[发明专利]一种双极性Hadamard变换离子迁移谱仪

摘要

本发明涉及一种双极性Hadamard变换离子迁移谱仪，包括：离子迁移管，由电离源、反应区、离子迁移区、离子门和信号探测器组成；双极性Hadamard变换离子门控制模块，由正向和反向Hadamard变换控制模块组成；信号分析与数据处理单元，用于Hadamard变换离子迁移谱信号的采集、叠加谱的还原和数学运算。双极性Hadamard变换离子门控制模块与离子门相连接，先后产生正向和反向的Hadamard变换门控数字序列，并转换成电压信号并接入离子门两端，用来控制离子门的开启和关闭，得到正向/反向Hadamard变换离子迁移谱，再结合数学运算，获得双极性Hadamard变换离子迁移谱。本发明可消除或削弱传统Hadamard变换离子迁移谱中的假峰，提高Hadamard变换离子迁移谱的离子信号强度和信噪比，提升Hadamard变换离子迁移谱的分析识别能力。

主权项

1.一种双极性Hadamard变换离子迁移谱仪，其特征在于：包括离子迁移管(1)、双极性Hadamard变换离子门控制模块(2)及信号分析与处理单元(3)，所述离子迁移管(1)是由电离源(4)、反应区(5)、离子门(6)、离子迁移区(7)和信号探测器(8)组成，双极性Hadamard变换离子门控制模块(2)通过导线和离子迁移管(1)上的离子门(6)连接，双极性Hadamard变换离子门控制模块(2)先产生正向Hadamard变换门控数字序列，再将该数字序列转换成正向脉冲电压信号并接入离子门两端，用来控制离子门的开启和关闭，在这种离子门控制模式下，离子门开启后，离子迁移管(1)的反应区(5)内的离子通过离子门(6)进入离子迁移区(7)，在电场作用下迁移到达离子迁移管(1)末端，被信号探测器(8)探测，产生的信号在信号分析与处理单元(3)经数据处理、变换与还原，把正向Hadamard变换离子迁移叠加谱转化为正向Hadamard变换离子迁移谱，紧接着，双极性Hadamard变换离子门控制模块(2)产生反向Hadamard变换门控数字序列，并转换成反向脉冲电压信号，用于控制离子门(6)的开启和关闭，获得反向Hadamard变换离子迁移谱，最后，利用信号分析与处理单元(3)将正向和反向Hadamard变换离子迁移谱进行叠加相减，获得双极性Hadamard变换离子迁移谱，利用这种双极性Hadamard变换离子迁移谱技术，可消除或削弱传统Hadamard变换离子迁移谱中的假峰，进一步提高Hadamard变换离子迁移谱的离子信号强度和信噪比，提升Hadamard变换离子迁移谱的分析识别能力；所述的双极性Hadamard变换离子门控制模块(2)产生的周期性数字序列为伪随机二进制周期序列；所述的电离源(4)可以为光电离电离源、放射性电离源、电晕放电电离源、等离子体电离源、电喷雾电离源或薄膜型电离源；所述的离子门(4)可以为Bradbury‑Nielson型，也可以是Tyndall‑Powell型离子门；双极性Hadamard变换离子门控制模块(2)能产生正向和反向两种周期性数字序列，这两种数字序列可转换成相应的脉冲电压信号，用于控制离子门的开启和关闭；双极性Hadamard变换离子门控制模块(2)首先产生正向周期性数字序列，再把该数字序列转换成正向脉冲电压信号并接入离子门两端，用于控制离子门的开启和关闭，在这种控制模式下，离子门开启时，离子迁移管(1)的反应区(5)内的离子将通过离子门(6)进入离子迁移区(7)，在电场作用下到达离子迁移管(1)末端被信号探测器(8)探测，产生的信号在信号分析与处理单元(3)经数据处理、变换与还原，把正向Hadamard变换离子迁移叠加谱转化为正向Hadamard变换离子迁移谱；双极性Hadamard变换离子门控制模块(2)先产生正向周期性数字序列，获得正向Hadamard变换离子迁移谱后，随即产生反向周期性数字序列，再转换成反向脉冲电压信号并接入离子门两端，用于控制离子门的开启和关闭，在这种控制模式下，反应区(5)的离子通过离子门(6)进入离子迁移区(7)，在电场作用下到达离子迁移管(1)末端被信号探测器(8)探测，产生的信号在信号分析与处理单元(3)经数据处理、变换与还原，把反向Hadamard变换离子迁移叠加谱转化为反向Hadamard变换离子迁移谱；利用信号分析与处理单元(3)把正向Hadamard变换离子迁移谱和反向Hadamard变换离子迁移谱进行叠加相减，获得假峰消除或减弱的双极性Hadamard变换离子迁移谱，实现进一步提高传统Hadamard变换离子迁移谱离子信号强度和信噪比的功能，提升Hadamard变换离子迁移谱的分析识别能力；其中双极性Hadamard变换离子门控制模块(2)的功能是：先产生由0和1组成的、具有一定位数的正向Hadamard变换门控数字序列，在这组数字序列中，其中0代表关闭离子门，1代表开启离子门；再将该数字序列转换成正向脉冲电压信号并接入离子门两端，用来控制离子门的开启和关闭；离子门开启后，离子迁移管(1)的反应区(5)内的离子通过离子门(6)进入离子迁移区(7)，在电场作用下到达离子迁移管(1)末端，被信号探测器(8)探测，产生的信号在信号分析与处理单元(3)经数据处理、变换与还原，获得正向Hadamard变换离子迁移谱； 紧接着双极性Hadamard变换离子门控制模块(2)产生与正向位数相同的反向周期性数字序列，此时0代表离子门开启，1代表离子门关闭；并将该数字脉冲序列接入离子门两端，并转换成电压信号控制离子门的开启和关闭；离子迁移管内产生的离子经探测、变换与还原，可获得反向Hadamard变换离子迁移谱；最后，信号分析与处理单元(3)将正向和反向Hadamard变换离子迁移谱进行叠加相减运算，获得双极性Hadamard变换离子迁移谱，实现了进一步提高Hadamard变换离子迁移谱离子信号强度和信噪比的功能，提升了Hadamard变换离子迁移谱的分析识别能力。