电子俘获检测器的灵敏度自动检测方法及其装置与流程

本发明涉及检测技术领域，更具体地，涉及一种电子俘获检测器的灵敏度自动检测方法及其装置。

背景技术：

现有的较常见的固定基流脉冲调制式电压供电电子俘获检测器(ECD)如图1所示，在ECD的腔体1内封装着放射性同位素(如⁶³Ni放射性同位素)，当栽气进入检测器腔体1内时，在β粒子的轰击下被电离，形成正离子和自由电子；自由电子被样品中具有电子亲和力的化合物吸收形成负离子。可将脉冲电压加到检测器电极上测量离子电流。由于负离子的迁移速度远比自由电子小，达到正电极的时间较长，并易于与正离子结合，所以离子浓度下降，每个脉冲收集的电子数量将减少，电流也减少。在没有样品时，电子数量将保持不变，以目标电流I_R为参考，流经线圈2的基本电流(即与收集的电子流向相反，大小相等)与平均脉冲电流的差值恒定(如为零)。但是，当有样品时，电离出的电子与正离子结合，数量减少，基本电流与平均脉冲电流的差值产生变化，通过放大器3将上述差值放大后，可发现基本电流减小ΔI，且ΔI与收集到的样品电离量ΔC成正比，最后将ΔI与设定的目标电流(I_R)比较，经运放输出相应的电压ΔV，由电压-脉冲转换器VFC 4转换成频率变化Δf输出，形成检测色谱结果。同时，为了增加电子的收集量，恢复基本电流的大小，可提高脉冲的频率，并经脉冲整形器5调节到固定的脉宽脉高，反馈到ECD检测电极上，从而保持恒定的基本电流。

但是，当ECD的腔体受到污染或者其他因素的影响时，腔体内的放射性同位素的放射性降低，被电离出的电子的数目将减小。为了增加电离电子的数量，现有线路会增大脉冲频率，但是，增大脉冲频率会增加使用ECD的气相色谱仪的色谱中基线(即无样品时测量所得的线谱)的高度，对测量数据的性噪比产生影响(即色谱中样品的峰值与噪声产生峰值的比值减小)，进而降低ECD检测的灵敏度。为了消除对性噪比的影响，一般通过 改变目标电流的大小来改变脉冲基本频率的大小，并且只有在一定的目标电流范围内，ECD才会有较高的性噪比和灵敏度(即调节目标电流的大小，可找到使得样品峰值增大的目标电流的范围)。但是，目前调节目标电流的大小主要是用过用户手动操作来完成，在调节过程中需要不断观察测试结果，即色谱来确定较佳的目标电流，调节过程繁琐，严重降低测试效率。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明公开了一种电子俘获检测器的灵敏度自动调节方法及其装置，可自动调整电子俘获检测器的目标电流的大小，始终保持电子俘获检测器较高的灵敏度。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式公开了一种电子俘获检测器的灵敏度自动调节方法，包括以下步骤：

检测步骤，检测电子俘获检测器中电压脉冲的当前基本频率；

第一判断步骤，判断检测到的当前基本频率是否超出电压脉冲的预定基本频率范围，并输出判断结果；

生成步骤，如果判断的结果为是，则生成调节电子俘获检测器的目标电流的调节指令；

调节步骤，根据调节指令来调节目标电流的大小，以供电子俘获检测器根据被调节后的目标电流的大小来调节电压脉冲的基本频率。

通过预先设定对应较高的电子俘获检测器灵敏度或者较高的测量结果信噪比的脉冲基本频率范围，电子俘获检测器能够自动调整电子俘获检测器的其目标电流的大小，以在电子俘获检测器腔体受到污染或者其他因素影响，致使测量得到的色谱基线升高时，使得测量所得的色谱的信噪比不受影响，保持电子俘获检测器较高的灵敏度。

在一优选例中，上述生成步骤包括以下子步骤：

第一子步骤，如果当前基本频率大于第一预定基本频率，则生成表示减小目标电流的调节指令；

第二子步骤，如果当前基本频率小于第二预定基本频率，则生成表示增大目标电流的调节指令；

其中，第一预定基本频率大于或者等于第二预定基本频率，且第一预定基本频率和第 二预定频率都在预定基本频率范围内。

在另一优选例中，第一预定基本频率大于所述第二预定基本频率，且第一预定基本频率和第二预定基本频率界定所述预定基本频率范围。

在另一优选例中，表示减小目标电流的调节指令包括目标电流的幅值减小量，且幅值减小量随当前基本频率与预定基本频率中的最大值的差值的减小/增大而单调递减/递增；表示增大目标电流的调节指令包括目标电流的幅值增大量，且幅值增大量随当前基本频率与预定基本频率中的最小值的差值的减小/增大而单调递减/递增。

在另一优选例中，表示减小目标电流的调节指令包括减小目标电流的幅值减小量，表示增大所述目标电流的调节指令包括增大所述目标电流的幅值增大量，幅值减小量与幅值增大量相等。

在另一优选例中，在第一判断步骤之前，还包括以下步骤：

第二判断步骤，判断检测到的当前基本频率是否大于预定基本频率阈值；

发送步骤，如果判断结果为是，则发送表示电子俘获检测器的腔体污染严重的故障信号；

执行步骤，如果判断结果为否，则执行上述第一判断步骤；

其中，预定基本频率阈值大于预定基本频率范围内的最大值。

在脉冲的基本频率超过最大范围时，说明电子俘获检测器的腔体污染太严重，此时发送故障信号可提醒用户清洗腔体或者更换放射源，间接改善测量条件，提高测量的准确性。

在另一优选例中，在检测步骤中，通过监测由电子俘获检测器的检测结果所得的色谱的基线电压，检测当前基本频率。

本发明的实施方式还公开了一种电子俘获检测器的灵敏度自动调节装置，包括：

检测单元，用于检测电子俘获检测器中电压脉冲的当前基本频率；

第一判断单元，用于判断检测到的当前基本频率是否超出电压脉冲的预定基本频率范围，并输出判断结果；

生成单元，用于当第一判断单元的判断结果为是时，生成调节电子俘获检测器的目标电流的调节指令；

调节单元，用于根据调节指令调节目标电流的大小，以供电子俘获检测器根据调节后的目标电流的大小调节电压脉冲的的基本频率。

在一优选例中，上述生成单元进一步被配置为：

当当前基本频率大于第一预定基本频率时，生成表示减小目标电流的调节指令；

当当前基本频率小于第二预定基本频率时，生成表示增大目标电流的调节指令；

其中，第一预定基本频率大于或者等于第二预定基本频率，且第一预定基本频率和第二预定频率都在预定基本频率范围内。

在另一优选例中，表示减小目标电流的调节指令包括目标电流的幅值减小量，且幅值减小量随当前基本频率与预定基本频率中的最大值的差值的减小/增大而单调递减/递增；表示增大目标电流的调节指令包括目标电流的幅值增大量，且幅值增大量随当前基本频率与预定基本频率中的最小值的差值的减小/增大而单调递减/递增。

在另一优选例中，上述自动检测装置还包括以下单元：

第二判断单元，用于判断检测到的当前基本频率是否大于预定基本频率阈值；

发送单元，用于在第二判断单元的判断结果为是时，发送表示电子俘获检测器的腔体污染严重的故障信号；

执行单元，用于在第二判断单元的判断结果为否时，控制第一判断单元执行判断，以判断检测到的当前基本频率是否超出预定基本频率范围；

其中，预定基本频率阈值大于预定基本频率范围的最大值。

在另一优选例中，上述电子俘获检测器用于气相色谱仪中，并且，

检测单元通过监测由电子俘获检测器的检测结果所得的色谱的基线电压，检测当前基本频率。

附图说明

图1是现有技术中电力俘获检测器的电路图；

图2是本发明第一实施方式的电子俘获检测器的灵敏度自动调节方法的流程示意图。

图3是本发明第二实施方式的电子俘获检测器的灵敏度自动调节装置的结构示意图。

具体实施方式

在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本发明而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本发明各权利要求所要求保护的技术方案。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。在以下附图的记载中，相同或者类似的附图标记指示相同或者类似的部件和组件，并有可能省略说明。

本发明的第一实施方式涉及一种电子俘获检测器的灵敏度自动调节方法。图2是该电子俘获检测器的灵敏度自动调节方法的流程示意图。

具体地说，如图1所示，该电子俘获检测器的灵敏度自动调节方法包括以下步骤：

在检测步骤201中，检测电子俘获检测器中电压脉冲的当前基本频率。

可以理解，预定基本频率范围可以通过实验获得，在预定基本频率范围内，电子俘获检测器的灵敏度较高或者色谱的信噪比最高，检测所得的色谱的信噪比不受俘获检测器腔体所受污染或者温度等因素的影响。

此后进入第一判断步骤202，判断检测到的当前基本频率是否超出电压脉冲的预定基本频率范围，并输出判断结果。

如果判断结果为是，则进入步骤203；否则，结束本流程。

在生成步骤203中，生成调节电子俘获检测器的目标电流的调节指令。

此后进入调节步骤204，根据调节指令来调节目标电流的大小，以供电子俘获检测器根据被调节后的目标电流的大小来调节电压脉冲的基本频率。

此后，结束本流程。

在本实施例中，可重复执行上述步骤201-204，直至当前基本频率落入预定基本频率范围之内。此时对应的目标电流，可使得电子俘获检测器ECD具有较高的灵敏度，使用该ECD气相色谱仪的测量结果信噪比保持不变或较高。

此外，可以理解，调节指令的内容可通过多种方式确定，如增大目标电流或者减小目标电流，目标电流改变后，电子俘获检测器的电压脉冲的基本频率也随之发生改变。例如，在一优选例中，上述生成步骤203包括以下子步骤：

第一子步骤，如果当前基本频率大于第一预定基本频率，则生成表示减小目标电流的调节指令；第二子步骤，如果当前基本频率小于第二预定基本频率，则生成表示增大目标电流的调节指令；其中，第一预定基本频率大于或者等于第二预定基本频率，且第一预定基本频率和第二预定频率都在预定基本频率范围内。

优选地，在上述子步骤中，第一预定基本频率大于第二预定基本频率，且第一预定基本频率和第二预定基本频率界定预定基本频率范围。

在本发明的其他实施方式中，也可以采取其他方法调节目标电流的大小，在此不做限制，只要能将对应的脉冲的基本频率调节到目标基本频率范围之内便可。

一个具体地调节目标电流大小的实例如下：

假设当前基本电流大小为Ia，当前基本频率为Fa，第一预定基本频率和第二预定基本频率相等，都为F，则当Fa<F时，生成表示增大目标电流的调节指令，并根据该调节指令，将Ia增大至Ib，当Fa>F时，生成表示减小目标电流的调节指令，并根据该调节指令，将Ia减小为至Ic；当Ia调节为Ib或Ic后，ECD的电路会根据调节后的目标电流Ib或Ic，调节基本频率。然后重复检测步骤，检测调节后的基本频率是否落入预定基本频率范围之内，然后根据检测结果重复上述调节步骤，直至基本频率落入预定基本频率范围之内。

此外，可以理解，对于调节目标电流大小时，调节的幅度可根据具体情况而定，例如，在一优选例中，上述表示减小所述目标电流的调节指令包括目标电流的幅值减小量，且该幅值减小量随当前基本频率与预定基本频率中的最大值的差值的减小/增大而单调递减/递增；表示增大目标电流的调节指令包括所述目标电流的幅值增大量，且所述幅值增大量随当前基本频率与预定基本频率中的最小值的差值的减小/增大而单调递减/递增。即差值越大，幅值减小量或者幅值增大量越大，反之，差值越小，幅值减小量或者幅值增大量越小。优选地，幅值减小量与当前基本频率和预定基本频率的最大值的差值成正比；且幅值增大量与当前基本频率和预定基本频率中的最小值的差值成正比。可以理解，两者也可以不成正比。

在另一优选例中，表示减小目标电流的调节指令包括减小目标电流的幅值减小量，表示增大目标电流的调节指令包括增大目标电流的幅值增大量，幅值减小量与幅值增大量相等。

在实际应用中，会给ECD的基本频率设计一个范围，在超过这个范围的最大值时，说明ECD仪器腔体的污染严重，不适合进行测量。为此，在一优选例中，在上述第一判断步骤202之前，该自动检测方法还包括以下步骤：

第二判断步骤，判断检测到的当前基本频率是否大于预定基本频率阈值；

发送步骤，如果判断结果为是，则发送表示电子俘获检测器的腔体污染严重的故障信号；

执行步骤，如果判断结果为否，则执行上述第一判断步骤202；

其中，预定基本频率阈值大于预定基本频率范围内的最大值。

在脉冲的基本频率超过最大范围时，说明电子俘获检测器的腔体污染太严重，此时发送故障信号可提醒用户清洗腔体或者更换放射源，间接改善测量条件，提高测量的准确性。

此外，可以理解，在本发明的各实施方式中，可以通过各种方法检测ECD的当前基本频率。例如，基线电压与脉冲的频率成正比，因此，可通过监测基线电压来获取脉冲的当前基本频率，因而在一优选例中，在上述检测步骤201中，通过监测由电子俘获检测器的检测结果所得的色谱的基线电压，检测当前基本频率。

在本发明其他实施方式中，也可以通过其他方式检测当前基本频率，如直接监测电子俘获检测器电路中的电压-频率变换器将电压转换后的脉冲频率。

本发明通过设定对应较高的电子俘获检测器灵敏度或者较高的测量结果信噪比的脉冲基本频率范围，电子俘获检测器能够自动调整其目标电流的大小，以在电子俘获检测器腔体受到污染或者其他因素影响，致使测量得到的色谱基线升高时，使得测量所得的色谱的信噪比不受影响，保持电子俘获检测器较高的灵敏度。即本发明通过设定基本频率的范围，来替代现有的手动目标电流设置，无论ECD腔体的污染状态如何，都可以以一定的基本频率来施加脉冲，使得色谱的峰值高度一定，进而使峰值性噪比保持不变或更高，ECD灵敏度不受影响。

本发明的各方法实施方式均可以以软件、硬件、固件等方式实现。不管本发明是以软件、硬件、还是固件方式实现，指令代码都可以存储在任何类型的计算机可访问的存储器中(例如永久的或者可修改的，易失性的或者非易失性的，固态的或者非固态的，固定的或者可更换的介质等等)。同样，存储器可以例如是可编程阵列逻辑(Programmable Array Logic，简称“PAL”)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称“RAM”)、可编程只读存储器(Programmable Read Only Memory，简称“PROM”)、只读存储器(Read-Only Memory，简称“ROM”)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable ROM，简称“EEPROM”)、磁盘、光盘、数字通用光盘(Digital Versatile Disc，简称“DVD”)等等。

本发明的第二实施方式公开了一种电子俘获检测器的灵敏度自动调节装置。图3是该电子俘获检测器的灵敏度自动调节装置的结构示意图。

具体地说，如图3所示，该电子俘获检测器的灵敏度自动调节装置包括：

检测单元，用于检测电子俘获检测器中电压脉冲的当前基本频率。

第一判断单元，用于判断检测到的当前基本频率是否超出电压脉冲的预定基本频率范 围，并输出判断结果。

生成单元，用于当第一判断单元的判断结果为是时，生成调节电子俘获检测器的目标电流的调节指令。

调节单元，用于根据调节指令调节目标电流的大小，以供电子俘获检测器根据调节后的目标电流的大小调节电压脉冲的的基本频率。

在一优选例中，上述生成单元进一步被配置为：

当当前基本频率大于第一预定基本频率时，生成表示减小目标电流的调节指令；

当当前基本频率小于第二预定基本频率时，生成表示增大目标电流的调节指令；

其中，第一预定基本频率大于或者等于第二预定基本频率，且第一预定基本频率和第二预定频率都在预定基本频率范围内。

在另一优选例中，上述表示减小所述目标电流的调节指令包括目标电流的幅值减小量，且该幅值减小量随当前基本频率与预定基本频率中的最大值的差值的减小/增大而单调递减/递增；表示增大目标电流的调节指令包括所述目标电流的幅值增大量，且所述幅值增大量随当前基本频率与预定基本频率中的最小值的差值的减小/增大而单调递减/递增。。

在另一优选例中，该自动调节装置还包括以下单元：

第二判断单元，用于判断检测到的当前基本频率是否大于预定基本频率阈值；

发送单元，用于在第二判断单元的判断结果为是时，发送表示电子俘获检测器的腔体污染严重的故障信号；

执行单元，用于在第二判断单元的判断结果为否时，控制第一判断单元执行判断，以判断检测到的当前基本频率是否超出预定基本频率范围；

其中，预定基本频率阈值大于预定基本频率范围的最大值。

在另一优选例中，上述电子俘获检测器用于气相色谱仪中，并且，上述检测单元通过监测由电子俘获检测器的检测结果所得的色谱的基线电压，检测当前基本频率。

本实施方式是第一实施方式对应的装置实施方式，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

例如，在图1所示的ECD中，本发明的实现方式如下：

上述ECD的的灵敏度自动调节装置为一控制终端，在电子俘获检测器输出测试结果(输出信号)后，该控制终端的检测单元通过监测由测试结果所得的色谱的基线电压来检 测当前基本频率，如果第一判断单元判断出检测到的当前基本频率超出电压脉冲的预定基本频率范围，则生成单元生成调节指令，供调节单元调节ECD目标电流I_R的大小，假如当前基本频率大于预定基本频率范围的最大值，则该控制终端的调节单元根据调节指令减小ECD的I_R，随着I_R的减小，放大器3将当前脉冲平均电流与减小后的I_R的差值放大输出，ECD中的控制环(未示出)根据该差值，降低电压脉冲的基本频率，以使脉冲平均电流与减小后的I_R的差值保持预先设定的固定差值。基本频率降低后控制终端重复上述操作，直至基本频率落入预定基本频率的范围。

需要说明的是，本发明各设备实施方式中提到的各单元都是逻辑单元，在物理上，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现，这些逻辑单元本身的物理实现方式并不是最重要的，这些逻辑单元所实现的功能的组合才是解决本发明所提出的技术问题的关键。此外，为了突出本发明的创新部分，本发明上述各设备实施方式并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，这并不表明上述设备实施方式并不存在其它的单元。

需要说明的是，在本专利的权利要求和说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。