[發明專利]用于校準或重置電荷檢測器的設備和方法

在審

• 申請號: 201980051708.0
• 申請日: 2019-06-04
• 公開（公告）號: CN112567494A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: M·F·賈羅德;A·W·亞歷山大;A·R·托德
• 申請（專利權）人: 印地安納大學理事會
• 主分類號: H01J49/02
• 分類號: H01J49/02;H01J49/42
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 史婧;王麗輝

1.一種包括增益漂移補償的電荷檢測質譜儀（CDMS），所述CDMS包括：

靜電線性離子阱（ELIT），所述ELIT具有設置在第一離子鏡和第二離子鏡之間的電荷檢測圓筒，

離子源，所述離子源被配置成將離子供應給所述ELIT，

電荷發生器，所述電荷發生器用于生成高頻電荷，

電荷靈敏前置放大器，所述電荷靈敏前置放大器具有耦合到所述電荷檢測圓筒的輸入和被配置成產生與在所述電荷檢測圓筒上感應的電荷對應的電荷檢測信號的輸出，以及

處理器，所述處理器被配置成（a）控制所述電荷發生器在所述電荷檢測圓筒上感應高頻電荷，（b）控制所述第一離子鏡和所述第二離子鏡的操作，以在其中俘獲來自所述離子源的離子，并且之后，使被俘獲的所述離子每次通過所述電荷檢測圓筒并且在其上感應對應電荷時在所述第一離子鏡和所述第二離子鏡之間來回振蕩，以及（c）處理由所述電荷靈敏前置放大器產生的所述電荷檢測信號，以（i）根據由所述電荷發生器在所述電荷檢測圓筒上感應的所述高頻電荷確定增益系數，以及（ii）根據所述增益系數修改由被俘獲的所述離子通過所述電荷檢測圓筒而在其上感應的所述電荷產生的所述電荷檢測信號的部分的大小。

2.根據權利要求1所述的CDMS，其中，所述處理器被配置成處理由所述電荷靈敏前置放大器產生的所述電荷檢測信號，以在（b）之前確定由所述電荷發生器在所述電荷檢測圓筒上感應的所述高頻電荷的集合的基頻的平均大小，以通過將在所述電荷檢測圓筒上感應的最近的高頻電荷的基頻的大小加到所述集合，在由被俘獲的所述離子通過所述電荷檢測圓筒而在其上感應的電荷的每次新檢測的情況下，成功更新由所述電荷發生器在所述電荷檢測圓筒上感應的高頻電荷的集合，確定所述高頻電荷的更新后的集合的基頻的新的平均值大小，并且根據所述平均值和所述新的平均值確定所述增益系數。

3.根據權利要求2所述的CDMS，所述CDMS進一步包括至少一個電壓源，所述電壓源可操作地耦合到所述處理器以及所述第一離子鏡和所述第二離子鏡，并且被配置成產生電壓，以在其中選擇性地建立離子傳輸電場或離子反射電場，所述離子傳輸電場被配置成使通過所述第一離子鏡和所述第二離子鏡中的相應一者的離子朝向縱向軸線集中，所述縱向軸線通過所述第一離子鏡和所述第二離子鏡以及所述電荷檢測圓筒中的每一者的中心，所述離子反射電場被配置成使從所述電荷檢測圓筒進入所述第一離子鏡和所述第二離子鏡中的相應一者的離子在相反的方向上停止和加速、返回通過所述電荷檢測圓筒并且朝向所述第一離子鏡和所述第二離子鏡中的另一者，同時還使所述離子朝向所述縱向軸線集中，

其中，所述處理器被配置成控制所述第一離子鏡和所述第二離子鏡的操作，以通過首先控制所述至少一個電壓源在至少所述第一離子鏡中建立所述離子傳輸電場，使得由所述離子源供應的離子經由在所述第一離子鏡中限定的離子入口孔流入所述ELIT中并且然后控制所述至少一個電壓源在所述第一離子鏡和所述第二離子鏡中建立所述離子反射電場、以由此在所述ELIT中俘獲所述離子、來在其中俘獲來自所述離子源的離子，并且使被俘獲的所述離子每次通過所述電荷檢測圓筒并且在其上感應對應的電荷時在所述第一離子鏡和所述第二離子鏡之間來回振蕩。

4.根據權利要求2或權利要求3所述的CDMS，其中，所述處理器被配置成控制所述電荷發生器，在所述離子反復通過所述電荷檢測圓筒時，在所述電荷檢測圓筒上不斷地感應所述高頻電荷。

5.根據權利要求1至4中任一項所述的CDMS，所述CDMS進一步包括存儲器，

其中，所述處理器被配置成接收來自所述電荷靈敏前置放大器的所述電荷檢測信號，并且在離子測量事件的持續時間內，將接收到的所述電荷檢測信號存儲在所述存儲器中，在所述離子測量事件中，所述離子在所述第一離子鏡和所述第二離子鏡之間來回振蕩預定義次數和預定義時間周期。

6.根據權利要求5所述的CDMS，其中，所述處理器被配置成處理記錄的所述電荷檢測信號，以確定離子電荷值以及離子質荷比和離子質量中的至少一者。