[發明專利]一種緊湊型離子導引驅動裝置及其自動射頻調諧方法、設備、介質

有效

• 申請號: 202210708132.4
• 申請日: 2022-06-22
• 公開（公告）號: CN114785320B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 郭宇;王晶;凌星;程文播;張遠清;李小強;賈明正
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所;天津國科醫工科技發展有限公司
• 主分類號: H03J7/04
• 分類號: H03J7/04;G06F1/02;H01J49/02
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理有限公司 11369
• 代理人: 楊明霞

本發明涉及一種緊湊型離子導引驅動裝置及其自動射頻調諧方法、設備、介質，該方法包括步驟：獲取諧振頻率估算值；確定諧振頻率查找的起始區間；設定射頻驅動起始控制量;按頻率步進值變換DDS輸出頻率；記錄對應的檢測電流值并判斷是否小于預設電流值，是則通過檢測電流值的變化趨勢調整區間端點，得到新區間，否則減小起始控制量；若新區間的寬度達到設定目標，則將新區間的中點作為DDS頻率發生模塊輸出諧振頻率的設置值。本發明滿足驅動電路更多通道的需求，裝置緊湊化，促進質譜儀小型化，擴大適用場景；實現驅動裝置的輸出程序控制和反饋監測，提高靈活性和可靠性。

技術領域

本發明涉及質譜離子導引技術領域，特別涉及一種緊湊型離子導引驅動裝置及其自動射頻調諧方法、設備、介質。

背景技術

質譜儀是一種廣泛應用于各個學科領域，通過制備、分離、檢測氣相離子來鑒定化合物的高端科學儀器。它在環境檢測、國土安全、臨床分析、有機合成、藥物研發、蛋白質和代謝組學等領域具有極其廣泛的應用。

目前，幾乎所有商業儀器中的電噴霧都工作在大氣壓或者近大氣壓下，而質譜分析器的工作需要較高的真空度，所以需要一系列的真空接口和離子導引裝置使得電噴霧產生的離子可以進入分析器。

由于大氣壓真空接口（通常是毛細管或者取樣錐孔）必須保持很小的尺寸來維持后級真空（一般直徑小于1mm）。帶來的結果是，超過90%的離子損失在了真空界面上。巨大的離子傳輸損失嚴重限制了電噴霧質譜的靈敏度。為此，離子漏斗、多級桿等離子導引裝置和方法應運而生，這些離子導引可以使得絕大多數離子被傳輸、聚焦入下級真空，顯著提升離子傳輸效率。

離子漏斗等常見離子導引裝置工作時，需要通過高壓直流電源和射頻電源進行驅動，產生相應的射頻電場和直流電場，從而實現對離子的傳輸和聚焦。就離子漏斗而言，它形成的射頻電場對離子產生徑向束縛，同時勻強電場對離子施加軸向推進或推斥，可在高氣壓下降低離子的空間發散度和能量分散度，大幅度提高離子的傳輸效率，有效提升儀器靈敏度。

隨著離子導引技術的發展，多級離子漏斗等更加復雜的組合式離子聚焦導引裝置不斷產生，對相應驅動電路產生了更多通道的需求，目前尚無設計用于滿足多種類型導引機構的離子導引驅動裝置，限制了裝置使用的靈活性。此外，現有的離子導引驅動裝置由于電流原理及PCB設計，連接器選型及機箱結構設計等方面的缺陷，沒有充分實現緊湊化，導致無法促進質譜儀整機實現小型化，裝置可測試性及可維修性偏低，限制了其適用場景的擴大。最后，目前沒有針對離子導引驅動裝置自動射頻調諧和運行諧振電流實時監測預警的系統方案，限制了該類系統使用過程的安全性和可靠性。

發明內容

為了實現根據本發明的上述目的和其他優點，本發明的第一目的是提供一種緊湊型離子導引驅動裝置自動射頻調諧方法，包括以下步驟：

獲取諧振頻率估算值；

通過所述諧振頻率估算值計算諧振頻率查找的起始區間；

設定射頻驅動起始控制量；

將區間寬度劃分為若干等分，將每一等分的區間寬度確定為頻率步進值，按所述頻率步進值變換導引驅動主控板的DDS頻率發生模塊輸出頻率；

依次記錄DDS輸出頻率對應的檢測電流值；

依次判斷檢測電流值是否小于第一預設電流值，否則減小所述起始控制量，并跳轉至所述將區間寬度劃分為若干等分，將每一等分的區間寬度確定為頻率步進值，是則通過檢測電流值的變化趨勢調整區間端點，得到新區間；

若新區間的寬度達到設定目標，則將新區間的中點作為DDS頻率發生模塊輸出諧振頻率的設置值。

進一步地，將DDS輸出頻率按從小到大順序進行編號，并按照所述DDS輸出頻率的編號依次記錄DDS輸出頻率對應的檢測電流值。

進一步地，所述通過檢測電流值的變化趨勢調整區間端點包括以下步驟：