[實用新型]適于質譜儀的高壓脈沖發生器

有效

• 申請號: 201520939722.3
• 申請日: 2015-11-24
• 公開（公告）號: CN205122533U
• 公開（公告）日: 2016-03-30
• 發明（設計）人: 蔡克亞;王家杰;張瑞峰;王曉錦;郭光輝;李康康;李傳華;劉偉偉;劉聰;吳學煒
• 申請（專利權）人: 安圖實驗儀器（鄭州）有限公司
• 主分類號: H01J49/00
• 分類號: H01J49/00;H01J49/40
• 代理公司: 鄭州異開專利事務所(普通合伙) 41114
• 代理人: 韓華

技術領域

本實用新型涉及高壓脈沖發生器，尤其是涉及適于飛行時間質譜儀的高壓脈沖發生器。

背景技術

飛行時間質譜儀(TOF：TimeofFlightMassSpectrometer)，基質輔助激光解析電離飛行時間質譜，由基質輔助激光解析離子源和飛行時間質量分析器組成。基質輔助激光解析離子源使用激光照射樣品和基質形成的混合物，在一個狹小的區域，極短時間內使基質獲得足夠高的能量，基質把吸收能量傳遞給樣品分子，從而使樣品分子產生電離。飛行時間質量分析器的作用是使離子在電場作用下獲得動能，加速飛過飛行管道，根據離子飛行時間的不同，來鑒定離子質荷比。激光轟擊混合物需要一個高壓電場和激光脈沖相配合使用。在激光快速轟擊混合物產生離子經延時后進入電場，由突變的高壓電場給離子提供一定的動能，然后離子飛入真空腔體。

目前，飛行時間質譜儀是通過快速開關切換，經電容耦合輸出一個高壓脈沖，但是并沒有對基質輔助激光解析電離飛行時間質譜的實際需求進行分析，也無法實現將高壓脈沖下降邊沿寬度控制在200ns左右，同時也沒有對高壓裝置安全性進行考慮，只是簡單的電路堆砌，因此不能滿足離子獲得激光能量溢出后需要靜置幾百納秒的實際需求，嚴重影響了離子傳輸和系統靈敏度。

發明內容

本實用新型目的在于提供一種適于飛行時間質譜儀的高壓脈沖發生器。

為實現上述目的，本實用新型采取下述技術方案：

本實用新型所述適于飛行時間質譜儀的高壓脈沖發生器，包括直流高壓快速開關，第一電壓輸入接線端IN1、第二電壓輸入接線端IN2、脈沖電壓輸出接線端OUT1、后基板電壓輸出接線端OUT2；所述第一電壓輸入接線端IN1經電阻R2與由穩壓管D3和電阻R3組成的并聯支路高電位端連接，所述由穩壓管D3和電阻R3組成的并聯支路低電位端分為兩路輸出，一路與所述直流高壓快速開關的高電位觸點接線端HV+連接，另一路通過串聯電容C3、C4與電阻R5高電位端連接，所述電阻R5低電位端接地；所述第二電壓輸入接線端IN2通過電阻R4與電阻R5高電位端連接；所述脈沖電壓輸出接線端OUT1的一端通過電阻R8與電阻R5高電位端連接，脈沖電壓輸出接線端OUT1的另一端連接有高壓同軸電纜；所述后基板電壓輸出接線端OUT2通過電阻R7、R6與電阻R5高電位端連接；電阻R7與電阻R6的連接點通過電容C9接地；所述直流高壓快速開關的低電位觸點接線端HV-接地，直流高壓快速開關的控制信號輸入接線端TRI通過由穩壓管D2和電阻R1組成的并聯支路接地，直流高壓快速開關的電源接線端通過穩壓管D1與所述控制信號輸入接線端TRI連接。

所述高壓同軸電纜的裸線容值為100PF、耐壓值為30KV；所述電阻R6為可變電阻。

所述電阻R2的低電位端經由電容C1、C2組成的并聯支路接地。

本實用新型優點在于采用低復雜度的電路設計，在30KV的基板電壓上疊加10KV的脈沖電壓，并將脈沖電壓的下降邊沿寬度控制在200ns左右，脈沖電壓寬度小于10us，滿足了離子獲得激光能量溢出后需要靜置幾百納秒的實際需求，大大提高了離子的傳輸和系統的靈敏度，同時有效降低了飛行時間質譜儀的制造成本。

附圖說明

圖1是本實用新型所述高壓脈沖發生器的電路原理圖。

圖2是本實用新型應用于飛行時間質譜儀的電路結構參考圖。

具體實施方式

如圖1、2所示，本實用新型所述適于飛行時間質譜儀的高壓脈沖發生器，包括直流高壓快速開關1，第一電壓輸入接線端IN1、第二電壓輸入接線端IN2、脈沖電壓輸出接線端OUT1、后基板電壓輸出接線端OUT2。第一電壓輸入接線端IN1的輸入電壓為0～+10KV，第二電壓輸入接線端IN2的輸入電壓為0～+30KV，脈沖電壓輸出接線端OUT1用于給飛行時間質譜儀的前基板2提供脈沖電壓，后基板電壓輸出接線端OUT2的輸出電壓為0～+30KV，用于給飛行時間質譜儀的后基板3提供電壓。第一電壓輸入接線端IN1、第二電壓輸入接線端IN2、脈沖電壓輸出接線端OUT1、后基板電壓輸出接線端OUT2均選用40KV高壓連接器，直流高壓快速開關1選用德國貝克(Behlke)公司生產的型號為HTS150的直流高壓快速開關，該直流高壓快速開關有效閉合時間小于10us，瞬時電流可承載30A，最大承載電壓為15KV，反向擊穿電壓大于18KV。