一種拓展檢測器動態范圍的方法、裝置及電子設備制造方法及圖紙

本申請提供一種拓展檢測器動態范圍的方法、裝置及電子設備。涉及質譜檢測的技術領域。該方法應用于質譜儀，該方法包括：獲取待檢測樣本；對所述待檢測樣本的離子進行檢測器放大，生成質譜信號；對所述質譜信號進行I

【技術實現步驟摘要】
一種拓展檢測器動態范圍的方法、裝置及電子設備


[0001]本申請涉及質譜檢測的
，具體涉及一種拓展檢測器動態范圍的方法、裝置及電子設備。

技術介紹

[0002]質譜儀作為一種分子結構檢測儀，經常運用于生物醫藥、環境監測、食品安全以及新材料研究等領域。質譜儀的檢測器有許多種類，其中應用最廣的一類是電子倍增型檢測器，其基本原理是通過將離子轉換為電子或電子簇，通過電子倍增管放大，后續通過放大電路進行檢測。
[0003]目前，檢測的方案主要分為兩種，一種方案為模擬模式，該方案通過將模擬信號濾波放大，再將放大后的模擬信號通過模數轉換，從而得到待檢測離子的信號強度。另一種方案為計數模式，該方案通過入射離子產生的脈沖信號進行計數，從而得到待檢測離子的信號強度，然而，模擬模式由于基線噪聲的問題，在檢測低離子流強度信號時，低離子流強度信號被淹沒導致檢測結果不準確。而計數模式雖然不被基線噪聲問題干擾，但受限于檢測器脈沖寬度，離子流強度過高時會出現脈沖重疊的問題，導致不能正確計數，從而出現檢測結果不準確的問題。
[0004]因此，亟需一種拓展檢測器動態范圍的方法。

技術實現思路

[0005]本申請提供了一種拓展檢測器動態范圍的方法、裝置及電子設備。質譜儀通過將模擬模式與計數模式下的質譜圖進行融合，從而拓展檢測的動態檢測范圍，進而提高檢測的準確度。
[0006]第一方面，本申請提供了一種拓展檢測器動態范圍的方法，應用于質譜儀，所述方法包括：獲取待檢測樣本；對所述待檢測樣本的離子進行檢測器放大，生成質譜信號；再對所述質譜信號進行I
?
V變換，生成初級電壓信號；基于所述初級電壓信號生成計數圖譜與模擬圖譜，所述計數圖譜為所述初級電壓信號在計數模式下生成的質譜圖，所述模擬圖譜為所述初級電壓信號在模擬模式下生成的質譜圖；采用融合算法將所述計數圖譜與所述模擬圖譜進行融合，生成高動態范圍圖譜。
[0007]通過采用上述技術方案，質譜儀將待檢測樣本的初級電壓信號轉換為計數圖譜與模擬圖譜后，由于計數模式和模擬模式下的初級電壓信號具有不同的特點，因此采用融合算法將計數圖譜與模擬圖譜進行融合，從而拓展了質譜儀的動態檢測范圍，使質譜儀能夠檢測更廣泛的離子信號；另外，通過融合計數圖譜和模擬圖譜，可以充分利用兩種模式下的初級電壓信號信息，從而提高初級電壓信號的檢測準確度。
[0008]第二方面，本申請還提供一種拓展檢測器動態范圍的裝置，所述裝置為質譜儀，所述質譜儀包括采集模塊、處理模塊以及融合模塊，其中，
所述采集模塊，用于獲取待檢測樣本；對所述待檢測樣本的離子進行檢測器放大，生成質譜信號；所述處理模塊，用于對所述質譜信號進行I
?
V變換，生成初級電壓信號；所述處理模塊，還用于基于所述質譜信號生成計數圖譜與模擬圖譜，所述計數圖譜為所述質譜信號在計數模式下生成的質譜圖，所述模擬圖譜為所述質譜信號在模擬模式下生成的質譜圖；所述融合模塊，用于采用融合算法將所述計數圖譜與所述模擬圖譜進行融合，生成高動態范圍圖譜。
[0009]通過采用上述技術方案，質譜儀將待檢測樣本的初級電壓信號轉換為計數圖譜與模擬圖譜后，由于計數模式和模擬模式下的初級電壓信號具有不同的特點，因此采用融合算法將計數圖譜與模擬圖譜進行融合，從而拓展了質譜儀的動態檢測范圍，使質譜儀能夠檢測更廣泛的離子信號；另外，通過融合計數圖譜和模擬圖譜，可以充分利用兩種模式下的初級電壓信號信息，從而提高初級電壓信號的檢測準確度。
[0010]可選的，處理模塊用于將所述質譜信號轉換為第一數字信號；基于第一數字信號對所述待檢測樣本的離子進行離子計數，生成計數信號；基于所述計數信號生成所述待檢測樣本的計數圖譜。
[0011]通過采用上述技術方案，質譜儀將初級電壓信號轉換為第一數字信號，從而降低了數據的復雜度，便于質譜儀對離子進行計數；然后再根據第一數字信號對待檢測樣本的離子進行離子計數，從而使得待檢測樣本的計數圖譜更加準確。
[0012]可選的，處理模塊用于將所述初級電壓信號進行濾波放大，生成放大模擬信號；將所述放大模擬信號轉換為第二數字信號；基于所述第二數字信號生成待檢測樣本的模擬圖譜。
[0013]通過采用上述技術方案，質譜儀將初級電壓信號進行濾波放大，從而提高初級電壓信號的信噪比和靈敏度，從而更容易地檢測到待檢測樣本中的離子信號；再將放大模擬信號轉換為第二數字信號，從而降低了數據的復雜度，便于質譜儀將初級電壓信號轉換為模擬圖譜。
[0014]可選的，所述采用融合算法將所述計數圖譜與所述模擬圖譜進行融合，生成高動態范圍圖譜，具體為：融合模塊用于基于所述計數圖譜得到第一離子流量，并基于所述模擬圖譜得到第二離子流量；設置預設融合邊界將所述第一離子流量與所述第二離子流量融合為第三離子流量；將所述第三離子流量轉換為高動態范圍圖譜。
[0015]通過采用上述技術方案，根據計數圖譜得到第一離子流量，同時根據模擬圖譜得到第二離子流量；從而將計數圖譜與模擬圖譜的數據單位進行統一，以便于將兩種圖譜進行融合；然后通過設置預設融合邊界，將第一離子流量與第二離子流量融合為第三離子流量，此時，質譜儀能夠根據待檢測離子的離子流量，從而確定對應的處理模式，進而提高檢測的準確度；最后根據第三離子流量得到高動態范圍圖譜；由此，可以充分利用兩種模式的初級電壓信號信息，從而拓展了質譜儀的動態檢測范圍。
[0016]可選的，所述預設融合邊界包括模擬模式下的噪底所確定的下界與計數模式下的脈沖堆積極限所確定的上界。
[0017]通過采用上述技術方案，根據兩種模式的質譜信號的特點設置上界與下界，從而
使得質譜儀在處理質譜信號時，能夠選擇合適的處理模式。
[0018]可選的，所述設置預設融合邊界將所述第一離子流量與所述第二離子流量融合為第三離子流量，具體采用如下公式：其中，I
merge
為第三離子流量，I
c
為第二離子流量，I
a
為第一離子流量，I
l
為所述模擬模式下的噪底所確定的下界，I
u
為計數模式下的脈沖堆積極限所確定的上界。
[0019]通過采用上述技術方案，通過將第一離子流量與第二離子流量融合為一個流量公式；質譜儀根據待檢測樣本的離子流量選擇對應的處理方式，從而充分利用了兩種模式的優勢，不僅拓展了檢測器的動態范圍，并且提高了流量檢測準確性。
[0020]可選的，所述基于所述質譜信號生成計數圖譜與模擬圖譜之前，還包括：采集模塊用于獲取所述質譜儀初始的檢測器增益，所述檢測器增益用于校準所述模擬圖譜與離子流量的對應關系；處理模塊用于采用檢測器增益校準公式將所述檢測增益校準為名義檢測器增益。
[0021]通過采用上述技術方案，由于初級電壓信號無法直接轉換為離子流量，因此需要利用檢測器增益將初級電壓信號的幅度轉換為離子流量；然而，不同的待檢測樣本對應的檢測器增益不同，因此，質譜儀采用檢測器增益校準公式將檢本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種拓展檢測器動態范圍的方法，其特征在于，應用于質譜儀，所述方法包括：獲取待檢測樣本；對所述待檢測樣本的離子進行檢測器放大，生成質譜信號；對所述質譜信號進行I
?
V變換，生成初級電壓信號；基于所述初級電壓信號生成計數圖譜與模擬圖譜，所述計數圖譜為所述初級電壓信號在計數模式下生成的質譜圖，所述模擬圖譜為所述初級電壓信號在模擬模式下生成的質譜圖；采用融合算法將所述計數圖譜與所述模擬圖譜進行融合，生成高動態范圍圖譜。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述初級電壓信號生成計數圖譜，具體為：將所述初級電壓信號轉換為第一數字信號；基于第一數字信號對所述待檢測樣本的離子進行離子計數，生成計數信號；基于所述計數信號生成所述待檢測樣本的計數圖譜。3.據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述初級電壓信號生成模擬圖譜，具體為：將所述初級電壓信號進行濾波放大，生成放大模擬信號；將所述放大模擬信號轉換為第二數字信號；基于所述第二數字信號生成待檢測樣本的模擬圖譜。4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用融合算法將所述計數圖譜與所述模擬圖譜進行融合，生成高動態范圍圖譜，具體為：基于所述計數圖譜得到第一離子流量，并基于所述模擬圖譜得到第二離子流量；設置預設融合邊界將所述第一離子流量與所述第二離子流量融合為第三離子流量；將所述第三離子流量轉換為高動態范圍圖譜。5.據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述預設融合邊界包括模擬模式下的噪底所確定的下界與計數模式下的脈沖堆積極限所確定的上界。6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述設置預設融合邊界將所述第一離子流量與所述第二離子流量融合為第三離子流量，具體采用如下公式：其中，I
merge
為第三離子流量，I
c
為第二離子流量，I
a
為第一離子流量，I
l
為所述模擬模式下的噪底所確定的下界，I
u
為計數模式下的脈沖堆積極限所確定的上界。7.根據權利要求...

【專利技術屬性】
技術研發人員：卜杰洵，張加軍，
申請(專利權)人：清譜科技蘇州有限公司，
類型：發明
國別省市：