对三重四极杆质谱仪系统的开关控制方法与流程

1.本发明涉及质谱仪控制的技术领域，特别涉及对三重四极杆质谱仪系统的开关控制方法。


背景技术：

2.三重四极杆质谱仪具有高灵敏度、分析速度快和样品用量少等特点，其广泛应用于医药和生物分析领域。样品通过电喷雾电离后进入到三重四极杆质谱仪的多个检测通道进行质谱分析，这样能够对样品的不同成分进行同步检测分析，从而实现对样品的多通道分析。由于三重四极杆质谱仪对样品的质谱检测时间长，为了保证三重四极杆质谱仪的正常持续工作，通过会设置市电电源和蓄电池电源分别作为主电源和后备电源来保证对三重四极杆质谱仪的持续稳定供电。但是现有的双电源供电模式都是在主电源无法稳定供电时才指示后备电源供电，其在切换供电过程中三重四极杆质谱仪会出现短暂断电的情况，这样质谱仪会发生工作不稳定的情况，从而影响质谱仪的检测准确性和可靠性。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的缺陷，本发明提供对三重四极杆质谱仪系统的开关控制方法，其在质谱仪系统被触发启动后，指示主电源对质谱仪系统供电，根据主电源对质谱仪系统的供电电压，判断主电源对质谱仪系统的供电稳定与否；再根据上述主电源对质谱仪系统的供电稳定与否的判断结果，切换后备电源对质谱仪系统的供电状态，以及根据后备电源对质谱仪系统的供电电流，调整主电源对质谱仪系统的供电连接状态；最后根据后备电源的预期可供电持续时间，切换主电源和后备电源对质谱仪系统的供电连接状态，并且对后备电源进行相应的充电操作，其在对质谱仪系统进行供电切换时能够避免发生供电中断的情况，从而保证质谱仪工作稳定和提高检测准确性与可靠性。
4.本发明提供对三重四极杆质谱仪系统的开关控制方法，其包括如下步骤：
5.步骤s1，将主电源和后备电源与三重四极杆质谱仪系统进行并联连接，当质谱仪系统被触发启动后，指示主电源对质谱仪系统供电，同时断开后备电源对质谱仪系统的供电连接；采集主电源对质谱仪系统的供电电压，以此判断主电源对质谱仪系统的供电稳定与否；
6.步骤s2，根据上述主电源对质谱仪系统的供电稳定与否的判断结果，切换后备电源对质谱仪系统的供电状态；同时采集后备电源对质谱仪系统的供电电流，以此调整主电源对质谱仪系统的供电连接状态；
7.步骤s3，获取后备电源的实时电量信息，以此确定后备电源对质谱仪系统的预期可供电持续时间；根据所述预期可供电持续时间，切换主电源和后备电源对质谱仪系统的供电连接状态，并且对后备电源进行相应的充电操作。
8.进一步，在所述步骤s1中，将主电源和后备电源与三重四极杆质谱仪系统进行并联连接，当质谱仪系统被触发启动后，指示主电源对质谱仪系统供电，同时断开后备电源对
质谱仪系统的供电连接具体包括：
9.将主电源和后备电源与三重四极杆质谱仪系统进行并联连接，当质谱仪系统被触发启动后，生成一供电连接请求并发送至电源管理终端；
10.所述电源管理终端基于所述供电连接请求，指示主电源对质谱仪系统供电，同时断开后备电源对质谱仪系统的供电连接；
11.获取后备电源的剩余电量值，若所述剩余电量值小于预设电量阈值，则对后备电源进行恒压充电操作；否则，不对后备电源进行充电操作。
12.进一步，在所述步骤s1中，采集主电源对质谱仪系统的供电电压，以此判断主电源对质谱仪系统的供电稳定与否具体包括：
13.当主电源对质谱仪系统进行供电时，从质谱仪系统对待测样品进行质谱检测并稳定输出质谱检测信号起，采集主电源对质谱仪系统的供电电压；
14.利用下面公式(1)，根据采集得到的主电源对质谱仪系统的供电电压，确定主电源对质谱仪系统的供电稳定状态，
[0015][0016]
在上述公式(1)中，x(tn)表示当前时刻主电源对质谱仪系统的供电稳定与否判定值；tn表示当前时刻；u(t)表示t时刻采集得到的主电源对质谱仪系统的供电电压；u
min
表示质谱仪系统的最小工作电压值；u
max
表示质谱仪系统的最大工作电压值；t0表示距离当前时刻最近上一次主电源对质谱仪系统的供电连接起始时刻；f[]表示负数检验函数，若括号内的数值为负数，则负数检验函数的函数值为1，若括号内的数值不为负数，则负数检验函数的函数值为0；g{}表示归一化函数，若括号内的数值不等于0，则归一化函数的函数值为1，若括号内的数值等于0，则归一化函数的函数值为0；
[0017]
若x(tn)＝1，则表示主电源对质谱仪系统的供电不稳定；
[0018]
若x(tn)＝0，则表示主电源对质谱仪系统的供电稳定。
[0019]
进一步，在所述步骤s2中，根据上述主电源对质谱仪系统的供电稳定与否的判断结果，切换后备电源对质谱仪系统的供电状态具体包括：
[0020]
若主电源对质谱仪系统的供电稳定，则保持当前主电源对质谱仪系统的供电连接状态以及后备电源对质谱仪系统的断开状态不变；
[0021]
若主电源对质谱仪系统的供电不稳定，则指示后备电源与质谱仪系统进行供电连接。
[0022]
进一步，在所述步骤s2中，采集后备电源对质谱仪系统的供电电流，以此调整主电源对质谱仪系统的供电连接状态具体包括：
[0023]
当后备电源与质谱仪系统进行供电连接后，采集后备电源对质谱仪系统的供电电流；
[0024]
利用下面公式(2)，根据采集得到的主电源对质谱仪系统的供电电压以及后备电源对质谱仪系统的供电电流，调整主电源对质谱仪系统的供电连接状态，
[0025]
[0026]
在上述公式(2)中，k(tn)表示在当前时刻tn对主电源的开关控制值；i(tn)表示在当前时刻tn采集得到后备电源对质谱仪系统的供电电流；∧表示逻辑关系与；∨表示逻辑关系或；
[0027]
若k(tn)＝1，则断开主电源与质谱仪系统的供电连接；
[0028]
若k(tn)＝0，则保持主电源与质谱仪系统的供电连接不变。
[0029]
进一步，在所述步骤s3中，获取后备电源的实时电量信息，以此确定后备电源对质谱仪系统的预期可供电持续时间具体包括：
[0030]
当后备电源与质谱仪系统供电连接时，获取后备电源的实时剩余电量值以及后备电源对质谱仪系统的供电量速率，从而确定后备电源对质谱仪系统的预期可供电持续时间。
[0031]
进一步，在所述步骤s3中，根据所述预期可供电持续时间，切换主电源和后备电源对质谱仪系统的供电连接状态，并且对后备电源进行相应的充电操作具体包括：
[0032]
将所述预期可供电持续时间与预设时间阈值进行比对；若所述预期可供持续时间大于或等于预设时间阈值，则保持后备电源当前单独对质谱仪系统的供电连接不变；若所述预期可供持续时间小于预设时间阈值，则从后备电源单独对质谱仪系统供电切换到主电源单独对质谱仪系统供电；并且，当主电源切换至单独对于质谱仪系统供电连接时，对后备电源进行相应的充电操作。
[0033]
进一步，在所述步骤s3中，从后备电源单独对质谱仪系统供电切换到主电源单独对质谱仪系统供电具体包括：
[0034]
利用下面公式(3)，根据从主电源开始工作起与质谱仪系统的供电连接变化次数，确定从后备电源单独对质谱仪系统供电切换到主电源单独对质谱仪系统供电的时间间隔δt，
[0035][0036]
在上述公式(3)中，t表示后备电源的最短供电时间；k(t)表示在当前时刻t对主电源的开关控制值，其根据上述公式(2)确定；表示求取从主电源开始工作起到当前时刻t之间k(t)的值从0变化为1的次数，即从主电源开始工作起与质谱仪系统的供电连接变化次数；
[0037]
当后备电源单独对质谱仪系统供电的时间δt达到后，切换至主电源单独对质谱仪系统供电。
[0038]
相比于现有技术，该对三重四极杆质谱仪系统的开关控制方法在质谱仪系统被触发启动后，指示主电源对质谱仪系统供电，根据主电源对质谱仪系统的供电电压，判断主电源对质谱仪系统的供电稳定与否；再根据上述主电源对质谱仪系统的供电稳定与否的判断结果，切换后备电源对质谱仪系统的供电状态，以及根据后备电源对质谱仪系统的供电电流，调整主电源对质谱仪系统的供电连接状态；最后根据后备电源的预期可供电持续时间，切换主电源和后备电源对质谱仪系统的供电连接状态，并且对后备电源进行相应的充电操作，其在对质谱仪系统进行供电切换时能够避免发生供电中断的情况，从而保证质谱仪工作稳定和提高检测准确性与可靠性。
[0039]
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变
得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0040]
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0041]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0042]
图1为本发明提供的对三重四极杆质谱仪系统的开关控制方法的流程示意图。
具体实施方式
[0043]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0044]
参阅图1，为本发明实施例提供的对三重四极杆质谱仪系统的开关控制方法的流程示意图。该对三重四极杆质谱仪系统的开关控制方法包括如下步骤：
[0045]
步骤s1，将主电源和后备电源与三重四极杆质谱仪系统进行并联连接，当质谱仪系统被触发启动后，指示主电源对质谱仪系统供电，同时断开后备电源对质谱仪系统的供电连接；采集主电源对质谱仪系统的供电电压，以此判断主电源对质谱仪系统的供电稳定与否；
[0046]
步骤s2，根据上述主电源对质谱仪系统的供电稳定与否的判断结果，切换后备电源对质谱仪系统的供电状态；同时采集后备电源对质谱仪系统的供电电流，以此调整主电源对质谱仪系统的供电连接状态；
[0047]
步骤s3，获取后备电源的实时电量信息，以此确定后备电源对质谱仪系统的预期可供电持续时间；根据该预期可供电持续时间，切换主电源和后备电源对质谱仪系统的供电连接状态，并且对后备电源进行相应的充电操作。
[0048]
上述技术方案的有益效果为：该对三重四极杆质谱仪系统的开关控制方法在质谱仪系统被触发启动后，指示主电源对质谱仪系统供电，根据主电源对质谱仪系统的供电电压，判断主电源对质谱仪系统的供电稳定与否；再根据上述主电源对质谱仪系统的供电稳定与否的判断结果，切换后备电源对质谱仪系统的供电状态，以及根据后备电源对质谱仪系统的供电电流，调整主电源对质谱仪系统的供电连接状态；最后根据后备电源的预期可供电持续时间，切换主电源和后备电源对质谱仪系统的供电连接状态，并且对后备电源进行相应的充电操作，其在对质谱仪系统进行供电切换时能够避免发生供电中断的情况，从而保证质谱仪工作稳定和提高检测准确性与可靠性。
[0049]
优选地，在该步骤s1中，将主电源和后备电源与三重四极杆质谱仪系统进行并联连接，当质谱仪系统被触发启动后，指示主电源对质谱仪系统供电，同时断开后备电源对质谱仪系统的供电连接具体包括：
[0050]
将主电源和后备电源与三重四极杆质谱仪系统进行并联连接，当质谱仪系统被触发启动后，生成一供电连接请求并发送至电源管理终端；
[0051]
该电源管理终端基于该供电连接请求，指示主电源对质谱仪系统供电，同时断开后备电源对质谱仪系统的供电连接；
[0052]
获取后备电源的剩余电量值，若该剩余电量值小于预设电量阈值，则对后备电源进行恒压充电操作；否则，不对后备电源进行充电操作。
[0053]
上述技术方案的有益效果为：在实际应用中，可利用市电电源作为主电源以及利用可充电蓄电池作为后备电源对质谱仪系统进行双电源供电，这保证质谱仪系统在进行长时间质谱检测过程中也能获得稳定持续的电能供应。该主电源相对于该后备电源具有较高的供电优先权，该电源管理终端用于对主电源和后备电源进行电能输出管理，以切换主电源和后备电源与质谱仪系统的供电连接状态。当质谱仪系统被触发启动后，其会向电源管理终端发送供电连接请求，此时主电源会优先与质谱仪系统供电连接，确保质谱仪系统的正常运行工作。同时根据后备电源的剩余电量值，对后备电源进行适应性的充电操作，确保后备电源具有充足的电能。
[0054]
优选地，在该步骤s1中，采集主电源对质谱仪系统的供电电压，以此判断主电源对质谱仪系统的供电稳定与否具体包括：
[0055]
当主电源对质谱仪系统进行供电时，从质谱仪系统对待测样品进行质谱检测并稳定输出质谱检测信号起，采集主电源对质谱仪系统的供电电压；
[0056]
利用下面公式(1)，根据采集得到的主电源对质谱仪系统的供电电压，确定主电源对质谱仪系统的供电稳定状态，
[0057][0058]
在上述公式(1)中，x(tn)表示当前时刻主电源对质谱仪系统的供电稳定与否判定值；tn表示当前时刻；u(t)表示t时刻采集得到的主电源对质谱仪系统的供电电压；u
min
表示质谱仪系统的最小工作电压值；u
max
表示质谱仪系统的最大工作电压值；t0表示距离当前时刻最近上一次主电源对质谱仪系统的供电连接起始时刻；f[]表示负数检验函数，若括号内的数值为负数，则负数检验函数的函数值为1，若括号内的数值不为负数，则负数检验函数的函数值为0；g{}表示归一化函数，若括号内的数值不等于0，则归一化函数的函数值为1，若括号内的数值等于0，则归一化函数的函数值为0；
[0059]
若x(tn)＝1，则表示主电源对质谱仪系统的供电不稳定；
[0060]
若x(tn)＝0，则表示主电源对质谱仪系统的供电稳定。
[0061]
上述技术方案的有益效果为：利用上述公式(1)，通过检测主电源对质谱仪系统的供电电压判断是否需要进行电源切换，目的是当发现主电源电压长时间不稳定时及时的将供电电源切换至后备电源，确保对质谱仪系统供电的可靠以及稳定。
[0062]
优选地，在该步骤s2中，根据上述主电源对质谱仪系统的供电稳定与否的判断结果，切换后备电源对质谱仪系统的供电状态具体包括：
[0063]
若主电源对质谱仪系统的供电稳定，则保持当前主电源对质谱仪系统的供电连接状态以及后备电源对质谱仪系统的断开状态不变；
[0064]
若主电源对质谱仪系统的供电不稳定，则指示后备电源与质谱仪系统进行供电连接。
[0065]
上述技术方案的有益效果为：当确定主电源当前对质谱仪系统的供电稳定时，无需对质谱仪系统进行供电电源供电，此时保持主电源单独对质谱仪系统供电。当确定主电源当前对质谱仪系统的供电不稳定时，指示后备电源与质谱仪系统进行供电连接，此时主电源和后备电源同时对质谱仪系统进行供电，这样能够避免主电源和后备电源单独切换对质谱仪系统供电而导致短暂的供电中断的情况发生。
[0066]
优选地，在该步骤s2中，采集后备电源对质谱仪系统的供电电流，以此调整主电源对质谱仪系统的供电连接状态具体包括：
[0067]
当后备电源与质谱仪系统进行供电连接后，采集后备电源对质谱仪系统的供电电流；
[0068]
利用下面公式(2)，根据采集得到的主电源对质谱仪系统的供电电压以及后备电源对质谱仪系统的供电电流，调整主电源对质谱仪系统的供电连接状态，
[0069][0070]
在上述公式(2)中，k(tn)表示在当前时刻tn对主电源的开关控制值；i(tn)表示在当前时刻tn采集得到后备电源对质谱仪系统的供电电流；∧表示逻辑关系与；∨表示逻辑关系或；
[0071]
若k(tn)＝1，则断开主电源与质谱仪系统的供电连接；
[0072]
若k(tn)＝0，则保持主电源与质谱仪系统的供电连接不变。
[0073]
上述技术方案的有益效果为：利用上述公式(2)根据后备电源对质谱仪系统的供电电流控制主电源对质谱仪系统的供电连接通断状态，目的一是可以消除电压接入瞬间的冲激，二是可以做到不影响对质谱仪系统的供电下的电源切换，确保了质谱仪系统工作的稳定以及提高工作效率。
[0074]
优选地，在该步骤s3中，获取后备电源的实时电量信息，以此确定后备电源对质谱仪系统的预期可供电持续时间具体包括：
[0075]
当后备电源与质谱仪系统供电连接时，获取后备电源的实时剩余电量值以及后备电源对质谱仪系统的供电量速率，从而确定后备电源对质谱仪系统的预期可供电持续时间。
[0076]
上述技术方案的有益效果为：当后备电源与质谱仪系统进行供电连接后，后备电源存储的电能会被逐渐消耗，根据后备电源的实时剩余电量值以及后备电源对质谱仪系统的供电量速率，可快速确定后备电源对应的预期可供电持续时间，以便于后续在后备电源的电能消耗到达极限后进行适应性的电源切换操作。
[0077]
优选地，在该步骤s3中，根据该预期可供电持续时间，切换主电源和后备电源对质谱仪系统的供电连接状态，并且对后备电源进行相应的充电操作具体包括：
[0078]
将该预期可供电持续时间与预设时间阈值进行比对；若该预期可供持续时间大于或等于预设时间阈值，则保持后备电源当前单独对质谱仪系统的供电连接不变；若该预期可供持续时间小于预设时间阈值，则从后备电源单独对质谱仪系统供电切换到主电源单独对质谱仪系统供电；并且，当主电源切换至单独对于质谱仪系统供电连接时，对后备电源进
行相应的充电操作。
[0079]
上述技术方案的有益效果为：当该预期可供电持续时间大于或等于预设时间阈值，表明该后备电源当前仍具有充足的电量对质谱仪系统进行稳定供电；当该预期可供电持续时间小于预设时间阈值，表明该后备电源当前的电量无法对质谱仪系统进行稳定供电，此时将主电源再次切换至单独对质谱仪系统供电连接，并且对后备电源进行充电操作，以确保质谱仪系统的稳定持续工作。
[0080]
优选地，在该步骤s3中，从后备电源单独对质谱仪系统供电切换到主电源单独对质谱仪系统供电具体包括：
[0081]
利用下面公式(3)，根据从主电源开始工作起与质谱仪系统的供电连接变化次数，确定从后备电源单独对质谱仪系统供电切换到主电源单独对质谱仪系统供电的时间间隔δt，
[0082][0083]
在上述公式(3)中，t表示后备电源的最短供电时间；k(t)表示在当前时刻t对主电源的开关控制值，其根据上述公式(2)确定；表示求取从主电源开始工作起到当前时刻t之间k(t)的值从0变化为1的次数，即从主电源开始工作起与质谱仪系统的供电连接变化次数；
[0084]
当后备电源单独对质谱仪系统供电的时间δt达到后，切换至主电源单独对质谱仪系统供电。
[0085]
上述技术方案的有益效果为：利用上述公式(3)根据从主电源开始工作起与质谱仪系统的供电连接变化次数，确定从后备电源切换回主电源的时间，目的是根据累积主电源的开关断开次数，适当延长切回主电源的时间，确保主电源的电压可以稳定后再进行切回。
[0086]
从上述实施例的内容可知，该对三重四极杆质谱仪系统的开关控制方法在质谱仪系统被触发启动后，指示主电源对质谱仪系统供电，根据主电源对质谱仪系统的供电电压，判断主电源对质谱仪系统的供电稳定与否；再根据上述主电源对质谱仪系统的供电稳定与否的判断结果，切换后备电源对质谱仪系统的供电状态，以及根据后备电源对质谱仪系统的供电电流，调整主电源对质谱仪系统的供电连接状态；最后根据后备电源的预期可供电持续时间，切换主电源和后备电源对质谱仪系统的供电连接状态，并且对后备电源进行相应的充电操作，其在对质谱仪系统进行供电切换时能够避免发生供电中断的情况，从而保证质谱仪工作稳定和提高检测准确性与可靠性。
[0087]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。