RU2014148314A

RU2014148314A - Интегральный емкостной трансимпедальный усилитель

Info

Publication number: RU2014148314A
Application number: RU2014148314A
Authority: RU
Inventors: Джон Патрик ФИТЦДЖЕРАЛД
Original assignee: Смитс Детекшн - Уотфорд Лимитед
Priority date: 2012-06-01
Filing date: 2013-05-31
Publication date: 2016-07-27
Also published as: EP2856140A2; JP2015526698A; CA2873637A1; IN2014DN10074A; WO2013179060A2; MX338219B; CA2873637C; MX2014013900A; KR102078116B1; PL2856140T3; WO2013179060A3; US9324546B2; RU2637181C2; KR20150024343A; EP2856140B1; CN104335036A; JP6060255B2; CN104335036B; US20150129756A1

Abstract

1. Спектрометр, содержащий:детектор, включающий:коллектор, имеющий первую сторону и вторую сторону, при этом упомянутая первая сторона сконфигурирована для обнаружения ионов, дрейфующих в сторону упомянутого коллектора;диэлектрический элемент вблизи упомянутой второй стороны;усилитель, имеющий вход и выход; иэлемент емкостной пластины вблизи упомянутого диэлектрического элемента и напротив упомянутого коллектора, при этом упомянутый элемент емкостной пластины соединен с выходом упомянутого усилителя.2. Спектрометр по п. 1, в котором упомянутый диэлектрик включает печатную плату.3. Спектрометр по п. 1 или 2, в котором упомянутые коллектор, диэлектрический элемент и элемент емкостной пластины функционируют как конденсатор в петле обратной связи упомянутого усилителя.4. Спектрометр по п. 1 или 2, в котором упомянутый коллектор подключен к входу упомянутого усилителя, так что упомянутый коллектор, упомянутый диэлектрический элемент и упомянутый элемент емкостной пластины образуют емкостной трансимпедансный усилитель.5. Спектрометр по п. 3, в котором упомянутый элемент емкостной пластины, упомянутый диэлектрик и упомянутый коллектор образуют схему интегратора, сконфигурированную для интегрирования ионного тока из упомянутого коллектора в виде напряжения.6. Спектрометр по п. 3, также включающий схему сброса, подключенную к упомянутому конденсатору для сброса, по выбору, упомянутого конденсатора.7. Спектрометр по п. 3, в котором упомянутый усилитель включает операционный усилитель;при этом конденсатор сконфигурирован таким образом, чтобы быть сбрасываемым, по выбору, путем разряда через диоды упомянутого операционного усилителя.8. Сп

Claims

1. Спектрометр, содержащий:

детектор, включающий:

коллектор, имеющий первую сторону и вторую сторону, при этом упомянутая первая сторона сконфигурирована для обнаружения ионов, дрейфующих в сторону упомянутого коллектора;

диэлектрический элемент вблизи упомянутой второй стороны;

усилитель, имеющий вход и выход; и

элемент емкостной пластины вблизи упомянутого диэлектрического элемента и напротив упомянутого коллектора, при этом упомянутый элемент емкостной пластины соединен с выходом упомянутого усилителя.

2. Спектрометр по п. 1, в котором упомянутый диэлектрик включает печатную плату.

3. Спектрометр по п. 1 или 2, в котором упомянутые коллектор, диэлектрический элемент и элемент емкостной пластины функционируют как конденсатор в петле обратной связи упомянутого усилителя.

4. Спектрометр по п. 1 или 2, в котором упомянутый коллектор подключен к входу упомянутого усилителя, так что упомянутый коллектор, упомянутый диэлектрический элемент и упомянутый элемент емкостной пластины образуют емкостной трансимпедансный усилитель.

5. Спектрометр по п. 3, в котором упомянутый элемент емкостной пластины, упомянутый диэлектрик и упомянутый коллектор образуют схему интегратора, сконфигурированную для интегрирования ионного тока из упомянутого коллектора в виде напряжения.

6. Спектрометр по п. 3, также включающий схему сброса, подключенную к упомянутому конденсатору для сброса, по выбору, упомянутого конденсатора.

7. Спектрометр по п. 3, в котором упомянутый усилитель включает операционный усилитель;

при этом конденсатор сконфигурирован таким образом, чтобы быть сбрасываемым, по выбору, путем разряда через диоды упомянутого операционного усилителя.

8. Спектрометр по п. 1 или 2, включающий охранное кольцо, окружающее упомянутый коллектор вблизи упомянутого диэлектрика.

9. Спектрометр по п. 1 или 2, в котором упомянутый диэлектрик включает по меньшей мере одно из следующего: воздушный зазор, печатную плату, керамику, термопластик, стекло, поликарбонат, полиэфир, полистирен, полипропилен или политетрафторэтилен (PFTE).

10. Спектрометр по п. 1 или 2, включающий спектрометр ионной подвижности, сконфигурированный для работы по существу при атмосферном давлении.

11. Спектрометр по п. 1 или 2, в котором упомянутый элемент емкостной пластины и упомянутый коллектор перекрывают друг друга с площадью, приблизительно равной сорока четырем квадратным миллиметрам.

12. Спектрометр по п. 1 или 2, также включающий второй коллектор, подключенный к трансимпедансному усилителю и сконфигурированный для приема ионов по меньшей мере до тех пор, пока не пройдет пик ионов.

13. Спектрометр, содержащий:

детектор, включающий:

коллектор, сконфигурированный для приема ионов, дрейфующих в сторону коллектора, удерживаемый на первой стороне диэлектрика;

пластинчатый элемент, расположенный на второй стороне упомянутого диэлектрика, противоположной упомянутой первой стороне, в конфигурации, обеспечивающей перекрытие с коллектором; и

усилитель, имеющий вход и выход, при этом упомянутый коллектор подключен к упомянутому входу, а упомянутый пластинчатый элемент подключен к упомянутому выходу.

14. Спектрометр по п. 13, в котором упомянутый детектор сконфигурирован как интегратор для интегрирования ионного тока из упомянутого коллектора с получением напряжения.

15. Спектрометр по п. 13 или 14, включающий спектрометр ионной подвижности, сконфигурированный для работы по существу при атмосферном давлении.

16. Спектрометр по п. 13 или 14, в котором упомянутый диэлектрик включает печатную плату, и упомянутый усилитель удерживается при помощи упомянутой печатной платы.

17. Спектрометр по п. 13 или 14, в котором упомянутые перекрывающиеся части коллектора и пластинчатого элемента сконфигурированы, чтобы функционировать как конденсатор, помещенный в петле обратной связи упомянутого усилителя.

18. Спектрометр по п. 13 или 14, также включающий схему сброса, сконфигурированную для сброса, по выбору, упомянутого конденсатора.

19. Спектрометр по п. 17, в котором упомянутый усилитель включает по меньшей мере один защитный диод;

при этом схема сброса включает переключательный элемент и резистивный элемент, и упомянутый переключательный элемент сконфигурирован для подключения, по выбору, упомянутого пластинчатого элемента к упомянутому по меньшей мере одному защитному диоду упомянутого усилителя.

20. Спектрометр, включающий:

коллектор, сконфигурированный для приема ионов, при этом упомянутый коллектор размещен и сконфигурирован как первая пластина конденсатора;

диэлектрик вблизи упомянутого коллектора;

пластину, сконфигурированную как вторая пластина конденсатора, расположенную с противоположной стороны от упомянутого коллектора относительно упомянутого диэлектрика; и

усилительный элемент, имеющий вход, выход и петлю обратной связи,

при этом упомянутый конденсатор помещен в упомянутой петле обратной связи.

21. Спектрометр по п. 20, в котором упомянутый диэлектрик включает по меньшей мере одно из следующего: воздушный зазор, полиимид, керамику, термопластик, стекло, поликарбонат, полиэфир, полистирен, полипропилен или политетрафторэтилен (PFTE).

22. Спектрометр по п. 20 или 21, в котором упомянутые коллектор, диэлектрик, пластина и усилительный элемент размещены и сконфигурированы как интегратор.

23. Спектрометр по п. 22, в котором интегратор включает суммирующее соединение, при этом упомянутый спектрометр включает также схему сброса, сконфигурированную для сброса интегратора без непосредственного подключения к упомянутому суммирующему соединению.

24. Спектрометр по п. 20 или 21, в котором коллектор расположен в конце дрейфовой трубки спектрометра для сбора ионов из дрейфовой трубки.