[发明专利]一种基于隔离运放和功放三极管的电子轰击离子源控制电路

说明书

本发明提供了一种基于隔离运放和功放三极管的电子轰击离子源控制电路，属于质谱电离源技术领域。本电路包括主电源输入模块，EI灯丝电压控制模块、EI灯丝电压检测模块、EI灯丝选择控制模块和EI发射电流检测模块，所述的主电源输入模块为EI灯丝电压控制模块、EI灯丝电压检测模块、EI灯丝选择控制模块、EI发射电流检测模块提供驱动电压，所述的EI灯丝电压控制模块用于控制施加在灯丝两端的电压，所述的EI灯丝电压检测模块用于检测灯丝两端的电压，所述的EI灯丝选择控制模块用于选择灯丝的工作状态，所述的EI发射电流检测模块用于检测灯丝发射电子的情况。本电路输出电压稳定，能够有效改善质谱检测的质量。

技术领域

本发明属于质谱电离源技术领域，特别涉及一种基于隔离运放和功放三极管的电子轰击离子源控制电路。

背景技术

质谱仪是当代分析领域最重要的科学仪器之一，其具有定性能力强、灵敏度高、响应时间快等特性，在环境检测、食品安全、生命科学等领域都有着广泛的应用。质谱仪主要由进样装置、离子源、质量分析器、检测器等组成，其中离子源是使样品分子电离，并从中引出离子束流的装置，对样品能否被检测起着决定性的作用。目前，电子轰击离子源是使用最广泛的离子源之一，采用热灯丝释放电子，与样品分子碰撞实现其电离。

在电子轰击离子源中，电子发射灯丝一般由钨丝绕制而成，在高真空的环境下，向灯丝通入电流，在电流作用下灯丝向外发射电子，热电子在灯丝挡片与电离室壁的电势差作用下加速获得70eV的动能，在电离室腔体内电子与待测物分子发生碰撞，实现对待测物分子的电离。

物质的识别依靠谱图匹配，NIST数据库是美国国家标准与技术研究院推出的EI质谱标准数据库，利用电子轰击离子源对样品进行电离，并将所得的质谱图与NIST标准图库进行匹配，实现样品分子的鉴别。离子源发射电子的稳定性会对样品分析识别产生影响，而电源的稳定性是离子源发射电子稳定性的关键，此外单独给一个电压值也不能得到一个稳定的发射电流。现在大多离子源电源的输出电压不稳定，影响了质谱检测的重复性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于隔离运放和功放三极管的电子轰击离子源控制电路，以使离子源电源输出电压稳定，从而保证离子产生的稳定性，使得质谱分析所得谱图具有更好的重复性。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种基于隔离运放和功放三极管的电子轰击离子源控制电路，包括主电源输入模块，EI灯丝电压控制模块、EI灯丝电压检测模块、EI灯丝选择控制模块和EI发射电流检测模块，所述的主电源输入模块为EI灯丝电压控制模块、EI灯丝电压检测模块、EI灯丝选择控制模块、EI发射电流检测模块提供驱动电压，所述的EI 灯丝电压控制模块用于控制施加在灯丝两端的电压，所述的EI灯丝电压检测模块用于检测灯丝两端的电压，所述的EI灯丝选择控制模块用于选择灯丝的工作状态，所述的EI发射电流检测模块用于检测灯丝发射电子的情况。

在上述的基于隔离运放和功放三极管的电子轰击离子源控制电路中，所述的主电源输入模块包括24V DC电源、0-100V DC可调电源、±15V转±12V电源单元、GND+24V转FGND±12V电源单元。

在上述的基于隔离运放和功放三极管的电子轰击离子源控制电路中，所述的EI灯丝电压控制模块包括第一隔离放大器、第一电压跟随器和功放三极管，所述的第一隔离放大器一端和所述主电源输入模块连接，另一端和第一电压跟随器的一端连，所述的第一电压跟随器的另一端和所述的功放三极管的基极连接，所述的功放三极管的发射极和灯丝选择模块连接，所述的功放三极管的集电极连接有隔离电源。第一电压跟随器用于与所述的构成运算放大电路,可将输入电压放大得到，在后续电压跟随器作用下，将无损失的传递给功放三极管的基极，功放三极管要工作，需要在其集电极与基极之间施加一个电压，而集电极电势通过隔离电源与集电极的直接耦合得到，在电源驱动下，由隔离电源器件得到一个FGND+3.3V的输出。