电能质量分析

LCT-FB300型三相便携式电能质量分析仪是对电网运行质量进行检测及分析的专用便携式产品。电能质量分析仪 可以提供电力运行中的谐波分析及功率品质等数据分析，同时能够对大型用电设备在起动或停止的过程中对电网的冲击进行全程监测。同时配备了大容量的存储器.　　★ 32位DSP处理器与32位ARM双CPU内核，16位AD三通道并行数据总线，高速采集512点每周波,采用小波分　　析算法，计算更加精确。　　★ 可测量三相电压、三相电流的谐波(2~50次)、序分量、电压波动和闪变、 电压偏差、功率因数、有功、　　无功、频率；　　★ 软锁相功能：避免了现场畸变电压对电能质量测量的影响；　　★ 320*240大屏幕汉字显示；　　★ 实时监测、定时记录，参数自校正功能；　　★ 具有谐波超限，可设定报警、跳闸功能， 多种通讯模式，适合构成网络；　　★ 512M数据存储 连续1个月数据存储每1分钟一存；　　★ RS232/RS422/RS485、10M网口。

基于ACR电力质量分析仪的电能质量在线监测方案0 概述随着电力电子技术的蓬勃发展，供电系统中增加了大量的非线性负荷，从低压小容量的家用电器到大容量的工业交流变换器的广泛应用，引起了电网电压、电流波形的畸变，威胁到电力系统安全、稳定、经济运行。在国家一些重要项目的建设中电网质量的监测显得尤为重要，作为目前功能完整，体积较小的ACR230ELH电力质量分析仪对电能质量监测、解决谐波产生的问题有着重要的指导作用，且用电企业有必要建立电能质量监测系统，实现对整个配电电网电能质量的实时监控。1 系统组成电能质量在线监测系统主要有现场监测层，通讯传输层和数据管理层组成，系统拓扑结构见图1。组网方式有网线、光纤、无线三种模式。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/01/201101062322_272470_2224761_3.gif图1 电能质量在线监测拓扑图1.1现场监测层现场安装各类电力质量分析仪，要求具有通讯功能。主要产品有ACR330ELH、ACR320ELH、ACR230ELH、ACR220ELH等电力仪表，主要功能见表1.1。型号主要功能开孔尺寸（mm）ACR220ELH三相I、U、kW、Kvar、kWh、Kvarh、Hz、cosΦ；THDu、THDi、2-31次各次谐波分量；四象限电能、RS485/Modbus、LCD显示88X88ACR320ELH108X108ACR230ELHLCD显示、全电参量测量（U、I、P、Q、PF、F、S）；四象限电能计量、复费率电能统计；THDu，THDi、2-31次各次谐波分量；电压波峰系数、电话波形因子、电流K系数、电压与电流不平衡度计算；电网电压电流正、负、零序分量（含负序电流）测量；4DI+3DO（DO3做过压、欠压、过流、不平衡报警）；RS485通讯接口、Modbus协议88X88ACR330ELH[

6310电能质量分析仪培训讲义.ppt[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=39994]6310电能质量分析仪培训讲义.ppt[/url]

电压骤降的危害程度与设备的敏感度密切相关，不同的设备对同一电压骤降的感受度是不同的，因此世界上不同的设备制造商联盟制定了多种不同的敏感曲线，如SEMI F47、ITI(CBEMA)、FIPS等。举例说明：制冷电子控制器，当电压低于约80%时，控制器动作将制冷电机切除，导致巨大的经济损失；某高端测试仪，当电压低于约85%时，芯片烧毁，测试仪停止工作，其内部电子电路主板故障； 可编程控制器(PLC)，当电压低于约81%时，PLC停止工作；一些I/O设备，当电压低于约90%、持续时间仅几个周期，就会被切除；精密机械工具 ，由机器人控制对金属部件进行钻、切割等精密加工，为保证产品质量和安全，电能质量分析仪 工作电压一般设为90%，当电压低于此值且持续时间超过2个至3个周期时，会被跳闸；直流电机，当电压低于约80%时，直流电机被跳闸；调速电机(VSD)，当电压低于约70%、持续时间超过6个周期时，VSD被切除。而对于一些精细加工业中的电机，当电压低于约90%，持续时间超过3个周期时，电机就会被跳闸而退出运行；交流接触器，有研究表明，当电压低于约80%、甚至更高，接触器就会脱扣；以上导致线上材料报废、产量的降低、长时间的设备重新启动和可能产生的设备损坏及相应的人工成本增加。

电能质量的内涵和定义从普遍意义讲，电能质量是指优质供电。但是，由于人们看问题的角度不同，迄今为止，对电能质量的技术含义仍存在着不同的认识，还不能给出一个准确、统一的定义。长期以来，电能质量的概念和电力供应可靠性几乎是等同的。如何描述供电与用电双方的相互作用和影响，并且给出相应的技术定义仍是人们不断探索的问题。不管对电能质量给出什么样的定义，电能质量的内涵应该包括如下几个方面的内容，已经取得了普遍的共识解决电能质量测试设备,使用[url=http://www.power1718.com]电能质量分析仪[/url].电压质量:给出实际电压与理想电压间的偏差，以反映供电部门向用户分配的电力是否合格。电压质量通常包括电压偏差、电压频率偏差、电压不平衡、电磁暂态现象、电压波动与闪变、短时电压变动、电压谐波、电压间谐波、电压缺口、欠电压、过电压等。 电流质量:电流质量与电压质量密切相关。为了提高电能的传输效率，除了要求用户汲取的电流是单一频率正弦波外，还应尽量保持该电流波形与供电电压相同。电流质量通常包括电流谐波、间谐波、电流相位超前与滞后、噪声等。研究电流质量有助于电网电能质量的改善，降低线路损耗，但不能概括大多数因电压原因造成的质量问题，而后者往往并不总是用电造成的。 供电质量:它包括技术含义和非技术含义两部分。技术含义有电压质量和供电可靠性；非技术含义是指服务质量，包括技术供电部门对用户投诉与抱怨的反应速度和电力价目的透明度等。 用电质量:用电质量反映供用电双方相互作用与影响的责任和义务，它包括技术含义和非技术含义等。技术含义包括对电力系统电能质量技术指标的影响和要求。非技术含义是指用电责任和义务的履行质量，如用户是否按时、如数缴纳电费等。 目前，国内外虽然对使用电能质量这一术语及其内涵达成了共识，但是对电能质量确切的定义尚未形成统一的共识。使用比较广泛的几个定义如下:定义1：合格电能质量的概念是指，给敏感设备提供电力和设置的接地系统均适合于该设备正常工作。这一定义来自IEEE标准化协调委员会给出的power quality（电能质量）的技术定义。定义2：电能质量是指供电装置在正常工作情况下不中断和不干扰用户使用电力的物理特性。该定义来自IEC(1000-2-2/4)标准。根据这一定义，现代电能质量除了保证额定电压和额定功率下的正弦波形外，还包括频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、三相比平衡、波形畸变、所有电压瞬变现象，如冲击脉冲、电压下跌、瞬间中断及供电连续性等。这个定义包括了电能质量问题的成因和后果，还包括了供电可靠向性的问题。定义3：电能质量定义是指在电力系统中某一指定点上电压的特性，这些特性可根据预定的基准、技术参数来评价。该定义是由国际电工委员会（IEC）给出的。根据这一定义，可以认为电能质量就是电压质量，合格的电能质量应当是恒定频率和恒定幅值的正弦波形电压与连续供电。 解决电能质量测试设备,使用[url=http://www.power1718.com]电能质量分析仪[/url].

摘 要：本文介绍了ACR230ELH电力质量分析仪的设计原理以及该产品在2010年上海世博会中心场馆配电系统中的实际应用。关键字：电力质量分析仪；谐波；世博会；ARM；DSP　　随着电力电子技术的蓬勃发展，供电系统中增加了大量的非线性负荷，从低压小容量的家用电器到大容量的工业交流变换器的广泛应用，引起了电网电压、电流波形的畸变，威胁到电力系统安全、稳定、经济运行。在国家一些重要项目的建设中电网质量的监测显得尤为重要，作为目前功能完整，体积较小的96型ACR230ELH电力质量分析仪对电力质量检测、解决谐波产生的问题有着重要的指导作用。1　 应用的先进技术　　为了对上述电网谐波危害进行相应的度量、评估和考核，上海安科瑞电气股份有限公司研发了基于DSP＋ARM7模块化设计方案的高端电力质量分析产品ACR230ELH。　　该产品采用当今世界流行的高档电能标设计方案：DSP+MCU的实现方法，将DSP的高速数字信号处理功能和高档MCU（ARM）完善的管理、通讯、丰富的接口功能相结合。基本工作原理如下：http://www.acrel.cn/cn/download/common/upload/2011/02/25/1541145d.jpg图1　硬件设计原理框图　　互感器将来自电网的电压、电流信号实时送到表内16位高速Sigma-DelTa AD进行6个通道电力信号的同步采样，AD转换完成之后把数据传送给DSP进行各种复杂的数值运算，通过相应的数学运算，DSP完成整表的计算功能，具体包括所有电力参数的测量、有功、无功、视在电能的计量等工作；完成之后DSP把相应的计算数据和ARM7进行数据交换，ARM7主要完成液晶显示、数据统计存储、外部通讯、菜单键盘操作、DI/DO量的输入控制等工作。　　A/D采用的是ADI公司推出的AD73360L芯片，内带6个独立通道的16位串行模数转换器，采用Sigma-Delta转换原理，具有良好的抗混叠性能。AD73360的数据转换输出接口是同步串口（SPORT口）,DSP采用的是ADSP 219x芯片，同样具有相同SPORT接口，使用起来非常的方便，免去了IO口模拟带来的一系列烦恼。　　ARM7采用的是NXP的LPC2138，该芯片功能强大，外围端口资源丰富，内部RAM最大可以达到32K，运行速度可达60M，带有多通道的32位定时器，多路PWM输出资源，多个SCI、SPI、IIC接口；IO口可以承受5V电压输入；内部还带有多种运行功耗模式。　　该表软件分为两部分，其一是DSP的相关程序流程代码，这部分代码按功能上分主要是以下几块：分为AD采样控制、串口数据传输、大量复杂的数值运算（包括傅氏变换）、能量累计、电能质量分析、电能脉冲输出等几个部分；其二是ARM7中的相关程序流程，主要包括：液晶显示、按键处理、数字通讯、开关量输入输出功能的实现以及部分事件记录功能的实现；在编程语言的选择上，DSP部分采用C语言和汇编语言混合编程，为了保证系统良好的实时性，以汇编语言为主，C语言作整个程序框架进程调度，既保证了程序的易读性，也兼顾了系统良好的实时性。ARM7的程序是基于uc/OS-II操作系统平台开发的，程序简单易读，可移植性较好，便于产品的后续升级工作。整个系统的软件大致要完成3个部分的工作：系统的初始化代码、uc/OS-II操作系统移植、应用任务的编写。　2　 算法描述　　基于上述的模块化设计理念，充分考虑了数字信号处理器的强大的数值计算功能，让其完成了所有的计算变换等功能；具体包括电压、电流有效值、有功、无功功率、视在功率、功率因数、有功、无功、视在电能的累计、电能质量指标的计算。考虑到常规电参量的计算公式比较常见，这里就不再赘述了，着重把电能质量指标的计算方法描述一下：电能质量方面的计算，具体包括：２－３１次谐波分析，电压波峰系数，电话波形因子，电流Ｋ系数，三相电压、电流不平衡度，电压、电流正序、负序、零序分析，电压偏差、频率偏差。　　电能质量的相关指标如下：　　A．谐波（GB/T 14549）　　电压的２－３１次谐波分析主要是采用DSP的FFT算法来实现，得到的基波分量和谐波分量分别为U1,U2…Uh;各次谐波含有率的计算公式如下：　　B．不平衡度（GB/T 15543）　　电压不平衡包括每相信号的幅度和三相之间的角度不平衡，具体计算参照下述公式： 　　C．频率偏差（GB/T 15945）　　频率偏差即系统频率的实际值和标称值之差。电力系统正常频率偏差允许值为±0.2Hz。当系统容量较小时，偏差值可以放宽到±0.5Hz。用户冲击负荷引起的系统频率变动不得超过±0.2Hz，根据冲击负荷性质和大小以及系统的条件也可适当变动限值，但应保证近区电力网、发电机组和用户的安全，稳定运行以及正常供电。　　D. 电压偏差（GB/T 12325）　　35KV及以上供电电压正，负偏差的绝对值之和不超过额定电压的10％。　　10KV及以下三相供电电压允许偏差为额定电压的±7％。220V单相供电电压允许偏差为额定电压的+7％，-10％。　　此外在电力系统实际运行过程中，还有一些参数会间接的反映出电网波形的实际情形，比如电压波峰系数、电压电话波形因子和电流K系数（前面两个主要是衡量电压波形畸变带来的影响、第三个主要是衡量电流波形畸变带来的变化）。　　电压波峰系数的计算如下：3　 实现功能及性能　　ACR230ELH实现了以下功能：　　1）高精度测量常规的三相交流电量，如三相相电压、线电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数等；　　2）专业的四象限电能（包括吸收有功电能、释放有功电能、感性无功电能、容性无功电能）高精度计量；可分8个时段三种费率计量本月、上月、上上月以及总的有功电能；　　3）全面的测量电压电流2－31次谐波分量及THD、电流K系数、电压波峰系数、电话波形因子及三相电压电流不平衡度等，用户可以方便的对供电电网质量进行分析；　　4）具有4路开关量输入、2路开关量输出、一路485接口Modbus协议的通讯接口，充分满足电力自动化遥控遥测需求。　　该产品已经通过CE论证并成功出口到英国和西班牙，详细效果见下图。4　 应用案例　　世博中心是上海世博会园区内首座永久性场馆，位于卢浦大桥东侧世博园区B区滨江绿地内，东西长约350米，南北宽约140米，总建筑面积约14万平方米，现已建成并投入试运营。世博中心作为世博永久性场馆中最重要的场馆之一，在世博会期间，将承担世博会运营指挥中心、庆典会议中心、新闻中心、论坛活动中心等功能。　　上海安科瑞电气股份有限公司的ACR230ELH在该项目中一举包揽了中心场馆5个变电所的所有电力数显示仪表。以世博中心地下5个变电所中的1#所举例：这是一个0.4kV低压配电站系统，由2个受电柜、2个应急进线柜、1个母联柜、4个补偿柜，155个馈出柜组成。馈出柜负载具体可分为：展览用电、照明用电、空调风机用电、动力用电和消防用电。配电系统中采用了LED等节能光源、大功率变频中央空调、展览用电等大量非线性用电设备，虽然降低了实际的功耗，以实现节能的目标，但是这些设备都是电力系统谐波的主要来源；这些设备即使供给它们理想的正弦波电压，取用的电流也是非线性的，即有谐波电流存在。这些设备产生的谐波电流注入电力系统中，使系统各处电压产生谐波分量。这些设备单个容量不大，但基数很大且散布于各处，电力部门又难以治理。假如这些设备的电流谐波含量过大，则会对世博中心场馆电力系统造成严重影响。　　ACR230ELH多功能电力仪表在现场使用之后，用户除了可以通过该表了解所有常规电参数之外，可以了解世博中心场馆现场各种电力设备投运前、后相关系统的电力质量水平及其变化对有关设备的影响，方便电力质量故障诊断和异常的原因测量，为大型公建的稳定运行提供实时数据。　　在该项目中主要用到了该产品的以下功能，常规电参数测量、复费率电能计量、电力质量分析、分断开关的分合状态指示以及485通讯组网。现场系统网络结构(如图8)：现场设备层——网络通讯层——站控管理层。也即是：先将现场智能设备接入就地的Modbus总线，再将Modbus总线通过串口设备联网服务器转换成TCP/IP以太网与监控主机进行数据交换，最终由方便管理人员通过监测系统软件了解及掌握现场状况，并进行实时监测。　　1）现场设备层采集所需实时监测的电参量：　　现场设备层是数据采集终端，主要是由智能仪表组成(此项目中主要为ACR230ELH电力质量分析仪)，向数据中心上传存储的参数。世博中心场管项目中，例如主进线回路的三相电流、三相电压、有功/无功功率、功率因数及频率；电容补偿回路的功率因数、有功、无功功率；联络回路的三相电压、电流；普通低压出线回路的三相电流、功率；重要低压出线回路的三相电流、有功、无功功率、电压和电流的2－31次谐波、谐波畸变率（THDi、THDu）等电参量；　　2）网络通讯层实现数据传输：　　在现场设备(如ACR230ELH)中采集到的电参量，通过以太网实现系统信息的交换和共享，并将数据提供给总变监控系统。同时，转达上位机对现场设备的各种控制命令。　　3）站控管理层以最直观方便的形式反映现场各个运行状态：　　站控管理层针对监测系统的管理人员，是人机交互的直接窗口，也是系统的最上层部门。监测系统软件具有良好的人机交互界面，对采集的

[b]质量分析[/b][font=&]其作用是将电离室中生成的离子按质荷比(m/z)大小分开，进行质谱检测。常见质量分析器有:[/font][b]四极质量分析器(quadrupoleanalyzer)[/b][font=&]原理:由四根平行圆柱形电极组成，电极分为两组，分别加上直流电压和一定频率的交流电压。样品离子沿电极间轴向进入电场后，在极性相反的电极间振荡，只有质荷比在某个范围的离子才能通过四极杆，到达检测器，其余离子因振幅过大与电极碰撞，放电中和后被抽走。因此，改变电压或频率，可使不同质荷比的离子依次到达检测器，被分离检测。[/font][b]扇形质量分析器[/b][font=&]磁式扇形质量分析器(magnetic-sector massanalyzer)被电场加速的离子进入磁场后，运动轨道弯曲了，离子轨道偏转可用公式表示:当H，V一定时，只有某一质荷比的离子能通过狭缝到达检测器。[/font][font=&]特点:分辨率低，对质量同、能量不同的离子分辨较困难。[/font][b]双聚焦质量分析器[/b][font=&](double-focusing massassay)由一个静电分析器和一个磁分析器组成，静电分析器允许有某个能量的离子通过，并按不同能量聚焦，先后进入磁分析器，经过两次聚焦，大大提高了分辨率。[/font]

磁式质量分析器又称单聚焦质量分析器，具有结构简单、操作方便等特点，见图1。由于磁式质量分析器只做方向聚焦，故分辨能力较低。在电动力学里，运动的带电粒子会受到磁场的作用力，这个力又叫作洛伦兹力。洛伦兹力定律是一个基本公理，不是从别的理论推导出来的定律，而是由多次重复完成的实验所得到的同样的结果。假设初始速度为0质量为m、电荷为z的离子，在加速电压U作用下，进入磁场强度为B的磁场内，会受到磁场力的作用发生偏转。在加速电压的作用下，离子在进入磁场时的瞬时速度v为: D＝（2Uz/m）[sup]1/2[/sup]在磁场中受到与运动方向垂直的磁场力的作用发生偏离，离子运动轨道变成圆周运动，即 mu[sup]2[/sup]/r＝Bzv合并两式，质荷比m/z等于: m/z＝r[sup]2[/sup]B[sup]2[/sup]/2U式中，r为偏转轨道半径；m是原子量单位；z是离子的电荷量。该方程式为磁式质谱的基本方程。从方程式可知偏转轨道半径r为:r＝（1/B）（2Um/z）[sup]1/2[/sup]从该式可知，只要改变加速电压U和磁场强度B的数值，就可使不同质荷比（m/z）的离子运动轨道半径相同。这就是磁式质量分析器工作的基本原理。在离子加速电压不变的条件下，改变磁场强度B的数值，就可使不同质荷比（m/z）离子沿一个固定运动轨迹到达离子接收器。[img=39f8a0dace71923d12022fcea072a59.jpg]https://i2.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643179072768968.jpg[/img]图1 磁式质量分析器示意图磁式质量分析器的工作原理是依照带电粒子的质荷比来分离的，而且上面公式（ D＝（2Uz/m）[sup]1/2[/sup]）的一个理想条件是离子的初始动能为0，进入磁场的动能完全由加速电压来决定。但实际上离子在离子化和加速过程中初始动能并不相同且不等于0，如果同一质量的离子进入磁场时能量不同，它的运动轨迹也会不同，这就无法实现同一质量数离子的正常聚焦。这种离子能量分散现象会严重影响仪器的分辨率。为了克服离子能量分散对分辨率的影响，通常会在磁分析器前面加一个静电分析器，利用静电分析器对离子进行能量聚集，这就是我们下面要介绍的双聚焦质量分析器。

质量分析器系统由各种不同类型的电磁场组合而成，具有一定能量并聚焦良好的离子束经质量分析器后，可按质荷比的大小而分开。根据离子束的特点和分析工作的要求，质量分析器系统应具有足够的离子传输效率和分辨本领。通常，这两者是相互矛盾的。完善质量分析器离子光学系统的设计，就是要保证足够分辨本领的条件下，达到最高的离子传输效率。目前，设计良好的质量分析器系统的离子传输效率已接近100％。

什么是”质量分析手段“，要做一个质量分析手段简介培训，请大神们给予帮助。

[b]质量分析[/b]其作用是将电离室中生成的离子按质荷比(m/z)大小分开，进行质谱检测。常见质量分析器有:[b]四极质量分析器(quadrupoleanalyzer)[/b]原理:由四根平行圆柱形电极组成，电极分为两组，分别加上直流电压和一定频率的交流电压。样品离子沿电极间轴向进入电场后，在极性相反的电极间振荡，只有质荷比在某个范围的离子才能通过四极杆，到达检测器，其余离子因振幅过大与电极碰撞，放电中和后被抽走。因此，改变电压或频率，可使不同质荷比的离子依次到达检测器，被分离检测。[b]扇形质量分析器[/b]磁式扇形质量分析器(magnetic-sector massanalyzer)被电场加速的离子进入磁场后，运动轨道弯曲了，离子轨道偏转可用公式表示:当H，V一定时，只有某一质荷比的离子能通过狭缝到达检测器。特点:分辨率低，对质量同、能量不同的离子分辨较困难。[b]双聚焦质量分析器[/b](double-focusing massassay)由一个静电分析器和一个磁分析器组成，静电分析器允许有某个能量的离子通过，并按不同能量聚焦，先后进入磁分析器，经过两次聚焦，大大提高了分辨率。

质量分析器是利用电磁场（包括磁场、磁场与电场组合、高频电场、高频脉冲电场等）的作用将来自离子源的离子束中不同质荷比的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相[/color][/url]离子按空间位置、时间先后或运动轨道稳定与否等形式分离的装置。[b]1.质量分析器种类[/b]质量分析器依据不同方式将离子源中生成的样品离子按质荷比m/z的大小分开。质量分析器主要分为:扇形磁场，飞行时间质量分析器，四极杆质量分析器，离子阱，傅里叶变换离子回旋共振分析器。扇形磁场是历史上最早出现的质量分析器，其利用不同质荷比的带电离子在稳定磁场内偏转的半径不同，将离子分开检测。飞行时间质量分析器则是利用不同质荷比的离子经加速电压加速后，飞过一定距离所需的时间不同，即质荷比小的离子飞行速度快，先到达检测器，质荷比大的飞行速度慢则后到，从而获得分离。四极杆、离子阱、傅里叶变换离子回旋共振、轨道阱等质量分析器是利用离子囚禁技术来实现对带电离子的捕获、储存、筛选及分离，即根据离子振动频率的方式来区分。质荷比小的离子，频率较大，质荷比大的离子，频率较小。四极杆质量分析器由四根相互平行并均匀安置的金属杆构成，离子进入后，在交变电场作用下产生振荡，在一定的电场强度和频率下，只有较窄质荷比范围的离子有稳定的运动轨迹，能通过四极杆电极到达检测器，其他离子则由于振幅大而撞到极杆上，实现不同质荷比离子的分离检测。离子阱质量分析器由一个环形电极和两个端盖电极组成，当环电极施加射频电压，两个端电极接地时，就会形成一个电势阱，使离子能够长时间地囚禁于阱内，通过调整扫描参数，使离子运动的频率增加，当和外加频率共振时，离子从外场吸收能量、轨迹变大、抛出阱外而被检测。傅里叶变换离子回旋共振（FTICR）质量分析器是根据磁场中离子回旋频率来测量离子质荷比（m/z）。彭宁阱（Penning trap）捕获的离子被垂直于磁场的振荡电场激发形成一个更大的回旋半径，当回旋的离子束接近一对捕集板时，捕集板上会检测到感应电流信号。通过傅里叶变换，可以将这些电流信号转换成质谱信号。轨道阱（orbitrap）质量分析器是近年来发展的一种新型的质量分析器，其是利用作用在纺锤形电极上的静电场将离子束缚，通过测定离子轴向场的谐振运动频率来确定其质荷比。[b]2.质量分析器性能指标[/b]衡量一个质量分析器性能主要有5个指标:质量分析范围、分析速度、传输效率、质量精度和质量分辨率。质量分析范围决定了质量分析器可以分析离子的m/的上下限。通常用Th或u来表示一个离子带一个单位的正电荷，即z=1。分析速度又称扫描速度，用来描述质量分析器分析某段特定质量范围的速度。通常用每秒可以分析的质量单位（u/s）或每毫秒可以分析的质量单位（u/ms）表示。传输效率指的是可以到达检测器和进入质量分析器的离子数目的比值。传输效率包括在分析器的其他部分的离子丢失，如通过质量分析器前和后的电子透镜所丢失的离子。质量精度是指质谱仪测量m/z精确度的描述，它主要是指理论值m/Z理论和测量值m/Z测量值之间的差距。它可以用毫质量单位即mmu来表示，也可以用百万分之一（[img=CodeCogsEqn(1).gif]https://i4.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643166392876602.gif[/img]）来表示。质量精度在很大程度上与仪器的稳定性和分辨率有关。质量分辨率，或者也可以说是分辨能力。分辨率指的是仪器可以获得两个具有微小质量差别的离子所对应信号的能力。两个质量峰被认为区分的条件是:当使用磁场或离子回旋共振分析器时，两个峰之间的峰谷的强度不高于两峰之间较弱峰强的10%，当使用四极杆、离子阱、TOF时，不高于50％。如果用△m来表示两个具有质量分别为m和m+△m的质谱峰可以被分开的最小质量，则分辨率R的定义为R=m/△m。[table][tr][td][b]项目[/b][/td][td][b]扇形磁场（magnetic）[/b][/td][td][b]飞行时间（TOP）[/b][/td][td][b]四级杆（quadrupole）[/b][/td][td][b]离子阱（ion trap）[/b][/td][td][b]傅里叶变换离子回旋共振（FTICR）[/b][/td][td][b]轨道阱（orbitrap）[/b][/td][/tr][tr][td]质量范围[/td][td]20000Th[/td][td]1000000Th[/td][td]4000Th[/td][td]6000Th[/td][td]30000Th[/td][td]50000Th[/td][/tr][tr][td]分辨率[/td][td]100000[/td][td]5000[/td][td]2000[/td][td]4000[/td][td]500000[/td][td]100000[/td][/tr][tr][td]质量精度[/td][td]10[img=CodeCogsEqn(19).gif]https://i4.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643166392926197.gif[/img][/td][td]200[img=CodeCogsEqn(19).gif]https://i4.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643166393329357.gif[/img][/td][td]100[img=CodeCogsEqn(19).gif]https://i4.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643166393370078.gif[/img][/td][td]100[img=CodeCogsEqn(19).gif]https://i4.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643166393225800.gif[/img][/td][td]5[img=CodeCogsEqn(19).gif]https://i4.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643166393208659.gif[/img][/td][td]5[img=CodeCogsEqn(19).gif]https://i4.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643166394336945.gif[/img][/td][/tr][tr][td]离子进入方式[/td][td]连续[/td][td]脉冲[/td][td]连续[/td][td]脉冲[/td][td]脉冲[/td][td]脉冲[/td][/tr][tr][td]工作压力[/td][td][img=CodeCogsEqn(20).gif]https://i4.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643166394700923.gif[/img]Torr[/td][td][img=CodeCogsEqn(20).gif]https://i4.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643166394998738.gif[/img]Torr[/td][td][img=CodeCogsEqn(21).gif]https://i4.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643166394184126.gif[/img]Torr[/td][td][img=10的-3.gif]http://www.ewg1990.com/upload/image/20190116/10%E7%9A%84-33576495.gif[/img]Torr[/td][td][img=CodeCogsEqn(22).gif]https://i4.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643166395141047.gif[/img]Torr[/td][td][img=CodeCogsEqn(22).gif]https://i4.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643166395961052.gif[/img]Torr[/td][/tr][/table]表1常见质量分析器性能参数[b]3.质量分析器的特点及联用[/b]每个质量分析器都有其优缺点。如扇形磁场质量分析器重现性好，能够较快地进行扫描，但在目前出现的小型化质量分析器中，其所占的比重不大，因为如果降低磁场体积和重量将极大地影响磁场的强度，从而大大削弱其分析性能；四极杆质量分析器结构简单，易加工，成本低，但是其分辨率不高，杆体易被污染，维护和装调难度较大；离子阱质量分析器体积小，可在较高压力下（如0.1Pa）工作，能方便地进行级联质谱检测，尤其在质谱仪器小型化研制中具有无可比拟的优势；傅里叶变换离子回旋共振质量分析器具有更高的灵敏度和分辨率，但价格昂贵；飞行时间质量分析器最大的特点是检测离子的质量范围较大，适用于大分子化合物的分析。为了将质量分析器的优势最大化，可以把不同的质量分析器按一定顺序结合来实现仪器的通用性，在同一台质谱仪器上实现多种功能，如四极杆飞行时间质量分析器、离子阱-飞行时间质量分析器、离子阱-傅里叶变换离子回旋共振质量分析器等。质量分析器的联用可以分析由第一级质量分析器筛选出的离子碎裂后的碎片谱图。从筛选出的离子获得的碎片具有时间依赖性，可以在其后的质量分析器观察到。同时这些仪器允许碎裂的离子继续进行下一级的碎裂，形成多级碎片（[img=CodeCogsEqn(10).gif]https://i4.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643166395559110.gif[/img]），并且被检测到

[size=4][B]本次活动以质谱的质量分析器为主题，征集各类型分析器的图片和PPT，谁在最短时间内回复，根据回答情况将会获得此次活动的1-10分的奖励。[/B][/size]奖励方法：积极参与回答的，也将获得参与奖！1--5分最短时间回答全面正确的，将获得全部积分（10分）（活动结束）。[color=#00008B]质量分析器类型：质量分析其图片/PPT：[/color][color=#DC143C]如果你有好的idea或者创意，想发起活动，那么我们热烈欢迎和支持，需要任何帮助或者有任何疑问，请跟我们的版主联系，我们将为板油提供大力的支持！[/color]

离子阱质量分析器为啥比四极杆质量分析器检测的质量范围要大呢？同样加的是射频电压和直流电压

质量分析器是依据不同方式将离子源中生成的样品离子按质荷比m/z的大小分开的仪器，是质谱仪的重要组成部件，位于离子源和检测器之间。质量分析仪器主要包括单聚焦质量分析器、双聚焦质量分析器 、四极杆质量分析器 、离子阱质量分析器、傅立叶变换离子回旋共振（FT-ICR） 以及飞行时间质量分析器（TOF）。　　四极杆质量分析器是由四根平行的圆柱形金属极杆组成，相对的极杆被对角地连接起来，构成两组电极。在两电极间加有数值相等方向相反的直流电压Ude和射频交流电压Urf。四根极杆内所包围的空间便产生双曲线形电场。从离子源入射的加速离子穿过四极杆双曲型电场中，会受到电场作用，只有选定的m/z离子以限定的频率稳定地通过四极滤质器，其它离子则碰到极杆上被吸滤掉，不能通过四极杆滤质器，即达到"滤质"的作用。碎片离子的共振频率与四支电极的频率相同时，才可通过电极孔隙到达检测器，改变扫描频率可使不同质荷比的离子通过。实际上在一定条件下，被检测离子（m/z）与电压呈线性关系。因此，改变直流和射频交流电压可达到质量扫描的目的，这就是四极滤质器的工作原理。由于四极滤质器结构紧凑，体积小，扫描速度快，适用于色谱－质谱联用仪器。　　优点：　　四极杆质量分析器是一种无磁分析器，体积小，重量轻，操作方便，扫描速度快，分辨率较高，适用于色谱—质谱联用仪器。

在这个网页上 http://www.proteomics.ac.cn/cpic.html常见图表—离子化方式I: 快原子攻击（FAB）离子化方式II: 基质辅助激光解析（MALDI）离子化方式III: 电喷雾（ESI）美妙的 nano-ESI 喷雾照片 质量分析器I: 双聚焦质谱 质量分析器II : 三级四级杆质谱 质量分析器III : 离子阱质谱 质量分析器IV: 飞行管质谱质量分析器V: 傅立叶回旋变换质谱 不同质量分析器的比较 MALDI原理图Q-Tof原理图 盐和胶粒对MALDI 等等希望对大家有帮助。

气相离子能够被适当的电场或磁场在空间或时间上按照质荷比的大小进行分离。广义地说，能够将气态离子进行分离分辨的器件就是质量分析器。在质谱仪器中，也使用或研究过多种多样的质量分析器，这里我们就集中对质量分析器做一个认识和探讨。本期主题：质谱质量分析器的类型、区别及特点讨论内容：1、你的仪器质量分析器的类型及主要使用领域是什么？2、你认为各种质量分析器的优点是什么？3、根据应用，我们应该如何来选择适合的质量分析器？...................等等相关的讨论筒子们，赶快参与吧，让新手也好对质谱有个全面了解~~~==========质=谱=比=较=帖=子=汇=总==========1、无机质谱与有机质谱的离子体形成区别http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20120503/4012287/2、气质与液质的离子源区别http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20120505/4016562/3、ICPMS、GCMS、LCMS气体的选择与使用http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20120507/4019049/4、质谱的进样方式与进样接口的区别http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20120510/4025193/5、质谱质量分析器的类型、区别及特点http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20120519/4042099/6、高分辨质谱与低分辨质谱的区别http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20120525/4053208/

您的GC-MS用的是什么质量分析器？你认为这类分析器的优缺点是什么？如果再给你一次机会，你会选择什么样的质量分析器？跟帖格式：--------------------------------------质量分析器类型：我觉得这类分析器的优缺点：如果再给我一次机会，我会选择：--------------------------------------欢迎各位版友积极发表看法，分数不多了啊，快快！

摘 要本文主要说明一种带电粒子的加速方法，以及应用本加速方法形成的多种质量分析器，在质谱分析检测方面有多种应用。真空中带电粒子在加速电场中被加速，控制加速电压或电场，使各种带电粒子被加速的时间相同，相同电荷数的带电粒子增加相同的动量，此运动特征可以应用于多种质量分析器，可以提高现有质量分析器的性能，也可以创造出新类型的质量分析器。本文提出了六种应用方法：高分辨飞行时间质量分析器、扇形电场质量分析器、静电场偏转质量分析器、脉冲电场偏转质量分析器、扇形磁场质量分析器，环柱形电场质量分析器，并从这些质量分析器中总结出一些带电粒子在电场或磁场中的运动规律。1．前言质谱技术在同位素分析、化学分析、生命科学分析中有广泛的应用，其基本原理是：在真空中，将样品离子化变成带电粒子，通过质量分析器进行分离，检测出各种质量数离子的数量，从而得到样品的定性、定量信息。在质谱技术中，质量分析器是最核心的部件，按其种类可将质谱分为以下五种：(1)磁质谱。带电粒子被加速后进入磁场，不同质荷比的粒子偏转情况不同，使各种质荷比的粒子分离。(2)四极杆质谱。带电粒子被引入四极杆滤质器，只有与四极杆上所加射频电场发生共振的特定质荷比的粒子可以通过，使各种质荷比的粒子分离。(3)飞行时间质谱。带电粒子被加速后，不同质荷比的粒子速度不同，经过一段无场飞行，到达检测器的时间不同，使各种质荷比的粒子分离。(4)离子阱质谱。带电粒子被引入离子阱，只有与阱上所加射频电场发生共振的特定质荷比的粒子可以在阱中稳定振荡飞行，使各种质荷比的粒子分离。(5)傅立叶变换-回旋振荡质谱。带电粒子被引入电场和磁场共同作用区，在射频电场作用下回旋振荡，产生的象电流信号用傅立叶变换处理，得到各种质荷比的粒子信号。还有两种质谱：二维线性离子阱质谱，可看作离子阱质谱改进的变体，本质仍然是离子阱质谱；Orbitrap质谱，可看作离子阱质谱和傅立叶变换-回旋振荡质谱的杂合质谱。在这里不作为单独的质谱类型列出。以上五种质谱，带电粒子要进入质量分析器，都需要用电场加速。但是四极杆质谱、离子阱质谱、傅立叶变换-回旋振荡质谱中，带电粒子进入质量分析器的初速度对质量分析影响很小，可以忽略不计；而磁质谱、飞行时间质谱中，带电粒子进入质量分析器的初速度对质量分析起决定作用，带电粒子加速装置是质量分析器的一部分。本文从现有的带电粒子加速方法改进，创新出一种新的加速成方法，使带电粒子具有一定的运动特征，这种特征用于质谱技术中，可以改进现有某些种类质量分析器的性能，也可以创造出多种新类型的质量分析器，并从这些质量分析器中总结出一些带电粒子在电场或磁场中的运动规律。2．现有质量分析器中带电粒子加速方法在磁质谱、飞行时间质谱中，带电粒子加速装置如图1http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/01/201301010001_417898_1626978_3.gif在两个或多个平行电极上加一定电压，电极之间形成加速电场，带电粒子在电场作用下被加速，从电极上的小孔或狭缝射出。转换加速电压的正负极性，可以选择射出带电粒子的正负极性。假设加速电压为http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/01/201301010630_417989_1626978_3.gif，带电粒子质量为http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/01/201301010630_417990_1626978_3.gif，电量为http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/01/201301010631_417991_1626978_3.gif，初速度为0，则带电粒子从加速电极射出时，电场对带电粒子所做的功等于带电粒子的动能：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/01/201301010126_417922_1626978_3.gif带电粒子从加速电极射出时速度为：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/01/201301010131_417923_1626978_3.gif1．本文创新的带电粒子加速方法3.1 本文提出一种新的加速方法，加速装置如图1，在两个或多个平行电极上加一定电压，电极之间形成加速电场，带电粒子在电场中加速一定时间，在带电粒子飞出电场之前撤消加速电场，或者部分带电粒子飞出电场，还有部分没有飞出电场时撤消加速电场。撤消加速电场即加速电压降为0V或接近0V。`新加速方法结果是：加速后没有飞出原加速电场区域的所有带电粒子被加速的时间相同，速度为http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/01/201301010139_417925_1626978_3.gif其中http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/01/201301010143_417926_1626978_3.gif是带电粒子的初速度，为方便计算假设http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/01/201301010557_417982_1626978_3.gif，http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/01/201301010557_417983_1626978_3.gif时下面(3)式会多一个常数项，不影响带电粒子的主要运运规律，http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/01/201301010600_417985_1626978_3.gif是带电粒子被加速的时间，为常数。又因为加速度http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/01/201301010607_417986_1626978_3.gif，其中http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/01/201301010608_417987_1626978_3.gif是带电粒子的质量，http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/01/201301010612_417988_1626978_3.gif是带电粒子在加速电场中所受的电场力，得http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/01/201301010151_417927_1626978_3.gif电场力http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/01/201301010155_417928_1626978_3.gif，其中http://ng1.17img.cn/bbsf

质谱仪是分离和检测不同同位素的仪器。质量分析器是质谱仪器的核心，由质量分析器的不同构成了不同种类的质谱仪器。是将离子源产生的离子按m/z顺序分开并排列成谱的仪器。[align=center][url=https://www.antpedia.com/batch.download.php?aid=269216][img]https://i3.antpedia.com/attachments/2020/03/105659_202003201526121.jpg[/img][/url][/align]　　常见的质量分析仪器包括四极杆质量分析器 、离子阱质量分析器、傅立叶变换离子回旋共振（FT-ICR） 以及飞行时间质量分析器（TOF）。　　四极杆质谱分析器是目前最成熟、应用最广泛的小型质谱计之一。在[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱[/color][/url]-质谱( GC/MS)和[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱[/color][/url]-质谱(LC/MS) 联用仪中,四极杆是最常用的质量分析器之一。　　离子阱质量分析器具有灵敏度高、质量范围大、结构简单、可实现多级串联质谱MSn等优点。　　飞行时间质谱计检测离子的质荷比是没有上限的，这就特别适合于生物大分子的测定。　　傅立叶变换离子回旋共振（FT-ICR）的分辨率极高，远远超过其它质谱分析器，可完成多级（时间上）串联质谱的操作，可采用各种电离方式，便于与色谱仪联机；具有灵敏度高、质量范围宽、速度快、性能可靠等优点

一直没找到质量分析器结构的说明，TOF前端的质量分析器是啥？

质谱质量分析器的原理及公示推断，讨论一下不同的质量分析器的分析原理和公式的推导过程，相关的图片

有专家能浅显解释一下这些质量分析器的原理和应用吗，Q和QQQ不用解释，特别是线性离子阱和静电场轨道阱构造，原理，能力有什么区别？[img=,690,342]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111272149517123_9616_3485549_3.png[/img]

用于质谱仪的质量分析器种类很多。GC—MS的质量分析器多用四极杆分析器，也有使用离子阱或飞行时间分析器的。HP5973使用的是四极杆分析器。它由4根棒状镀金陶瓷电极组成。相对两根电极施加电压(vdc，+vrf)，另外两根电极施加电压-( vdc，+vrf)。其中Vdc为直流电压，Vrf为射频电压。4个棒状电极组成一个四极电场。　　离子从离子源进入四极场后，在场的作用下产生振动，数学计算表明，在保持Vrf／Va。不变的情况下，对应于一个特定的Vrf值，四极场只允许一种质荷比的离子通过，到达检测器被检测。其余离子的振幅不断增大，最后碰到四极杆而被吸收。改变Vrf值，可以使另外质荷比的离子顺序通过四极场实现质量扫描。设置扫描范围实际上是设置Vrf的变化范围。当vrf由一个值变化到另一个值时，检测器检测到的离子就会从m1变化到m2，也即得到一个m1到m2的质谱。该质谱被送到计算机储存。Vrf的变化速度是可调的，因此可以人为地设置一次扫描所用的时间(即扫描时间)。

为什么质量分析器的真空度要求比电离室更高？两者的真空梯度会对离子从电离室进入质量分析器时的速度有贡献吗？我觉得这个真空梯度会给离子一定的速度，但我猜测这速度相对加速电压给离子的速度来说可以忽略，对吗？