可控高压直流电源的制作方法
【专利摘要】本实用新型提出了一种可控高压直流电源，用于对质谱仪中的离子透镜系统提供电场，包括：数模转换模块，用以提供基准电压；直流高压模块，用以提供第一直流电压；电压调理模块，耦接数模转换模块及直流高压模块，用以根据基准电压与第一直流电压产生第二直流电压；滤波模块，耦接电压调理模块，用以对第二直流电压进行滤波以产生第三直流电压；输出端，耦接滤波模块，用以输出第三直流电压；电压检测模块，耦接输出端，用以实时检测第三直流电压；模数转换模块，耦接电压检测模块，用以将电压检测模块所检测到的第三直流电压进行模数转换；控制模块，耦接数模转换模块与模数转换模块，用以根据模数转换模块的输入控制数模转换模块以提供基准电压。
【专利说明】可控高压直流电源
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及质谱仪的离子传输系统，特别涉及用于给离子透镜提供电场的可控高压直流电源。
【背景技术】
[0002]电感耦合等离子体质谱技术(ICP-MS)是20世纪70年代迅速发展起来的分析测试技术，其原理是利用电感耦合等离子体将分析样品中所含的元素离子化为带电离子，通过离子传输系统将带电离子引入质量分析器中，按不同质荷比分开，经探测器将离子电流放大后，由测控系统处理给出分析结果。与其它分析技术相比，ICP-MS具有检出限低、线性范围宽、可快速同时检测各种元素等优点。随着应用范围的扩大，ICP-MS已发展成为本领域的一种常规的分析测试技术。
[0003]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，其中离子传输是质谱仪的重要组成部分，其主要通过离子透镜系统来实现，而在离子透镜系统中，电场对离子传输起到至关重要的作用，因为如下两点:
[0004]首先，一定强度的电场可以对离子进行偏转，通过多级偏转，从而实现滤除光子、电子和未电离粒子；
[0005]其次，进入离子透镜的离子，需要在一定的电场作用下，才能高效地引导离子的传输。
[0006]基于以上两点，可知电场对离子传输的重要性，因此，为了更好地实现离子传输，通常需要给离子透镜提供较为合适的电场。
[0007]然而，目前国内现有的技术，缺少对离子透镜电场的实时控制和优化调节，具体地说，缺少对提供电场的电源进行实时控制，比如，缺少对直流电源的实时控制。
实用新型内容
[0008]鉴于上述，有必要针对现有的缺少对直流电源的进行实时控制的不足问题提出可控高压直流电源。
[0009]本实用新型的一方面提出了一种可控高压直流电源，用于对质谱仪中的离子透镜系统提供电场，包括:
[0010]数模转换模块，用以提供基准电压；
[0011]直流高压模块，用以提供第一直流电压；
[0012]电压调理模块，耦接于所述数模转换模块及所述直流高压模块，用以根据所述基准电压与所述第一直流电压产生第二直流电压；
[0013]滤波模块，耦接于所述电压调理模块，用以对所述第二直流电压进行滤波以产生第三直流电压；
[0014]输出端，耦接于所述滤波模块，用以输出所述第三直流电压；
[0015]电压检测模块，耦接于所述输出端，用以实时检测所述第三直流电压；
[0016]模数转换模块，耦接于所述电压检测模块，用以将所述电压检测模块所检测到的所述第三直流电压进行模数转换；以及
[0017]控制模块，耦接于所述数模转换模块与所述模数转换模块，用以根据所述模数转换模块的输入控制所述数模转换模块，以使所述数模转换模块提供所述基准电压。
[0018]在一实施方式中，可控高压直流电源还包括:
[0019]电源切断模块，耦接于控制模块与所述直流高压模块间，用以切断所述直流高压模块的输入。
[0020]在一实施方式中，所述直流高压模块为开关电源模块。
[0021]在一实施方式中，所述开关电源模块为输入+24V、输出-500V型开关电源。
[0022]在一实施方式中，所述数模转换模块或/与所述模数转换模块集成在所述控制模块中。
[0023]本实用新型的另一方面还提出了一种可控高压直流电源，用于对质谱仪中的离子透镜系统提供电场，包括:
[0024]数模转换模块，用以提供基准电压；
[0025]调压模块，耦接于所述数模转换模块，用以根据所述基准电压与反馈的第四直流电压产生第五直流电压；
[0026]直流高压模块，耦接于所述调压模块，用以根据第五直流电压输出第六直流电压；
[0027]滤波模块，耦接于所述直流高压模块，用以对所述第六直流电压进行滤波以产生所述第四直流电压；
[0028]输出端，耦接于所述滤波模块，用以输出所述第四直流电压；
[0029]电压检测模块，耦接于所述输出端，用以实时检测所反馈的所述第四直流电压；
[0030]模数转换模块，耦接于所述电压检测模块，用以将所述电压检测模块所检测到的所述第四直流电压进行模数转换；以及
[0031 ] 控制模块，耦接于所述数模转换模块与所述模数转换模块，用以根据所述模数转换模块的输入控制所述数模转换模块，以使所述数模转换模块提供所述基准电压。
[0032]在一实施方式中，可控高压直流电源还包括:
[0033]电源切断模块，耦接于控制模块与所述直流高压模块间，用以切断所述直流高压模块的输入。
[0034]在一实施方式中，所述直流高压模块为开关电源模块。
[0035]在一实施方式中，所述开关电源模块为输入+24V、输出-2000V型开关电源。
[0036]在一实施方式中，所述数模转换模块或/与所述模数转换模块集成在所述控制模块中。
[0037]综上，本实用新型所提出的可控高压直流电源，能够对可控高压直流电源的输出进行实时控制，从而实现了对离子透镜系统中的电场进行实时控制。并且还能够对离子透镜具有保护作用。
【专利附图】
【附图说明】
[0038]图1绘示了本实用新型一实施方式的可控高压直流电源的模块示意图；
[0039]图2绘示了本实用新型另一实施方式的可控高压直流电源的模块示意图。
【具体实施方式】
[0040]为了使本领域相关技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合本实用新型实施方式的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。
[0041]关于本文中所出现的“耦接”，可以指两模块(或单元、元件)的直接连接，也可以指两模块(或单元、元件)的间接连接，即两模块(或单元、元件)间还存在其它模块(或单元、元件)。
[0042]参照图1，图1绘示了本实用新型一实施方式的可控高压直流电源的模块示意图。
[0043]本实施方式中，可控高压直流电源100，用于对质谱仪中的离子透镜系统提供电场。
[0044]如图1所示，可控高压直流电源100包括数模转换模块110、直流高压模块120、电压调理模块130、滤波模块140、输出端150、电压检测模块160、模数转换模块170、控制模块180。
[0045]数模转换(DAC)模块110，用以提供基准电压。
[0046]直流高压模块120，用以提供第一直流电压。
[0047]在一实施例中，直流高压模块120，可以是开关电源模块，如可以是输入+24V、输出-500V的开关电源。
[0048]电压调理模块130，耦接于数模转换模块110及直流高压模块120，用以根据基准电压与第一直流电压产生第二直流电压，这里，电压调理模块130随着基准电压的改变而调整其输出，即，第二直流电压随着基准电压的调节而调节。
[0049]滤波模块140，耦接于电压调理模块130，用以对第二直流电压进行滤波以产生第三直流电压。
[0050]在一实施例中，滤波模块140，可以是电容，即通过电容来滤波，当然，在其它一些实施例中，滤波模块140可以是RC滤波器。
[0051]输出端150，耦接于滤波模块140，用以输出第三直流电压，即将滤波模块140滤波后的电压输出至相应的离子透镜。
[0052]电压检测模块160，耦接于输出端，用以实时检测第三直流电压。
[0053]模数转换(ADC)模块170，耦接于电压检测模块180，用以将电压检测模块180所检测到的第三直流电压进行模数转换，即，将电压检测模块180所检测到的电压进行模数转换。
[0054]控制模块180，耦接于数模转换模块110与模数转换模块170，用以根据模数转换模块170的输入控制数模转换模块110，以使数模转换模块110提供基准电压。
[0055]本实施方式中，由于电压检测模块160实时检测输出端150的输出，并且控制模块180根据输出端150的输出，对应控制数模转换模块110提供的基准电压，从而达成对可控高压直流电源100的输出进行实时控制，进而实现对离子透镜系统中的电场进行实时控制。
[0056]如图1所示，可控高压直流电源100，还包括电源切断模块190，耦接于控制模块180与直流高压模块120间，用以切断直流高压模块120的输入，具体地说，当离子透镜系统所处的腔体真空状态不满足工作条件时，可以通过电源切断模块190切断直流高压模块120的输入，从而切断可控高压直流电源100的输出，进而保护了离子透镜。
[0057]需说明的是，本实施方式中，数模转换模块110与模数转换模块170都是独立于控制模块180而设置，但是，在其它一些实施方式中，数模转换模块110或/与模数转换模块170可以集成在控制模块180中，换言之，数模转换模块110可以集成在控制模块180中，或者，模数转换模块170可以集成在控制模块180中，或者数模转换模块110与模数转换模块170都集成在控制模块180中。
[0058]参照图2，图2绘示了本实用新型另一实施方式的可控高压直流电源的模块示意图。
[0059]本实施方式中，可控高压直流电源200，用于对质谱仪中的离子透镜系统提供电场。
[0060]如图2所示，可控高压直流电源200包括数模转换模块210、调压模块220、直流高压模块230、滤波模块240、输出端250、电压检测模块260、模数转换模块270、控制模块280。
[0061]图2所示的可控高压直流电源200，相对于图1所示的可控高压直流电源100，主要差别在于，调压模块220与直流高压模块230及其连接方式，可控高压直流电源200的详细描述请参照下述。
[0062]数模转换(DAC)模块210，用以提供基准电压。
[0063]调压模块220，耦接于数模转换模块210，用以根据基准电压与反馈的第四直流电压产生第五直流电压，这里的第四直流电压，即输出端250反馈回来的电压，通过调压模块220的调节，可以调节直流高压模块230的输入电压。
[0064]直流高压模块230，耦接于调压模块220，用以根据第五直流电压输出第六直流电压，具体地说，根据调压模块220输出给直流高压模块230的电压，对应输出直流高压。
[0065]在一实施例中，直流高压模块230可以是开关电源模块，比如，可以是输入+24V、输出-2000V型开关电源。
[0066]滤波模块240，耦接于直流高压模块230，用以对第六直流电压进行滤波以产生第四直流电压。
[0067]输出端250，耦接于滤波模块240，用以输出第四直流电压，以将第四直流电压输出至相应的离子透镜。
[0068]电压检测模块260，耦接于输出端260，用以实时监测所反馈的第四直流电压，需说明的是，此电压检测模块260，也可以直接耦接于调压模块220，以检测反馈的第四直流电压。
[0069]模数转换模块270，耦接于电压检测模块260，用以将电压检测模块270所检测到的第四直流电压进行模数转换。
[0070]控制模块280，耦接于数模转换模块210与模数转换模块270，用以根据模数转换模块270的输入控制数模转换模块210，以使数模转换模块210提供基准电压。
[0071]类似地，可控高压直流电源200，还可以包括电源切断模块290，耦接于控制模块280与直流高压模块290间，用以切断直流高压模块230的输入，从而切断可控高压直流电源200输出电压至离子透镜，以保护离子透镜。
[0072]类似地，本实施方式中，数模转换模块210与模数转换模块270都是独立于控制模块180而设置，但是，在其它一些实施方式中，数模转换模块110或/与模数转换模块270可以集成在控制1旲块180中。
[0073]本实施方式中，调压模块220可以根据数模转换模块210提供的基准电压及输出端250反馈的输出电压，来调整调压模块220的输出，以调整直流高压模块230的输入，从而达成对可控高压直流电源200的输出进行实时控制，进而实现对离子透镜系统中的电场进行实时控制。
[0074]综上，本实用新型所提出的可控高压直流电源，能够对可控高压直流电源的输出进行实时控制，从而实现了对离子透镜系统中的电场进行实时控制。并且还能够对离子透镜具有保护作用。
[0075]以上仅表达了本实用新型的部分实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种可控高压直流电源，用于对质谱仪中的离子透镜系统提供电场，其特征在于，包括: 数模转换模块，用以提供基准电压； 直流高压模块，用以提供第一直流电压； 电压调理模块，耦接于所述数模转换模块及所述直流高压模块，用以根据所述基准电压与所述第一直流电压产生第二直流电压； 滤波模块，耦接于所述电压调理模块，用以对所述第二直流电压进行滤波以产生第三直流电压； 输出端，耦接于所述滤波模块，用以输出所述第三直流电压； 电压检测模块，耦接于所述输出端，用以实时检测所述第三直流电压； 模数转换模块，耦接于所述电压检测模块，用以将所述电压检测模块所检测到的所述第三直流电压进行模数转换；以及 控制模块，耦接于所述数模转换模块与所述模数转换模块，用以根据所述模数转换模块的输入控制所述数模转换模块，以使所述数模转换模块提供所述基准电压。
2.根据权利要求1所述的可控高压直流电源，其特征在于，还包括: 电源切断模块，耦接于控制模块与所述直流高压模块间，用以切断所述直流高压模块的输入。
3.根据权利要求1或2所述的可控高压直流电源，其特征在于，所述直流高压模块为开关电源模块。
4.根据权利要求3所述的可控高压直流电源，其特征在于，所述开关电源模块为输入+24V、输出-500V型开关电源。
5.根据权利要求1或2所述的可控高压直流电源，其特征在于，所述数模转换模块或/与所述模数转换模块集成在所述控制模块中。
6.一种可控高压直流电源，用于对质谱仪中的离子透镜系统提供电场，其特征在于，包括: 数模转换模块，用以提供基准电压； 调压模块，耦接于所述数模转换模块，用以根据所述基准电压与反馈的第四直流电压产生第五直流电压； 直流高压模块，耦接于所述调压模块，用以根据第五直流电压输出第六直流电压； 滤波模块，耦接于所述直流高压模块，用以对所述第六直流电压进行滤波以产生所述第四直流电压； 输出端，耦接于所述滤波模块，用以输出所述第四直流电压； 电压检测模块，耦接于所述输出端，用以实时检测所反馈的所述第四直流电压； 模数转换模块，耦接于所述电压检测模块，用以将所述电压检测模块所检测到的所述第四直流电压进行模数转换；以及 控制模块，耦接于所述数模转换模块与所述模数转换模块，用以根据所述模数转换模块的输入控制所述数模转换模块，以使所述数模转换模块提供所述基准电压。
7.根据权利要求6所述的可控高压直流电源，其特征在于，还包括: 电源切断模块，耦接于控制模块与所述直流高压模块间，用以切断所述直流高压模块的输入。
8.根据权利要求6或7所述的可控高压直流电源，其特征在于，所述直流高压模块为开关电源模块。
9.根据权利要求8所述的可控高压直流电源，其特征在于，所述开关电源模块为输入+24V、输出-2000V型开关电源。
10.根据权利要求6或7所述的可控高压直流电源，其特征在于，所述数模转换模块或/与所述模数转换模块集成在所述控制模块中。
【文档编号】G05F1/46GK204087030SQ201420495646
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年8月29日 优先权日:2014年8月29日
【发明者】应刚, 李林, 丁志国, 粟舜地, 周立 申请人:江苏天瑞仪器股份有限公司