本發(fā)明具體涉及一種磁場掃描裝置以及包含該裝置的磁質(zhì)譜儀。

背景技術(shù)：

1、磁質(zhì)譜儀具有結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、分辨率高、動態(tài)范圍寬、豐度靈敏度高等優(yōu)點，因而廣泛應(yīng)用于同位素豐度及豐度比的定量分析中。

2、質(zhì)量分析器是磁質(zhì)譜儀中最為關(guān)鍵的部分之一，質(zhì)量分析器通常包括磁場掃描裝置，磁場掃描裝置用于進行磁場掃描，磁場掃描是指改變磁場強度的過程，以便于對通過磁場的帶電離子進行分離，從而進行準(zhǔn)確的質(zhì)譜分析。

3、然而，現(xiàn)有的磁場掃描裝置存在掃描速度慢的問題，這就嚴(yán)重拖慢了傳統(tǒng)的磁質(zhì)譜儀的分析速度。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，提供一種磁場掃描裝置以及包含該裝置的磁質(zhì)譜儀，該磁場掃描裝置具有高掃描速度。

2、根據(jù)本發(fā)明的第一方面的實施例，提供一種磁場掃描裝置，包括：磁性組件和控制組件；所述磁性組件包括磁軛，所述磁軛包括第一端部和第二端部，所述第一端部與所述第二端部相對設(shè)置；所述磁性組件還包括第一線圈單元和第二線圈單元，所述第一線圈單元與所述第二線圈單元相對設(shè)置，所述第一線圈單元套設(shè)于所述第一端部上，所述第二線圈單元套設(shè)于所述第二端部上；所述第一線圈單元包括第一主線圈和第一輔助線圈，所述第二線圈單元包括第二主線圈和第二輔助線圈，第一主線圈與第二主線圈的匝數(shù)相等，第一輔助線圈與第二輔助線圈的匝數(shù)相等，且主線圈的匝數(shù)少于輔助線圈的匝數(shù)；所述第一主線圈與所述第二主線圈串聯(lián)，設(shè)定第一主線圈與第二主線圈的串聯(lián)電路為主磁單元，所述第一輔助線圈與第二輔助線圈串聯(lián)，設(shè)定第一輔助線圈與第二輔助線圈的串聯(lián)電路為輔磁單元；所述控制組件分別與所述主磁單元和所述輔磁單元電連接，所述控制組件用于調(diào)節(jié)所述主磁單元的電流，以及，調(diào)節(jié)所述輔磁單元中的電流，以調(diào)節(jié)第一端部和第二端部之間的電磁場的磁場強度，進而實現(xiàn)磁場掃描。

3、優(yōu)選的，所述控制組件包括控制器，所述控制器分別與所述主磁單元和所述輔磁單元電連接，所述控制器用于獲取設(shè)定磁場強度值，并根據(jù)設(shè)定磁場強度值得到相應(yīng)的磁場粗調(diào)閾值；所述控制器還用于調(diào)節(jié)所述主磁單元的電流，使得第一端部和第二端部之間的電磁場的磁場強度達到磁場粗調(diào)閾值，以完成磁場的快速粗調(diào)，并且，通過調(diào)節(jié)所述輔磁單元的電流，使得第一端部和第二端部之間的電磁場的磁場強度達到設(shè)定磁場強度值，以完成磁場強度的精調(diào)。

4、優(yōu)選的，所述控制組件還包括磁感應(yīng)傳感器，所述磁感應(yīng)傳感器用于檢測第一端部和第二端部之間的電磁場的磁場強度并反饋磁場感應(yīng)信號；所述控制器與所述磁感應(yīng)傳感器電連接，用于接收磁感應(yīng)傳感器反饋的磁場感應(yīng)信號，并根據(jù)所述磁場感應(yīng)信號得到所述電磁場的當(dāng)前磁場強度，所述控制器還用于在所述電磁場的當(dāng)前磁場強度，調(diào)節(jié)主磁單元和輔單元中的電流，直至所述電磁場的磁場強度達到設(shè)定磁場強度值。

5、優(yōu)選的，所述控制組件還包括第一調(diào)節(jié)電路和第二調(diào)節(jié)電路；所述控制器用于根據(jù)設(shè)定磁場強度值，得到對應(yīng)的第一電流值和第二電流值，所述第一電流值為磁場強度達到磁場粗調(diào)閾值時主磁單元中的電流值，所述第二電流值為磁場強度達到設(shè)定磁場強度值時輔磁單元中的電流值，所述第一電流值大于所述第二電流值；所述控制器通過第一調(diào)節(jié)電路與所述主磁單元電連接，用于通過第一調(diào)節(jié)電路，調(diào)節(jié)所述主磁單元的電流，使得主磁單元中的電流達到第一電流值，進而使得主磁單元的磁場強度達到所述磁場粗調(diào)閾值；所述控制器通過第二調(diào)節(jié)電路與所述輔磁單元電連接，用于通過第二調(diào)節(jié)電路，調(diào)節(jié)所述輔磁單元的電流，使得輔磁單元中的電流達到第二電流值，進而使得主磁單元和輔磁單元整體的磁場強度達到設(shè)定磁場強度值。

6、優(yōu)選的，所述第一調(diào)節(jié)電路包括第一電流檢測單元和第一電流調(diào)節(jié)單元；所述第一電流調(diào)節(jié)單元與所述主磁單元電連接，用于調(diào)節(jié)所述主磁單元中的電流值；所述第一電流檢測單元與所述主磁單元電連接，用于檢測所述主磁單元中的電流，并輸出第一反饋信號；所述控制器分別與所述第一電流調(diào)節(jié)單元和所述第一電流檢測單元電連接，用于根據(jù)所述第一反饋信號得到主磁單元中的實際電流值，所述控制器還用于根據(jù)所述主磁單元中的實際電流值和所述第一電流值，控制所述第一電流調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)主磁單元中的電流，使得主磁單元中的電流達到第一電流值。

7、優(yōu)選的，所述第二調(diào)節(jié)電路包括第二電流檢測單元和第二電流調(diào)節(jié)單元；所述第二電流調(diào)節(jié)單元與所述輔磁單元電連接，用于調(diào)節(jié)所述輔磁單元中的電流值；所述第二電流檢測單元與所述輔磁單元電連接，用于檢測所述輔磁單元中的電流，并輸出第二反饋信號；所述控制器分別與所述第二電流調(diào)節(jié)單元和所述第二電流檢測單元電連接，用于根據(jù)所述第二反饋信號得到輔磁單元中的實際電流值，所述控制器還用于根據(jù)所述輔磁單元的實際電流值和所述第二電流值，控制所述第二電流調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)輔磁單元中的電流，使得第一輔助線圈和第二輔助線圈中的電流達到第二電流值。

8、優(yōu)選的，所述磁軛還包括連接部，所述連接部的一端與所述第一端部連接，另一端與所述第二端部連接；所述磁軛由多個第一導(dǎo)磁片疊合成形，所述第一導(dǎo)磁片豎直設(shè)置，多個所述第一導(dǎo)磁片沿所述磁軛的寬度方向排列，相鄰兩個第一導(dǎo)磁片之間通過粘膠層粘合，每個所述第一導(dǎo)磁片均呈c字形。

9、優(yōu)選的，所述第一端部位于所述第二端部的正上方，所述磁性組件還包括磁極頭，所述磁極頭的數(shù)量為兩個，兩個磁極頭相對設(shè)置，其中一個磁極頭安裝于所述第一端部的下端面并位于所述第一線圈單元的下方，另外一個磁極頭安裝于所述第二端部的上端面并位于所述第二線圈的上方。

10、優(yōu)選的，所述磁極頭的橫截面呈扇形，所述磁極頭由多個第二導(dǎo)磁片疊合成形，多個所述第二導(dǎo)磁片沿所述磁極頭的中心弧線方向排列，相鄰兩個第二導(dǎo)磁片之間通過粘膠層粘合。

11、優(yōu)選的，所述磁性組件還包括支撐柱，所述支撐柱位于兩個所述磁極頭之間，且所述支撐柱沿兩個所述磁極頭的相對方向延伸，支撐柱的兩端分別與兩個所述磁極頭連接，用于限制兩個磁極頭相向移動。

12、優(yōu)選的，所述第一導(dǎo)磁片和所述第二導(dǎo)磁片均采用硅鋼片。

13、優(yōu)選的，所述第一主線圈和所述第一輔助線圈均套設(shè)于所述第一端部的側(cè)壁上，且所述第一主線圈環(huán)繞于所述第一輔助線圈的外側(cè)，所述第二主線圈和所述第二輔助線圈均套設(shè)于所述第二端部的側(cè)壁上，且所述第二主線圈環(huán)繞于所述第二輔助線圈的外側(cè)。

14、根據(jù)本發(fā)明的第二方面的實施例，提供一種磁質(zhì)譜儀，包括質(zhì)量分析管和上述的磁場掃描裝置，所述質(zhì)量分析管位于所述磁場掃描裝置的第一端部和第二端部之間，所述磁場掃描裝置用于對所述質(zhì)量分析管進行磁場掃描。

15、本發(fā)明中的磁場掃描裝置通過設(shè)置一個匝數(shù)較少的主磁單元(即第一主線圈和第二主線圈)，用于對磁場進行快速粗調(diào)；以及，設(shè)置一個匝數(shù)較多的輔磁單元(即第一輔助線圈和第二輔助線圈)，用于對磁場進行精調(diào)。主磁單元中每次調(diào)節(jié)的電流變化量較大(例如：1安培)，進而導(dǎo)致每次調(diào)節(jié)的磁場強度變化幅度較大。而輔磁單元的調(diào)節(jié)精度較高，每次調(diào)節(jié)的電流最小變化量較小(例如：0.1安培)，因此輔磁單元每次調(diào)節(jié)的磁場強度變化幅度較小，能夠?qū)崿F(xiàn)磁場強度的精確調(diào)節(jié)。控制組件根據(jù)磁感應(yīng)傳感器測量當(dāng)前磁場強度，如果低于設(shè)定值，那么通過逐步增大主線圈電流，來增大磁場強度，當(dāng)快要達到還沒有達到磁場強度設(shè)定值時，停止粗調(diào)，開始微調(diào)直到達到設(shè)定磁場強度后才完成微調(diào)，因此，本磁場掃描裝置在磁場快速掃描時主磁單元和輔磁單元相結(jié)合控制可使得磁場強度快速穩(wěn)定在調(diào)節(jié)所需的設(shè)置值。