CN101614698A - 质谱的监听装置和监听方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种质谱的监听装置，其包括质谱仪、与质谱仪连接的处理机以及与处理机连接的监听设备，所述处理机包括与质谱仪连接的质谱数据处理模块以及与质谱数据处理模块相连的声卡，该声卡与监听设备连接，所述质谱数据处理模块用于将质谱数据映射到频率域，再将频率域数据通过反傅立叶变换变换到时域，最后将时域数据发往声卡，本发明通过监听装置使得质谱谱图和搜索信息语音化，操作者不但可以听到质谱谱图的信息，还可以通过监听设备听到谱图搜索结果，得到危险化合物的警告提示。避免了现有的质谱仪操作流程会分散操作人员的注意力，引起检测过程失察，或破坏事故现场、被困于现场，甚至危害到现场人员的生命安全。

Description

质谱的监听装置和监听方法

技术领域

本发明涉及一种用于检测危害物质的仪器装备，尤其涉及质谱仪中质谱的检测信息的监听装置和监听方法。

背景技术

便携式质谱仪是危机事件中常用的仪器装备。它能够在现场准确的检测化学污染、爆炸、毒气、河流污染、爆炸物等突发事件中的危害物质，是反恐、环保、警备等领域逐渐普及的有力装备。便携式质谱仪可以安装在车辆、船只上使用，也可以背负在检测人员背上或手提至现场使用。

便携式质谱仪集成了检测、处理、显示的功能于一体。在随身携带的过程中，检测人员需要一边观察事故现场的状况，一边操作仪器。通常的质谱仪中质谱的检测信息是以图谱的形式显示在仪器屏幕上给操作者观看，也有搜库后得到主要成分列表并显示在仪器的屏幕上的。

质谱仪采集的信息是以质荷比为横轴，离子强度为纵轴的质谱图。普通质谱仪将质谱图显示在屏幕上；同时搜索质谱数据库，将搜索到的化合物信息也列表显示在并幕上。

上述便携式质谱仪不能够通过视觉之外的信息途径将检测结果通知操作者。这样的操作流程会分散操作人员的注意力，引起检测过程失察，或破坏事故现场、被困于现场，甚至危害到现场人员的生命安全。

鉴于此，有必要提供一种新的质谱的监听装置和监听方法以解决上述问题。

发明内容

本发明涉及一种质谱的监听装置和监听方法，用于将检测结果通过语音传达给操作者，从而解决现有的质谱仪无语音功能，图像显示容易分散操作人员的注意力，引起检测过程失察。

为了解决上述问题，本发明采用如下的技术方案：一种质谱的监听装置，其包括质谱仪、与质谱仪连接的处理机以及与处理机连接的监听设备，所述处理机包括与质谱仪连接的质谱数据处理模块以及与质谱数据处理模块相连的声卡，该声卡与监听设备连接，所述质谱数据处理模块用于将质谱数据映射到频率域，再将频率域数据通过反傅立叶变换变换到时域，最后将时域数据发往声卡。

作为本发明的优选方式之一，所述处理机进一步包括与质谱仪连接的质谱数据库，用于存储质谱数据并根据质谱仪输出的质谱数据检索；

与质谱数据库连接的语音合成模块，用于将质谱数据库输出的质谱数据合成语音信息；

与语音合成模块连接的声卡。

本发明还涉及一种监听方法，该方法包括以下步骤：

1)质谱仪输出质谱图，从质谱图中得到主要峰的质荷比以及其对应的离子强度；

2)通过数学公式将该质荷比以及其对应的离子强度转换为质荷比和频率列表；

3)再将该质荷比和频率列表通过反傅立叶变换变换到时域；

4)时域数据输入处理机内的声卡播放，通过监听设备传输给监听者。

作为本发明的优选方式之一，该方法进一步包括以下步骤：

5)质谱仪输出质谱图，将质谱数据发往质谱数据库搜索；

6)检索结果通过语音合成模块产生语音信息；

7)该语音信息输入处理机的声卡到达监听设备。

作为本发明的优选方式之一，所述步骤6)中产生的语音信息包括化合物名称和危险警告。

本发明通过设计监听装置和监听方法使得质谱谱图和搜索信息语音化，操作者不但可以听到质谱谱图的信息，还可以通过监听设备听到谱图搜索结果，得到危险化合物的警告提示。避免了现有的质谱仪操作流程会分散操作人员的注意力，引起检测过程失察，或破坏事故现场、被困于现场，甚至危害到现场人员的生命安全。

附图说明

图1为本发明质谱的监听装置结构框图；

图2为具体实施例中质谱仪谱图显示示意图；其中，质荷比为横轴，离子强度为纵轴；

图3为具体实施例中质荷比和频率关系图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的具体实施步骤。

请参照图1所示，一种质谱的监听装置，其包括质谱仪1、与质谱仪1连接的处理机2以及与处理机2连接的监听设备3，所述处理机2包括与质谱仪1连接的质谱数据处理模块以及与质谱数据处理模块相连的声卡27，该声卡27与监听设备3连接，所述质谱数据处理模块用于将质谱数据映射到频率域，再将频率域数据通过反傅立叶变换变换到时域，最后将时域数据发往声卡27。

所述处理机进一步包括与质谱仪1连接的质谱数据库21，用于存储质谱数据并根据质谱仪输出的质谱数据检索；

与质谱数据库21连接的语音合成模块，用于将质谱数据库输出的质谱数据合成语音信息；

与语音合成模块25连接的声卡27。

质谱的的监听方法，该方法包括以下步骤：

1)质谱仪输出质谱图，从质谱图中得到主要峰质量数以及其对应强度；

2)通过数学公式将该质荷比以及其对应的离子强度转换为质荷比和频率列表；

3)再将该质荷比和频率列表通过反傅立叶变换变换到时域；

4)时域数据输入声卡27到达监听设备3。

该方法进一步包括以下步骤：

5)质谱仪输出质谱图，将质谱数据发往质谱数据库21搜索；

6)检索结果26通过语音合成模块25产生语音信息；

7)该语音信息输入处理机的声卡到达监听设备。

所述步骤6)中产生的语音信息包括化合物名称和危险警告。

本发明涉及的质谱谱图语音化是将质谱数据映射到频率域，再将频率域数据通过反傅立叶变换变换到时域，这都是处理机的软件中完成的。时域数据随后发往处理机的声卡播放，通过监听设备提供给操作者监听。操作者听到的是多种频率的混合声音，其频率代表质谱峰数据的质荷比，其响度代表质谱数据的强度。

如果搜索过程中，操作者听到某种频率的声音强度突然增大，就表明某种化合物的浓度在增高；操作者此时可以按照声音响度的高低寻找泄漏点的位置。

搜索信息的语音化包括将质谱数据发往质谱数据库搜索，检索结果(本实施例中是指化合物列表)通过语音合成产生语音信息，所述语音信息可以包括化合物名称和危险警告等，语音信息传送至处理机的声卡，由操作者通过监听设备监听。

本发明中操作者不但可以听到质谱谱图的信息，还可以通过监听设备听到谱图搜索结果，得到危险化合物的警告提示。

例如：某市化工厂发生事故微量泄漏某种剧毒化合物，多人发生呕吐、昏迷症状。操作人员携带便携式质谱仪进入事发现场，进行搜索。质谱仪显示谱图如图2所示。提取质谱信息可得到主要峰质荷数及其对应得离子强度，通过以下数学公式将质谱图转换为频率列表：

$f=f_a\frac{m_0}{m}+f_b,$ 其中f_a＝500Hz，f_b＝0Hz，m₀＝50u，

质荷比(m/z)和频率关系见图3。强度就直接使用质谱图上的峰强度。在通过反傅立叶变换将频率和强度信息转换为时域信号，即录音信号，通过声卡和监听设备，操作者可以听到以397Hz为最强音的多频率混合声音。同时，程序将质谱谱图信息列表发送给质谱数据库NIST MS Search进行搜索，得到可能化合物信息是Phosgene(光气)剧毒，程序将“光气，危险”通过Microsoft ChineseTTS语音合成为语音，通过声卡和监听设备告知操作者。随着搜索的进行，操作者根据397Hz的声音高低可以找到泄漏点。

上述实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案。任何不脱离本发明精神和范围的技术方案均应涵盖在本发明的专利申请范围当中。

Claims (5)

1.一种质谱的监听装置，其特征在于：其包括质谱仪(1)、与质谱仪(1)连接的处理机(2)以及与处理机(2)连接的监听设备(3)，所述处理机(2)包括与质谱仪(1)连接的质谱数据处理模块以及与质谱数据处理模块相连的声卡(27)，该声卡(27)与监听设备(3)连接，所述质谱数据处理模块用于将质谱数据映射到频率域，再将频率域数据通过反傅立叶变换变换到时域，最后将时域数据发往声卡(27)。

2.如权利要求1所述的质谱的监听装置，其特征在于：所述处理机进一步包括与质谱仪(1)连接的质谱数据库(21)，用于存储质谱数据并根据质谱仪输出的质谱数据检索；

与质谱数据库(21)连接的语音合成模块，用于将质谱数据库输出的质谱数据合成语音信息；

与语音合成模块(25)连接的声卡(27)。

3.如权利要求1所述的监听装置的监听方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)质谱仪输出质谱图，从质谱图中得到主要峰的质荷比以及其对应的离子强度；

2)通过数学公式将该质荷比以及其对应的离子强度转换为质荷比和频率列表；

3)再将该质荷比和频率列表通过反傅立叶变换变换到时域；

4)时域数据输入处理机内的声卡(27)播放，通过监听设备(3)传输给监听者。

4.如权利要求2所述的监听装置的监听方法，其特征在于，该方法进一步包括以下步骤：

5)质谱仪输出质谱图，将质谱数据发往质谱数据库(21)搜索；

6)检索结果(26)通过语音合成模块(25)产生语音信息；

7)该语音信息输入处理机的声卡到达监听设备。

5.如权利要求4所述的监听装置的监听方法，其特征在于，所述步骤6)中产生的语音信息包括化合物名称和危险警告。

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