离子迁移谱仪离子门控制器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及离子迀移谱仪领域，具体地，涉及一种离子迀移谱仪离子门控制器。
【背景技术】
[0002]离子迀移谱仪是采用离子迀移谱技术检测物质的装置，其结构示意图如图1所示，通常由进样部分、电离源、离子门、迀移区、离子收集区、微电流放大器及数据处理控制部分等组成。离子门目前有两种主要的类型:Bradbury_Nielson离子门和Tyndall型离子门。电离源(如真空紫外灯，即VUV灯)将样品电离成离子，离子在电场力的作用下沿着轴向向前运动。离子门用来控制离子以脉冲的方式进入后面的迀移区，不同离子由于迀移率不同到达离子收集区的时间不同，便形成了离子迀移谱图。因此离子门是控制离子进入迀移管的关键部件。离子门能够在开启时保证离子有效通过离子门，关闭时有效拦截离子通过离子门。
[0003]通常，Bradbury-Nielson离子门采用双边对称控制。例如离子门的电位是3000V，在离子门控制器的控制下，离子门关闭时离子门上相邻电极的电压分别为3030V、2970V;在离子门开启时，通过开关使得离子门的电极短路，这样离子门上两个电极的电位变成3000V，电位差为0，离子得以通过。以一定频率控制离子门开关，便形成脉冲的离子流。这种双边对称控制方式有以下缺点:首先不能非对称地改变电极丝的相对电位，无法获得与全系统匹配的最优的电参数设置；其次，控制器需要高压隔离，可靠性降低，并且与离子门相连的电阻全部处于高压状态，无法在线调节；第三，在离子门动作瞬间，离子漂移区的电场会受到影响，进而影响仪器的性能。对于缺点1，在实际应用中，由于离子迀移谱仪需要的离子门脉宽、电离源、迀移管等不同，往往需要离子门两个电极的电位都可调节以寻找最佳的电参数以及获得最佳的性能。现有技术中的离子门控制器调节能力差，通用性较差，仅适用于特定的离子迀移谱仪。
[0004]中国专利CN104392889A公开了一种利用交流叠加方法控制离子门的离子迀移谱仪及方法，采用交流叠加方法，增加一组串联电阻电路，使其连接到离子门一端。在无脉冲信号输入时，通过调节串联电阻电路中电位器阻值的大小，改变离子门两组金属丝之间的电势差，使金属丝之间的电势差足够大，使离子门完全关闭，阻止离子从反应区进入到迀移区；当有脉冲信号输入时，脉冲信号的电势和极性使离子门两组金属丝间的电压相等，离子门打开，离子可穿过离子门到达迀移区被离子信号检测器所检测。该离子迀移谱仪只有一个离子门上的电极的电位能够调整，其控制器属于单边非对称控制，不具有双边对称或非对称控制能力，适用的灵活性较差。此外，该离子迀移谱仪离子门的控制需要离子门脉冲电源输出脉冲的幅度、脉宽、频率三者同时可调，对离子门脉冲电源的要求如精度、可调节性等大大提高，这将增加该控制器的成本和复杂性。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的就在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种可对离子门电极进行对称控制或非对称控制的离子迀移谱仪离子门控制器，该离子迀移谱仪离子门控制器可对离子门的两个电极电位进行任意调节，通用性强。
[0006]本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是:
[0007]离子迀移谱仪离子门控制器，包括高压电源、给电极环供电的分压电阻电路、两路可调电源，分压电阻电路一端连接高压电源、另一端接地，所述分压电阻电路包括多个串联的分压电阻，两路可调电源的输出端各连接一个离子门电极。本方案中，离子门控制器增设两路可调电源分别与两个离子门电极相连，可调电源使两个离子门电极上的电位可以任意调节，在离子门关闭时离子门控制器能够工作在对称或不对称状态下即两个离子门电极上的电位能够以基准电位呈正负对称或不对称状态，控制更加方便和灵活。本方案中的离子门控制器由于输出可调，适用于多种不同电压差的离子迀移谱仪，通用性好。
[0008]作为本实用新型的进一步改进，所述可调电源为连接在高压电源和地之间的分压电阻串，分压电阻串相邻两个电阻的公共端可以作为可调电源的输出端。
[0009]进一步，所述分压电阻串由至少两个电阻串联形成，其中至少一个电阻的阻值可调，使得可调电源的输出端电压可以调整，从而根据不同离子迀移谱仪的电压差需求调整可调电源的输出端电压，从而使本方案中的离子门控制器适配能力好、通用性更强。
[0010]进一步，上述离子迀移谱仪离子门控制器还包括脉冲信号发生器，每个分压电阻串上还连接有开关，所述开关与分压电阻串的I?N-1个电阻并联或与其中一个电阻的一部分并联，所述开关还连接脉冲信号发生器的输出端。本方案中，脉冲信号发生器用于发出脉冲信号，控制开关的闭合和断开状态，从而实现分压电阻串上电阻的接入状态控制，最终改变分压电阻串的输出电压和离子门电极的电位。采用脉冲信号发生器通过开关控制离子门电极电位更加方便，自动化、智能化程度更高。
[0011]进一步，阻值可调的电阻为电位器。
[0012]进一步，每个分压电阻串上接地的电阻为电位器，与该分压电阻串相连的开关并联在该接地的电位器的两个固定端之间或者并联在地与该接地的电位器的活动接触点之间；离子门电极连接在分压电阻串的与高压电源相连的电阻和接地的电位器之间。
[0013]进一步，所述开关的数量为2个，分别为开关S1、开关S2; —路可调电源由固定电阻IV固定电阻‘、电位器Rvl依次串联形成，固定电阻R C11连接高压电源，电位器Rvl接地；另一路可调电源由电位器Rv2和固定电阻R η串联形成，固定电阻R 11连接高压电源，电位器Rv2接地；离子门的一个电极连接在电位器Rv2和固定电阻R η之间，另一个电极连接在固定电阻Rtll与固定电阻R。2之间；开关S工与电位器Rvl并联，开关S 2并联在电位器Rv2接地的一端与活动接触点之间。本方案中，采用了较少的器件实现了两路可调电源，离子门控制器的成本更低、电路的制作更加简单方便。
[0014]进一步，所述开关为三极管或光电耦合器或固态开关。
[0015]综上，本实用新型的有益效果是:
[0016]1、本实用新型的离子控制器可对离子门两个电极的电位进行任意调节，可以对离子门进行对称或者非对称控制，使两个离子门电极上的电位能够以基准电位呈正负对称或不对称状态，控制更加方便和灵活，控制效果好；
[0017]2、本实用新型的离子控制器的整个电路的信号控制部分无需悬浮在高压下，无需进行高压隔离，大大降低了电路的复杂度，结构简单，应用方便；
[0018]3、本实用新型的离子控制器可以调整离子门两个电极之间的电位差，可适配于多种不同电压差需求的离子迀移谱仪，通用性强；
[0019]4、本实用新型的离子控制器电路结构简单、成本低、可靠性高。
【附图说明】
[0020]图1是现有技术中离子迀移谱仪的结构示意图；
[0021]图2是本实用新型的离子控制器的结构示意图；
[0022]图3是非对称控制时离子门电极的电位示意图。
[0023]附图中标记及相应的零部件名称:1-离