四極質(zhì)譜儀新型工作方式研究.pdf

1、質(zhì)譜儀是當(dāng)今科學(xué)儀器中發(fā)展前景最好的科學(xué)儀器之一，其應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。DART、DESI等新型的離子源，新型的質(zhì)量分析器Orbitrap，串級質(zhì)譜儀和小型便攜質(zhì)譜儀是質(zhì)譜儀器的最新發(fā)展標(biāo)志。由于種種原因，中國在質(zhì)譜技術(shù)領(lǐng)域水平落后。研究具有自主知識產(chǎn)權(quán)的質(zhì)譜儀器具有重大意義。目前商用的四極質(zhì)譜儀均是采用固定頻率的正弦射頻電壓供電，通過改變射頻電壓的幅值來實現(xiàn)離子的篩選。有學(xué)者從事了頻率掃描工作方式的四極質(zhì)譜儀研究和實驗。還有學(xué)者提出矩形

2、波電壓驅(qū)動的四極質(zhì)譜儀和四極離子阱，并做了相關(guān)模擬驗證和實驗研究。 論文的研究重點是采用新型工作方式的四極質(zhì)譜儀。研制頻率掃描矩形波電源并用其替換傳統(tǒng)四極質(zhì)譜儀電源，使用矩形波頻率掃描的工作方式替代了傳統(tǒng)正弦波電壓掃描的工作方式，首次獲得了新型工作方式下的四極質(zhì)譜圖。使用DDS技術(shù)產(chǎn)生頻率掃描信號，控制功率開關(guān)器件對直流高壓高速開關(guān)，產(chǎn)生頻率掃描的矩形波。頻率掃描范圍，頻率步進和駐留時間等參數(shù)可由軟件設(shè)置。給出了DDS參數(shù)的計算

3、原則。分析了橋式電路中MOSFET的驅(qū)動要求，解決了高頻橋式電路的柵極驅(qū)動問題和干擾抑制問題，給出了電路設(shè)計原則和設(shè)計過程。對頻率掃描矩形波電源驅(qū)動的四極質(zhì)譜儀進行了研究，分析了電源參數(shù)對分辨率的影響，得出了U，V的增加有利于提高四極質(zhì)譜儀分辨率的結(jié)論。 設(shè)計了新型接口的四極質(zhì)譜數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，得到了質(zhì)譜圖和原始數(shù)據(jù)。使用EZ-USB接口芯片cy7c68013a和AD轉(zhuǎn)換器Max115組建數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，編寫了固件及應(yīng)用程序，實現(xiàn)了