四极质谱计高压射频升压方法、装置、存储介质和终端与流程

专利2025-11-13  3


本发明涉及真空测量仪器,更为具体来说,本发明涉及一种四极质谱计高压射频升压方法、装置、存储介质和终端。


背景技术:

1、四极质谱计是一种常见的质谱仪器,广泛用于化学分析和物质鉴定领域。射频电源是四极质谱计中的一个重要组成部分,在四极质谱计中的主要作用有,产生稳定的射频场:四极质谱计中的四极杆通过射频电源提供的射频电场,产生一个稳定的射频场。这个射频场用于在质谱仪中进行离子筛选和激发;驱动离子运动:射频电源产生的交变电场在四极质谱计的四极杆中形成了一个变化的电势梯度,这个电势梯度作用在进入四极杆的离子上,将它们引导并控制在四极杆内的运动。通过调节射频电源的频率和幅度,可以控制离子在四极杆中的稳定轨道;过滤离子:射频电源提供的射频场和直流电势梯度结合起来,可以实现对不同质荷比的离子的筛选和分离,这是质谱仪中进行质谱分析的关键步骤之一。通过调整射频电源的参数,可以选择性地将特定质荷比范围内的离子传递到质谱仪的检测器中,实现质谱信号的提取和分析。

2、目前,射频电源功率放大器大多为晶体管。射频电源主要应用于半导体、平板显示器及工业加热等。在四极质谱计领域,射频电源技术的质量数扫描上限无法达到1024amu。


技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种四极质谱计高压射频升压方法、装置、存储介质和终端。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解,下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述,也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念,以此作为后面的详细说明的序言。

2、第一方面,本申请实施例提供了一种四极质谱计高压射频升压方法,该方法包括:

3、获取射频电源的射频频率及电压的数字信号;

4、根据所述射频频率及电压的数字信号,得到所述射频电源的模拟信号;

5、根据所述模拟信号和频率控制指令,产生所述射频电源的正弦波信号;

6、根据所述正弦波信号和电压控制指令进行射频电压放大操作,得到所述射频电源的最终输出电压。

7、根据一种优选实施方式,所述根据所述射频频率及电压的数字信号,得到所述射频电源的模拟信号,包括:

8、根据所述射频频率及电压的数字信号进行解析,得到所述射频电源的解析后射频频率及电压的数字信号;

9、将所述解析后射频频率及电压的数字信号进行转换,得到所述射频电源的模拟信号。

10、根据一种优选实施方式,所述根据所述模拟信号和频率控制指令,产生所述射频电源的正弦波信号,包括:

11、根据所述模拟信号,使用所述频率控制指令控制ldo电源、晶振、dds芯片、巴伦电路和低通滤波器,产生所述射频电源的正弦波信号。

12、根据一种优选实施方式,所述根据所述正弦波信号和电压控制指令进行射频电压放大操作,得到所述射频电源的最终输出电压,包括:

13、根据所述正弦波信号,使用所述电压控制指令控制可调增益控制电路、驱动电路、推挽功放电路、串联谐振电路和自动增益调节电路进行射频电压放大操作,得到所述射频电源的最终输出电压。

14、第二方面,本申请实施例提供了一种四极质谱计高压射频升压装置,该装置包括:

15、获取模块,用于获取射频电源的射频频率及电压的数字信号;

16、控制模块,用于根据所述射频频率及电压的数字信号,得到所述射频电源的模拟信号;

17、数字频率合成模块,用于根据所述模拟信号和频率控制指令,产生所述射频电源的正弦波信号;

18、射频升压模块,用于根据所述正弦波信号和电压控制指令进行射频电压放大操作,得到所述射频电源的最终输出电压。

19、根据一种优选实施方式,所述控制模块,具体用于:

20、根据所述射频频率及电压的数字信号进行解析,得到所述射频电源的解析后射频频率及电压的数字信号;

21、将所述解析后射频频率及电压的数字信号进行转换,得到所述射频电源的模拟信号。

22、根据一种优选实施方式,所述数字频率合成模块,具体用于:

23、根据所述模拟信号,使用所述频率控制指令控制ldo电源、晶振、dds芯片、巴伦电路和低通滤波器,产生所述射频电源的正弦波信号。

24、根据一种优选实施方式,所述射频升压模块,具体用于:

25、根据所述正弦波信号,使用所述电压控制指令控制可调增益控制电路、驱动电路、推挽功放电路、串联谐振电路和自动增益调节电路进行射频电压放大操作,得到所述射频电源的最终输出电压。

26、第三方面,本申请实施例提供一种计算机存储介质,计算机存储介质存储有多条指令,指令适于由处理器加载并执行上述的方法步骤。

27、第四方面,本申请实施例提供一种终端,可包括:处理器和存储器;其中,存储器存储有计算机程序,计算机程序适于由处理器加载并执行上述的方法步骤。

28、本申请实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果:

29、在本申请实施例中,所述四极质谱计高压射频升压方法,首先获取射频电源的射频频率及电压的数字信号;然后根据所述射频频率及电压的数字信号,得到所述射频电源的模拟信号;其次根据所述模拟信号和频率控制指令,产生所述射频电源的正弦波信号;最后根据所述正弦波信号和电压控制指令进行射频电压放大操作,得到所述射频电源的最终输出电压。本申请能够产生1.3mhz的射频交流频率,且稳定性小于1.0×10-5mhz,同时可产生最高4300v的电压峰峰值,能够实现四极质谱计1~1024amu的离子扫描范围。

30、应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本发明。



技术特征:

1.一种四极质谱计高压射频升压方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的四极质谱计高压射频升压方法,其特征在于,所述根据所述射频频率及电压的数字信号,得到所述射频电源的模拟信号, 包括:

3.根据权利要求1所述的四极质谱计高压射频升压方法,其特征在于,所述根据所述正弦波信号和电压控制指令进行射频电压放大操作,得到所述射频电源的最终输出电压,包括:

4.一种四极质谱计高压射频升压装置,其特征在于,包括:

5.根据权利要求4所述的四极质谱计高压射频升压装置,其特征在于,所述控制模块,具体用于:

6.根据权利要求4所述的四极质谱计高压射频升压装置,其特征在于,所述射频升压模块,具体用于:

7.一种计算机存储介质,其特征在于,所述计算机存储介质存储有多条指令,所述指令适于由处理器加载并执行如权利要求1-3任意一项的方法步骤。

8.一种终端,其特征在于,包括:处理器和存储器;其中,所述存储器存储有计算机程序,所述计算机程序适于由所述处理器加载并执行如权利要求1-3任意一项的方法步骤。


技术总结
本申请涉及一种四极质谱计高压射频升压方法、装置、存储介质和终端。其中,所述方法包括:获取射频电源的射频频率及电压的数字信号;根据所述射频频率及电压的数字信号,得到所述射频电源的模拟信号;根据所述模拟信号和频率控制指令,产生所述射频电源的正弦波信号;根据所述正弦波信号和电压控制指令进行射频电压放大操作,得到所述射频电源的最终输出电压。本申请能够产生1.3MHz的射频交流频率,且稳定性小于1.0×10<supgt;‑5</supgt;MHz,同时可产生最高4300V的电压峰峰值,能够实现四极质谱计1~1024amu的离子扫描范围。

技术研发人员:王星辉,成永军,陈联,赵澜,董猛,冯天佑,孙雯君,管保国
受保护的技术使用者:兰州空间技术物理研究所
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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