多通道数字化离子阱质谱仪测控系统研制

潘海宁，赵春宇

(上海交通大学电子信息与电气工程学院，上海 200240)

0 引言

质谱仪是近代发展起来的一种用于精确测定物质相对分子质量的分析仪器，具有高灵敏度、高准确度、高分辨率的特点，因此在制药、食品安全、航天技术等热点领域内得到广泛应用，国际上也将质谱数据作为分析标准之一。中国市场上的商用质谱仪基本依赖国外生产，缺乏自主知识产权。随着中国经济的快速发展，各行业对质谱仪的需求逐渐增大，质谱仪核心技术成为国内研究热点。“十五”期间，中国科技部在科技攻关重大项目中设立“质谱联用仪器的研制与开发”课题，以鼓励并推进国内相关研究工作的展开［1］。

目前，质谱仪在技术原理上的研究相对成熟，已研制出磁质谱仪、离子阱质谱仪、四级杆质谱仪、飞行质谱仪等。2007年，复旦大学的李晓旭在离子阱质谱仪的基础上，提出一种基于印刷电路板制作工艺的多通道离子阱质谱仪的结构和方法［2］，应用美国普渡大学的Graham Cooks的矩形离子阱概念，将传统离子阱质谱仪的双曲面电极改进成平板型电极，并将单个质量分析器扩展为多个，从而降低了机械加工的难度和成本，同时提高了质量分析的效率和离子存储能力。为实现该质谱仪的数据采集、扫描信号控制和数据通信功能，本文给出了多通道数字化离子阱质谱仪测量控制系统的需求分析、硬件设计方案和软件实现方法。

1 系统需求分析

1.1 系统控制

需完成测控系统各模块的控制以及模块间的协调工作，实现的功能包括:控制直流输出，为其他模块提供直流电压。……