適于質(zhì)譜儀的高壓脈沖發(fā)生器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及高壓脈沖發(fā)生器，尤其是涉及適于飛行時(shí)間質(zhì)譜儀的高壓脈沖發(fā)生器。
【背景技術(shù)】
[0002]飛行時(shí)間質(zhì)譜儀(T0F:Time of Flight Mass Spectrometer)，基質(zhì)輔助激光解析電離飛行時(shí)間質(zhì)譜，由基質(zhì)輔助激光解析離子源和飛行時(shí)間質(zhì)量分析器組成。基質(zhì)輔助激光解析離子源使用激光照射樣品和基質(zhì)形成的混合物，在一個(gè)狹小的區(qū)域，極短時(shí)間內(nèi)使基質(zhì)獲得足夠高的能量，基質(zhì)把吸收能量傳遞給樣品分子，從而使樣品分子產(chǎn)生電離。飛行時(shí)間質(zhì)量分析器的作用是使離子在電場作用下獲得動能，加速飛過飛行管道，根據(jù)離子飛行時(shí)間的不同，來鑒定離子質(zhì)荷比。激光轟擊混合物需要一個(gè)高壓電場和激光脈沖相配合使用。在激光快速轟擊混合物產(chǎn)生離子經(jīng)延時(shí)后進(jìn)入電場，由突變的高壓電場給離子提供一定的動能，然后離子飛入真空腔體。
[0003]目前，飛行時(shí)間質(zhì)譜儀是通過快速開關(guān)切換，經(jīng)電容耦合輸出一個(gè)高壓脈沖，但是并沒有對基質(zhì)輔助激光解析電離飛行時(shí)間質(zhì)譜的實(shí)際需求進(jìn)行分析，也無法實(shí)現(xiàn)將高壓脈沖下降邊沿寬度控制在200ns左右，同時(shí)也沒有對高壓裝置安全性進(jìn)行考慮，只是簡單的電路堆砌，因此不能滿足離子獲得激光能量溢出后需要靜置幾百納秒的實(shí)際需求，嚴(yán)重影響了離子傳輸和系統(tǒng)靈敏度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型目的在于提供一種適于飛行時(shí)間質(zhì)譜儀的高壓脈沖發(fā)生器。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取下述技術(shù)方案:
[0006]本實(shí)用新型所述適于飛行時(shí)間質(zhì)譜儀的高壓脈沖發(fā)生器，包括直流高壓快速開關(guān)，第一電壓輸入接線端IN1、第二電壓輸入接線端IN2、脈沖電壓輸出接線端0UT1、后基板電壓輸出接線端0UT2;所述第一電壓輸入接線端IN1經(jīng)電阻R2與由穩(wěn)壓管D3和電阻R3組成的并聯(lián)支路高電位端連接，所述由穩(wěn)壓管D3和電阻R3組成的并聯(lián)支路低電位端分為兩路輸出，一路與所述直流高壓快速開關(guān)的高電位觸點(diǎn)接線端HV+連接，另一路通過串聯(lián)電容C3、C4與電阻R5高電位端連接，所述電阻R5低電位端接地;所述第二電壓輸入接線端IN2通過電阻R4與電阻R5高電位端連接;所述脈沖電壓輸出接線端0UT1的一端通過電阻R8與電阻R5高電位端連接，脈沖電壓輸出接線端0UT1的另一端連接有高壓同軸電纜;所述后基板電壓輸出接線端0UT2通過電阻R7、R6與電阻R5高電位端連接；電阻R7與電阻R6的連接點(diǎn)通過電容C9接地;所述直流高壓快速開關(guān)的低電位觸點(diǎn)接線端HV-接地，直流高壓快速開關(guān)的控制信號輸入接線端TRI通過由穩(wěn)壓管D2和電阻R1組成的并聯(lián)支路接地，直流高壓快速開關(guān)的電源接線端通過穩(wěn)壓管D1與所述控制信號輸入接線端TRI連接。
[0007]所述高壓同軸電纜的裸線容值為100PF、耐壓值為30KV;所述電阻R6為可變電阻。
[0008]所述電阻R2的低電位端經(jīng)由電容Cl、C2組成的并聯(lián)支路接地。
[0009]本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)在于采用低復(fù)雜度的電路設(shè)計(jì)，在30KV的基板電壓上疊加10KV的脈沖電壓，并將脈沖電壓的下降邊沿寬度控制在200ns左右，脈沖電壓寬度小于10us，滿足了離子獲得激光能量溢出后需要靜置幾百納秒的實(shí)際需求，大大提高了離子的傳輸和系統(tǒng)的靈敏度，同時(shí)有效降低了飛行時(shí)間質(zhì)譜儀的制造成本。
【附圖說明】
[0010]圖1是本實(shí)用新型所述高壓脈沖發(fā)生器的電路原理圖。
[0011]圖2是本實(shí)用新型應(yīng)用于飛行時(shí)間質(zhì)譜儀的電路結(jié)構(gòu)參考圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]如圖1、2所示，本實(shí)用新型所述適于飛行時(shí)間質(zhì)譜儀的高壓脈沖發(fā)生器，包括直流高壓快速開關(guān)1，第一電壓輸入接線端IN1、第二電壓輸入接線端IN2、脈沖電壓輸出接線端0UT1、后基板電壓輸出接線端0UT2。第一電壓輸入接線端IN1的輸入電壓為0?+10KV，第二電壓輸入接線端IN2的輸入電壓為0?+30KV，脈沖電壓輸出接線端0UT1用于給飛行時(shí)間質(zhì)譜儀的前基板2提供脈沖電壓，后基板電壓輸出接線端0UT2的輸出電壓為0?+30KV，用于給飛行時(shí)間質(zhì)譜儀的后基板3提供電壓。第一電壓輸入接線端IN1、第二電壓輸入接線端IN2、脈沖電壓輸出接線端0UT1、后基板電壓輸出接線端0UT2均選用40KV高壓連接器，直流高壓快速開關(guān)1選用德國貝克(Behlke)公司生產(chǎn)的型號為HTS150的直流高壓快速開關(guān)，該直流高壓快速開關(guān)有效閉合時(shí)間小于10us，瞬時(shí)電流可承載30A，最大承載電壓為15KV，反向擊穿電壓大于18KV。
[0013]第一電壓輸入接線端IN1經(jīng)電阻R2與由穩(wěn)壓管D3和電阻R3組成的并聯(lián)支路高電位端連接，電阻R2的低電位端經(jīng)由電容Cl、C2組成的并聯(lián)支路接地。由穩(wěn)壓管D3和電阻R3組成的并聯(lián)支路低電位端分為兩路輸出，一路與直流高壓快速開關(guān)1的高電位觸點(diǎn)接線端HV+連接，另一路通過串聯(lián)電容C3、C4與電阻R5高電位端連接，電阻R5低電位端接地;第二電壓輸入接線端IN2通過電阻R4與電阻R5高電位端連接;脈沖電壓輸出接線端OUT 1的一端通過電阻R8與電阻R5高電位端連接，脈沖電壓輸出接線端OUT 1的另一端連接有高壓同軸電纜4，高壓同軸電纜4的裸線容值為100PF、耐壓值為30KV;電阻R6為可變電阻。后基板電壓輸出接線端0UT2通過電阻R7、可變電阻R6與電阻R5高電位端連接；電阻R7與可變電阻R6的連接點(diǎn)通過電容C9接地;直流高壓快速開關(guān)1的低電位觸點(diǎn)接線端HV-接地，直流高壓快速開關(guān)1的控制信號輸入接線端TRI通過由穩(wěn)壓管D2和電阻R1組成的并聯(lián)支路接地，直流高壓快速開關(guān)1的+5V電源接線端通過穩(wěn)壓管D1與所述控制信號輸入接線端TRI連接。
[0014]本實(shí)用新型的工作原理簡述如下:
[0015]第一電壓輸入接線端INI輸入0?+10KV直流電壓，第二電壓輸入接線端IN2輸入0?30KV直流電壓;脈沖電壓輸出接線端