[发明专利]一种远程控制质谱系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种远程控制质谱系统及控制方法。 

背景技术

惰性气体质谱系统是分析化学领域中的常用的设备，其通过分离不同质量数的元素或同位素，来得到相应元素或同位素的组成，在分析的过程中惰性气体质谱系统得到结果，实验者可以通过对所得到的数据结果来计算样品中的元素或同位素组成。但是，由于现场客观条件的限制，现在的惰性气体质谱系统操控和结果处理只能在实验室内进行，给实验人员在控制惰性气体质谱系统和处理数据带来了不便。 

发明内容

为了解决上述问题，本发明公开了一种远程控制质谱系统，包括远程客户端、工控机以及激光熔样系统、纯化系统和质谱部分组成的质谱系统，远程客户端与工控机在以太网络内传输控制指令、数据；工控机与质谱系统在同一控制网络内，工控机控制质谱系统中的激光熔样系统、纯化系统和质谱部分。

远程客户端与工控机采用以太网RJ-45连接，网络服务部分采用Labview网络服务，远程客户端通过网络接口与Labview网络服务之间发送请求、接收响应，Labview网络服务给以响应来控制工控机端的控制程序，进而控制质谱系统。

进一步，工控机包括步进电机驱动卡、图像采集卡和采集卡，激光熔样系统包括步进电机、CCD、光栅尺和样品台，远程客户端通过网络服务向工控机发送控制指令，通过步进电机驱动卡控制步进电机，图像采集卡通过CCD采集样品台上样品的实时图像，采集卡通过样品台上的光栅尺读取样品台的X轴与Y轴位置，工控机将所获的图像及位置信息通过网络传送给远程客户端实现远程控制。

进一步，工控机包括数字I/O卡，远程客户端通过向工控机发送和接收指令，再通过该数字I/O卡来控制纯化系统中相应的自动阀阀门的开关。

进一步，质谱部分包括多重接口板、系统分析器、磁流单元、离子源单元、接收器单元以及采集单元，工控机与多重接口板之间采用GPIB连接，工控机通过多重接口板从系统分析器读取数据，系统分析器与多重接口板采用带状电缆相连，系统分析器为多路转换器，可以对16路输入通道进行选择。

进一步，多重接口板与磁流单元之间采用带状电缆相连，工控机通过对磁流单元的控制来实现控制磁流。

进一步，磁流单元包括光电隔离驱动电路、数模转换电路、霍尔电路、比较电路、驱动电路和霍尔磁铁线圈，多重接口板把工控机的控制指令送到磁流单元，给定磁流设定值，通过光电隔离驱动电路进行隔离，经过数模转换电路输出模拟量，模拟量与霍尔电路的反馈值经比较电路差动放大，再经驱动电路对霍尔磁铁线圈进行控制。

本发明还公开了上述远程控制质谱系统的控制方法，包括：

远程客户端(1)通过网络接口与Labview网络服务之间发送请求、接收响应，Labview网络服务给以响应来控制工控机端的控制程序，进而控制质谱系统中的激光熔样系统、纯化系统和质谱部分；

质谱系统中，样品经过激光熔样系统熔样后得到待测气体，待测气体进入纯化系统纯化后，进入质谱部分进行分析。

进一步，远程客户端对激光熔样系统的控制过程为：远程客户端通过网络服务向工控机发送控制指令，其中包括步进电机的控制指令，CCD图像采集的控制指令，以及光栅尺位置读取的控制指令，工控机通过步进电机驱动卡驱动X轴、Y轴步进电机移动样品台，CCD获得样品台上样品的实时图像，传送给工控机的图像采集卡，获得图像反馈，样品台上的光栅尺读取样品台的X轴与Y轴位置，反馈给采集卡，获得位置反馈，工控机在获得这些反馈后，把所获得的图像及位置通过网络传送给远程客户端，实现远程控制。

进一步，远程客户端读取质谱部分数据的过程为：工控机将接收指令送到质谱系统的多重接口板，质谱部分的系统分析器接收到来自多重接口板的通道选择指令之后，选取通道，然后经过质谱部分的采集单元传送给工控机，工控机再将数据传送给远程客户端。

本发明的远程控制质谱系统结合了TCP/IP协议，网络浏览器与质谱操作系统，使用户不仅局限于工作在实验室内部，用户在远程客户端发出控制指令要求，质谱服务器系统会给以响应。这样的话，远程用户可以就像在浏览网页一样来控制质谱系统，并通过远程共享，获得分析结果的数据。

附图说明

图1：远程控制质谱系统控制示意图；

图2：远程控制质谱系统分析过程示意图；

图3：网络服务示意图；

图4：网络服务传输标准协议示意图；

图5：激光熔样系统控制示意图；

图6：纯化系统控制示意图；