[發明專利]一種隔離柵穩壓電路、控制方法、裝置及存儲介質

在審

• 申請號: 202210599709.2
• 申請日: 2022-05-30
• 公開（公告）號: CN115102139A
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 李靈鋒;顧浩;陳柯;呂言真;李鵬
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: H02H7/10
• 分類號: H02H7/10;H02M1/08;H02M1/14
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 王月

本申請提供隔離柵穩壓電路、控制方法、裝置及存儲介質，其特征在于，應用于極性切換的離子遷移譜儀，所述電路包括：串聯連接的第一二極管、第一電阻和第三二極管；串聯連接的第二二極管和第四二極管；所述第二二極管與所述第四二極管的通過所述第一電阻連接；電容，并聯在所述第一電阻的兩端；遷移管電壓輸入端，用于輸入負高壓或者正高壓；若干個第二電阻，串聯接在所述遷移管電壓輸入端與所述隔離柵電壓輸入端之間。本申請提供的技術方案，可以有效縮短隔離柵的穩壓時間，提高離子遷移譜儀極性模式切換的速度，提高了離子遷移譜的檢測效率。

技術領域

本申請涉及離子遷移譜技術領域，具體涉及一種隔離柵穩壓電路、控制方法、裝置及存儲介質。

背景技術

離子遷移譜(Ion Mobility Spectrometry，IMS)是基于氣相離子在弱電場中的遷移率來檢測識別不同種類物質的一種常壓分析方法。IMS較為廣泛地應用于公共安全檢測方面，例如對一些危險物品物質的成分檢測分析，包括工業有毒氣體(Toxic IndustrialChemical,TIC)、化學戰劑(chemical warfare agents,CWA)、毒品、爆炸物等。

對于待檢測分析的不同的目標物質，其對應的分子的性質并不相同，在電離過程中可能會形成正離子或負離子。比如說，爆炸物分子大多具有很高的電子親和力，爆炸物在電離后會產生負離子；毒品分子大多具有很高的質子親和力，毒品在電離后則會產生正離子；需要說明的是，不同的化學戰劑和工業有毒氣體也會根據其對應的分子性質產生不同極性的離子。

傳統的離子遷移譜儀器只能工作在正極性或負極性的單一模式下，單次檢測分析時只能根據待檢測分析的樣品產生的一種極性的離子得到相應的檢測分析結果，然而卻不能產生正負兩種極性的離子以及進行相應的檢測分析。

針對僅使用單個離子遷移譜儀器實現產生兩種極性的離子并進行相應的檢測分析的需求，通常可以采用雙離子遷移管方法，利用兩個離子遷移管分別控制正離子的遷移、正負離子，以達到同時檢測分析正、負兩種極性離子的效果；還可以采用在單個遷移管上進行極性切換的方法，通過交替產生正離子和負離子，進而達到同時檢測分析正、負兩種極性離子的效果。

對于采用雙離子遷移管方法，使用兩個離子遷移管會使得儀器整體的體積增大。對應兩個離子遷移管，需要設置兩套相應的電子控制硬件，設計復雜、制造成本大、使用功耗大。相對于采用雙離子遷移管方法的劣勢，采用在單個遷移管上進行極性切換的方法，因其設計相對簡單、制造成本低、使用功耗地、儀器整體體積相對較小的優勢而被廣泛應用。

發明人發現，采用在單個遷移管上進行極性切換的方法，其對應的極性檢測模式的切換效率，是影響檢測結果的關鍵要素。具體地，當樣品的濃度會隨時間發生變化，若極性檢測模式的切換效率較低，不能及時地切換檢測模式，由于樣品揮發過快，導致樣品無法在對應的極性檢測模式下檢出。例如，單次進樣檢測微量的爆炸物三過氧化三丙酮(TATP)時，TATP 本身是在離子遷移譜儀器的正極性檢測模式中出峰。由于TATP的易揮發特質，如果離子遷移譜儀器當前處于負極性檢測模式的工作狀態，若不能及時地將負極性檢測模式切換到正極性檢測模式，那么會導致在檢測模式的切換過程中，樣品中微量的TATP就已經完全揮發，切換到正極性檢測模式得到的檢測結果中對TATP是漏檢的。因此，亟需提高離子遷移譜儀器的極性檢測模式的切換速度。

在離子遷移譜儀器中，隔離柵用于控制對應極性的離子群通過遷移區，到達檢測器。隔離柵上相連的電容主要用于濾波并穩定隔離柵與檢測器之間的電壓，以降低離子電流測量信號的噪聲。由于極性檢測模式切換，電容會在切換時頻繁充放電，電容的充放電會減緩隔離柵上的電壓穩定時間，導致信號的雜亂，影響離子遷移譜儀器整體的極性檢測模式切換時間。因此，在離子遷移譜儀器極性檢測模式切換時，隔離柵上電壓的穩定性的關系到極性檢測模式的切換速度。

鑒于此，亟需一種能夠提高切換速度的隔離柵穩壓電路。

發明內容