CN104303259B - 高动态范围检测器校正算法 - Google Patents

Abstract

本发明提供用以执行空载时间校正的系统及方法。使用质谱仪的非可瘫痪检测系统获得所观测离子计数率。所述检测系统包含离子检测器、比较器/鉴别器、单稳态电路及计数器。所述非可瘫痪检测系统在高计数率下展现空载时间扩展。所述空载时间扩展的发生是由于所述单稳态电路需要上升沿来触发且仅可在来自所述比较器/鉴别器的输出脉冲已变低之后再次被触发。这允许恰好在由第一比较器/鉴别器脉冲开始的所述空载时间的结束之前到达的第二比较器/鉴别器脉冲将所述空载时间扩展到所述第二比较器/鉴别器脉冲的后沿。通过执行所述所观测离子计数率的空载时间校正来计算真实离子计数率。

Description

高动态范围检测器校正算法

相关申请案交叉参考

本申请案主张2012年5月18日提出申请的第61/648,653号美国临时专利申请案的权益，所述美国临时专利申请案的内容以全文引用的方式并入本文中。

背景技术

四极质谱仪中的离子检测系统由离子检测器、电流/电压前置放大器、比较器/鉴别器、单稳态电路及计数器构成。所述离子检测器针对撞击其的每一离子产生一电流脉冲；这些电流脉冲传递到电流/电压前置放大器，在所述电流/电压前置放大器处所述电流脉冲被转换成电压脉冲。电压脉冲传递到在所述电压脉冲的前沿超过鉴别器阈值时产生逻辑脉冲的比较器/鉴别器。所述逻辑脉冲在电压脉冲的后沿降到低于鉴别器阈值电平时结束。所述比较器/鉴别器通过仅传输超过阈值的电压脉冲来移除噪声。所述逻辑脉冲传递到产生设定时间周期的逻辑脉冲的单稳态电路，且接着传递到记录所观测计数的计数器。所述单稳态电路具有在一个脉冲到达之后看不到另一脉冲的到达的临界周期；此称为空载时间或空载时间周期。

举例来说，检测系统空载时间为17.5ns。来自单稳态电路的输出是宽度为8.75ns的逻辑脉冲。然而，单稳态电路在其准备好接受来自比较器/鉴别器的另一脉冲之前需要额外的8.75ns(逻辑脉冲宽度的两倍)。单稳态电路也可在其可产生另一逻辑脉冲之前需要额外的100ps。因此，单稳态电路逻辑脉冲具有仅为空载时间的约一半的宽度。

空载时间损耗不同于饱和。当检测器在于输入处接收若干个离子之后无法快速地供应足以产生输出脉冲的电流时，发生饱和。在所述情况中，从检测器输出的电流脉冲具有降低的振幅并开始降到低于鉴别器阈值电平且不会被检测到。离子在检测器处的到达视为时间随机过程，这可使用泊松(Poisson)分布来描述。用于将所观测计数率转换成真计数率的方程式取决于用来处置检测器的输出的信号处置电子器件的类型。

当太多离子在一时间周期内到达且如上所述检测器未饱和时，那么损耗通常称为空载时间损耗。这是因为电流脉冲仍在那里，但仅不对其进行计数而已。存在测量质谱仪的检测器的若干种不同方式。一种测量检测器的输出的方式使用脉冲计数系统。举例来说，在脉冲计数系统中，一个离子产生一个脉冲。

一种类型的脉冲计数系统对来自鉴别器的脉冲进行计数。在此情况中，不存在设定空载时间，因为来自鉴别器的逻辑脉冲的宽度由输入到鉴别器的模拟信号保持高于阈值的时间确定。并不针对空载时间损耗校正计数率，且通常发生高于几百万cps的与线性度的偏差。

另一类型的脉冲计数系统为可瘫痪系统。在可瘫痪系统中，当来自检测器的传入脉冲在先前脉冲的前沿的恒定空载时间周期(即，17.5ns)内到达时，所述脉冲的前沿将空载时间扩展所述恒定空载时间周期(即，17.5ns)。在充分高计数率下，来自信号处置电子器件的输出保持高达经扩展时间周期，从而导致将多个脉冲计数为单个脉冲。在充分高的真计数率下，所观测计数率随着脉冲变得越来越重叠而开始降低。

又一种类型的脉冲计数系统为非可瘫痪系统。在非可瘫痪系统中，在先前脉冲的恒定空载时间周期(即，17.5ns)内来自检测器的脉冲的到达不会致使将空载时间扩展额外的恒定空载时间周期(即，17.5ns)。一旦来自所计数脉冲的空载时间结束，系统便准备好进行计数。在此情况中，在真计数率增加时，所观测计数率也增加。

然而，在高计数率下，采用非瘫痪电子器件的高动态范围检测系统也可展现由于非瘫痪电子器件的特性所致的空载时间扩展。因此，需要用于非可瘫痪高动态范围检测系统的空载时间校正以便在高计数率下进行计数的系统及方法。

附图说明

所属领域的技术人员将理解，下文所描述的图式仅用于图解说明目的。所述图式并非打算以任何方式限制本发明的范围。

图1是图解说明根据各种实施例的计算机系统的框图。

图2是根据各种实施例的基于未针对空载时间校正的利血平的第二、第三及第四同位素的所测量计数率对所计算真计数率的偏差的示范性曲线图。

图3是根据各种实施例使用用于非可瘫痪系统的空载时间校正方程式(1)转换为真计数率的用于图2的数据的示范性曲线图。

图4是根据各种实施例的检测系统的示范性时序图，其展示产生空载时间脉冲的边沿触发电路可如何使空载时间脉冲扩展。

图5是根据各种实施例与所计算空载时间调整因子的指数拟合的示范性曲线图。

图6是根据各种实施例使用用于非可瘫痪系统的包含调整因子的空载时间校正方程式(2)转换为真计数率的用于图2的数据的示范性曲线图。

图7是根据各种实施例用于针对质谱仪的非可瘫痪检测系统执行空载时间校正的系统，所述非可瘫痪检测系统在高计数率下展现为非瘫痪电子器件的特性的结果的空载时间扩展。

图8是展示用于针对质谱仪的非可瘫痪检测系统执行空载时间校正的方法的示范性流程图，所述非可瘫痪检测系统在高计数率下展现为非瘫痪电子器件的特性的结果的空载时间扩展。

图9是根据各种实施例的系统的示意图，所述系统包含执行用于针对质谱仪的非可瘫痪检测系统执行空载时间校正的方法的一或多个相异软件模块，所述非可瘫痪检测系统在高计数率下展现为非瘫痪电子器件的特性的结果的空载时间扩展。

在详细描述本发明教示的一或多个实施例之前，所属领域的技术人员将了解，本发明教示在其应用方面并不限于以下详细描述中陈述的或图式中图解说明的构造细节、组件布置及步骤布置。而且，应理解，本文中所使用的措辞及术语用于描述目的且不应视为具有限制性。

具体实施方式

计算机实施的系统

图1是图解说明可在其上实施本发明教示的实施例的计算机系统100的框图。计算机系统100包含用于传达信息的总线102或其它通信机构，及与总线102耦合用于处理信息的处理器104。计算机系统100还包含存储器106，其可为耦合到总线102用于存储待由处理器104执行的指令的随机存取存储器(RAM)或其它动态存储装置。存储器106还可用于在待由处理器104执行的指令的执行期间存储临时变量或其它中间信息。计算机系统100进一步包含耦合到总线102用于存储用于处理器104的静态信息及指令的只读存储器(ROM)108或其它静态存储装置。提供例如磁盘或光盘等存储装置110且其耦合到总线102用于存储信息及指令。

计算机系统100可经由总线102耦合到例如阴极射线管(CRT)或液晶显示器(LCD)等显示器112以向计算机用户显示信息。包含字母数字键及其它键的输入装置114耦合到总线102，以将信息及命令选择传达到处理器104。另一类型的用户输入装置为用于将方向信息及命令选择传达到处理器104且用于控制显示器112上的光标移动的光标控制件116，例如鼠标、轨迹球或光标方向键。此输入装置通常具有在两个轴(第一轴(即，x)及第二轴(即，y))上的两个自由度，这允许所述装置规定在一平面中的位置。

计算机系统100可执行本发明教示。依照本发明教示的某些实施方案，由计算机系统100响应于处理器104执行存储器106中所含有的一或多个指令的一或多个序列而提供结果。可将此类指令从例如存储装置110等另一计算机可读媒体读取到存储器106中。存储器106中所含有的指令序列的执行致使处理器104执行本文中所描述的过程。或者，可代替或组合软件指令而使用硬连线电路来实施本发明教示。因此，本发明教示的实施方案并不限于硬件电路与软件的任何特定组合。

如本文中所使用的术语“计算机可读媒体”是指参与将指令提供到处理器104以供执行的任何媒体。此媒体可采取许多形式，包含但不限于非易失性媒体、易失性媒体及传输媒体。举例来说，非易失性媒体包含光盘或磁盘，例如存储装置110。易失性媒体包含动态存储器，例如存储器106。传输媒体包含同轴电缆、铜线及光纤，包含组成总线102的导线。

举例来说，常见形式的计算机可读媒体包含软盘、柔性盘、硬盘、磁带或任何其它磁性媒体、CD-ROM、数字视盘(DVD)、蓝光盘、任何其它光学媒体、拇指驱动器、存储器卡、RAM、PROM及EPROM、快闪EPROM、任何其它存储器芯片或盒式磁盘，或者计算机可从其读取的任何其它有形媒体。

在将一或多个指令的一或多个序列载运到处理器104以供执行时，可涉及各种形式的计算机可读媒体。举例来说，最初可在远程计算机的磁盘上载运指令。所述远程计算机可将指令加载到其动态存储器中并使用调制解调器经由电话线发送指令。在计算机系统100本地的调制解调器可接收电话线上的数据并使用红外发射器将数据转换为红外信号。耦合到总线102的红外检测器可接收在红外信号中载运的数据并将数据置于总线102上。总线102将数据载运到存储器106，处理器104从存储器106检索并执行指令。由存储器106接收的指令在由处理器104执行之前或之后可任选地存储于存储装置110上。

根据各种实施例，经配置以由处理器执行以执行方法的指令存储于计算机可读媒体上。所述计算机可读媒体可为存储数字信息的装置。举例来说，计算机可读媒体包含如存储软件的领域中已知的紧致磁盘只读存储器(CD-ROM)。计算机可读媒体由适合于执行经配置而被执行的指令的处理器存取。

已出于图解说明及描述的目的而呈现本发明教示的各种实施方案的以下描述。其并非穷尽性的且不将本发明教示限制于所揭示的精确形式。鉴于以上教示，可能存在若干修改形式及变化形式或可从本发明教示的实践获得所述修改形式及变化形式。另外，所描述实施方案包含软件，但本发明教示可实施为硬件与软件的组合或以单独的硬件来实施。可用面向对象的程序设计系统及非面向对象的程序设计系统两者来实施本发明教示。

实验数据

针对经扩展线性动态范围使用针对非可瘫痪系统的空载时间校正。具体来说，非瘫痪空载时间校正算法允许校正由非瘫痪电子器件接收的计数率，从而导致检测系统的动态范围的增加。然而，在较高计数率下，高动态范围检测系统也可展现为非瘫痪电子器件的特性的结果的空载时间扩展。因此，需要用于非可瘫痪高动态范围检测系统的空载时间校正以在高计数率下进行校正的系统及方法。

增加的动态范围

所有实验均是在AB SCIEX5500质谱仪上执行的。使用以7.0μL/分钟灌注的利血平溶液在阳离子模式中收集数据。检测系统利用具有输出处于0V的大酒瓶式(magnum)5901检测器的在12kV下操作的高能量转换倍增器电极(HED)。使检测器的输出通过高增益跨阻抗(TZ)电流放大器。这允许将检测器偏置设定为比采用电压/电压前置放大器的检测器系统的典型偏置低大约500V到600V。这允许得到约2×10⁸计数/秒(cps)或更大的真计数率。

为了扩展动态范围，将跨阻抗(TZ)放大器添加到检测器的输出。TZ放大器为具有高增益(在高动态范围检测系统的最新版本中为13kΩ增益)的电流放大器。这允许从检测器去除增益(减小的检测器偏置电位)，此允许检测器在较高计数率下进行计数而不使检测器饱和。

不进行空载时间校正

为了测试检测器及其校正算法的线性度，基于利血平的第二同位素(m/z610)、第三同位素(m/z611)及第四同位素(m/z612)的强度及预期同位素比率而计算第一同位素(m/z609)的强度。第二、第三及第四同位素相对于第一同位素的理论同位素比率分别为0.374、0.086及0.013。举例来说，如果第一同位素的强度为5×10⁷cps，那么第二同位素的强度应为1.87×10⁷cps(5×10⁷cps×0.374)。如果第二同位素的强度被测量为1.87×10⁷cps，那么可通过除以已知同位素比率而计算第一同位素的强度，即，1.87×10⁷cps/0.374＝5×10⁷cps。可接着使用第一同位素的所计算强度与所测量强度之间的差来测定校正算法的准确度。

图2是根据各种实施例基于未针对空载时间校正的利血平的第二、第三及第四同位素的所测量计数率对所计算真计数率的偏差的示范性曲线图200。曲线图200展示在不进行空载时间校正的情况下，所测量计数率对所计算真计数率的偏差随着计数率的增加而显著增加。

在恒定空载时间的情况下的空载时间校正

所使用的高动态范围检测系统的电子器件被视为非可瘫痪系统。用于非可瘫痪系统的空载时间校正方程式为：

$\mathrm{true}\_\mathrm{count}\_\mathrm{rate}=\frac{\mathrm{observed}\_\mathrm{count}\_\mathrm{rate}}{(1-\mathrm{observed}\_\mathrm{count}\_\mathrm{rate}\×\mathrm{dead}\_\mathrm{time})}---\left(1\right)$

图3是根据各种实施例使用用于非可瘫痪系统的空载时间校正方程式(1)转换为真计数率的用于图2的数据的示范性曲线图300。在曲线图300中，与图2中相比，所测量计数率对所计算真计数率的偏差随着计数率的增加较不显著地增加。然而，在高计数率下，与线性度的偏差仍为令人不满意的。

在若干个实验及对检测器、比较器及单稳态电路输出信号的分析之后，发现当检测器脉冲恰好在来自先前脉冲的空载时间的结束之前到达时，检测系统展现扩展的空载时间周期。此情形的原因一定与以下事实有关：产生空载时间脉冲的电路是边沿触发的。如果由于存在额外检测器脉冲，比较器的输出在来自先前脉冲的前沿的空载时间之外为高的，那么电路将不产生额外检测器脉冲的逻辑脉冲。在可检测另一检测器脉冲之前，来自比较器的输出首先需要下降。空载时间被扩展了对应于比较器在来自先前脉冲的空载时间之外为高的持续时间的额外量。

图4是根据各种实施例的检测系统的示范性时序图400，其展示产生空载时间的边沿触发电路可如何使空载时间扩展。在图400的A中，两个所检测脉冲相隔多于17.5ns，所述脉冲产生两个逻辑脉冲。在图400的B中，第二脉冲恰好在第一脉冲的空载时间的结束之前到达，从而仅产生一个脉冲宽度被扩展的数字脉冲。在B中，空载时间被扩展对应于Δt的额外周期。

考虑使用电平触发而非边沿触发的电子器件的情况。这将导致空载时间电路一准备好就产生数字脉冲。然而，这接着产生将检测器脉冲计数两次的问题，一次是通过空载时间校正方程式，其考虑到接近于第一脉冲到达的脉冲，且第二次是针对空载时间电路由于比较器电平为高的而产生数字脉冲时。

在可扩展空载时间的情况下的空载时间校正

在各种实施例中，空载时间校正包含针对在高计数率下的空载时间的扩展的校正。举例来说，针对在高计数率下的空载时间的扩展的校正可包含将调整因子加到方程式(1)。真计数率的方程式接着变为：

$\begin{array}{c}\mathrm{true}\_\mathrm{count}\_\mathrm{rate}=\\ \frac{\mathrm{observed}\_\mathrm{count}\_\mathrm{rate}}{(1-\mathrm{observed}\_\mathrm{count}\_\mathrm{rate}\×\mathrm{dead}\_\mathrm{time}\×\mathrm{adj}\_\mathrm{fac})}\end{array}---\left(2\right)$

在一个示范性实验中，使用利血平的同位素比率作为校准点来求出调整因子。使用利血平的1ng/μL的溶液来收集数据。通过改变用以将离子从离子源输送到质量分析四极的仅射频四极上的RF振幅来使信号的强度变化。针对处于m/z609.23的第一同位素，这允许所观测计数率从5×10⁶cps到3×10⁷cps而变化。所观测计数率为在不施加针对空载时间的任何校正的情况下的那些计数率。针对前四个同位素收集强度，且良好地解析同位素。接着使用在低计数率下四个同位素的强度来计算四个同位素的平均同位素比率。实验同位素比率针对m/z609.23、610.23、611.23及612.23分别为100％、36.2％、8.4％及1.6％，其与理论同位素比率良好地匹配。(理论同位素比率为100％、37.4％、8.6％及1.3％)。接着通过使用方程式1来针对空载时间校正609.23同位素的所观测信号强度，同时调整空载时间直到经校正强度匹配从m/z612.23的强度除以其同位素分数计算的强度为止。

用以计算方程式(2)的调整因子(adj_fac)的示范性步骤包含：

1.测量m/z609.23及m/z612.23两者的未经校正(所观测)信号

2.使用17.5ns的恒定空载时间计算经空载时间校正的强度(方程式1)

3.基于m/z612.23强度及同位素比率而计算真m/z609.23强度

4.调整方程式2中的adj_fac直到真计数率等于来自步骤3的真计数率为止。

表1展示根据各种实施例从用以计算调整因子的示范性步骤集合计算的数。

步骤		m/z609.23	m/z612.23
				1	所观测计数率(cps)	3.04×107	1.7×106
2	经校正的空载时间(方程式1)	6.50×107	1.79×106
				3	基于m/z612.23的真cps	1.09×108
4	调整因子(adj_fac)	1.361	1.000

表1

图5是根据各种实施例与所计算空载时间调整因子的指数拟合的示范性曲线图500。针对m/z609.23的介于从5×10⁶到3.04×10⁷cps的范围内的所观测值重复以上步骤以便获得adj_fac对所观测计数率的曲线图500。仅针对m/z609.23的高于≈1.5×10⁷cps的数据用于回归(实心圆圈，曲线图500)。这是因为m/z612.23的信号强度太低(<5×10⁵cps)以致不能获得良好统计数据。将数据与以下形式的方程式拟合：

f＝y₀+ae^bx (3)

其中y₀＝0.90，a＝0.097且b＝5.0993×10^-8。因此，调整因子的方程式为：

adj_fac＝0.9+1.097e^{5.0993×10-8observed_count_rate} (4)

图6是根据各种实施例使用用于非可瘫痪系统的包含调整因子的空载时间校正方程式(2)转换为真计数率的用于图2的数据的示范性曲线图600。方程式2及4用于从用以形成图2及3中的曲线图的所观测计数率计算真计数率。曲线图600中展示与线性度的偏差。现在已针对使用利血平的第二、第三及第四同位素计算的真计数率将在10％内的线性度扩展到超出1.1×10⁸cps。

数据处理的系统及方法

空载时间校正系统

图7是根据各种实施例用于针对质谱仪的非可瘫痪检测系统执行空载时间校正的系统700，所述非可瘫痪检测系统在高计数率下展现为非瘫痪电子器件的特性的结果的空载时间扩展。系统700包含质谱仪的非可瘫痪检测系统。举例来说，所述质谱仪为包含一或多个四极的任何质谱仪。所述质谱仪也可为使用脉冲计数来检测离子的离子阱(3D或线性)。

所述非可瘫痪检测系统包含离子检测器710、比较器/鉴别器720、单稳态电路730及计数器740。所述非可瘫痪检测系统在高计数率下展现空载时间扩展。空载时间扩展的发生是由于单稳态电路730需要上升沿来触发且仅可在来自比较器/鉴别器720的输出脉冲已变低之后再次被触发。这允许恰好在由第一比较器/鉴别器脉冲开始的空载时间的结束之前到达的第二比较器/鉴别器脉冲将空载时间扩展到第二比较器/鉴别器脉冲的后沿。在比较器/鉴别器输出已变低之后于系统可做出反应之前可存在某一周期。所述周期可为约100ps左右。

系统700包含非可瘫痪检测系统及处理器750。处理器750与计数器740进行数据通信。处理器750可为但不限于计算机系统(图1)、微处理器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或能够发送、接收及处理数据的任何电路。

处理器750从计数器740接收所观测离子计数。需要将所接收离子计数转换成离子计数率，这意味着用以收集计数的时间周期也为已知的。计数率可为离子计数除以时间周期。处理器750执行所观测离子计数率的空载时间校正。处理器750使用另外包含调整因子函数的用于非可瘫痪检测系统的空载时间校正的方程式，所述调整因子函数考虑到空载时间的扩展。处理器750从此方程式及所观测离子计数率产生真实离子计数率。

在各种实施例中，所述调整因子函数为非线性函数。

在各种实施例中，所述调整因子函数为方程式(3)，如上文所展示，其中y₀、a及b为系数。

在各种实施例中，通过使调整因子函数与调整因子对校准样本的所观测计数率的曲线图拟合来确定方程式(3)的系数。

在各种实施例中，另外包含调整因子函数的用于非可瘫痪检测系统的空载时间校正的方程式为方程式(4)，如上文所展示。

在各种实施例中，调整因子函数取决于质谱仪。如果质谱仪具有长空载时间，那么系数将不同于用于具有短空载时间的系统的系数。举例来说，从针对每一质谱仪的校准实验来确定调整因子函数的系数。

在各种实施例中，调整因子函数取决于每一质谱仪的离子检测器偏置电位及鉴别器阈值电平。所述系数为检测器偏置的函数，因为在偏置改变时，在鉴别器阈值电平下的脉冲宽度分布也改变。空载时间被扩展的量取决于在鉴别器阈值电平下的脉冲宽度。类似地，改变阈值会改变脉冲宽度分布，此改变空载时间被扩展的量。举例来说，从每一质谱仪的离子检测器偏置电位或鉴别器阈值电平的每一改变的校准实验来确定调整因子函数的系数。

空载时间方法

图8是展示用于针对质谱仪的非可瘫痪检测系统执行空载时间校正的方法800的示范性流程图，所述非可瘫痪检测系统在高计数率下展现为非瘫痪电子器件的特性的结果的空载时间扩展。

在方法800的步骤810中，使用质谱仪的非可瘫痪检测系统来获得所观测离子计数，所述非可瘫痪检测系统包含离子检测器、比较器/鉴别器、单稳态电路及计数器。单稳态电路需要来自比较器/鉴别器的脉冲的上升沿来触发且仅可在脉冲已变低之后再次被触发。这允许恰好在由第一比较器/鉴别器脉冲开始的空载时间的结束之前到达的第二比较器/鉴别器脉冲将空载时间扩展到第二比较器/鉴别器脉冲的后沿。

在步骤820中，使用处理器根据所观测离子计数计算所观测离子计数率。

在步骤830中，使用处理器通过执行所观测离子计数率的空载时间校正来计算真实离子计数率。使用另外包含调整因子函数的用于非可瘫痪检测系统的真实离子计数率的方程式来执行所观测离子计数率的空载时间校正。所述调整因子函数考虑到空载时间脉冲的扩展。

空载时间计算机程序产品

在各种实施例中，一种计算机程序产品包含非暂时性及有形计算机可读存储媒体，所述非暂时性及有形计算机可读存储媒体的内容包含具有指令的程序，所述指令在处理器上执行以便执行用于针对质谱仪的非可瘫痪检测系统执行空载时间校正的方法，所述非可瘫痪检测系统在高计数率下展现为非瘫痪电子器件的特性的结果的空载时间扩展。此方法由包含一或多个相异软件模块的系统执行。

图9是根据各种实施例的系统900的示意图，所述系统包含执行用于针对质谱仪的非可瘫痪检测系统执行空载时间校正的方法的一或多个相异软件模块，所述非可瘫痪检测系统在高计数率下展现为非瘫痪电子器件的特性的结果的空载时间扩展。系统900包含测量模块910及校正模块920。

测量模块910使用质谱仪的非可瘫痪检测系统获得所观测离子计数，所述非可瘫痪检测系统包含离子检测器、比较器/鉴别器、单稳态电路及计数器。所述单稳态电路需要来自所述比较器/鉴别器的脉冲的上升沿来触发且仅可在所述脉冲已变低之后再次被触发。这允许恰好在由第一比较器/鉴别器脉冲开始的空载时间的结束之前到达的第二比较器/鉴别器脉冲将空载时间扩展到第二比较器/鉴别器脉冲的后沿。

校正模块910根据所观测离子计数计算所观测离子计数率。校正模块910接着通过执行所观测离子计数率的空载时间校正而计算真实离子计数率。使用另外包含调整因子函数的用于非可瘫痪检测系统的真实离子计数率的方程式执行所观测离子计数率的空载时间校正。所述调整因子函数考虑到空载时间的扩展。

尽管结合各种实施例描述了本发明教示，但并不打算将本发明教示限制于此类实施例。相反，本发明教示囊括各种替代方案、修改形式及等效形式，如所属领域的技术人员将了解。

此外，在描述各种实施例时，说明书可能已将方法及/或过程呈现为特定步骤序列。然而，在所述方法或过程不依赖于本文中所陈述的特定步骤序列的前提下，所述方法或过程应不限制于所描述的特定步骤序列。如所属领域的技术人员将了解，可能有其它步骤序列。因此，说明书中所陈述的步骤的特定次序不应理解为对权利要求书的限制。另外，针对于所述方法及/或过程的权利要求不应限制于其步骤以所写的次序的执行，且所属领域的技术人员可容易了解，所述序列可变化且仍保持在各种实施例的精神及范围内。

Claims (11)

1.一种用于针对质谱仪的非可瘫痪检测系统执行空载时间校正的系统，所述非可瘫痪检测系统在高计数率下展现为非瘫痪电子器件的特性的结果的空载时间扩展，所述系统包括：

质谱仪的非可瘫痪检测系统，其包含离子检测器、比较器/鉴别器、单稳态电路及计数器，其中所述单稳态电路需要来自所述比较器/鉴别器的脉冲的上升沿来触发且仅可在所述脉冲已变低之后再次被触发，从而允许恰好在由第一比较器/鉴别器脉冲开始的空载时间的结束之前到达的第二比较器/鉴别器脉冲将所述空载时间扩展到所述第二比较器/鉴别器脉冲的后沿；以及

处理器，其与所述计数器进行数据通信，所述处理器

从所述计数器接收所观测离子计数，

根据所述所观测离子计数计算所观测离子计数率，以及

使用另外包含调整因子函数的用于非可瘫痪检测系统的真实离子计数率的方程式来执行所述所观测离子计数率的空载时间校正，所述调整因子函数考虑到所述空载时间的所述扩展,

其中所述调整因子函数adj_fac包括

adj_fac＝y₀+ae^{b(observed_count_rate)}

其中y_o、a及b为系数，observed_count_rate为所观测离子计数率；以及

其中另外包含调整因子函数adj_fac的用于非可瘫痪检测系统的真实离子计数率true_count_rate的方程式包括

$true\_count\_rate=\frac{observed\_count\_rate}{(1-observed\_count\_rate\&times;dead\_time\&times;adj\_fac)}$

其中dead_time为空载时间。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述系数y_o、a及b是通过将所述调整因子函数与调整因子对校准样本的所观测计数率的曲线图拟合而确定的。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述调整因子函数取决于所述质谱仪。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述调整因子函数取决于所述离子检测器的偏置电位及所述鉴别器的阈值电平。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述质谱仪包含一或多个四极。

6.一种用于针对质谱仪的非可瘫痪检测系统执行空载时间校正的方法，所述非可瘫痪检测系统在高计数率下展现为非瘫痪电子器件的特性的结果的空载时间扩展，所述方法包括：

使用质谱仪的非可瘫痪检测系统来获得所观测离子计数，所述非可瘫痪检测系统包含离子检测器、比较器/鉴别器、单稳态电路及计数器，其中所述单稳态电路需要来自所述比较器/鉴别器的脉冲的上升沿来触发且仅可在所述脉冲已变低之后再次被触发，从而允许恰好在由第一比较器/鉴别器脉冲开始的空载时间的结束之前到达的第二比较器/鉴别器脉冲将所述空载时间扩展到所述第二比较器/鉴别器脉冲的后沿；

使用处理器根据所述所观测离子计数计算所观测离子计数率；以及

使用所述处理器，通过使用另外包含调整因子函数的用于非可瘫痪检测系统的真实离子计数率的方程式执行所述所观测离子计数率的空载时间校正而计算真实离子计数率，所述调整因子函数考虑到空载时间脉冲的所述扩展,

其中所述调整因子函数adj_fac包括

adj_fac＝y₀+ae^{b(observed_count_rate)}

其中y_o、a及b为系数，且observed_count_rate为所观测离子计数率；以及

其中另外包含调整因子函数adj_fac的用于非可瘫痪检测系统的真实离子计数率true_count_rate的方程式包括

$true\_count\_rate=\frac{observed\_count\_rate}{(1-observed\_count\_rate\&times;dead\_time\&times;adj\_fac)}$

其中dead_time为空载时间。

7.根据权利要求6所述的方法，其中通过将所述调整因子函数与调整因子对校准样本的所观测计数率的曲线图拟合来确定所述系数y₀、a及b。

8.根据权利要求6所述的方法，其中所述调整因子函数取决于所述质谱仪。

9.根据权利要求6所述的方法，其中所述调整因子函数取决于所述离子检测器的偏置电位及所述鉴别器的阈值电平。

10.根据权利要求6所述的方法，其中所述质谱仪包含一或多个四极。

11.一种用于针对质谱仪的非可瘫痪检测系统执行空载时间校正的设备，所述非可瘫痪检测系统在高计数率下展现为非瘫痪电子器件的特性的结果的空载时间扩展，所述设备包括：

用于从质谱仪的非可瘫痪检测系统获得所观测离子计数的装置，所述非可瘫痪检测系统包含离子检测器、比较器/鉴别器、单稳态电路及计数器，其中所述单稳态电路需要来自所述比较器/鉴别器的脉冲的上升沿来触发且仅可在所述脉冲已变低之后再次被触发，从而允许恰好在由第一比较器/鉴别器脉冲开始的空载时间的结束之前到达的第二比较器/鉴别器脉冲将所述空载时间扩展到所述第二比较器/鉴别器脉冲的后沿；

用于根据所述所观测离子计数计算所观测离子计数率的装置；以及

用于通过使用另外包含调整因子函数的用于非可瘫痪检测系统的真实离子计数率的方程式执行所述所观测离子计数率的空载时间校正而计算真实离子计数率的装置，所述调整因子函数考虑到空载时间的所述扩展，

其中所述调整因子函数adj_fac包括

adj_fac＝y₀+ae^{b(observed_count_rate)}

其中y_o、a及b为系数，observed_count_rate为所观测离子计数率；以及

其中另外包含调整因子函数adj_fac的用于非可瘫痪检测系统的真实离子计数率true_count_rate的方程式包括

$true\_count\_rate=\frac{observed\_count\_rate}{(1-observed\_count\_rate\&times;dead\_time\&times;adj\_fac)}$

其中dead_time为空载时间。