本发明提供一种热电离质谱仪电控系统，包括控制计算机、与外电源和控制计算机分别相连的电磁铁供电单元、离子电流检测单元、电离器供电单元和高压供电单元，电磁铁供电单元将外电源转换为质量分析电磁铁设定电流后提供给质量分析电磁铁，离子电流检测单元测量离子接收器接收的离子电流，并传输给控制计算机，电离器供电单元将外电源转换为电离器设定电流后提供给离子源的蒸发带或电离带，高压供电单元将外电源分别转换为离子光学透镜各电极设定电流后提供给离子光学透镜相应的电极。本发明可实现对质谱仪各单元的执行控制、参数调节以及信号采集等，实现质谱仪的自动化运行管理控制，极大地提升了控制精度和系统稳定性。
1.一种热电离质谱仪电控系统，其特征在于，包括：控制计算机(1)和供电模块，所述供电模块包括与外电源分别相连的电磁铁供电单元(2)、离子电流检测单元(3)、电离器供电单元(4)和高压供电单元(5)，所述控制计算机(1)分别与电磁铁供电单元(2)、离子电流检测单元(3)、电离器单元和高压稳定器通信连接，
所述电磁铁供电单元(2)用于根据所述控制计算机(1)发出的质量分析电磁铁(100)电流设定指令，将外电源转换为质量分析电磁铁(100)设定电流后提供给质量分析电磁铁(100)，所述离子电流检测单元(3)用于测量离子接收器(200)接收的离子电流，并传输给控制计算机(1)，
所述电离器供电单元(4)用于根据所述控制计算机(1)发出的电离器电流设定指令，将外电源转换为电离器设定电流后提供给离子源(300)的蒸发带或电离带，所述高压供电单元(5)用于根据所述控制计算机(1)发出的离子光学透镜各电极电流设定指令，将外电源分别转换为离子光学透镜各电极设定电流后提供给离子光学透镜相应的电极；
所述电磁铁供电单元(2)包括电磁铁电源模块(21)、整形器(22)和扫描稳定器(23)，所述外电源、电磁铁电源模块(21)、整形器(22)和质量分析电磁铁(100)的电磁铁线圈依次相连，所述控制计算机(1)、扫描稳定器(23)和质量分析电磁铁(100)的磁感应线圈依次相连，所述电磁铁电源模块(21)用于将外电源转换为0.2～16A范围内的可调电流，所述整形器(22)用于对电磁铁电源模块(21)输出的电流进行脉冲宽度调制，以形成所述质量分析电磁铁(100)设定电流并传输至质量分析电磁铁(100)的电磁铁线圈，所述扫描稳定器(23)扫描质量分析电磁铁(100)的磁感应线圈产生的磁场电流，并反馈至所述控制计算机(1)，所述控制计算机(1)用于根据质量分析电磁铁(100)的磁感应线圈产生的磁场电流调整所述质量分析电磁铁(100)设定电流，并通过扫描稳定器(23)向整形器(22)发出调整质量分析电磁铁(100)设定电流的指令。
2.根据权利要求1所述的热电离质谱仪电控系统，其特征在于，所述离子电流检测单元(3)包括法拉第杯静电放大模块(31)、二次电子倍增器静电放大模块(32)和电压频率转换器(33)，所述控制计算机(1)与电压频率转换器(33)相连，所述电压频率转换器(33)分别与法拉第杯静电放大模块(31)和二次电子倍增器静电放大模块(32)相连，所述法拉第杯静电放大模块(31)和二次电子倍增器静电放大模块(32)分别与离子接收器(200)相连，所述离子接收器(200)捕捉到的离子电流信号通过法拉第杯静电放大模块(31)或二次电子倍增器静电放大模块(32)放大成电压信号并传输至电压频率转换器(33)，所述电压频率转换器(33)将所述电压信号转换为脉冲频率信号并传输至所述控制计算机(1)。
3.根据权利要求2所述的热电离质谱仪电控系统，其特征在于，
所述法拉第杯静电放大模块(31)包括多个法拉第杯静电放大器(311)，多个法拉第杯静电放大器(311)与离子接收器(200)的多个法拉第杯一一对应，所述法拉第杯静电放大器‑14 ‑10(311)与相应的法拉第杯相连，用于接收相应法拉第杯检测到的6.0×10 A～2.7×10 A的离子流。
4.根据权利要求2所述的热电离质谱仪电控系统，其特征在于，
所述二次电子倍增器静电放大模块(32)包括多个二次电子倍增器静电放大器(321)，多个二次电子倍增器静电放大器(321)与离子接收器(200)的多个二次电子倍增器一一对应，所述二次电子倍增器静电放大器(321)与相应的二次电子倍增器相连，用于接收相应二‑18 ‑14次电子倍增器检测到的1.6×10 A～6.0×10 A的离子流。
5.根据权利要求1所述的热电离质谱仪电控系统，其特征在于，所述电离器供电单元(4)包括：电流稳定器(41)、步进电机系统，所述外电源相连、电流稳定器(41)和离子源(300)的蒸发带或电离带依次相连，所述电流稳定器(41)用于将外电源转换为0.1A～7.0A范围内的可调电流，其内设线性多圈电位器(411)，所述控制计算机(1)、步进电机系统和线性多圈电位器(411)依次相连，
所述步进电机系统用于根据所述控制计算机(1)发出的电离器电流设定的指令，控制线性多圈电位器(411)转动，将电流稳定器(41)的输出电流调整为所述电离器设定电流。
6.根据权利要求5所述的热电离质谱仪电控系统，其特征在于，所述步进电机系统包括步进电机控制模块(42)和步进电机(43)，所述步进电机(43)与线性多圈电位器(411)相连，所述步进电机控制模块(42)通过第一I/O控制器(44)与所述控制计算机(1)相连，所述控制计算机(1)通过第一I/O控制器(44)将电离器电流设定的指令传输至所述步进电机控制模块(42)，所述步进电机控制模块(42)控制步进电机(43)运转，以带动线性多圈电位器(411)转动，使所述电流稳定器(41)的输出电流调整为所述电离器设定电流。
7.根据权利要求1所述的热电离质谱仪电控系统，其特征在于，还包括辅助供电单元(6)，所述辅助供电单元(6)与外电源相连，且与所述控制计算机(1)通信连接，所述辅助供电单元(6)用于根据所述控制计算机(1)发出的辅助器件电流或电压设定指令，将外电源转换为辅助器件的设定电流或电压后提供给相应的辅助器件。
8.根据权利要求7所述的热电离质谱仪电控系统，其特征在于，所述辅助器件包括二次电子倍增器、抑制栅极、磁感应线圈、二次电子倍增器偏转器、离子源偏转器和样品转盘驱动装置，所述辅助供电单元(6)相应包括二次电子倍增器电源模块(61)、抑制栅极和磁感应传感器电源模块(62)、二次电子倍增器偏转器电源模块(63)、离子器偏转电源及样品转盘驱动电源模块(64)。
9.根据权利要求1‑8任一项所述的热电离质谱仪电控系统，其特征在于，所述外电源与供电模块相连的线路上设有电源控制面板(7)和UPS不间断电源(8)，所述电源控制面板(7)用于供电模块的各子模块的供电管理，所述UPS不间断电源(8)在通电时充电，以在断电时为供电模块提供应急电源。
10.根据权利要求1‑8任一项所述的热电离质谱仪电控系统，其特征在于，所述控制计算机(1)通过USB‑CAN通讯模块(9)与供电模块通讯连接，所述USB‑CAN通讯模块(9)与供电模块的各子模块之间设有A/D转换器(10)，用于将所述控制计算机(1)传递的数字通讯信号转换为模拟信号并传输至相应的子模块。
一种热电离质谱仪电控系统
技术领域
[0001] 本发明具体涉及一种热电离质谱仪电控系统。
背景技术
[0002] 热电离质谱技术(TIMS)是20世纪70年代发展起来的元素同位素丰度、同位素丰度比精确测量的分析测试技术，其原理是通过加热涂覆在金属带表面的样品将其蒸发、电离，通过离子传输系统将带电离子引入磁场质量分析器中，根据其质荷比(m/z)不同分开，经检测器将离子电流放大，最终由测控软件处理给出测量元素的同位素丰度或丰度比。与其他分析技术相比，所述的热电离质谱技术具有准确度高、精度高等优点，同位素稀释质谱法是国际上公认的绝对测量的方法，广泛应用于核工业、环境、地质、考古等领域。目前，国内热电离质谱仪基本还处于科研样机阶段，不具备商业化的生产配套能力。
[0003] 热电离质谱仪(TIMS)主要由离子源、磁质量分析器、检测器、电控系统及软件系统等组成。其中电控系统是实现各个底层硬件有效控制的主要手段，是磁质谱仪重要的组成部分，直接决定仪器的测量精度、控制精度，影响仪器灵敏度、分辨率等关键技术指标。
发明内容
[0004] 本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种稳定好、可靠性强的热电离质谱仪电控系统。
[0005] 解决本发明技术问题所采用的技术方案是：
[0006] 本发明提供一种热电离质谱仪电控系统，包括：控制计算机和供电模块，所述供电模块包括与外电源分别相连的电磁铁供电单元、离子电流检测单元、电离器供电单元和高压供电单元，
[0007] 所述控制计算机分别与电磁铁供电单元、离子电流检测单元、电离器单元和高压稳定器通信连接，
[0008] 所述电磁铁供电单元用于根据所述控制计算机发出的质量分析电磁铁电流设定指令，将外电源转换为质量分析电磁铁设定电流后提供给质量分析电磁铁，
[0009] 所述离子电流检测单元用于测量离子接收器接收的离子电流，并传输给控制计算机，
[0010] 所述电离器供电单元用于根据所述控制计算机发出的电离器电流设定指令，将外电源转换为电离器设定电流后提供给离子源的蒸发带或电离带，
[0011] 所述高压供电单元用于根据所述控制计算机发出的离子光学透镜各电极电流设定指令，将外电源分别转换为离子光学透镜各电极设定电流后提供给离子光学透镜相应的电极。
[0012] 可选地，所述电磁铁供电单元包括电磁铁电源模块、整形器和扫描稳定器，所述外电源、电磁铁电源模块、整形器和质量分析电磁铁的电磁铁线圈依次相连，所述控制计算机、扫描稳定器和质量分析电磁铁的磁感应线圈依次相连，
[0013] 所述电磁铁电源模块用于将外电源转换为0.2～16A范围内的可调电流，所述整形器用于对电磁铁电源模块输出的电流进行脉冲宽度调制，以形成所述质量分析电磁铁设定电流并传输至质量分析电磁铁的电磁铁线圈，
[0014] 所述扫描稳定器扫描质量分析电磁铁的磁感应线圈产生的磁场电流，并反馈至所述控制计算机，所述控制计算机用于根据质量分析电磁铁的磁感应线圈产生的磁场电流调整所述质量分析电磁铁设定电流，并通过扫描稳定器向整形器发出调整质量分析电磁铁设定电流的指令。
[0015] 可选地，所述离子电流检测单元包括法拉第杯静电放大模块、二次电子倍增器静电放大模块和电压频率转换器，
[0016] 所述控制计算机与电压频率转换器相连，所述电压频率转换器分别与法拉第杯静电放大模块和二次电子倍增器静电放大模块相连，所述法拉第杯静电放大模块和二次电子倍增器静电放大模块分别与离子接收器相连，
[0017] 所述离子接收器捕捉到的离子电流信号通过法拉第杯静电放大模块或二次电子倍增器静电放大模块放大成电压信号并传输至电压频率转换器，所述电压频率转换器将所述电压信号转换为脉冲频率信号并传输至所述控制计算机。
[0018] 可选地，所述法拉第杯静电放大模块包括多个法拉第杯静电放大器，多个法拉第杯静电放大器与离子接收器的多个法拉第杯一一对应，所述法拉第杯静电放大器与相应的‑14 ‑10法拉第杯相连，用于接收相应法拉第杯检测到的6.0×10 A～2.7×10 A的离子流。
[0019] 可选地，所述二次电子倍增器静电放大模块包括多个二次电子倍增器静电放大器，多个二次电子倍增器静电放大器与离子接收器的多个二次电子倍增器一一对应，所述二次电子倍增器静电放大器与相应的二次电子倍增器相连，用于接收相应二次电子倍增器‑18 ‑14检测到的1.6×10 A～6.0×10 A的离子流。
[0020] 可选地，所述电离器供电单元包括：电流稳定器、步进电机系统，
[0021] 所述外电源相连、电流稳定器和离子源的蒸发带或电离带依次相连，所述电流稳定器用于将外电源转换为0.1A～7.0A范围内的可调电流，其内设线性多圈电位器，[0022] 所述控制计算机、步进电机系统和线性多圈电位器依次相连，
[0023] 所述步进电机系统用于根据所述控制计算机发出的电离器电流设定的指令，控制线性多圈电位器转动，将电流稳定器的输出电流调整为所述电离器设定电流。
[0024] 可选地，所述步进电机系统包括步进电机控制模块和步进电机，所述步进电机与线性多圈电位器相连，所述步进电机控制模块通过第一I/O控制器与所述控制计算机相连，[0025] 所述控制计算机通过第一I/O控制器将电离器电流设定的指令传输至所述步进电机控制模块，所述步进电机控制模块控制步进电机运转，以带动线性多圈电位器转动，使所述电流稳定器的输出电流调整为所述电离器设定电流。
[0026] 可选地，还包括辅助供电单元，所述辅助供电单元与外电源相连，且与所述控制计算机通信连接，
[0027] 所述辅助供电单元用于根据所述控制计算机发出的辅助器件电流或电压设定指令，将外电源转换为辅助器件的设定电流或电压后提供给相应的辅助器件。
[0028] 可选地，所述辅助器件包括二次电子倍增器、抑制栅极、磁感应线圈、二次电子倍增器偏转器、离子源偏转器和样品转盘驱动装置，所述辅助供电单元相应包括二次电子倍增器电源模块、抑制栅极和磁感应传感器电源模块、二次电子倍增器偏转器电源模块、离子器偏转电源及样品转盘驱动电源模块。
[0029] 可选地，所述外电源与供电模块相连的线路上设有电源控制面板和UPS不间断电源，所述电源控制面板用于供电模块的各子模块的供电管理，所述UPS不间断电源在通电时充电，以在断电时为供电模块提供应急电源。
[0030] 可选地，所述控制计算机通过USB‑CAN通讯模块与供电模块通讯连接，所述USB‑CAN通讯模块与供电模块的各子模块之间设有A/D转换器，用于将所述控制计算机传递的数字通讯信号转换为模拟信号并传输至相应的子模块。
[0031] 本发明可实现对质谱仪各单元的执行控制、参数调节以及信号采集等，实现质谱仪的自动化运行管理控制，极大地提升了控制精度和系统稳定性。
附图说明
[0032] 图1为本发明实施例1提供的热电离质谱仪电控系统的结构框图；
[0033] 图2为电磁铁供电单元的结构框图；
[0034] 图3为离子电流检测单元的结构框图；
[0035] 图4为电离器供电单元的结构框图；
[0036] 图5为辅助供电单元的结构框图。
具体实施方式
[0037] 下面将结合本发明中的附图，对发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的范围。
[0038] 在本发明的描述中，需要说明的是，属于“上”等指示方位或位置关系是基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于和简化描述，而并不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须设有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0039] 在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。
[0040] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“设置”、“安装”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接也可以是可拆卸地连接，或者一体地连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0041] 本发明提供一种热电离质谱仪电控系统，包括：控制计算机和供电模块，所述供电模块包括与外电源分别相连的电磁铁供电单元、离子电流检测单元、电离器供电单元和高压供电单元，
[0042] 所述控制计算机分别与电磁铁供电单元、离子电流检测单元、电离器单元和高压稳定器通信连接，
[0043] 所述电磁铁供电单元用于根据所述控制计算机发出的质量分析电磁铁电流设定指令，将外电源转换为质量分析电磁铁设定电流后提供给质量分析电磁铁，
[0044] 所述离子电流检测单元用于测量离子接收器接收的离子电流，并传输给控制计算机，
[0045] 所述电离器供电单元用于根据所述控制计算机发出的电离器电流设定指令，将外电源转换为电离器设定电流后提供给离子源的蒸发带或电离带，
[0046] 所述高压供电单元用于根据所述控制计算机发出的离子光学透镜各电极电流设定指令，将外电源分别转换为离子光学透镜各电极设定电流后提供给离子光学透镜相应的电极。
[0047] 实施例1：
[0048] 如图1所示，本实施例提供一种热电离质谱仪电控系统，包括：控制计算机1和供电模块，供电模块包括与外电源分别相连的电磁铁供电单元2、离子电流检测单元3、电离器供电单元4和高压供电单元5，
[0049] 控制计算机1分别与电磁铁供电单元2、离子电流检测单元3、电离器单元和高压稳定器通信连接，
[0050] 电磁铁供电单元2用于根据控制计算机1发出的质量分析电磁铁100电流设定指令，将外电源转换为质量分析电磁铁100设定电流后提供给质量分析电磁铁100，[0051] 离子电流检测单元3用于测量离子接收器200接收的离子电流，并传输给控制计算机1，
[0052] 电离器供电单元4用于根据控制计算机1发出的电离器电流设定指令，将外电源转换为电离器设定电流后提供给离子源300的蒸发带或电离带，
[0053] 高压供电单元5用于根据控制计算机1发出的离子光学透镜各电极电流设定指令，将外电源分别转换为离子光学透镜各电极设定电流后提供给离子光学透镜相应的电极。
[0054] 由此，可实现对质谱仪各单元的执行控制、参数调节以及信号采集等，实现质谱仪的自动化运行管理控制，极大地提升了控制精度和系统稳定性。
[0055] 本实施例中，电磁铁供电单元2包括电磁铁电源模块21、整形器22和扫描稳定器23，外电源、电磁铁电源模块21、整形器22和质量分析电磁铁100的电磁铁线圈依次相连，控制计算机1、扫描稳定器23和质量分析电磁铁100的磁感应线圈依次相连，
[0056] 电磁铁电源模块21用于将外电源转换为0.2～16A范围内的可调电流，整形器22用于对电磁铁电源模块21输出的电流进行脉冲宽度调制，以形成质量分析电磁铁100设定电流并传输至质量分析电磁铁100的电磁铁线圈，
[0057] 扫描稳定器23扫描质量分析电磁铁100的磁感应线圈产生的磁场电流，并反馈至控制计算机1，控制计算机1用于根据质量分析电磁铁100的磁感应线圈产生的磁场电流调整质量分析电磁铁100设定电流，并通过扫描稳定器23向整形器22发出调整质量分析电磁铁100设定电流的指令。
[0058] 电磁铁供电单元2用于给电磁铁线圈提供电流稳定的电源，以确保电磁铁磁极间产生稳定的磁场。电磁铁线圈电流可以通过控制计算机软件进行设置调节。电磁铁供电单元包括电磁铁电源模块、整形器、扫描稳定器组成，电磁铁电源可为绕组线圈提供0.2～16A范围稳定可调的电流，电磁铁电源稳定性30分钟内优于50ppm。整形器是电磁铁线圈的电流的调节单元。整形器以PWM模式进行脉冲宽度调制，使电磁铁线圈电路中的电流从0.2A至16A可调。扫描稳定器用于将电磁铁产生的磁场强度值稳定在给定水平，并根据电子计算机的指令测量磁感应线圈感应产生的磁场电流。
[0059] 本实施例中，离子电流检测单元3包括法拉第杯静电放大模块31、二次电子倍增器静电放大模块32和电压频率转换器33，
[0060] 控制计算机1与电压频率转换器33相连，电压频率转换器33分别与法拉第杯静电放大模块31和二次电子倍增器静电放大模块32相连，法拉第杯静电放大模块31和二次电子倍增器静电放大模块32分别与离子接收器200相连，
[0061] 离子接收器200捕捉到的离子电流信号通过法拉第杯静电放大模块31或二次电子倍增器静电放大模块32放大成电压信号并传输至电压频率转换器33，电压频率转换器33将电压信号转换为脉冲频率信号并传输至控制计算机1。
[0062] 本实施例中，法拉第杯静电放大模块31包括多个法拉第杯静电放大器311，多个法拉第杯静电放大器311与离子接收器200的多个法拉第杯一一对应，法拉第杯静电放大器‑14 ‑10311与相应的法拉第杯相连，用于接收相应法拉第杯检测到的6.0×10 A～2.7×10 A的离子流。
[0063] 本实施例中，二次电子倍增器静电放大模块32包括多个二次电子倍增器静电放大器321，多个二次电子倍增器静电放大器321与离子接收器200的多个二次电子倍增器一一对应，二次电子倍增器静电放大器321与相应的二次电子倍增器相连，用于接收相应二次电‑18 ‑14子倍增器检测到的1.6×10 A～6.0×10 A的离子流。
[0064] 被离子接收器各法拉第杯捕捉到的离子电流信号通过静电计放大器1011Ω的放大电阻放大成电压信号并传输至电压频率转换器。二次电子倍增器放大器电路与静电计放大8
器电路类似，放大电阻为10Ω。电压‑频率转换器设计用于将静电计放大器和二次电子倍增器放大器的输出的电压信号转换成脉冲频率信号，电压和频率值成正比。电压信号转换成脉冲频率信号后，在信号传输过程中具有较强的抗干扰性。电压频率转换器配置有9个通道的电压频率转换模块，每个模块的输入通道都连接到静电计放大器输出端，通过对输入信号连续积分的方式将电压信号转换成脉冲频率信号。脉冲频率信号由输入输出控制器采集后传送给控制计算机。
[0065] 本实施例中，二次电子倍增器静电放大模块32还包括脉冲放大器322，二次电子倍增器工作在离子计数模式时，进入二次倍增器的各离子在倍增器的输出端产生电流脉冲，使用脉冲放大器322将这些电流脉冲信号放大后传输至输入输出控制单元的计数输入端。‑14
其放大的脉冲宽度不小于40ns，最大频率不大于3MHz，电荷不小于10 C。
[0066] 本实施例中，电离器供电单元4包括：电流稳定器41、步进电机系统，[0067] 外电源相连、电流稳定器41和离子源300的蒸发带或电离带依次相连，电流稳定器41用于将外电源转换为0.1A～7.0A范围内的可调电流，其内设线性多圈电位器411，[0068] 控制计算机1、步进电机系统和线性多圈电位器411依次相连，
[0069] 步进电机系统用于根据控制计算机1发出的电离器电流设定的指令，控制线性多圈电位器411转动，将电流稳定器41的输出电流调整为电离器设定电流。
[0070] 本实施例中，步进电机系统包括步进电机控制模块42和步进电机43，步进电机43与线性多圈电位器411相连，步进电机控制模块42通过第一I/O控制器44与控制计算机1相连，
[0071] 控制计算机1通过第一I/O控制器44将电离器电流设定的指令传输至步进电机控制模块42，步进电机控制模块42控制步进电机43运转，以带动线性多圈电位器411转动，使电流稳定器41的输出电流调整为电离器设定电流。
[0072] 电离器供电单元4用于给离子源蒸发带(或电离带)提供稳定电流的电源，电离器供电单元4通过CAN总线的通讯控制器与控制计算机1通讯，通过控制计算机1可调节离子源蒸发带(或电离带)电流，调节范围为0.1A～7.0A。
[0073] 本实施例中，还包括辅助供电单元6，辅助供电单元6与外电源相连，且与控制计算机1通信连接，
[0074] 辅助供电单元6用于根据控制计算机1发出的辅助器件电流或电压设定指令，将外电源转换为辅助器件的设定电流或电压后提供给相应的辅助器件。
[0075] 本实施例中，辅助器件包括二次电子倍增器、抑制栅极、磁感应线圈、二次电子倍增器偏转器、离子源偏转器和样品转盘驱动装置，辅助供电单元6相应包括二次电子倍增器电源模块61、抑制栅极和磁感应传感器电源模块62、二次电子倍增器偏转器电源模块63、离子器偏转电源及样品转盘驱动电源模块64。
[0076] 辅助供电单元6还包括第二I/O控制器65，第二I/O控制器65用于计算机与辅助供电单元6的各电源模块的控制和通讯。二次电子倍增器电源模块61用于给二次电子倍增器提供电源电压，输出电压可以通过计算机软件设置，采用16位数模转换输出端口进行电压调整。抑制栅极和磁感应传感器电源模块62用于给离子接收器的抑制栅极和磁感应传感器供电，以保证分析电磁铁测量精度并防止散射离子在金属表面撞击产生的二次电子落入法拉第杯，影响测量信号。二次电子倍增器偏转器电源模块63用于给离子偏转系统提供0kV～±1.5kV的可调电源。离子源出口偏转器电源模块为离子源出口的偏转器供电，校正离子束进入质量分析器的点和角度。样品转盘驱动电源模块用于给样品转盘驱动装置供电，保证样品转盘按计算机指令进行转动换样操作。质谱仪控制计算机通过电源单元的控制器，可以对各单元输出电压进行控制以及电源监测。
[0077] 本实施例中，高压供电单元5采用±10kV高压稳定器，用于给离子光学透镜各电极提供稳定的高压电源,高压稳定器的基准电压由标准高压模块提供，通过高压调节电路实现不同透镜极片上电压的调节。高压稳定器设计有高压切换开关，当加速电压切换时，高压稳定器所有输出电压都将按比例减小。可通过调整离子透镜组各电极片之间的电压优化离子传输效率，提高仪器灵敏度。高压供电单元5的输出电压参数表见表1。
[0078] 表1高压稳定器输出电压参数表
[0079]
[0080]
[0081] 高压稳定器的特点：
[0082] 1)设有高压和低压电路板及组件，相互独立却又协同工作。
[0083] 2)重要部件和组件设置有源恒温调节装置。恒温器温度38℃±2℃。
[0084] 3)高压调节电位器组件的高压部件与步进式电动机之间设有高压绝缘子。
[0085] 4)设有I/O控制器和A/D转换器，保证控制计算机能够实时监控高压稳定器的运行，检测高压稳定器运行时的状态。
[0086] 本实施例中，外电源与供电模块相连的线路上设有电源控制面板7和UPS不间断电源8，电源控制面板7用于供电模块的各子模块的供电管理，UPS不间断电源8在通电时充电，以在断电时为供电模块提供应急电源。
[0087] 电源控制面板7由多个电源配电板、电源开关等组成，电源控制面板7主要用于仪器各单元的供电管理，供电方式分为待机供电、辅助设备供电，以及通过UPS电源给仪器主要工作单元供电。
[0088] 如遇外部突然供电中止情况下，UPS不间断电源8可用于给表面热电离质谱仪控制计算机及主要执行单元提供应急电源，确保质谱仪设备保护功能正常投入工作，并完成当前检测任务及执行正常关机步骤，防止突然断电对设备造成的损害及数据丢失。
[0089] 本实施例中，控制计算机1通过USB‑CAN通讯模块9与供电模块通讯连接，USB‑CAN通讯模块9与供电模块的各子模块之间设有A/D转换器10，用于将控制计算机1传递的数字通讯信号转换为模拟信号并传输至相应的子模块。
[0090] 此外，本系统还包括真空计和离子泵，其均通过A/D转换器10和USB‑CAN通讯模块9与控制计算机1相连。
[0091] 本发明的电控系统，可直接用于热电离质谱仪(TIMS)，也可在此基础上用于增加静电场控制的多接收电感耦合等离子质谱仪(MC‑ICP‑MS)的电控系统。
[0092] 可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
