Устройство для стабилизации напряжений на стержнях квадрапульного масс-спектрометра

Устройство для стабилизации напряжений на стержнях квадрапульного масс-спектрометра

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е („) в43Щ34

И ЗОБРЕТЕН ИЯ

СоюЗ Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено11,07,75 (21) 2154699/25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.01.77Зюллетень № 3 (4б) Дата опубликования описания 23.05.77 (51) М. Кл.е

501 N 27/62//

//В 015 59/44

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изоорвтеннй

И OTKPblTNH (53) УДК 543.51 (088.8) (72) Лвторы изобретения

В, С. Воронин, Г. И, Слободенюк и В. М. Борисов (?1) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ НАПРЯЖЕНИЙ

НА СТЕРЖНЯХ КВАДРУПОЛЬНОГО МАСС-СПЕКТРОМЕТРА

Изобретение относится к устройствам стабилизации напряжений вида+ 1 1 Ч во t i на стержнях квадрупольного масс-спектрометра и может быть использовано в квадрупольных масс-спектрометрах (в приведенном выражении U u Y — напряжения W — угло) вая частота, t — время).

Известно устройство стабилизации напряжений на стержнях квадрупольного масс- )О спектрометра, содержащее генератор в.ч. напряжения, выходы которого подключены к стержням анализатора и детектору, усилитель, подключенный к управляющему входу генератора, и источник управляющего напря-15 жения Щ .

В этом устройстве выход источника управляющего напряжения подключен через дроссель к одной паре стержней масс-спектрометра, выход детектора — через другой 20 дроссель к другой паре стержней, а вход усилителя — через операционные сопротивления подключен к выходу источника управляющего напряжения и выходу детектора.

Это устройство имеет нерегулируемое 25

2 изменение отношения 0 к V на той паре стержней анализатора КМ, которая подсоединена к выходу детектора. Это обусловлено нелинейностью амплитудной характеристики детектора, в результате чего в процессе развертки спектра масс изменения U и Ч в известном устройстве отношение напряжений и у, подаваемых на одну пару стержней анализатора KM с выхода источника управляющего напряжения, будет отличаться от отношения U/V подаваемых на другую пару стержней с выхода детектора. Такое от личие ведет к ухудшению разрешающей способности в диапазоне анализируемых масс, к появлению дополнительной дискриминации сигнала на средних и тяжелых массах, и, следовательно, к снижению чувствительности прибора на этих массах.

Белью изобретения является повышение стабильности и симметрии питания стержней квадрупольного масс-спектрометра.

Для этого устройство для стабилизации напряжений на стержнях квадрупольного массспектроме тра снабжено дифференциальным усилителем и управляемым источником по543864 стоянного напряжения, усилитель выполнен в виде дифференциального усилителя, при этом один вход усилителя соединен с выхо дом детектора, выход источника управляющего напряжения подключен к одному из вхо- 5 дов дифференциального усилителя, выход которого соединен с управляющим входом уп равляемого источника постоянного напряжения, который нагружен двумя последовательно соединенными и подсоединенными к стерж-10 ням и корпусу масс-спектрометра индентичными сопротивлениями, одно из которых соединено со вторыми входами усилителя и дифференциального усилителя. Кроме того, уст» ройство для стабилизации напряжений снабжено дополнительным дифференциальным усилителем, другое сопротивление нагрузки управляемого источника постоянного напряжения выполнено в виде двух последовательно соединенных сопротивлений, место соединения которых подключно в выходу дополнительного дифференциального усилителя, а входы дополнительного дифференциального усилителя соединены с обоими нагрузочными сопротивлениями управляемого источника постоянного 5 напряжения.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Она содержит генератор 1 в. ч. напряже- З0 ний, усилитель 2, дифференциальный усилитель 3, дополнительный дифференциальный усилитель 4, детектор 5, управляемый источник постоянного напряжения 6, источник управляющего напряжения 7, два сопротивле-35 ния Й -8 и/Р>.+ Д / 9 и дроссели

10.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

В генераторе 1 вырабатывается в. ч. 40 напряжение вида + Co8W 4. Амплитуда в зависимости от режима работы массспектрометра может быть постоянной или изменяться во времени под действием сигнала, поступающего на управляющий вход ге- 45 нератора 1 с выхода усилителя 2, Напряжение от источника управляющего напряжения 7 через дифференциальный усилитель 3 управляет выходными напряжениями управляемого источника постоянного напряжения 6, возни- 50 кающих на идентичных друг другу нагрузочных сопротивлениях 8 и 9. Полученные, таким образом, выходные нацряжения+ЧТи "0 через развязывающие цепи (например в. ч. дроссели 10) поданы на соответствующие пары стержней квадрупольного масс =пектро метра. Они образуют вместе с выходными напряжениями генератора 1+ Ч Cogwt на стержнях KN напряжения вида:(iU+VCoswk) и -U-VGoswk) относительно корпуса прибора.

Разность напряжений с выхода источника управляющего напряжения 7 и с сопротивления 8, усиленная в дифференциальном усилителе 3, воздействуя на управляемый источник постоянного напряжения 6, стабилизирует напряжения на выходе этого источника. При» чем выходные напряжения+ 3 И-, будут тем точнее отображать напряжение с выхода источника управляющего напряжения, чем выше коэффициент усиления дифференциального усилителя 3.

Разность напряжений с нагрузочного сопротивления 8 и с выхода детектора 5, усиленная в усилителе 2, воздействуя на управляющий вход генератора 1, стабилизирует амплитуду генерируемого в нем напряжения, причем закон изменения во времени величины V будет тем точнее следовать за законом изменения во времени величины IJ чем больше коэффициент усиления дифференциального усилителя 2.

В предлагаемой схеме стабилизации в отличие от известного достигается принципиально полная симметрия напряжений — U и+ U и, следовательно, одинаковость значений отношения + u! + Ч и — 0 /- V в каждый данный момент времени независимо от характера изменения во времни управляющего напряжения и от степени линейности амплитудной характеристики детектора 5.

Для того, чтобы не возникало разницы в напряжениях на нагрузочных сопротивлениях

8 и 9, эти напряжения подают на вход дополнительного дифференциального усилителя 4, который усиливает их разность, и эта усиленная разность напряжений, будучи поданной на часть второго нагрузочного сопротюьления 9, уровняет напряжения на обоих нагрузочных сопротивлениях 8 и 9.

Предлагаемое устройство стабилизации позволяет повысить в 3-5 раз по сравнению с известным стабильность отношений напряжений Q/Ч, подаваемых на обе пары стержней квадрупольного масс-спектрометра, что в свою очередь расширяет возможности получения в квадрупольном масс»спектромеч ре более высокой разрешающей способности.

Это устройство стабилизации может быть использовано во всех квадрупольных массспектрометрах.

Формула изобретения

1, Устройство для стабилизации напряжений на стержнях квадрупольного масо-спектрометра, содержащее генератор в. ч. напряжения, выходы которого подключены к стержням анализатора и детектору, усилитель, подключенный к управляющему входу генератора, 543864

Составитель В. Огуречников

Редактор Е. Скляревская Техред А. Богдан Корректор Н. Ковалева

Заказ 811/61 Тираж 1052 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 и источник управляющего напряжения, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения стабильности и симметрии питания стержней, оно снабжено дифференциальным усилителем и управляемым источником постоянного напряжения, а усилитель выполнен в виде дифференциального усилителя, при этом один вход усилителя соединен с выходом детектора, выход источника управляющего напряжения подключен к одному из входов диффе- tp ренциального усилителя, выход которого соединен с управляюшим входом управляемого источника постоянного напряжения, который нагружен двумя последовательно соединенными и подсоединенными к стержням и корпусу ,Масс-спектрометра идентичными сопротивлениями, одно из которых соединено со вторыми входами усилителя и дифференциального усилителя.

2, Устройство по п. 1, о т л и ч а юш е е с я тем, что оно снабжено дополнительным дифференциальным усилителем, при этом второе сопротивление нагрузки управляемого источника постоянного напряжения выполнено в виде двух последовательно соединенных сопротивлений, место соединения которых подключено к выходу дополнительного дифференциального усилителя, а входы дополнительного дифференциального усилителя соединены с обоими нагрузочными сопротивлениями управляемого источника постоянного напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 363029, М. Кл. 501 g 27/62, 1973 (прототип) .