[發明專利]質譜儀及其控制系統

在審

• 申請號: 202111471314.6
• 申請日: 2021-12-04
• 公開（公告）號: CN114200864A
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 葛衛敏;許春華;林利泉;彭真;劉偉;江國林;李星輝
• 申請（專利權）人: 廣州禾信儀器股份有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 周玲

本申請涉及一種質譜儀的控制系統，包括上位機、主控制器以及從控制器，上位機連接主控制器，主控制器連接從控制器，主控制器連接質譜儀的掃描功能模塊，從控制器連接質譜儀的采集功能模塊；上位機輸出配置參數與控制指令至主控制器；在對掃描功能模塊與采集功能模塊進行功能配置后，主控制器根據控制指令控制掃描功能模塊進行掃描，同時發送采集指令至從控制器控制采集功能模塊完成質譜圖數據采集。采用分離設置于不同板卡的主控制器與從控制器搭建控制系統，控制掃描功能模塊與采集功能模塊聯動配合的完成掃描與采集的功能，避免遠端芯片引腳需用長線接引的復雜布線問題，減小板卡面積與儀器體積，提高儀器整體穩定性與可擴展性。

技術領域

本申請涉及質譜儀設備技術領域，特別是涉及一種質譜儀及其控制系統。

背景技術

質譜儀是研究物質基本組成、結構特征、物理和化學性質最基本的儀器之一，是生命科學、材料科學、食品安全、環境保護等領域的必備儀器，是現代分析儀器的核心。質譜儀的本質是利用電場和/或磁場將運動的離子按質荷比分離后實現化合物組成的檢測。其中，四極桿質譜儀因為體積小、結構簡單、技術相對成熟、成本相對低廉而成為應用最廣泛的一種質譜儀之一。四極桿掃描技術的基本原理是在相對的極桿上施加極性一致的電壓，在相鄰的極桿施加極性相反的電壓，離子初始狀態在電場的作用下聚焦在四極桿中心軸附近，然后受到射頻電場(Radio Frequency，RF)和直流電場(Direct Current，DC)的共同作用開始在四極桿中做復雜的振蕩運動，最后利用不同質荷比的離子打在極板的不同位置上形成的電流信號進行采集后形成質譜圖實現檢測。

目前，四極桿質譜儀最主要的功能為掃描和采集，但由于現有設備中兩者的功能模塊分布在兩個不同電路板，但卻需要高度無延時的互相聯動配合完成質譜圖檢測。傳統質譜儀采用一塊FPGA(Field Programmable Gate Array，現場可編程邏輯門陣列)作為核心處理器，再與上層CPU(Central Processing Unit，中央處理器)通信的控制方式，無法適應目前這種采集與掃描處于遠程分離的場景，聯動配合完成掃描與采集的功能。

發明內容

基于此，有必要針對現有質譜儀控制系統無法實現聯動配合完成掃描與采集的功能的問題，提供一種質譜儀及其控制系統。

一種質譜儀的控制系統，包括：上位機、主控制器以及從控制器，所述上位機連接所述主控制器，所述主控制器連接所述從控制器，所述主控制器連接質譜儀的掃描功能模塊，所述從控制器連接所述質譜儀的采集功能模塊，所述主控制器與所述從控制器分別設置于不同的板卡；

所述上位機用于輸出配置參數以及控制指令至所述主控制器，并接受所述主控制器反饋的質譜圖數據；

所述主控制器用于根據所述配置參數對所述掃描功能模塊進行功能配置，并將所述配置參數下發至所述從控制器，所述主控制器還用于根據所述控制指令控制所述掃描功能模塊進行掃描，同時發送采集指令至所述從控制器；

所述從控制器用于根據所述配置參數對所述采集功能模塊進行功能配置，并根據所述采集指令控制所述采集功能模塊完成質譜圖數據采集，并將所述質譜圖數據回傳至所述主控制器。

在其中一個實施例中，還包括差分通信數據線，所述主控制器通過所述差分通信數據線連接所述從控制器。

在其中一個實施例中，所述主控制器包括主控制模塊、掃描執行模塊與主通信模塊，所述主控制模塊連接所述上位機、所述掃描執行模塊、所述掃描功能模塊與所述主通信模塊，所述掃描執行模塊連接所述掃描功能模塊與所述主通信模塊，所述主通信模塊連接所述從控制器；

所述主控制模塊根據所述配置參數對所述掃描功能模塊進行參數配置，并將所述配置參數通過所述主通信模塊下發至所述從控制器；

所述掃描執行模塊根據所述配置參數構建掃描模型，并根據所述掃描模型在接收到所述控制指令后控制所述掃描功能模塊進行掃描，同時通過所述主通信模塊發送采集指令至所述從控制器。