[发明专利]一种激光感应场致液滴电离装置

说明书

本发明公开了一种激光感应场致液滴电离装置，属于质谱分析的离子源领域。主要包括激光对射接近开关、高压极板、接地极板、不锈钢毛细管、信号放大器和ArduinoNano开发板以及一台上位机。激光对射接近开关由发射端和接收端组成，液滴经过两块垂直安装极板间的激光光路使接近开关闭合。开关闭合瞬间发出一个脉冲信号。ArduinoNano开发板读取到该信号后将单脉冲输出。单脉冲放大到千伏级别后加到高压极板上用于运动液滴的场致液滴电离。其取得的技术效果是：上位机传输给ArduinoNano开发板的是一定脉宽值和开始或停止读取A0引脚值命令，ArduinoNano开发板可以将表示A0引脚状态的字符串返回上位机并显示。

技术领域

本发明涉及一种激光感应场致液滴电离装置，属于质谱分析的离子源领域。

背景技术

场致液滴电离装置利用高压单脉冲信号使电场中的液滴拉长形成泰勒锥并喷射出子液滴，由于子液滴是从表面喷射出去的，因此该装置常应用于气液界面化学反应的研究。目前的场致液滴电离装置采用的是手动点击触发，适用于毛细管末端悬挂的静止液滴，而对于运动液滴，由于难以判定液滴何时移动到质谱入口附近，因此手动点击触发后液滴两端喷射的子液滴可能无法被质谱接收并检测。为了能让运动液滴的场致液滴电离信号被质谱检测到，可使用激光对射接近开关检测液滴经过的瞬间并自动发出脉冲信号以触发场致液滴电离。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种激光感应场致液滴电离装置，通过激光对射接近开关闭合的方式触发场致液滴电离。为此，我们的解决办法如下：

一种激光感应场致液滴电离装置主要包括激光对射接近开关、高压极板、接地极板、不锈钢毛细管、信号放大器和ArduinoNano开发板以及一台上位机。液滴悬挂在毛细管末端，然后借助进样泵的推动下落。液滴下落经过激光光路时，接近开关发射端发出的激光辐射被部分遮挡，接收端感应到激光削弱，使接近开关闭合并发出脉冲信号。ArduinoNano开发板读取到该脉冲信号后会发出一个单脉冲信号。单脉冲信号的宽度由上位机设定。单脉冲信号经由信号放大器再加到高压极板上，从而触发场致液滴电离。

本装置所述的激光对射接近开关由发射端和接收端组成，发射端的棕线与接收端的棕线以及电源正极相连，发射端的蓝线与接收端的蓝线以及电源的负极相连。所用的对射接近开关为NPN型，ArduinoNano开发板接在电源正极与接收端黑线之间。

本装置所述的高压极板和接地极板垂直正对安装，固定在陶瓷管上，不锈钢毛细管则安装在三维移动平台上，毛细管末端调节到两块极板上方。

本装置所述的信号放大器采用6N135高速光耦作为核心。将低压单脉冲接入6N135以控制高压继电器的通断，进而输出相应脉宽的高压单脉冲。

本装置所述ArduinoNano开发板从A0引脚读取对射开关发出的脉冲信号，从D11引脚发出低压单脉冲信号。

本装置所述上位机与ArduinoNano开发板之间通过串口进行通信，主要是控制ArduinoNano开发板开始和停止读取A0引脚值。

本装置与其它场致液滴电离装置相比，具有以下特点：

本装置采用了激光对射接近开关闭合的方式来触发运动液滴的场致液滴电离。上位机传输给ArduinoNano开发板的是一定脉宽值和开始或停止读取A0引脚值命令，ArduinoNano开发板可以将表示A0引脚状态的字符串返回上位机并显示。

附图说明

图1是一种激光感应场致液滴电离装置的安装示意图。

图2是一种激光感应场致液滴电离装置的接近开关连接示意图。

图3是一种激光感应场致液滴电离装置的单脉冲信号放大线路图。

图4是一种激光感应场致液滴电离装置的上位机界面图。

具体实施方式