一种电子倍增器增益自调节电路及方法技术

本发明专利技术公开一种电子倍增器增益自调节电路，其包括：放大单元用于将电子倍增器输出电流信号转换放大为电压信号；比较单元包括设有第一阈值电压的第一比较器和设有第二阈值电压的第二比较器；放大后的电压信号分别经第一比较器和第二比较器进行阈值电压比较；计数单元包括对第一比较器输出计数的第一计数器和对第二比较器输出计数的第二计数器；控制单元用于计算第一计数器输出和第二计数器输出比值；比值小于比值阈值时，控制单元调节电子倍增器两端的直流电压使得电子倍增器增益增加进入自调节状态，直至比值等于1进入稳定状态。本发明专利技术通过双阈值电压比较、计数后相除再比较的方法，实现电子倍增器增益在线、实时自动调节，操作简单。操作简单。操作简单。

【技术实现步骤摘要】
一种电子倍增器增益自调节电路及方法


[0001]本专利技术涉及三重四极杆质谱仪
，更具体地说，本专利技术涉及一种电子倍增器增益自调节电路及方法。

技术介绍

[0002]质谱仪一般由离子源系统、离子光学系统、射频电源系统及信号检测系统等几个主要部分组成，质谱仪信号检测系统一般采用电子倍增器作为检测器，其工作时于电子倍增器两端施加一直流电压V
CEM
，建立均匀轴向电场，离子等带电粒子进入电子倍增器地电位短后，与管内表面发生碰撞并激发出二次电子，经直流电压V
CEM
产生的轴向电场加速产生足够多的二次电子，经反复碰撞后在电子倍增器高电位端产生增益达108的电子束，该电子束经信号处理电路输出用于检测质谱信号强度。通常用于制作电子倍增器的材料主要为高铅玻璃和陶瓷半导体两种材料，但这两种材料在长时间的工作过程中会寿命会降低，造成电子倍增器增益下降。根据增益的下降情况调节电子倍增器两端直流电压V
CEM
，使得电子倍增器的增益保持在一个稳定的状态，从而使得质谱仪信号强度保持在一个稳定的状态。
[0003]目前，对于一台正常使用的质谱仪器，电子倍增器增益的下降没有一个行之有效的自动检测方法，判断其增益下降需要经验非常丰富的工程师根据谱图的变化才能检测，其增益的调节也需要工程师根据经验及谱图的变化调节，意味着要求质谱仪器的使用者需要很丰富的经验，这给质谱用户在使用过程中带来很大的不便。而目前电子倍增器增益的线检测方法主要可分为通标气法及打入电子流法，通标气法会造成质谱仪器在增益调节完成后需等待一段时间才能使用，打入电子流法需要较复杂的电子流产生装置及破坏真空，成本较高且效率较低。

技术实现思路

[0004]针对上述技术中存在的不足之处，本专利技术提供一种电子倍增器增益自调节电路及方法，通过设置双阈值电压比较、计数后相除再比较的方法，实现了电子倍增器增益的在线、实时自动调节，操作简单。
[0005]为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，本专利技术通过以下技术方案实现：
[0006]本专利技术实施例提供一种电子倍增器增益自调节电路，其包括：
[0007]放大单元，其用于将电子倍增器输出电流信号转换放大为电压信号；
[0008]比较单元，其包括设有第一阈值电压的第一比较器和设有第二阈值电压的第二比较器；放大后的电压信号分别经所述第一比较器和所述第二比较器进行阈值电压比较；
[0009]计数单元，其包括第一计数器和第二计数器，所述第一计数器对所述第一比较器输出进行计数，所述第二计数器对所述第二比较器输出进行计数；
[0010]控制单元，其用于计算所述第一计数器输出和所述第二计数器输出比值；
[0011]其中，所述比值小于比值阈值时，所述控制单元调节所述电子倍增器两端的直流电压使得电子倍增器增益增加进入自调节状态，直至所述比值等于1进入稳定状态。
[0012]优选的是，还包括：
[0013]DA转换单元，其分别通信连接到所述控制单元和所述电子倍增器；所述控制单元通过所述DA转换单元调节所述电子倍增器两端的直流电压使得电子倍增器增益增加。
[0014]优选的是，所述放大单元包括信号放大器、第二电阻和第四电阻；所述比较单元还包括第一电阻、第三电阻、第五电阻以及第六电阻；
[0015]所述电子倍增器输出电流信号经所述信号放大器同相输入端进入所述信号放大器转换成电压信号并放大，放大后的电压信号通过所述信号放大器输出端分别经所述第一比较器同相输入端进入所述第一比较器进行阈值电压比较、经所述第二比较器同相输入端进入所述第二比较器进行阈值电压比较；所述信号放大器反相输入端分别经所述第四电阻接地、经所述第二电阻连接所述信号放大器输出端；
[0016]所述第一比较器反相输入端分别经所述第一电阻接地、经所述第三电阻接负电源；所述第二比较器反相输入端分别经所述第五电阻接地、经所述第六电阻接负电源；
[0017]所述第一电阻和所述第五电阻为可调电阻，通过调节所述第一电阻大小来调节所述第一阈值电压大小；通过调节所述第五电阻大小来调节所述第二阈值电压大小。
[0018]优选的是，所述比值阈值为3dB。
[0019]一种电子倍增器增益自调节方法，其包括步骤：
[0020]将电子倍增器输出的电流信号转换放大为电压信号；
[0021]对放大后的电压信号分别进行第一阈值电压和第二阈值电压的阈值电压比较并进行计数，获得第一计数值和第二计数值；
[0022]计算所述第一计数值和所述第二计数值的比值；
[0023]根据所述比值与比值阈值比较的结果，控制所述电子倍增器进入自调节状态或稳定状态；
[0024]其中，所述比值小于比值阈值时，调节所述电子倍增器两端的直流电压使得电子倍增器增益增加进入自调节状态，直至所述比值等于1进入稳定状态。
[0025]优选的是，调节所述电子倍增器两端的直流电压，包括步骤：
[0026]控制单元通过DA转换单元调节所述电子倍增器两端的直流电压。
[0027]优选的是，所述比值阈值为3dB。
[0028]本专利技术至少包括以下有益效果：
[0029]1.本专利技术通过设置第一比较器和第二比较器，且第一阈值电压不等于第二阈值电压的方式，形成了双阈值电压比较环节，通过双阈值电压比较、计数后相除再比较，并根据比较的比值大小，在线、实时调节电子倍增器两端直流电压，使得电子倍增器增益增加，实现了电子倍增器增益的在线、实时自动调节，操作简单，不需要通标气，也不需要复杂的电子流产生装置，无需经验丰富工程师判断，质谱使用者可快速判断是否需要调节增益，可及时纠正数据异常；
[0030]2.控制单元通过DA转换单元调节电子倍增器两端的直流电压使得电子倍增器增益增加，从而实现电子倍增器增益的在线调节。
[0031]本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033]图1为本专利技术所述的电子倍增器增益自调节电路的组成示意图；
[0034]图2为放大单元和比较单元的电路组成示意图；
[0035]图3为本专利技术所述的电子倍增器增益自调节方法流程示意图。
具体实施方式
[0036]下面将结合附图对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0037]下面所述的本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电子倍增器增益自调节电路，其特征在于，其包括：放大单元，其用于将电子倍增器输出电流信号转换放大为电压信号；比较单元，其包括设有第一阈值电压的第一比较器和设有第二阈值电压的第二比较器；放大后的电压信号分别经所述第一比较器和所述第二比较器进行阈值电压比较；计数单元，其包括第一计数器和第二计数器，所述第一计数器对所述第一比较器输出进行计数，所述第二计数器对所述第二比较器输出进行计数；控制单元，其用于计算所述第一计数器输出和所述第二计数器输出比值；其中，所述比值小于比值阈值时，所述控制单元调节所述电子倍增器两端的直流电压使得电子倍增器增益增加进入自调节状态，直至所述比值等于1进入稳定状态。2.如权利要求1所述的电子倍增器增益自调节电路，其特征在于，还包括：DA转换单元，其分别通信连接到所述控制单元和所述电子倍增器；所述控制单元通过所述DA转换单元调节所述电子倍增器两端的直流电压使得电子倍增器增益增加。3.如权利要求1所述的电子倍增器增益自调节电路，其特征在于，所述放大单元包括信号放大器、第二电阻和第四电阻；所述比较单元还包括第一电阻、第三电阻、第五电阻以及第六电阻；所述电子倍增器输出电流信号经所述信号放大器同相输入端进入所述信号放大器转换成电压信号并放大，放大后的电压信号通过所述信号放大器输出端分别经所述第一比较器同相输入端进入所述第一比较器进行阈值电压比较、经所述第二比较器同相输入端进入所述第二比较器进...

【专利技术属性】
技术研发人员：李振，刘广才，冯新用，王晶，李亮，曹祥宽，卢会峰，郭宇，凌星，程文播，
申请(专利权)人：苏州国科医工科技发展集团有限公司，
类型：发明
国别省市：