一種四極桿質(zhì)譜儀真空測量及控制系統的軟件設計

2017-06-13 李凱 鋼研納克檢測技術(shù)有限公司

　　結合上述系統結構圖，采用Keil C 軟件實(shí)現本測量和控制系統的功能。具體的軟件流程圖如圖7 所示。

一種四極桿質(zhì)譜儀真空測量及控制系統的軟件設計

圖7 軟件流程圖

　　基本流程如下

　　上電對AD 采集電路和CAN控制器等外設進(jìn)行初始化，完成后進(jìn)行規管判別，若是低規，直接啟動(dòng)AD 轉換；若是高規，則需要在一定的真空級別下才能啟動(dòng)，為此，根據低規的真空值來(lái)判別是否開(kāi)啟高規，滿(mǎn)足真空值后開(kāi)啟高規，進(jìn)行AD 轉換。將AD 轉換的結果進(jìn)行數據處理，并將結果分別通過(guò)CAN 通訊口和串口發(fā)送。CAN 通訊口一方面傳輸真空值至上位機；另一方面根據數據處理結果，將控制指令發(fā)送至其他單元或上位機，實(shí)現單元間的級聯(lián)控制和整機的流程控制。

　　本文的控制主要包括兩個(gè)方面：一個(gè)是高真空規即潘寧規的自動(dòng)開(kāi)啟與關(guān)斷；另一個(gè)是儀器單元之間的級聯(lián)控制。

　　1、高規的自動(dòng)啟停

　　由于潘寧規的測量范圍為100Pa~10-7 Pa，為此，潘寧規開(kāi)啟的時(shí)候壓強值必須小于等于100Pa；同時(shí)， 當壓強值高于100Pa 時(shí)，必須關(guān)斷潘寧規以保護其不受損害。四極桿質(zhì)譜儀的四極桿單元(即文中的腔室3)處于離子傳輸單元（即腔室2）之后，其真空值低于腔室2。

　　針對以上特點(diǎn)，本文將腔室2 的真空值作為開(kāi)啟與關(guān)斷潘寧規的條件，當檢測到腔室2的真空值低于5×10-2 Pa 時(shí)開(kāi)啟潘寧規，當腔室2的真空值高于10-1 Pa 時(shí)關(guān)斷潘寧規，以此來(lái)保護潘寧規。

　　2、儀器單元間的級聯(lián)控制

　　四極桿質(zhì)譜儀在正常工作時(shí)，各腔室的真空度達到并穩定的控制在預定范圍內，而當有離子源熄火、真空泄露等異常出現時(shí)，需要進(jìn)行錯誤報警并做出相應的處理以保護分子泵、電子倍增器、射頻電源等敏感設備。

　　例如：在工作狀態(tài)時(shí)，當檢測腔室1 的真空度值高于500Pa 時(shí)，即視為有異常，本系統會(huì )向氣路單元、透鏡控制系統單元和射頻電源控制單元發(fā)出指令，關(guān)斷氣路、電子倍增器高壓和射頻電源以保護儀器;另外，本系統會(huì )根據腔室2的真空值來(lái)控制分子泵單元的開(kāi)啟與關(guān)斷。當腔室2 的真空值小于等于1Pa 時(shí)向分子泵單元發(fā)送指令啟動(dòng)分子泵；當腔室2 的真空值大于1Pa時(shí)向分子泵單元發(fā)送指令關(guān)斷分子泵。