jìn)行閉環(huán)控制。
[0029]輸出端170，耦接于變壓器140，用以輸出第二交流電壓V2。
[0030]參照圖2、3，圖2繪示了本發(fā)明另一實(shí)施方式的可控高壓交流電源的模塊示意圖，圖3繪示了圖2所示的可控高壓交流電源的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]本實(shí)施方式中，可控高壓交流電源100相對于圖1，還包括了選頻電容180、直流偏置電壓模塊190、幅度反饋模塊192、電源切斷模塊194。
[0032]結(jié)合圖2、圖3來看，變壓器140包括第一線圈N1、第二線圈N2及第三線圈N3，第一線圈N1、第三線圈N3位于變壓器140的一次側(cè)，第二線圈N2位于變壓器140的二次側(cè)，一次側(cè)輸入的第一交流電壓Vl與二次側(cè)輸出的第二交流電壓V2之比等于第一線圈NI與第二線圈N2的匝數(shù)之比，S卩，Vl:V2=N1:N2 (匝數(shù))。在一實(shí)施例中，變壓器140，可以是高頻變壓器。
[0033]選頻電容180，耦接于變壓器140第二線圈N2，與第二線圈N2構(gòu)成選頻網(wǎng)絡(luò)，即，構(gòu)成了 LC選頻網(wǎng)絡(luò)，此LC選頻網(wǎng)絡(luò)，可以用以調(diào)整變壓器140輸出的第二交流電壓V2的頻率。
[0034]直流偏置電壓模塊190，輸入端耦接于數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊110，輸出端耦接于變壓器140的第二線圈N2，用以對選頻網(wǎng)絡(luò)提供直流偏置電壓。
[0035]幅度反饋模塊192，耦接于變壓器140的第三線圈N3，用以反饋?zhàn)儔浩?40 —次側(cè)輸入的第一交流電壓Vl的幅度，配合交流幅度調(diào)節(jié)模塊120提供的直流門電壓控制開關(guān)模塊 130。
[0036]較佳地，在本實(shí)施方式中，可控高壓交流電源100，還可以包括電源切斷模塊194，耦接于變壓器140的第一線圈NI，用以切斷變壓器140的輸入，具體地說，當(dāng)離子透鏡系統(tǒng)所處的腔體真空狀態(tài)不滿足工作條件時(shí)，則此時(shí)，可以通過電源切斷模塊194切斷變壓器140的輸入，從而切斷可控高壓交流電源100的輸出，進(jìn)而保護(hù)了離子透鏡。
[0037]較佳地，本實(shí)施方式中，檢波模塊160，可以包括半波檢波模塊，則可以將交流進(jìn)行半波整流，然后將相位相差180°的半波通過二極管交替反饋至交流幅度調(diào)節(jié)電路120，從而實(shí)現(xiàn)幅度的穩(wěn)定控制。
[0038]較佳地，本實(shí)施方式中，開關(guān)模塊130，可以包括場效應(yīng)管，此時(shí)，幅度反饋模塊192反饋第一交流電壓Vl的幅度配合交流幅度調(diào)節(jié)模塊120提供的直流門電壓控制場效應(yīng)管的導(dǎo)通與截止，從而實(shí)現(xiàn)將第一交流電壓Vl輸入至變壓器140的第一線圈NI中。
[0039]綜上，本發(fā)明所提出的可控高壓交流電源，能夠?qū)煽馗邏航涣麟娫吹妮敵鲞M(jìn)行實(shí)時(shí)控制，從而實(shí)現(xiàn)了對離子透鏡系統(tǒng)中的電場進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。并且還能夠?qū)﹄x子透鏡具有保護(hù)作用。
[0040]以上僅表達(dá)了本發(fā)明的部分實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種可控高壓交流電源，用于對質(zhì)譜儀中的離子透鏡系統(tǒng)提供電場，其特征在于，包括: 數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，用以提供基準(zhǔn)電壓； 交流幅度調(diào)節(jié)模塊，耦接于所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，用以根據(jù)所述基準(zhǔn)電壓輸出第一直流電壓； 開關(guān)模塊，耦接于所述交流幅度調(diào)節(jié)模塊，用以根據(jù)所述第一直流電壓的驅(qū)動(dòng)輸出第一交流電壓； 變壓器，耦接于所述開關(guān)模塊，其一次側(cè)輸入所述第一交流電壓，其二次側(cè)輸出第二交流電壓； 分壓模塊，耦接于所述變壓器，用以對所述第二交流電壓進(jìn)行分壓； 檢波模塊，輸入端耦接于所述分壓模塊，輸出端耦接于所述交流幅度調(diào)節(jié)模塊，用以將所述分壓模塊對所述第二交流電壓分壓后的電壓反饋至所述交流幅度調(diào)節(jié)模塊；以及輸出端，耦接于所述變壓器，用以輸出所述第二交流電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控高壓交流電源，其特征在于，所述變壓器包括第一線圈、第二線圈、第三線圈，所述第一線圈、第三線圈位于所述變壓器的一次側(cè)，所述第二線圈位于所述變壓器的二次側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可控高壓交流電源，其特征在于，還包括: 選頻電容，耦接于所述第二線圈，與所述第二線圈構(gòu)成選頻網(wǎng)絡(luò)，所述選頻網(wǎng)絡(luò)用以調(diào)整所述變壓器輸出的所述第二交流電壓的頻率。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可控高壓交流電源，其特征在于，還包括: 直流偏置電壓模塊，輸入端耦接于所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，輸出端耦接于所述第二線圈，用以對所述選頻網(wǎng)絡(luò)提供直流偏置電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可控高壓交流電源，其特征在于，還包括: 幅度反饋模塊，耦接于所述第三線圈，用以反饋所述變壓器一次側(cè)輸入的所述第一交流電壓的幅度。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可控高壓交流電源，其特征在于，還包括: 電源切斷模塊，耦接于所述第一線圈，用以切斷所述變壓器的輸入。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可控高壓交流電源，其特征在于，所述變壓器包括高頻變壓器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控高壓交流電源，其特征在于，所述檢波模塊包括半波檢波模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控高壓交流電源，其特征在于，所述開關(guān)模塊包括場效應(yīng)管。
【文檔編號】H02M5/16GK104184334SQ201410436182
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月29日
【發(fā)明者】劉召貴, 李林, 丁志國, 粟舜地, 周立 申請人:江蘇天瑞儀器股份有限公司