[发明专利]一种应用于质谱仪上的暗电流基线扣除自适应电路

说明书

本发明创造提供了一种应用于质谱仪上的暗电流基线扣除自适应电路，包括电压可调电路、离子流信号源、前级放大器A1以及比较器A2，所述电压可调电路包括模数转换模组ADC，外部的参考电压信号Vo通过模数转换模组ADC，转换为数字信号，其输入到比较器A2的反相输入端；离子流信号源通过前级放大器A1放大，输入到所述比较器A2的正相输入端；本发明创造可以实时的检测暗电流的变化，为基线扣除提供了准确的数据，大大地提高了离子检测的灵敏度。

技术领域

本发明创造属于质谱仪设备领域，尤其是涉及一种应用于质谱仪上的暗电流基线扣除自适应电路。

背景技术

三重四级杆质谱仪由于具有高灵敏度、分析速度快、样品用量少等特点，因此作为常规的定量分析仪器，被广泛的应用于医药、生物学、化工及环境科学领域。

如今，三重四级杆质谱仪的信号检测电路中常常用到通道电子倍增器 (ChannelElectron Multiplier，CEM)这种通道电子倍增管用于收集质量分析器传递来的待检测离子，将离子在倍增器里进行电子加速，形成离子流信号，将该离子流信号引入信号处理电路进行离子浓度的检测。

电子倍增器CEM在正常工作时，存在如下问题：

(1)由于通道电子倍增器时须承受380～400℃的高温烘烤,通道内温度不断的升高；

(2)由于长期工作电子倍增器受到大气分子的污染，使通道内产生吸附层；

即使，没有带能粒子进入到电子倍增器CEM，在偏置电压的作用下，在电子倍增器CEM通道的缺陷处产生自发的电子脉冲，从而形成了暗电流，最终导致了增益的升高。

传统对暗电流基线扣除的方法为：

在设备调试时，预估暗电流的大小，然后确定基线，在基线扣除电路中通过调整电位器大小用于设置阈值，从而实现对暗电流的基线扣除，如图1 所示。

从电子倍增器CEM传来的离子流经过电流电压转换器I/V转化为电压，该离子的电压经过前级的放大，输入到基线扣除电路，基线扣除电路由比较器构成，运算放大器的反相端接由机械可变式电位器R7和固定电阻R5和R6 组成的电压可调电路，输入反相端的电压值是电子倍增器CEM的扣除基线，离子的电压信号经过AD9696组成的比较器后，电压幅值大于反相端电压时，信号通过并且转化成方波供下一级电路计数。

以上的暗电流基线扣除方法，通常在质谱仪使用前，凭借经验或理论分析，将机械可变式电位器R7调整到固定的电阻值，这样的扣除的基线也随之固定，因此该技术存在着扣除的基线不能实时的跟随暗电流的变化而及时的自适应调整的缺陷。而且,机械可变式电位器本身存在以下缺陷：

1)在调试的过程中精度难以控制；

2)随着环境温度的变化阻值波动较大；

3)频繁的调试影响其寿命。

本项目采用的暗电流基线扣除的自适应电路就是针对上述缺陷做出改进。

发明内容

有鉴于此，本发明创造旨在提出一种应用于质谱仪上的暗电流基线扣除自适应电路，以解决上述缺陷。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

一种应用于质谱仪上的暗电流基线扣除自适应电路，包包括电压可调电路、离子流信号源、前级放大器A1以及比较器A2，所述电压可调电路包括模数转换模组ADC，外部的参考电压信号Vo通过模数转换模组ADC，转换为数字信号，其输入到比较器A2的反相输入端；离子流信号源通过前级放大器A1放大，输入到所述比较器A2的正相输入端。

进一步的，所述模数转换模组ADC包括单片机和数字电位器，单位机与数字电位器通信连接，用于控制暗电流的实时调整扣除。