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时间-数字转换器测量结果的软件修正及其应用

时间:2007-1-18栏目:计算机信息技术

际的要大。修正应改善这一比例,接近真实情况,即低检测率时的情况。现将这三个谱图的数据列举在下表中,并研究峰的相对比例。由表1可以看出,修正后数据的氧、氮比例很接近小信号情况。特别是峰面积的比例吻合的很好。对这些数据的分析可以一定程度上说明修正方法的适用性和正确性。
  
  图4修正前与修正后谱图的对比
  
  图5小信号谱图
  
  这些谱图和数据说明修正对数据的准确度有很大的提高,还可以提高TDC的动态范围。峰高约1000cps的氧峰是处于动态范围以内的。高度约7000cps的氮峰与它的比例被验证为合理,所以修正后的氮峰也处于动态范围之内。原来测出的动态范围上限不到1000cps,现在动态范围大于7000cps.
  
  表1
  
  小信号
  
  大信号
  
  修正前
  
  修正后
  
  峰高
  
  面积
  
  峰高
  
  面积
  
  峰高
  
  面积
  
  O2
  
  105
  
  335
  
  1042
  
  4053
  
  1154
  
  4738
  
  N2
  
  619
  
  2086
  
  3725
  
  10686
  
  7119
  
  28955
  
  比例
  
  17.0%
  
  16.1%
  
  28.0%
  
  37.9%
  
  16.2%
  
  16.4%
  
  其中峰高与峰面积的单位为“每秒计数值”(counts/second)。
  
  再来看一个同位素峰的结果。对于同位素峰有标准的丰度比作为判断依据。这是一个四氯化炭(CCL4)在Mini-TOFMS上的测量结果,修正前与修正后的谱图都在图6中给出。理论数据给出它的三个最高峰在117、119和121amu处。其比例为1∶0.974∶0.317.现将实测和修正的数据列于表2.由图6可以看出修正后质量数为117和119的两个峰变化较大,它们与质量数为121的峰的比例在修正前后必有较大差距。将这个比例与标准谱丰度比进行比较可以判断修正的适用性。用峰面积来度量,由表2的结果可以看出修正后的数据与理论丰度比吻合的较好。
  
  图6 CCL4在Mini-TOFMS上的测量结果及修正
  
  表2
  
  质量数
  
  117amu
  
  119amu
  
  121amu
  
  比例
  
  修正前
  
  峰高
  
  1405
  
  1230
  
  542
  
  1∶0.88∶0.39
  
  峰面积
  
  9434
  
  8878
  
  4970
  
  1∶0.94∶0.53
  
  修正后
  
  峰高
  
  2388
  
  2150
  
  734
  
  1∶0.90∶0.31
  
  峰面积
  
  19956
  
  19434
  
  6294
  
  1∶0.97∶0.32
  
  丰度比理论值
  
  1∶0.974∶0.317
  
  其中峰高与峰面积的单位为“每秒计数值”(cunts/second)。
  
  这里的修正方法中默认S(n)为泊松分布。为了验证这一点,我们做了一个高速计数器对每个扫描周期到达的粒子进行记数,结果与泊松分布吻合。
  
  结论
  
  时间-数字转换器的死时间效应和多个离子到达效应可以用软件方法修正。
  
  修正方法适用于TOFMS系统,实测数据的分析证明了方法的正确性。
  
  修正极大的提高了数据的准确度,为定量测量和谱图分析带来方便。对于本文所述TOFMS系统,修正后的计数率达到7000——8000cps时仍能够通过修正得到准确的结果。在此范围内,修正可以很有效的消除本系统中死时间和多个离子同时到达效应带来的数据丢失。
  
  提高了系统中由检测系统限制的动态范围。由于存在多个离子同时到达的情况和死时间效应,原检测系统限制的动态范围的上限为1000cps,修正后预计可达10000cps.
  
  参考文献:
  
  P.B.Co

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