適于激光解析電離飛行時間質譜儀的離子檢測系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種適于激光解析電離飛行時間質譜儀的離子檢測系統，包括離子檢測器和采集卡；采集卡由FPGA控制芯片、A/D轉換器、可變增益放大器、直流偏置電路模塊和觸發信號輸入接口組成；FPGA控制芯片的信號輸入端通過A/D轉換器與可變增益放大器的信號輸出端連接，可變增益放大器的信號輸入端和直流偏置電路模塊的信號輸出端分別與離子檢測器的信號輸出端連接。本發明優點在于在滿足激光解析電離飛行時間質譜儀分辨率的條件下，達到降低離子信號檢測采集系統制造成本、提高離子信號檢測采集系統工作穩定性目的，同時，本發明具備數據實時上傳功能，解決了數據獲取滯后的問題。
【專利說明】
適于激光解析電離飛行時間質譜儀的離子檢測系統
技術領域
[0001]本發明涉及基質輔助激光解析電離飛行時間質譜儀，尤其是涉及適于激光解析電離飛行時間質譜儀的離子檢測系統。
【背景技術】
[0002]MALD1-T0FMS(基質輔助激光解析電離飛行時間質譜儀)質譜系統是一種新型的軟電離生物質譜，儀器主要由兩部分組成:基質輔助激光解析電離離子源(MALDI)和飛行時間質量分析器(TOF) JALDI的原理是用激光照射樣品與基質形成的共結晶薄膜，基質從激光中吸收能量傳遞給生物分子;生物分子得到能量后形成碎片飛出，它是一種軟電離技術，適用于混合物及生物大分子的測定。TOF的原理是離子在電場作用下加速飛過飛行管，根據到達離子檢測器的飛行時間不同而被檢測，離子檢測器把離子信號放大后送給采集卡，再經過計算機分析后來鑒定離子質荷比。
[0003]目前MALD1-T0FMS的離子信號檢測采集系統如圖2所示，由檢測器1.1、中間放大器和采集卡組成。當離子流3.1到達離子檢測器1.1后，離子檢測器1.1將這個信號放大后以電流形式輸出給中間放大器，中間放大器將信號放大后輸出給電壓量程較大(通常是5V)的采集卡，采集卡再將連續的模擬信號轉換為離散的數字信號后送到計算機2.1做后續處理。上述檢測采集系統的缺陷是:由于在離子檢測器1.1和采集卡之間增加了外置的中間信號放大器，由于信號的頻率較高，對中間信號放大器的帶寬和噪聲要求很高，使得檢測采集系統的制造成本很高，同時還需提供中間信號放大器電源，使得檢測采集系統復雜，增加了檢測采集系統的故障概率;此外上述采集卡不具有數據實時上傳功能，導致數據獲取滯后而影響整個檢測采集系統的性能。
【發明內容】
[0004]本發明目的在于提供一種適于激光解析電離飛行時間質譜儀的離子檢測系統。
[0005]為實現上述目的，本發明采取下述技術方案:
本發明所述適于激光解析電離飛行時間質譜儀的離子檢測系統，包括離子檢測器和采集卡;所述采集卡由FPGA控制芯片、A/D轉換器、可變增益放大器、直流偏置電路模塊和觸發信號輸入接口組成;所述FPGA控制芯片的信號輸入端通過A/D轉換器與所述可變增益放大器的信號輸出端連接，可變增益放大器的信號輸入端和所述直流偏置電路模塊的信號輸出端分別與所述離子檢測器的信號輸出端連接;FPGA控制芯片的數據發送端與外部計算機的數據接收端連接。
[0006]所述FPGA控制芯片的輸出控制端連接有狀態指示燈單元。
[0007]本發明優點在于在滿足激光解析電離飛行時間質譜儀分辨率的條件下，達到降低離子信號檢測采集系統制造成本、提高離子信號檢測采集系統工作穩定性目的，同時，本發明具備數據實時上傳功能，解決了數據獲取滯后的問題。
【附圖說明】
[0008]圖1是本發明的電路結構示意圖。
[0009]圖2是現有激光解析電離飛行時間質譜儀的離子信號檢測采集系統電路結構示意圖。
【具體實施方式】
[0010]如圖1所示，本發明所述適于激光解析電離飛行時間質譜儀的離子檢測系統，包括離子檢測器I和采集卡;采集卡由FPGA(FPGA:英文Field — Programmable Gate Array的縮寫，現場可編程門陣列)控制芯片、A/D轉換器、可變增益放大器、直流偏置電路模塊和觸發信號輸入接口組成;所述FPGA控制芯片的信號輸入端通過A/D轉換器與所述可變增益放大器的信號輸出端連接，可變增益放大器的信號輸入端和所述直流偏置電路模塊的信號輸出端分別與所述離子檢測器的信號輸出端連接;FPGA控制芯片的數據發送端通過PCIe總線與外部計算機2的數據接收端連接。在FPGA控制芯片的輸出控制端連接有狀態指示燈單元，用于顯示當前采集卡的狀態(例如采集狀態、空閑狀態)和故障指示(電源故障指示、PCIe通信故障指示)。
[0011]本發明工作時，可變增益放大器的放大倍數由用戶設置，經過放大的信號能夠充分利用A/D轉換器的電壓量程;A/D轉換器將模擬信號轉化為數字信號傳輸給FPGA控制芯片處理后放到數據緩存區，當計算機2通過PCIe總線請求緩存數據時，FPGA控制芯片將數據發至計算機2。正常工作時，激光解析電離飛行時間質譜儀的同步信號通過觸發信號輸入接口傳輸給采集卡，采集卡開始采集信號，當數據量達到預先設置值時就把數據通過PCIe總線傳輸給計算機。
【主權項】
1.一種適于激光解析電離飛行時間質譜儀的離子檢測系統，包括離子檢測器和采集卡;其特征在于:所述采集卡由FPGA控制芯片、A/D轉換器、可變增益放大器、直流偏置電路模塊和觸發信號輸入接口組成;所述FPGA控制芯片的信號輸入端通過A/D轉換器與所述可變增益放大器的信號輸出端連接，可變增益放大器的信號輸入端和所述直流偏置電路模塊的信號輸出端分別與所述離子檢測器的信號輸出端連接;FPGA控制芯片的數據發送端與外部計算機的數據接收端連接。2.根據權利要求1所述適于激光解析電離飛行時間質譜儀的離子檢測系統，其特征在于:所述FPGA控制芯片的輸出控制端連接有狀態指示燈單元。
【文檔編號】H01J49/40GK105895495SQ201610420960
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月15日
【發明人】李康康, 蔡克亞, 李向廣, 王曉錦, 郭光輝, 張瑞峰, 王家杰, 劉聰, 王超, 喬建勇, 劉曉莉, 肖永東, 易玲, 劉偉偉, 吳學煒
【申請人】安圖實驗儀器(鄭州)有限公司