[發明專利]一種多離子門遷移管及多離子門壓縮式控制方法

有效

• 申請號: 202011605803.1
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112820621B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 尤興志;鄒成;熊禮平;李良宇;康澤;劉圣杰;黃啟勇
• 申請（專利權）人: 中船重工安譜（湖北）儀器有限公司
• 主分類號: H01J49/00
• 分類號: H01J49/00;H01J49/06
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 田亞琪

1.一種應用于多離子門遷移管的多離子門壓縮式控制方法，所述多離子門遷移管自左至右依次為電離源、電離區、離子門區、遷移區和離子接收板；所述離子門區由三個離子門構成，從電離源指向離子接收板的方向，依次為離子門a、離子門b、離子門c，三個離子門分別安裝在遷移管上連續的三個電極位置上；所述離子門為BNG門，由多個線狀電極平行等距間隔排列構成，任一離子門上所有線狀電極的電壓均保持一致；其特征在于，離子門進行周期性工作，每個周期內包含均勻、壓縮和關門三種狀態；

其中當離子門為均勻狀態時，離子門b的電壓為U_Gate-Ref，這也是離子門b在遷移管電極位置上的電極片電壓值；其中當離子門為壓縮狀態時，離子門b的電壓為U_{Gate-Ref+△Va}；離子門為關門狀態時，離子門b的電壓為U_{Gate-Ref-△Vb}；BN-O和BN-C為輸入的控制信號；

離子門的工作周期內，控制離子門a和離子門c的電壓保持恒定，分別等于離子門a和離子門c所在電極位置的電極電壓；

離子門工作在均勻狀態時，BN-O為低電平，BN-C為高電平，這樣在半橋控制芯片NSi6602的作用下，M3和M2會導通，使得離子門b的電壓為U_Gate-Ref，控制離子門b的電壓等于離子門b在遷移管電極位置上的電壓值，在離子門a、離子門b、離子門c之間形成均勻的軸向電場；

離子門工作在壓縮狀態時，BN-O為高電平，BN-C為高電平，這樣在半橋控制芯片NSi6602的作用下，M1和M2會導通，使得離子門b的電壓為U_{Gate-Ref+△Va}，控制離子門b的電壓比離子門a的電壓高，離子門b和離子門c之間的電壓差變大，離子門b和離子門c之間的電場強度比離子門c到離子接收板區域內的均勻電場大，離子在穿過離子門c后發生聚集現象，壓縮離子團；

離子門工作在關門狀態時，BN-O為低電平，BN-C為低電平，這樣在半橋控制芯片NSi6602的作用下，M3和M4會導通，使得離子門b的電壓為U_{Gate-Ref-△V}，控制離子門b的電壓會小于離子門c的電壓，在離子門b和離子門c之間的電場方向與遷移管的軸向電場方向相反，反向電場力阻礙離子穿過離子門c到達離子接收板。

2.如權利要求1所述的多離子門壓縮式控制方法，其特征在于，離子門壓縮和均勻狀態下的時間介于0.01～1ms之間。

3.如權利要求1所述的多離子門壓縮式控制方法，其特征在于，壓縮、均勻和關門狀態下的時間總和構成離子門工作的一個完整周期。

4.如權利要求1所述的多離子門壓縮式控制方法，其特征在于，離子遷移管工作時，離子門b的工作電壓大小按照所述周期進行周期性的調節。