一種四極桿質譜儀真空測量及控制系統的軟件設計

　　結合上述系統結構圖，采用Keil C 軟件實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。

圖7 軟件流程圖

　　基本流程如下

　　上電對AD 采集電路和CAN控制器等外設進行初始化，完成后進行規(guī)管判別，若是低規(guī)，直接啟動AD 轉換；若是高規(guī)，則需要在一定的真空級別下才能啟動，為此，根據低規(guī)的真空值來判別是否開啟高規(guī)，滿足真空值后開啟高規(guī)，進行AD 轉換。將AD 轉換的結果進行數據處理，并將結果分別通過CAN 通訊口和串口發(fā)送。CAN 通訊口一方面?zhèn)鬏斦婵罩抵辽衔粰C；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，實現單元間的級聯控制和整機的流程控制。

　　本文的控制主要包括兩個方面：一個是高真空規(guī)即潘寧規(guī)的自動開啟與關斷；另一個是儀器單元之間的級聯控制。

　　1、高規(guī)的自動啟停

　　由于潘寧規(guī)的測量范圍為100Pa~10^-7 Pa，為此，潘寧規(guī)開啟的時候壓強值必須小于等于100Pa；同時， 當壓強值高于100Pa 時，必須關斷潘寧規(guī)以保護其不受損害。四極桿質譜儀的四極桿單元(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，本文將腔室2 的真空值作為開啟與關斷潘寧規(guī)的條件，當檢測到腔室2的真空值低于5×10^-2 Pa 時開啟潘寧規(guī)，當腔室2的真空值高于10^-1 Pa 時關斷潘寧規(guī)，以此來保護潘寧規(guī)。

　　2、儀器單元間的級聯控制

　　四極桿質譜儀在正常工作時，各腔室的真空度達到并穩(wěn)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，需要進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，當檢測腔室1 的真空度值高于500Pa 時，即視為有異常，本系統會向氣路單元、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，本系統會根據腔室2的真空值來控制分子泵單元的開啟與關斷。當腔室2 的真空值小于等于1Pa 時向分子泵單元發(fā)送指令啟動分子泵；當腔室2 的真空值大于1Pa時向分子泵單元發(fā)送指令關斷分子泵。