束流强度自动监测：法拉第杯数据采集技术应用实例

01 法拉第杯：离子界的“收银台”
想象一群带电离子像疯狂购物的顾客身上携带的货款，而法拉第杯就是它们的“收银台”。这个金属杯状探测器，精准捕捉每个带电粒子撞击时产生的电流，并将其转化为可读电压信号——每滴答一声“滴”（1.6×10E-19库仑或其整数倍），就意味一个顾客“结账成功”！1nA电流≈60亿个电荷（一个顾客不可能只带1个个电荷，有的可能带多个电荷）。

图：法拉第杯示意图

02 经典困局：传统法拉第杯=“人工收银台”？

• 弛豫时间：百微秒级离子通量变化难以用常规电子学实时记录，像在高峰时段逐笔核对小票“收银员”，用上我们快电子学的软硬件后，极速完成“收银”。
• 效率瓶颈：微量同位素分离等精密实验如同处理“混合支付订单”，常规电子学操作易错漏关键数据，快电子学则精准有效解决。

03 同位素精测：中科采象自动化分离检测方案
针对某客户微量同位素分离需求，中科采象提供了快电子学自动控制及测量方案，提升用户体验。

• 双通道pA-μA级电流检测系统：专为离子流检测优化，可精准捕捉质谱仪、辐射探测器中的微弱电流信号，配合外触发功能实现微弱离子流的高灵敏度检测，解决同位素分析中信号漂移难题。
• 微量同位素能谱分析模块：集成实时降噪与波形快速处理算法，可直接对接质谱检测器输出信号，在高精度下完成微量同位素能谱解析，同时支持多台设备并行采集分析。

 

本方案解决了传统同位素检测设备在微弱离子流测量与快速电压切换方面的技术堵点，显著提升检测效率，有效降低设备运维成本。