一种小型四极杆射频电源技术研究

李延录1安卫东1承学东2白岗3李季3

(1.吉林省计量科学研究院 吉林省计量测试仪器与技术重点实验室，长春 130103；2.吉林市分析技术有限责任公司，吉林 132001； 3.长春华普科学仪器有限责任公司，长春 130013)

摘要：根据四极杆质量分析器的基本原理，设计使用一种小型的射频电源，该电源的频率、电压控制信号均由数字控制板提供，产生交流峰峰值2568Vpp，直流DC±215V附加于四极杆，并与之谐振于2.7648MHz。由于使用了带环形磁芯的变压器，体积小、效率高,电路有取样和反馈，可以长期稳定工作。

关键词：四级杆质谱；射频电源

作者简介：李延录，男，1962年出生，高级工程师，主要从事分析仪器检验方法研究。

DOI:10.3936/j.issn.1001-232x.2015.01.003

收稿日期：2014-11-27

Design of a miniature quadrupole RF power supply.LiYanlu,AnWeidong,ChengXuedong,BaiGang,LiJi(1.JilinInstituteofMetrology(KeyLaboratoryofMeasurementtestequipmentandTechnologyofJilinprovince),Changchun130103,China; 2.JilinGuangdaAnalysisTechnicsCo.,Ltd.,Jilin132000,China; 3.ChangchunHuapuScientificInstrumentsEquipmentCo.,Ltd.,Changchun130022,China)

Abstract:The design approach is dominated by the iron-powder toroid which provides for the RF transformer. It has the advantages of small volume and high efficiency. The primary of the transformer is driven by a square wave voltage from CPU boads, and the secondaries have a self-inductance to resonate at 2.7648 MHz with the capacitive load presented by the rods in the mass filter, to generate 2568Vpp. In addition to the RF, DC potential of about ±215V is required for the two rod pairs.

Key words：quadrupole mass spectrometer; quadrupole RF power

1前言

四极杆质量分析器的原理于1953年首次由德国Bonn大学物理系教授Wolfgang Paul等人提出[1]。四极滤质器仅利用纯电场工作，无需磁场，也不要求入射离子实现能量聚焦，可引入结构简单、高灵敏度的离子源，因而四极杆质谱仪具有结构简单、紧凑，重量很轻，扫描速度快，价格低廉的特点，在许多领域，都已获得广泛应用[2]。

四极杆质量分析器相连接的电源就是四极杆射频电源(RF)，是四极杆质谱仪的核心部件。通常实验室台式仪器使用体积较大的空心线圈，用以产生较高的扫描电压，可以扫到1000质量数。这里介绍一种小型的RF电源，由于使用了特殊的磁芯，大大缩小了线圈的体积，虽然扫描范围上有所限制，但在残余气体分析仪等小型四极质谱中可以很好的工作，同时效率高，稳定性好。……