Устройство для стабилизации напряжений на стержнях квадрапульного масс-спектрометра Советский патент 1977 года по МПК G01N27/62 B01D59/44 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАВИЛИЗАЦИИ НАПРЯЖЕНИЙ НА СТЕРЖНЯХ КВАДРУПОЛЬНОГО МАСС-СПЕКТРОМЕТРА

СТО5ШНОГО напряжения, усилитель выполнен в виде дифференциального усилителя, при этом один вход усилителя соединен с выходом детектора, выход источника управляющего напряжения подключен к одному из входов дифференциального усилителя, выход которого соединен с управляющим входом управляемого источника постоянного напряжения, который нагружен двумя последовательно соединенными и подсоединенными к стерж ням и корпусу масс-спектрометра индентичными сопротивлениями, одно из которых сое динено со вторыми входами усилителя и дифференциального усилителя. Кроме того,устройство для стабилизации напряжений снабжено дополнительным дифференциальным усилителем, другое сопротивление нагрузки управляемого источника постоянного напряжени выполнено в виде двух последовательно соединенных сопротивлений, место соединения которых подкяючно в выходу дополнительного дифференциального усилителя, а входы до полнительного дифференциального усилителя соединены с обоими нагрузочными сопротивлениями управляемого источника постоянного напряжения. На чертеже изображена блок-схема устрой ства. Она содержит генератор 1 в. ч. напряже- НИИ, усилитель 2, дифференциальный усилитель 3, дополнительный дифференциальный усилитель 4, детектор 5, управляемый источник постоянного напряжения 6, источник управляющего напряжения 7, два сопротивле- i/Pj + Pa/ дроссели Предлагаемое устройство работает следующим образом. В генераторе 1 вырабатывается в, ч. напр51жение вида ± Cog wt. Амплитуда в зависимости от режима работы массспектрометра может быть постоянной или изменяться во времени под действием сигнала, поступающего на управляющий вход генератора 1 с выхода усилителя 2. Напряжение от источника управляющего напряжения через дифференциальный усилитель 3 управляет выходными напряжениями управляемого источника постоянного напряжения 6, возникающих на идентичных друг другу нагрузочных сопротивлениях 8 и 9. Полученные, таким образом, выходные напряжения 1Ги -17 через развязывающие цепи (например в. ч. дроссели 1О) поданы на соответствующие пары стержней квадрупольного масс-юпектрометра. Они образуют вместе с выходными напряжениями генератора liVCogwt на стержнях КМ напряжения видa;/+U+VCoSw H/-U-VCoswt) относительно прибора.

Разность напряжений с выхода источника управляющего напряжения Тис сопротивления 8, усиленная в дифференциальном усилителе 3, воздействуя на управляемый источник постоянного напряжения 6, стабилизирует напряжения на выходе этого источника. Причем выходные напряжения 4 Ц 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 управ- ляющий 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 U , чем больще коэффициент усиления дифференциального усилителя 2. В предлагаемой схеме стабилизации в отличие от известного достигается принхдапиаль но полная симметрия напрггжений - U и U и, следовательно, одинаковость значений от- нощения U/- -VH-U/-VB 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 сопротивления 9, уровняет напряжения на обоих нагрузочных сопротивлениях 8 и 9. Предлагаемое устройство стабилизации позволяет повысить в 3-5 раз по сравнению с известным стабильность отнощений напряжений U/V, подаваемых на обе пары стержней квадрупольного масс-спектрометра, что в свою очередь расщиряет возможности получения в квадрупольном масс-юпектромет. ре более высокой разрешающей способности. Это устройство стабилизации может быть «спользовано 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.

и источник управпяэющего напряжения, о т- пинающееся теМ; что, с цепкю повышения стабильности и симметрии питания стержней, оно снабжено дифференциальным усилителем и управляемым источником по- s стоянного напряжения, а усилитель выполнен Б виде дифференциального усилителя, при этом один вход усилителя соединен с выходом детектора, выход источника управляющего напряжения подключен к одному из входов диффе- щ ренциального усилителя, выход которого соединен с управляющим входом управляемого источника постоянного напряжения, который нагружен двумя последсжательно соединенными и подсоединенными к стержням и корпусу ;«1асс-спектрометра идентичными сопротивлениями, одно из которых соединено со вторыми входами усилителя и дифференциального усилителя.

2, Устройство по п. 1, отлича ющ е е с я тем, что оно снабжено дополнительным дифференциальным усилителем, при этом второе сопротивление нагрузки управляемого источника постояшшого 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 посто5Шного напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

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