二次离子质谱离子光学参数智能调节系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种二次离子质谱离子光学参数智能调节系统，包括：控制器、离子光学系统、电压施加系统、数据采集系统和供电模块；离子光学系统包括n组偏转板组、n个透镜和n个微孔板；电压施加系统包括USB‑RS485转换模块、RS485转光纤模块、4路模拟量输出模块、n组MB高压模块和n个PM高压模块。本实用新型专利技术通过控制器、电压施加系统和数据采集系统的配合，自动对偏转板组和透镜所施加的电压进行调节，直到使离子光学系统调节到最佳状态。因此，本申请为一种自动调节系统，简化调试步骤，提高调试效率，缩短调试时间，最终提高仪器自动化水平。

【技术实现步骤摘要】
二次离子质谱离子光学参数智能调节系统
本技术属于离子光学系统参数调节
，具体涉及一种二次离子质谱离子光学参数智能调节系统。
技术介绍
二次离子质谱仪(SecondaryIonMassSpectrometry,简称SIMS)是一种非常灵敏的表面成分分析仪器，广泛应用于生物学、地球化学、材料和宇宙科学等领域。二次离子质谱仪包括离子源、离子光学系统、质量分析器和真空系统等组成部分。由于离子源产生的离子束具有较大的空间发散和能量发散，无法直接用于样品微区原位分析，所以必须经过离子光学系统对离子束进行离子整形、离子筛选、离子飞行方向及相位调整以及聚焦等操作，才能实现分析要求。现有的二次离子质谱仪离子光学系统参数调节方式普遍为人工逐级调试，涉及到大量的手动操作，具有步骤繁琐、调试时间长、效率低以及自动化程度低的问题，并且，调试结果取决于调试人员的经验水平，不确定因素较多，进而直接影响质量分析器对样品分析的准确率。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺陷，本技术提供一种二次离子质谱离子光学参数智能调节系统，可有效解决上述问题。本技术采用的技术方案如下：本技术提供一种二次离子质谱离子光学参数智能调节系统，包括：控制器、离子光学系统、电压施加系统、数据采集系统和供电模块；所述离子光学系统包括n组偏转板组、n个透镜和n个微孔板；按从前向后方向，依次同轴安装第1组偏转板组，第1透镜，第1微孔板，第2组偏转板组，第2透镜，第2微孔板，依此类推，直到第n组偏转板组，第n透镜和第n微孔板；其中，每组偏转板组均包括X方向偏转板组和Y方向偏转板组；所述X方向偏转板组包括相对设置的X方向正偏转板和X方向负偏转板；所述Y方向偏转板组包括相对设置的Y方向正偏转板和Y方向负偏转板；所述电压施加系统包括USB-RS485转换模块、RS485转光纤模块、4路模拟量输出模块、n组MB高压模块和n个PM高压模块；所述控制器的输出端依次通过所述USB-RS485转换模块和所述RS485转光纤模块后，与所述4路模拟量输出模块的输入端连接；所述4路模拟量输出模块的输出端与各组所述MB高压模块的输入端连接；每组所述MB高压模块包括X方向MB高压模块和Y方向MB高压模块；所述X方向MB高压模块对称输出正电压和负电压，其正电压输出端与对应的一个X方向正偏转板连接；其负电压输出端与对应的一个X方向负偏转板连接；所述Y方向MB高压模块对称输出正电压和负电压，其正电压输出端与对应的一个Y方向正偏转板连接；其负电压输出端与对应的一个Y方向负偏转板连接；所述4路模拟量输出模块的输出端还与各个所述PM高压模块的输入端连接；所述PM高压模块的电压输出端与对应的一个所述透镜连接，用于向所述透镜施加电压；所述数据采集系统包括偏转板组电压采集单元、透镜电压采集单元、8路模拟量输入模块、离子检测器和皮安表；所述偏转板组电压采集单元和所述透镜电压采集单元的输出端，均连接到8路模拟量输入模块的输入端；所述8路模拟量输入模块的输出端连接到所述USB-RS485转换模块的输入端；所述USB-RS485转换模块的输出端连接到所述控制器；所述离子检测器用于检测所述离子光学系统最后输出的离子束的强度信号，所述离子检测器的输出端通过所述皮安表连接到所述USB-RS485转换模块的输入端；所述USB-RS485转换模块的输出端连接到所述控制器；所述供电模块分别与所述4路模拟量输出模块、所述8路模拟量输入模块、所述MB高压模块、所述PM高压模块以及所述控制器连接。优选的，所述偏转板组电压采集单元为所述MB高压模块，所述MB高压模块自带电压返回端口；所述透镜电压采集单元为所述PM高压模块；所述PM高压模块自带电压返回端口。优选的，所述USB-RS485转换模块为ADAM4561型号的USB-RS485转换模块。优选的，所述4路模拟量输出模块为ADAM4024型号的4路模拟量输出模块。优选的，所述8路模拟量输入模块为ADAM4017型号的8路模拟量输入模块。本技术提供的二次离子质谱离子光学参数智能调节系统具有以下优点：本技术提供的二次离子质谱离子光学参数智能调节系统，通过控制器、电压施加系统和数据采集系统的配合，可自动对偏转板组和透镜所施加的电压进行控制，并可以同时反馈得到对应的离子束强度，通过反馈得到的离子束强度检测离子光学系统是否处于最佳状态；如果不是，则自动对偏转板组和透镜所施加的电压进行调节，直到使离子光学系统调节到最佳状态。因此，本申请为一种自动调节系统，简化调试步骤，提高调试效率，缩短调试时间，最终提高仪器自动化水平。附图说明图1为本技术提供的二次离子质谱离子光学参数智能调节系统的整体结构示意图；图2为本技术提供的偏转板组电压施加系统的结构示意图；图3为本技术提供的透镜电压施加系统的结构示意图；图4为本技术提供的数据采集系统的结构示意图；图5为本技术提供的离子光学系统的设置方式图。其中：1-1、第1组偏转板组；2-1、第1透镜；3-1、第1微孔板；1-2、第2组偏转板组；2-2、第2透镜；3-2、第2微孔板；4、离子检测器。具体实施方式为了使本技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。本技术提供一种二次离子质谱离子光学参数智能调节系统，参考图1，包括：控制器、离子光学系统、电压施加系统、数据采集系统和供电模块；所述离子光学系统包括n组偏转板组、n个透镜和n个微孔板；按从前向后方向，依次同轴安装第1组偏转板组，第1透镜，第1微孔板，第2组偏转板组，第2透镜，第2微孔板，依此类推，直到第n组偏转板组，第n透镜和第n微孔板；其中，每组偏转板组均包括X方向偏转板组和Y方向偏转板组；所述X方向偏转板组包括相对设置的X方向正偏转板和X方向负偏转板；所述Y方向偏转板组包括相对设置的Y方向正偏转板和Y方向负偏转板；所述电压施加系统包括USB-RS485转换模块、RS485转光纤模块、4路模拟量输出模块、n组MB高压模块和n个PM高压模块；所述控制器的输出端依次通过所述USB-RS485转换模块和所述RS485转光纤模块后，与所述4路模拟量输出模块的输入端连接；所述4路模拟量输出模块的输出端与各组所述MB高压模块的输入端连接；每组所述MB高压模块包括X方向MB高压模块和Y方向MB高压模块；所述X方向MB高压模块对称输出正电压和负电压，其正电压输出端与对应的一个X方向正偏转板连接；其负电压输出端与对应的一个X方向负偏转板连接；所述Y方向MB高压模块对称输出正电压和负电压，其正电压输出端与对应的一个Y方向正偏转板连接；其负电压输出端与对应的一个Y方向负偏转板连接；所述4路模拟量输出模块的输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二次离子质谱离子光学参数智能调节系统，其特征在于，包括：控制器、离子光学系统、电压施加系统、数据采集系统和供电模块；/n所述离子光学系统包括n组偏转板组、n个透镜和n个微孔板；按从前向后方向，依次同轴安装第1组偏转板组，第1透镜，第1微孔板，第2组偏转板组，第2透镜，第2微孔板，依此类推，直到第n组偏转板组，第n透镜和第n微孔板；其中，每组偏转板组均包括X方向偏转板组和Y方向偏转板组；所述X方向偏转板组包括相对设置的X方向正偏转板和X方向负偏转板；所述Y方向偏转板组包括相对设置的Y方向正偏转板和Y方向负偏转板；/n所述电压施加系统包括USB-RS485转换模块、RS485转光纤模块、4路模拟量输出模块、n组MB高压模块和n个PM高压模块；所述控制器的输出端依次通过所述USB-RS485转换模块和所述RS485转光纤模块后，与所述4路模拟量输出模块的输入端连接；所述4路模拟量输出模块的输出端与各组所述MB高压模块的输入端连接；每组所述MB高压模块包括X方向MB高压模块和Y方向MB高压模块；所述X方向MB高压模块对称输出正电压和负电压，其正电压输出端与对应的一个X方向正偏转板连接；其负电压输出端与对应的一个X方向负偏转板连接；所述Y方向MB高压模块对称输出正电压和负电压，其正电压输出端与对应的一个Y方向正偏转板连接；其负电压输出端与对应的一个Y方向负偏转板连接；/n所述4路模拟量输出模块的输出端还与各个所述PM高压模块的输入端连接；所述PM高压模块的电压输出端与对应的一个所述透镜连接，用于向所述透镜施加电压；/n所述数据采集系统包括偏转板组电压采集单元、透镜电压采集单元、8路模拟量输入模块、离子检测器和皮安表；所述偏转板组电压采集单元和所述透镜电压采集单元的输出端，均连接到8路模拟量输入模块的输入端；所述8路模拟量输入模块的输出端连接到所述USB-RS485转换模块的输入端；所述USB-RS485转换模块的输出端连接到所述控制器；/n所述离子检测器用于检测所述离子光学系统最后输出的离子束的强度信号，所述离子检测器的输出端通过所述皮安表连接到所述USB-RS485转换模块的输入端；所述USB-RS485转换模块的输出端连接到所述控制器；/n所述供电模块分别与所述4路模拟量输出模块、所述8路模拟量输入模块、所述MB高压模块、所述PM高压模块以及所述控制器连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种二次离子质谱离子光学参数智能调节系统，其特征在于，包括：控制器、离子光学系统、电压施加系统、数据采集系统和供电模块；
所述离子光学系统包括n组偏转板组、n个透镜和n个微孔板；按从前向后方向，依次同轴安装第1组偏转板组，第1透镜，第1微孔板，第2组偏转板组，第2透镜，第2微孔板，依此类推，直到第n组偏转板组，第n透镜和第n微孔板；其中，每组偏转板组均包括X方向偏转板组和Y方向偏转板组；所述X方向偏转板组包括相对设置的X方向正偏转板和X方向负偏转板；所述Y方向偏转板组包括相对设置的Y方向正偏转板和Y方向负偏转板；
所述电压施加系统包括USB-RS485转换模块、RS485转光纤模块、4路模拟量输出模块、n组MB高压模块和n个PM高压模块；所述控制器的输出端依次通过所述USB-RS485转换模块和所述RS485转光纤模块后，与所述4路模拟量输出模块的输入端连接；所述4路模拟量输出模块的输出端与各组所述MB高压模块的输入端连接；每组所述MB高压模块包括X方向MB高压模块和Y方向MB高压模块；所述X方向MB高压模块对称输出正电压和负电压，其正电压输出端与对应的一个X方向正偏转板连接；其负电压输出端与对应的一个X方向负偏转板连接；所述Y方向MB高压模块对称输出正电压和负电压，其正电压输出端与对应的一个Y方向正偏转板连接；其负电压输出端与对应的一个Y方向负偏转板连接；
所述4路模拟量输出模块的输出端还与各个所述PM高压模块的输入端连接；所述PM高压模块的电压输出端与对应的一个所述透镜连接，用于向所述透镜施加电压；
所述数据采集系统包括偏转板组电压采...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳喜峰，邱春玲，范润龙，包泽民，王露，高国伦，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：新型
国别省市：吉林;22