基于四极杆的质谱分析装置的制作方法

本发明涉及质谱分析，特别涉及基于四极杆的质谱分析装置。

背景技术：

1、在四极杆质谱分析(sim或full scan)时，通过改变直流电压(dc)及射频电压(rf)可以使特定离子稳定通过四极杆，从而达到质量筛选的目的，而射频反馈电压准确、稳定则在射频电压控制中起着关键作用，并决定了仪器质量轴的准确性和稳定性。

2、目前，射频电压反馈电路通常设计方法为：射频高压一端接一个pf级别电容后，经二极管进行半波或全波整流滤波后作为射频电压反馈信号。由于二极管存在i-v曲线非线性区域，且二极管受温度变化寄生参数变化大，故导致射频电压反馈信号不准确，从而影响质谱质量数准确性和稳定性。而在某些质量范围要求宽，且对质量轴准确性和稳定性有较高要求的设备，使用该拓扑则实现难度较高，通常需要设计额外的结构和电路保证温湿度稳定，并且依然解决不了根本问题。

技术实现思路

1、为解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种基于四极杆的质谱分析装置。

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

3、基于四极杆的质谱分析装置，所述基于四极杆的质谱分析装置包括四极杆、射频驱动电路，所述射频驱动电路包括射频线圈，所述射频线圈通过第一导线连接四极杆中二个位置相对的极杆，施加正电压，并通过第二导线连接另外二个位置相对的极杆，施加负电压；所述射频驱动电路还包括射频电压反馈电路，所述射频电压反馈电路包括：

4、第一导线和第二导线间依次连接第一电容、第一mos管、第二mos管和第二电容，第三mos管和第四mos管串联，并和串联的第一mos管及第二mos管构成并联；电感和第三电容串联，电感连接第一mos管和第二mos管之间，第三电容连接第三mos管和第四mos管之间，第三电容的两端通过导线送所述射频驱动单元；

5、自适应mos管驱动器，天线感知所述射频线圈的射频信号，并输出相位相反、频率相等二个信号，其中一路信号送所述第一mos管和第四mos管，另一路信号送所述第二mos管和第三mos管。

6、与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：

7、1.利用四个低压小信号mos管代替二极管，发挥了mos管无非线性区、对温度不敏感、频率适应范围大(从几十赫兹到几十兆赫兹)、导通阻抗小、开关速度快等优点，保证整流信号的准确稳定，因此质量轴准确性可以大大提升，尤其在宽质量范围扫描时，优势明显，同时很好的保证质量轴稳定性；可以适用于更高rf电压的信号反馈，即适用于更高质量范围，例如适用于lc-ms质谱反馈拓扑，该拓扑应用前景更广；

8、采用mos管方案，理论上射频反馈电压可以最小至0v，因此，有利于扩宽质谱质量数下限，甚至接近0amu；

9、采用mos管可以灵活选取反馈信号范围，大大扩展了该拓扑的适用性；

10、无需设计恒温恒湿电路及相关结构，在便携质谱场景更有优势；

11、2.现有技术中的二极管方案，在宽质量范围，不可避免会使用多段拟合来保证质量轴准确性，且不同扫描速度对应多种拟合参数，这在有机分析时，会带来较大质量偏差；而这些缺陷在mos管方案中则可以避免，质量轴拟合方式简单，一次方程拟合即可；

12、3.自适应mos管驱动器通过检测射频信号幅值相位自动的控制四个mos管的导通和关断，从而达到对射频电压交流信号整流滤波，最终得到准确稳定的射频反馈信号。

技术特征：

1.基于四极杆的质谱分析装置，所述基于四极杆的质谱分析装置包括四极杆、射频驱动电路，所述射频驱动电路包括射频线圈，所述射频线圈通过第一导线连接四极杆中二个位置相对的极杆，施加正电压，并通过第二导线连接另外二个位置相对的极杆，施加负电压；其特征在于，所述射频驱动电路还包括射频电压反馈电路，所述射频电压反馈电路包括：

2.根据权利要求1所述的基于四极杆的质谱分析装置，其特征在于，所述自适应mos管驱动器包括：

3.根据权利要求2所述的基于四极杆的质谱分析装置，其特征在于，输入波形检测是对比较器的输出方波进行高低检测；mos管驱动处理是在fpga内进行驱动处理，所述驱动处理包括死区控制；mos管驱动输出包含两组驱动信号及功率放大电路。

4.根据权利要求2所述的基于四极杆的质谱分析装置，其特征在于，所述信号调理单元包括：

技术总结
本发明提供了基于四极杆的质谱分析装置，射频线圈通过第一导线连接四极杆中二个位置相对的极杆，并通过第二导线连接另外二个位置相对的极杆；射频电压反馈电路包括：第一导线和第二导线间依次连接第一电容、第一MOS管、第二MOS管和第二电容，第一电容、第三MOS管、第四MOS管和第二电容依次连接；电感和第三电容串联；第三电容的两端通过导线连接所述射频驱动电路；自适应MOS管驱动器，天线感知所述射频线圈的射频信号，并输出相位相反、频率相等的二路信号，其中一路信号送所述第一MOS管和第四MOS管，另一路信号送所述第二MOS管和第三MOS管。本发明具有射频反馈信号准确、稳定等优点。

技术研发人员：王再生,张建,王挺,罗元,史旭,杨天祥,刘立鹏,韩双来
受保护的技术使用者：杭州谱育科技发展有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12