一种磁偏转质谱计离子流检测装置

摘要

本发明公开了一种磁偏转质谱计离子流检测装置，属于空间环境探测及仪器仪表技术领域。所述装置为双通道对称检测电路拓扑结构，包括：离子源微弱电流信号入口一、输入保护电阻绝缘支撑块一、R1、U1、Rf、反馈电阻绝缘支撑块、印制电路板、Rf’、U1’、R1’、输入保护电阻绝缘支撑块二、离子源微弱电流信号入口二、离子源微弱电流信号入口绝缘支撑块、金属焊片、反馈电容。该装置体积小、质量轻、电路简单、功耗低，能够满足在空间轨道环境工作时对高可靠性与安全性的要求。

主权项

一种磁偏转质谱计离子流检测装置，其特征在于：所述装置为双通道对称检测电路拓扑结构，包括：离子源微弱电流信号入口一（1）、输入保护电阻绝缘支撑块一（2）、R1（3）、U1（4）、Rf（5）、反馈电阻绝缘支撑块（6）、印制电路板（7）、Rf’（8）、U1’（9）、R1’（10）、输入保护电阻绝缘支撑块二（11）、离子源微弱电流信号入口二（12）、离子源微弱电流信号入口绝缘支撑块（13）、金属焊片（14）、反馈电容；离子源微弱电流信号入口一（1）和离子源微弱电流信号入口二（12）经安装于所述检测装置机壳上的同轴电缆连接器上的飞线引至安装于离子源微弱电流信号入口绝缘支撑块（13）上的金属焊片（14）上，R1（3）和R1’（10）一端引脚被撬起后与金属焊片（14）连接，另一端依次与被撬起的U1（4）和U1’（9）输入管脚连接，Rf（5）和Rf’（8）一端引脚被撬起后与金属焊片（14）连接，另一端则通过印制电路板（7）上的焊盘及导线依次与U1（4）和U1’（9）输出管脚连接；此外，安装于电路板背面的反馈电容一端与U1（4）和U1’（9）输入管脚连接，另一端依次与U1（4）和U1’（9）输出管脚连接；所述离子源微弱电流信号入口绝缘支撑块（13）的两端分别有两个通孔，使用两个螺钉与印制电路板（7）相应位置的孔穿透安装，保证离子源微弱电流信号入口绝缘支撑块（13）的安装强度与抗振动特性；离子源微弱电流信号入口一（1）、离子源微弱电流信号入口二（12）的导线及Rf（5）、Rf’（8）、R1（3）和R1’（10）的输入端管脚共同焊接在离子源微弱电流信号入口绝缘支撑块（13）上的金属焊片（14）上，离子源微弱电流信号入口绝缘支撑块（13）中间位置上有两个攻丝孔，采用螺钉使金属焊片（14）固定在离子源微弱电流信号入口绝缘支撑块（13）上，再使用硅橡胶将金属焊片（14）、螺钉与离子源微弱电流信号入口绝缘支撑块（13）进行粘固，保证离子流信号输入线的安装强度与抗振动特性；所述反馈电阻绝缘支撑块（6）有4个通孔，使用棉线与印制电路板（7）相应位置的4个孔穿透捆扎，在反馈电阻绝缘支撑块（6）的底部与印制电路板（7）之间采用环氧胶进行粘固，保证反馈电阻绝缘支撑块（6）的安装强度与抗振动特性；所述Rf（5）、Rf’（8）镶嵌式安装于反馈电阻绝缘支撑块（6）上的两个比反馈电阻本体尺寸略大的凹槽中，用棉线捆扎反馈电阻绝缘支撑块（6）时，将 棉线环绕在Rf（5）和Rf’（8）表面上，使其被捆扎固定在绝缘支撑块上；同时，在Rf（5）和Rf’（8）的底面与反馈电阻绝缘支撑块（6）的凹槽内表面涂抹环氧胶将二者粘固，在实现离子流输入信号悬浮隔离的同时，保证Rf（5）和Rf’（8）的安装强度与抗振动特性；所述R1（3）和R1’（10）镶嵌式安装于输入保护电阻绝缘支撑块一（2）和输入保护电阻绝缘支撑块二（11）的拱形凹槽中，用棉线将输入保护电阻绝缘支撑块一（2）和输入保护电阻绝缘支撑块二（11）捆扎于印制电路板（7）上时，将棉线环绕在输入保护电阻绝缘支撑块一（2）和输入保护电阻绝缘支撑块二（11）表面上，从而将R1（3）和R1’（10）捆扎固定在输入保护电阻绝缘支撑块一（2）和输入保护电阻绝缘支撑块二（11）上；同时，在R1（3）和R1’（10）的底面与输入保护电阻绝缘支撑块一（2）和输入保护电阻绝缘支撑块二（11）的凹槽内表面涂抹环氧胶进行二者的粘固，在实现离子流输入信号悬浮隔离的同时，保证R1（3）和R1’（10）的安装强度与抗振动特性；所述U1（4）和U1’（9）的输入管脚采用悬浮隔离技术处理，即将其输入管脚撬起，不从印制电路板（7）上走线；并在U1（4）和U1’（9）的底部与印制电路板（7）之间用硅橡胶进行填充加固，保证U1（4）和U1’（9）的安装强度与抗振动特性；所述装置放置在一个密闭的铝制金属腔体内，屏蔽外界与空间的电磁干扰；所述R1（3）和R1’（10）10KΩ的高稳定金属膜输入保护电阻，其温度系数仅为±25×10‑6/℃；Rf（5）和Rf’（8）为1GΩ的玻璃釉膜固定反馈电阻，其温度系数仅为±100×10‑6/℃；U1（4）和U1’（9）为AD549型运算放大器，其输入偏置电流和输入失调电流极低，分别为75fA和30fA。