离子迁移管信号提取电路以及离子迁移探测器制造技术

本实用新型专利技术实施例涉及一种离子迁移管信号提取电路以及离子迁移探测器，涉及物质检测技术领域，解决了现有技术存在法拉第盘上脉动电压的引出电路的设计以及制造难度比较大的技术问题。该离子迁移管信号提取电路，包括隔直通交模块，隔直通交模块用于去除由信号引入端从法拉第盘上引出的电压中的直流电压，并将由信号引入端从法拉第盘上引出的电压中的脉动电压从信号引出端输出。该离子迁移探测器，包括本实用新型专利技术提供的离子迁移管信号提取电路。本实用新型专利技术用于引出法拉第盘上的脉动电压。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及物质检测
，具体涉及一种离子迁移管信号提取电路以及设置该离子迁移管信号提取电路的离子迁移探测器。
技术介绍
使用各种新技术检测未知物质的类型与种类具有很大的实用价值，例如在目前的安检市场上，采用离子迁移技术可以检测出危险品(如爆炸物、毒品)，进而避免危险品流入公共场所。目前，采用离子迁移技术检测危险品的离子迁移探测器(或称离子迁移谱仪)，根 据其检测的离子极性的不同，分为检测正离子的正模式离子迁移探测器，检测负离子的负模式离子迁移探测器。上述离子迁移探测器的检测覆盖范围受到了正、负离子模式的限制。但是，由于大部分的分子都具有特定的电亲和性，也有少量的分子能同时产生正、负两种离子。为了拓展离子迁移技术的检测范围，发展出了分别带有正负迁移区的双模式离子迁移探测器(或称双极性MS)。这种离子迁移探测器体积庞大、检测物覆盖面大、分辨能力高，在市场上主要以台式机的形式出现，其价格较单模式更加昂贵。现有的双模式离子迁移探测器主要由离子源、正离子门、负离子门、两个漂移管(TOF)以及两个法拉第盘构成，最简单的构成方式是两个漂移管位于离子源的两侧，由于正负迁移区的电场方向相同，因此一般情况下离子源的电位为地电位(零电位)。脉冲电压的幅度是由到达法拉第盘的离子团的电量决定的，一般反映出收集到的离子数量，所以可以通过分析脉动电压的变化规律判断出物质的具体类型。为保证法拉第盘与离子源之间具有足够的电场强度，法拉第盘处于几千伏(通常为3000V左右)的高电位上，连接于法拉第盘后方的脉动电压(通常为几毫伏)的引出电路及脉动电压的放大电路、模数转换电路等都悬浮在几千伏的高电位上。现有技术中一般使用变压器将上千伏的高压变为O电位，即将后方放大整形电路悬浮在上千伏的高压，在通过隔离器件将放大后的脉冲电信号引出来。由于几千伏的高电压对电子器件的抗高压能力要求非常高，所以变压器所能选择的电子器件的范围比较窄，而且变压器内的电路以及与其电连接的外围引出电路也比较复杂，导致法拉第盘上脉动电压的引出电路的设计以及制造难度比较大，进而为脉动电压信号的数字化以及后继处理都带来了困难。
技术实现思路
本技术的目的是提出一种离子迁移管信号提取电路、一种设置该离子迁移管信号提取电路的离子迁移探测器以及一种离子迁移管信号提取方法。解决了现有技术中存在的法拉第盘上脉动电压的引出电路的设计以及制造难度比较大的技术问题。为实现上述目的，本技术所提供的离子迁移管信号提取电路，包括设置有信号引入端以及信号引出端的隔直通交模块，其中所述信号引入端与离子迁移管内的法拉第盘电连接；所述隔直通交模块用于去除由所述信号引入端从所述法拉第盘上引出的电压中的直流电压，并将由所述信号引入端从所述法拉第盘上引出的电压中的脉动电压从所述信号引出端输出。优选地，所述隔直通交模块包括至少两个电容，所述电容之间互相串联或并联，所述信号引入端与所述电容的正极或负极其中之一电连接，所述信号引出端与所述电容的正极或负极其中另一电连接。优选地，至少两个所述电容互相串联，每个所述电容的容值为5nf 20nf。本技术实施例提供的离子迁移探测器，包括离子迁移管；上述本技术实施例提供的离子迁移管信号提取电路，所述离子迁移管信号提取电路内的所述信号弓I入端与所述离子迁移管内的法拉第盘电连接；脉动电压处理电路，所述脉动电压处理电路与所述信号引出端电连接，所述脉动电压处理电路用于将所述信号引出端输出的所述脉动电压进行放大整形和/或模数转换。优选地，所述离子迁移管内还设置有外屏蔽罩以及内屏蔽罩，其中所述法拉第盘包括位置相反的第一侧以及第二侧，所述第一侧用于接收离子；所述外屏蔽罩罩设于所述法拉第盘外，且所述外屏蔽罩内凹的部分与所述法拉第盘的第二侧位置相对；所述法拉第盘通过连接芯线与第一同轴电缆的内芯电连接；所述内屏蔽罩位于所述外屏蔽罩内，所述内屏蔽罩的内凹的部分与所述法拉第盘的第二侧位置相对且罩设于所述连接芯线之外；所述第一同轴电缆的内芯分别与所述信号引入端以及所述离子迁移管的第一电源端并联电连接；所述第一同轴电缆的第一外导体的两端分别与所述外屏蔽罩以及所述离子迁移管的第二电源端电连接；所述第一同轴电缆的第二外导体的两端分别与所述内屏蔽罩以及所述第一电源端电连接。优选地，所述离子迁移管的第一电源端与所述第一同轴电缆的内芯之间还串联有至少一个电阻。优选地，所述离子迁移管的第一电源端与所述第一同轴电缆的内芯、所述第一同轴电缆的第二外导体之间还与至少一个滤波电容的其中一极电连接，每个所述滤波电容的其中另一极接地。优选地，所述离子迁移管的第一电源端以及第二电源端分别通过两芯线缆的两条芯线与不同的高压电源电连接，所述两芯线缆的外皮屏蔽层接地。优选地，所述电阻的阻值为400ΜΩ 600ΜΩ。优选地，所述信号引出端与第二同轴电缆电连接，且从所述信号引出端输出的所述脉动电压从所述第二同轴电缆的内芯输出，所述第二同轴电缆的外导体接地。优选地，所述第一同轴电缆以及所述第二同轴电缆均为三同轴电缆，所述第一外导体为三同轴电缆的外皮屏蔽层，所述第二外导体为三同轴电缆的内皮信号层。优选地，所述离子迁移管信号提取电路设置于电路板上，且其与所述电路板均灌封于灌封胶内，所述灌封胶之外还覆盖有接地的金属屏蔽罩。优选地，所述离子迁移探测器为具有正负离子迁移区的双模式离子迁移探测器。本技术实施例提供的离子迁移管信号提取方法，包括以下步骤引出离子迁移管内的法拉第盘上的电压；去除由从所述法拉第盘上引出的电压中的直流电压，将从所述法拉第盘上引出的电压中的脉动电压输出。上述本技术实施例所提供的任一技术方案，至少能产生如下技术效果由于本技术实施例中将离子迁移管内的法拉第盘上的电压引出法拉第盘之后，是通过去除由从法拉第盘上引出的电压中的直流电压，并将从法拉第盘上引出的电压中的脉动电压输出的方法最终引出脉动电压的，这样引出脉动电压的过程中，无需对法拉 第盘上几千伏的电压进行变压处理，所以也无需使用内部电路以及外围电路复杂的变压器，同时，要达到去除直流电压引出脉动电压的目的，使用隔直通交(或称隔直走交、走交隔直)模块或其他具有隔直通交功能的电路便可以实现，由于去除直流电压相对于承受、变换法拉第盘上几千伏的电压的难度要简单很多，所以隔直通交模块的内部电路或其他具有隔直通交功能的电路内部结构上也会更为简单，无论是设计以及制造难度均比较小，进而也使得脉动电压信号的数字化以及后继处理更为容易，所以解决了现有技术存在法拉第盘上脉动电压的引出电路的设计以及制造难度比较大的技术问题。附图说明此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中图I为本技术实施例提供的离子迁移管信号提取电路的内部组成部分之间的连接关系的示意图；图2为本技术实施例提供的离子迁移探测器内的离子迁移管与离子迁移管信号提取电路以及其他外围电路之间连接关系的示意图；图3为本技术实施例提供的离子迁移探测器内的离子迁移管与第一同轴电缆之间的连接关系的示意图；图4为本技术实施例提供的离子迁移管信号提取电路的内部组成部分的优选实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种离子迁移管信号提取电路，其特征在于包括设置有信号引入端以及信号引出端的隔直通交模块，其中 所述信号引入端与离子迁移管内的法拉第盘电连接； 所述隔直通交模块用于去除由所述信号引入端从所述法拉第盘上引出的电压中的直流电压，并将由所述信号引入端从所述法拉第盘上引出的电压中的脉动 电压从所述信号引出端输出。2.根据权利要求I所述的离子迁移管信号提取电路，其特征在于所述隔直通交模块包括至少两个电容，所述电容之间互相串联或并联，所述信号引入端与所述电容的正极或负极其中之一电连接，所述信号引出端与所述电容的正极或负极其中另一电连接。3.根据权利要求2所述的离子迁移管信号提取电路，其特征在于至少两个所述电容互相串联，每个所述电容的容值为5nf 20nf。4.一种离子迁移探测器，其特征在于，包括 离子迁移管； 如权利要求I至3中任何一项所述的离子迁移管信号提取电路，所述离子迁移管信号提取电路内的所述信号弓I入端与所述离子迁移管内的法拉第盘电连接； 脉动电压处理电路，所述脉动电压处理电路与所述信号引出端电连接，所述脉动电压处理电路用于将所述信号引出端输出的所述脉动电压进行放大和/或模数转换。5.根据权利要求4所述的离子迁移探测器，其特征在于所述离子迁移管内还设置有外屏蔽罩以及内屏蔽罩，其中 所述法拉第盘包括位置相反的第一侧以及第二侧，所述第一侧用于接收离子； 所述外屏蔽罩罩设于所述法拉第盘外，且所述外屏蔽罩内凹的部分与所述法拉第盘的第二侧位置相对； 所述法拉第盘通过连接芯线与第一同轴电缆的内芯电连接； 所述内屏蔽罩位于所述外屏蔽罩内，所述内屏蔽罩的内凹的部分与所述法拉...

【专利技术属性】
技术研发人员：张清军，陈志强，李元景，赵自然，刘以农，曹士娉，邹湘，李祥华，常建平，董淑强，郑严，
申请(专利权)人：同方威视技术股份有限公司，清华大学，
类型：实用新型
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