CN102324374B - 一种用于质谱仪的射频电源 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于质谱仪的射频电源，包括一信号源，所述信号源的输出端连接有驱动电路，所述驱动电路的输出端与环绕在骨架上的初级线圈连接，所述骨架上还环绕有次级线圈，所述次级线圈的输出端作为电源输出端，所述驱动电路的电源端连接有一可调的直流电源，所述骨架内呈相对方向设置有两个磁棒，每个磁棒远离骨架中心的末端通过丝杆连接有一步进电机，所述步进电机的控制端连接有一控制其转动的单片机，所述驱动电路的输出端还通过一辅助线圈串联有一电流检测电路，所述电流检测电路的输出端与所述单片机连接。本发明射频电源结构紧凑，体积小，电压波形稳定，有利于质谱仪的小型化设计。
Description
技术领域
本发明涉及一种电源，尤其是一种用于质谱仪的射频电源。
背景技术
射频四极杆通常被人们作为质量分析器或离子调制器，并被广泛的应用在质谱领域。在特定的大气压下，四极杆能对离子进行碰撞冷却聚焦，因而常常被人们作为大气压离子源与质谱的接口。射频四极杆具有结构小，扫描快，离子传送快，真空度要求不高的特点，特别是低价小型质谱分析器的最优选择。据有关资料介绍，目前质荷比的范围只能达到3000，但仍然很适合在大气压的条件下产生离子的离子源，比如ESI（Electrospray ionization，电喷雾电离）。同时四极杆也可以用来做多级串联质谱，也很方便定量，因而射频四极杆广泛使用在质谱中。基于其在质谱中的作用和特点可知，驱动射频四极杆的高压射频电路在整个系统中的重要地位。高压射频电路通常由电感电容振荡电路产生的，振荡电路由功率放大电路驱动，需要调整电感电容振荡电路的线圈来调整振荡频率，以此来改变质谱的质量范围。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种频率和幅值连续可调的高压射频电源，所述射频电源的结构简单，实现方便。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种用于质谱仪的射频电源，包括一信号源，所述信号源的输出端连接有驱动电路，所述驱动电路的输出端与环绕在骨架上的初级线圈连接，所述骨架上还环绕有次级线圈，所述次级线圈的输出端作为电源输出端，所述驱动电路的电源端连接有一可调的直流电源，所述骨架内呈相对方向设置有两个磁棒，每个磁棒远离骨架中心的末端通过丝杆连接有一步进电机，所述步进电机的控制端连接有一控制其转动的单片机，所述驱动电路的输出端还通过一辅助线圈串联有一电流检测电路，所述电流检测电路的输出端与所述单片机连接。
进一步作为优选的实施方式，所述驱动电路为由三极管组成的丙类放大电路，通过基极与信号源的输出端连接，集电极与初级线圈连接；信号源为初级线圈提供正弦波信号，可以是任意一种信号发生器，只要达到一定的峰峰值，且频率也要有一定的范围。
进一步作为优选的实施方式，所述两个磁棒位于骨架中心线上。
进一步作为优选的实施方式，所述初级线圈和次级线圈为环绕在骨架上的漆包线。
进一步作为优选的实施方式，所述骨架为高频磁管。
本发明的有益效果是：本发明通过在骨架内设有两个可移动的磁棒，通过移动磁棒，调节缠绕在磁棒上线圈的电感量，从而改变线圈的谐振点，进而改变频率，实现了在电压幅值连续可调的基础上频率的连续可调，本发明射频电源结构紧凑，体积小，电压波形稳定，有利于质谱仪的小型化设计。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
图1是本发明射频电源的结构示意图。
具体实施方式
参照图1,一种用于质谱仪的射频电源，包括一信号源1，信号源1的输出端连接有驱动电路2，驱动电路2的输出端与环绕在骨架3上的初级线圈4连接，骨架3上还环绕有次级线圈5，所述次级线圈5的输出端作为电源输出端，所述驱动电路2的电源端连接有一可调的直流电源6，所述骨架内呈相对方向设置有两个磁棒7，每个磁棒7远离骨架3中心的末端通过丝杆8连接有一步进电机9，所述步进电机9的控制端连接有一控制其转动的单片机，所述驱动电路2的输出端还通过一辅助线圈串联有一电流检测电路41，所述电流检测电路41的输出端与所述单片机连接，所述辅助线圈与初级线圈参数一样，专门用于供电流检测电路41检测电流的大小。
直流电源6为驱动电路2提供电源，直流电源为可调的，其电压值在可调范围之内。驱动电路2为由三极管组成的丙类放大电路，通过基极与信号源的输出端连接，集电极与初级线圈连接。通过次级线圈5与初级线圈4之间的匝数比来升高电压，初级线圈4和次级线圈5为环绕在骨架3上的漆包线，根据质谱仪中四极杆的电容量来确定电感量，从而确定线圈圈数。
处于骨架3中的两个磁棒7位于骨架3中心线上，通过移动磁棒7的位置改变线圈的电感量和Q值。为了使次级线圈5的输出具有对称性，用了两个步进电机9从两端同时调节磁棒7来改变电感量，从而找到所需频率点。由于电容量是固定的，电感量改变从而会引起共振点的偏移，从而需要调节频率找到共振点，由于在共振点时驱动电路中的电流最小，通过电流检测电路41来检测电路电流的大小并反馈给单片机，通过单片机控制电位器来改变共振点时的共振频率。然后调节外接直流电源6来通过驱动电路2来改变线圈输出的峰峰值，通过单片机的控制可以达到完全智能的调节，只要在上位机设定好所需要的频率，通过实际测试使用，达到了理想的效果。在实际应用中，可以根据设定得到需要的频率，通过单片机控制步进电机9移动磁棒7来改变所需频率所对应的电感量，由频率、电感量和电容量的关系知，两个磁棒7同时向外移动电感量减少，频率增加，反之则相反。
骨架3为高频磁管，其内外径大小为18mm*25mm。
本发明射频电源，体积小，结构简单，电压波形稳定，便于质谱仪的小型化设计，适用于驱动射频多极杆，包括四极杆、六极杆、八极杆。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (4)
1.一种用于质谱仪的射频电源，包括一信号源（1），所述信号源的输出端连接有驱动电路（2），所述驱动电路（2）的输出端与环绕在骨架（3）上的初级线圈（4）连接，所述骨架（3）上还环绕有次级线圈（5），所述次级线圈（5）的输出端作为电源输出端，其特征在于：所述驱动电路（2）的电源端连接有一可调的直流电源（6），所述骨架内呈相对方向设置有棒端相对的两个磁棒（7），每个磁棒（7）远离骨架（3）中心的末端通过丝杆（8）连接有一步进电机（9），所述步进电机（9）的控制端连接有一控制其转动的单片机，所述驱动电路（2）的输出端还通过一辅助线圈串联有一电流检测电路（41），所述电流检测电路（41）的输出端与所述单片机连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于质谱仪的射频电源，其特征在于：所述驱动电路（2）为由三极管组成的丙类放大电路，通过基极与信号源（1）的输出端连接，集电极与初级线圈（4）连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于质谱仪的射频电源，其特征在于：所述两个磁棒（7）位于骨架（3）中心线上。
4.根据权利要求1所述的一种用于质谱仪的射频电源，其特征在于：所述初级线圈（4）和次级线圈（5）为环绕在骨架（3）上的漆包线。
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