一种质谱仪检测器高压保护电路的制作方法

本发明属于质谱仪领域，尤其涉及其中的一种质谱仪检测器高压保护电路。

背景技术：

质谱仪主要由进样系统、离子源、离子导入和离子传输、质量分析器、探测器组成，同时辅以电学系统和真空系统保证仪器的正常运转。在电感耦合等离子体质谱分析仪器中，要对样品中微量的元素的种类和含量进行检测，样品经进样系统导入后进入处于高真空状态的离子化系统进行电离，常规的电离方法是电子离子化也就是电子轰击法。它是利用灯丝加热时产生的热电子与气相中的有机分子相互作用，使分子失去价电子，电离成为带正电荷的分子离子。如果分子离子的内能较大，就可能发生化学键断裂，生成m/z较小的碎片离子。这些离子和碎片在电磁场的引导下进入质量分析器，利用离子在磁场或电场中的运动性质，可将不同质荷比的离子分开，然后由检测器分别测量离子流的强度，得到特定的质谱图，而分子结构不同，质谱图也不同，根据峰的位置可以进行定性和结构分析，而峰的强度是和离子数成正比的，依此得到样品的定量信息。

质量分析器筛选出需要的离子信号后，这些离子高速进入检测器，在检测器里带正电荷的信号离子转换成了电子流，经检测器放大后输出的脉冲信号被检测器信号采集放大电路接收放大，并转换成容易被mcu检测的方波脉冲信号，一个脉冲就是一个计数值，计数数值的大小与质量分析器输出的带电离子数量成正比关系，理论上讲有一个带电离子就有一个计数值，但是由于进入检测器的离子流速度很快，检测器本身有死时间的局限性，所以被检测的带电离子和计数值很多时候不是一一对应关系，而是多个离子对应一个脉冲计数，mcu模块得到了需要的计数值后，把这些数据传给上位机，供上位机显示谱图用，而上位机根据需要进行适当的扣背景设置。

在实际检测中，会存在一定的信噪比，其过大将直接影响信号图谱的呈现，而且直接对检测器施加上千伏高压将会加速检测器的损耗，超过检测器的最大电压将会使得检测器直接报废，因此需要寻找一种能够解决上述问题的技术方案或方法。

技术实现要素：

有鉴于此，需要克服现有技术中的上述缺陷中的至少一个。本发明提供了一种质谱仪检测器高压保护电路，包括控制单元，高压直流源模块，用于控制所述高压直流源输出预定高压且与所述控制单元相联的高压设置组件，用于控制给所述高压直流源模块供电的开关控制组件，以及将所述高压直流源模块通信状态反馈给所述控制单元的反馈组件，所述反馈组件将所述高压直流源模块通信状态反馈给所述控制单元传递至所述控制单元，由所述控制单元进行判断是否整体电路是否状态正常，并进而控制所述开关控制组件给所述高压直流源模块进行供电，同时所述高压设置组件将控制所述高压直流源输出预定高压值输送至所述高压直流源，若所述控制单元判断所述整体电路正常，则输入所述检测器的电压为正常值，若所述控制单元判断所述整体电路不正常或不工作，则则输入所述检测器的电压为0。

根据本专利背景技术中对现有技术所述，在实际检测中，会存在一定的信噪比，其过大将直接影响信号图谱的呈现，而且直接对检测器施加上千伏高压将会加速检测器的损耗，超过检测器的最大电压将会使得检测器直接报废；而本发明公开的质谱仪检测器高压保护电路，采用对电路工作状态的判断，并通过控制开关电路对检测器进行供电和断电操作，保证检测器可以只在工作过程中具有电压，避免了长时间的无关损耗，同时，利用设置最高保护电压，可以避免检测器承载过高的电压，进一步保护了检测器，提升使用寿命。

另外，根据本发明公开的用于多准直器的转动结构还具有如下附加技术特征：

进一步地，所述高压直流源模块包括正高压直流源模块和负高压直流源模块；

所述正高压直流源模块状态：

所述控制单元将所述高压直流源输出预定正高压输送给所述高压设置组件并进一步输送给所述正高压直流源模块用于输出给所述检测器的正电源接线柱预设电压；同时，所述控制单元通过对来自所述反馈组件的由所述正高压直流源传输的工作状态信号进行判断，若正常，则控制所述开关控制组件启动向所述正高压直流源供电，若不正常或不工作，则断电；

所述负高压直流源模块状态：

所述控制单元将所述高压直流源输出预定负高压输送给所述高压设置组件并进一步输送给所述负高压直流源模块用于输出给所述检测器的负电源接线柱预设电压；同时，所述控制单元通过对来自所述反馈组件的由所述负高压直流源传输的工作状态信号进行判断，若正常，则控制所述开关控制组件启动向所述负高压直流源供电，若不正常或不工作，则断电。

更进一步地，所述高压设置组件包括高压设置数模转换单元和高压设置信号调理单元，所述高压设置数模转换单元联结所述控制单元且将来自预设目标电压值信号进行转换并传给所述高压设置信号调理单元，经调理后的电压值输送给所述高压直流源进行输出给检测器电压接线柱；

更进一步地，所述开关控制组件包括联结所述控制单元的用于控制固态继电器的开关电路，和受所述开关电路控制的固态继电器以及控制所述固态继电器的供电部件。

更进一步地，所述反馈组件包括用于调理来自所述高压直流源信号的反馈信号调理单元和将所述反馈信号进行模数转换且传给所述控制单元的且由此对电路工作状况进行判断的反馈模数转换单元。

进一步地，所述保护电路还包括上位机和用于在所述控制单元与所述上位机之间进行通信的通信单元。

优选地，所述上位机设置有是最高保护电压，所述最高保护电压的设定可以让输入到检测器上的电压不超过此保护电压，进一步确保了对检测器的保护。

本案中涉及的高压直流源包括反馈引脚(fb),设置引脚（vref）,供电端（vin），高压端（hv），所述反馈引脚与所述反馈组件相联，所述设置引脚与所述高压设置组件相联，所述供电端与所述开关控制组件相联，所述高压端与所述检测器的高压接线柱相联，若所述高压直流源为正高压直流源，则高压端为正高压端，与所述检测器正高压接线柱相联，若所述高压直流源为负高压直流源，则高压端为负高压端，与所述检测器负高压接线柱相联。

本发明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，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/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是根据本发明的正高电压保护电路原理框图；

图2是根据本发明的负高电压保护电路原理框图；

图1中，1上位机，2高压设置组件，21高压设置数模转换单元，22高压设置信号调理单元，3反馈组件，31反馈模数转换单元，32反馈信号调理单元，4通信单元，5高压直流源，51正高压直流源，52负高压直流源，6检测器接线柱，61检测器正电压接线柱，62检测器负电压接线柱，7开关控制组件，71开关电路，72固态继电器。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，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，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“底”、“顶”、“前”、“后”、“内”、“外”、“横”、“竖”、“内侧”、“外侧”等指示的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发明和简化描述，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发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“联接”、“连通”、“相连”、“连接”、“配合”应做广义理解，例如，可以是固定连接，一体地连接，也可以是可拆卸连接；可以是两个元件内部的连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；“配合”可以是面与面的配合，也可以是点与面或线与面的配合，也包括孔轴的配合，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的发明构思如下，采用对电路工作状态的判断，并通过控制开关电路对检测器进行供电和断电操作，保证检测器可以只在工作过程中具有电压，避免了长时间的无关损耗，同时，利用设置最高保护电压，可以避免检测器承载过高的电压，进一步保护了检测器，提升使用寿命。

下面将参照附图来描述本发明的粘钢片的对位装置，其中图1是根据本发明的正高电压保护电路原理框图；图2是根据本发明的负高电压保护电路原理框图。

根据本发明的实施例，如图1、2所示，本发明公开的高压保护电路，包括控制单元，高压直流源模块，用于控制所述高压直流源输出预定高压且与所述控制单元相联的高压设置组件，用于控制给所述高压直流源模块供电的开关控制组件，以及将所述高压直流源模块通信状态反馈给所述控制单元的反馈组件，所述反馈组件将所述高压直流源模块通信状态反馈给所述控制单元传递至所述控制单元，由所述控制单元进行判断是否整体电路是否状态正常，并进而控制所述开关控制组件给所述高压直流源模块进行供电，同时所述高压设置组件将控制所述高压直流源输出预定高压值输送至所述高压直流源，若所述控制单元判断所述整体电路正常，则输入所述检测器的电压为正常值，若所述控制单元判断所述整体电路不正常或不工作，则则输入所述检测器的电压为0。

另外，根据本发明公开的用于多准直器的转动结构的还具有如下附加技术特征：

根据本发明的一些实施例，所述高压直流源模块包括正高压直流源模块和负高压直流源模块；

所述正高压直流源模块状态：

所述控制单元将所述高压直流源输出预定正高压输送给所述高压设置组件并进一步输送给所述正高压直流源模块用于输出给所述检测器的正电源接线柱预设电压；同时，所述控制单元通过对来自所述反馈组件的由所述正高压直流源传输的工作状态信号进行判断，若正常，则控制所述开关控制组件启动向所述正高压直流源供电，若不正常或不工作，则断电；

所述负高压直流源模块状态：

所述控制单元将所述高压直流源输出预定负高压输送给所述高压设置组件并进一步输送给所述负高压直流源模块用于输出给所述检测器的负电源接线柱预设电压；同时，所述控制单元通过对来自所述反馈组件的由所述负高压直流源传输的工作状态信号进行判断，若正常，则控制所述开关控制组件启动向所述负高压直流源供电，若不正常或不工作，则断电。

根据本发明的一个实施例，所述高压设置组件包括高压设置数模转换单元和高压设置信号调理单元，所述高压设置数模转换单元联结所述控制单元且将来自预设目标电压值信号进行转换并传给所述高压设置信号调理单元，经调理后的电压值输送给所述高压直流源进行输出给检测器电压接线柱，所述高压设置信号调理单元将预设的高压值输送到所述高压直流源的设置引脚；

根据本发明的一个实施例，所述开关控制组件包括联结所述控制单元的用于控制固态继电器的开关电路，和受所述开关电路控制的固态继电器以及控制所述固态继电器的供电部件。

根据本发明的一个实施例，所述反馈组件包括用于调理来自所述高压直流源信号的反馈信号调理单元和将所述反馈信号进行模数转换且传给所述控制单元的且由此对电路工作状况进行判断的反馈模数转换单元。

根据本发明的一些实施例，所述保护电路还包括上位机和用于在所述控制单元与所述上位机之间进行通信的通信单元。

优选地，所述上位机设置有是最高保护电压，所述最高保护电压的设定可以让输入到检测器上的电压不超过此保护电压，进一步确保了对检测器的保护。

本案中涉及的高压直流源包括反馈引脚(fb),设置引脚（vref）,供电端（vin），高压端（hv），所述反馈引脚与所述反馈组件相联，所述设置引脚与所述高压设置组件相联，所述供电端与所述开关控制组件相联，所述高压端与所述检测器的高压接线柱相联，若所述高压直流源为正高压直流源，则高压端为正高压端，与所述检测器正高压接线柱相联，若所述高压直流源为负高压直流源，则高压端为负高压端，与所述检测器负高压接线柱相联。

任何提及“一个实施例”、“实施例”、“示意性实施例”等意指结合该实施例描述的具体构件、结构或者特点包含于本发明的至少一个实施例中。在本说明书各处的该示意性表述不一定指的是相同的实施例。而且，当结合任何实施例描述具体构件、结构或者特点时，所主张的是，结合其他的实施例实现这样的构件、结构或者特点均落在本领域技术人员的范围之内。

尽管参照本发明的多个示意性实施例对本发明的具体实施方式进行了详细的描述，但是必须理解，本领域技术人员可以设计出多种其他的改进和实施例，这些改进和实施例将落在本发明原理的精神和范围之内。具体而言，在前述公开、附图以及权利要求的范围之内，可以在零部件和/或者从属组合布局的布置方面作出合理的变型和改进，而不会脱离本发明的精神。除了零部件和/或布局方面的变型和改进，其范围由所附权利要求及其等同物限定。