專利名稱：質(zhì)譜用渦輪分子泵控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種控制電路，具體的涉及一種質(zhì)譜用渦輪分子泵控制電路。
背景技術(shù)：
質(zhì)譜儀又稱質(zhì)譜計(jì)，是一種分離和檢測不同同位素的儀器，即根據(jù)帶電粒子在電 磁場中能夠偏轉(zhuǎn)的原理，按物質(zhì)原子、分子或分子碎片的質(zhì)量差異進(jìn)行分離和檢測物質(zhì)組 成的一類儀器。質(zhì)譜儀以離子源、質(zhì)量分析器和離子檢測器為核心。離子源是使試樣分子 在高真空條件下離子化的裝置。電離后的分子因接受了過多的能量會(huì)進(jìn)一步碎裂成較小質(zhì) 量的多種碎片離子和中性粒子。它們在加速電場作用下獲取具有相同能量的平均動(dòng)能而進(jìn) 入質(zhì)量分析器。質(zhì)量分析器是將同時(shí)進(jìn)入其中的不同質(zhì)量的離子，按質(zhì)荷比m/z大小分離 的裝置。分離后的離子依次進(jìn)入離子檢測器，采集放大離子信號(hào)，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理，繪制成質(zhì) 譜圖。離子源、質(zhì)量分析器和離子檢測器都各有多種類型。質(zhì)譜儀按應(yīng)用范圍分為同位素 質(zhì)譜儀、無機(jī)質(zhì)譜儀和有機(jī)質(zhì)譜儀；按分辨本領(lǐng)分為高分辨、中分辨和低分辨質(zhì)譜儀；按工 作原理分為靜態(tài)儀器和動(dòng)態(tài)儀器。分子泵是利用高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子把動(dòng)量傳輸給氣體分子，使之獲得定向速度，從而 被壓縮、被驅(qū)向排氣口后為前級(jí)抽走的一種真空泵。這種泵具體可分為1)牽引分子泵氣體分子與高速運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子相碰撞而獲得動(dòng)量，被驅(qū)送到泵的出2)渦輪分子泵靠高速旋轉(zhuǎn)的動(dòng)葉片和靜止的定葉片相互配合來實(shí)現(xiàn)抽氣的。這種 泵通常在分子流狀態(tài)下工作。3)復(fù)合分子泵它是由渦輪式和牽弓I式兩種分子泵串聯(lián)組合起來的一種復(fù)合型的 分子真空泵。其中，渦輪分子泵的優(yōu)點(diǎn)是啟動(dòng)快，能抗各種射線的照射，耐大氣沖擊，無氣體存 儲(chǔ)和解吸效應(yīng)，無油蒸氣污染或污染很少，能獲得清潔的超高真空。渦輪分子泵廣泛用于高 能加速器、可控?zé)岷朔磻?yīng)裝置、重粒子加速器和高級(jí)電子器件制造等方面。目前很多儀器的渦輪分子泵控制方式為通過串行通信協(xié)議(如RS232，RS485等) 與分子泵控制器進(jìn)行通信，這種控制方式比較復(fù)雜，首先需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的硬件電路實(shí)現(xiàn)對(duì) 串行通信電平的轉(zhuǎn)換，然后在軟件上增加相應(yīng)的通信協(xié)議，這樣不僅增加了硬件電路設(shè)計(jì) 的復(fù)雜度，還給軟件設(shè)計(jì)增加了負(fù)擔(dān)。而且這種工作方式不利于調(diào)試，因?yàn)楸玫母鞣N狀態(tài)是 以協(xié)議的形式傳遞的，在外界無法對(duì)泵的狀態(tài)進(jìn)行判斷。

實(shí)用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種質(zhì)譜用渦輪分子泵控 制電路，該控制電路控制簡單只需要幾個(gè)TTL電平信號(hào)就可以完成渦輪分子泵的啟動(dòng)、停 止、standby模式啟動(dòng)、分子泵轉(zhuǎn)速采集、分子泵錯(cuò)誤信號(hào)讀取這些功能的控制，無論叢硬件 上還是軟件上都實(shí)現(xiàn)了控制的簡單化。[0010]為解決上述技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)效果，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種質(zhì)譜用渦輪分子泵控制電路，其包括一上位機(jī)PC，所述上位機(jī)PC通過一通 信接口連接一 FPGA模塊，所述FPGA模塊連接一模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片模塊；其還包括一控制電路 模塊，所述控制電路模塊接電源模塊，所述控制電路模塊包括一渦輪分子泵啟動(dòng)電路、一 Standby模式啟動(dòng)電路、一渦輪分子泵報(bào)錯(cuò)電路、一渦輪分子泵轉(zhuǎn)速信號(hào)檢測電路以及一渦 輪分子泵狀態(tài)檢測電路；所述FPGA模塊還連接著所述渦輪分子泵啟動(dòng)電路、一 Standby模 式啟動(dòng)電路和渦輪分子泵報(bào)錯(cuò)電路，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片模塊還連接著所述渦輪分子泵轉(zhuǎn)速 信號(hào)檢測電路。進(jìn)一步的，所述渦輪分子泵啟動(dòng)電路包括一繼電器，所述繼電器的一輸入端 Turbopump_EN端接一上拉電阻Rl然后連接至所述FPGA模塊，用于接收控制繼電器的通斷 信號(hào)，所述繼電器的Kl的一端接渦輪分子泵啟動(dòng)控制引腳VaCUUm_EN，所述繼電器的Kl的 另一端連接渦輪分子泵控制信號(hào)的高電平參考電壓Ref_V，所述繼電器還反向并接一二極 管D1。進(jìn)一步的，所述繼電器和上拉電阻Rl接24V電壓。進(jìn)一步的，所述Standby模式啟動(dòng)電路包括一光耦PCl，所述光耦PCl的Standby_ En端接一上拉電阻R4然后連接至所述FPGA模塊，所述光耦PCl的Standby端通過一電阻 R5連接渦輪分子泵控制信號(hào)的高電平參考電壓Ref_V。進(jìn)一步的，所述上拉電阻R4接3. 3V電壓。進(jìn)一步的，所述渦輪分子泵報(bào)錯(cuò)電路包括一光耦PC2，所述光耦PC2的Alarm端接 所述上拉電阻R6然后連接至所述FPGA模塊，所述光耦PC2的Alarmjn端接所述上拉電阻 R7然后連接至所述FPGA模塊。進(jìn)一步的，所述上拉電阻R4接渦輪分子泵控制信號(hào)的高電平參考電壓Ref_V，所 述上拉電阻R5接3. 3V電壓。進(jìn)一步的，所述渦輪分子泵轉(zhuǎn)速信號(hào)檢測電路的SpeecLBack采集渦輪分子泵的 轉(zhuǎn)速，所述所述渦輪分子泵轉(zhuǎn)速信號(hào)檢測電路的SpeecLADC端接所述模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片模塊。優(yōu)選的，所述渦輪分子泵控制信號(hào)的高電平參考電壓Ref_V為24V。優(yōu)選的，所述電源模塊的輸出電壓為24V。本實(shí)用新型的質(zhì)譜用渦輪分子泵控制電路控制簡單只需要幾個(gè)TTL電平信號(hào)就 可以完成渦輪分子泵的啟動(dòng)、停止、standby模式啟動(dòng)、分子泵轉(zhuǎn)速采集、分子泵錯(cuò)誤信號(hào)讀 取這些功能的控制，無論叢硬件上還是軟件上都實(shí)現(xiàn)了控制的簡單化。上述說明僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技 術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例并配合附圖詳 細(xì)說明如后。本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
由以下實(shí)施例及其附圖詳細(xì)給出。

圖1是本實(shí)用新型質(zhì)譜用渦輪分子泵控制電路的示意圖。圖2為本實(shí)用新型的渦輪分子泵啟動(dòng)電路圖。圖3為本實(shí)用新型的Standby模式啟動(dòng)電路圖。圖4為本實(shí)用新型的渦輪分子泵報(bào)錯(cuò)電路圖。
4[0027]圖5為本實(shí)用新型的渦輪分子泵轉(zhuǎn)速信號(hào)檢測電路圖。圖中標(biāo)號(hào)說明1.上位機(jī)PC，2.通信接口，3. FPGA模塊，4.模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片模塊， 5.電源模塊，6.控制電路模塊，601.渦輪分子泵啟動(dòng)電路，602. Standby模式啟動(dòng)電路， 603.渦輪分子泵報(bào)錯(cuò)電路，604.渦輪分子泵轉(zhuǎn)速信號(hào)檢測電路，605.渦輪分子泵狀態(tài)檢測 電路，60101.繼電器，60102.上拉電阻R1，60103. 二極管D1，60201.光耦PC1，60202.上拉 電阻R4，60203.電阻R5，60301.光耦PC2，60302.上拉電阻R6，60303.上拉電阻R7。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的介紹。請(qǐng)參見圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示，一種質(zhì)譜用渦輪分子泵控制電路，其包括一 上位機(jī)PCl，所述上位機(jī)PCl通過一通信接口 2連接一 FPGA模塊3，所述FPGA模塊3連接 一模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片模塊4 ；其還包括一控制電路模塊6，所述控制電路模塊6接電源模塊5，所 述控制電路模塊6包括一渦輪分子泵啟動(dòng)電路601、一 Standby模式啟動(dòng)電路602、一渦輪 分子泵報(bào)錯(cuò)電路603、一渦輪分子泵轉(zhuǎn)速信號(hào)檢測電路604以及一渦輪分子泵狀態(tài)檢測電 路605 ；所述FPGA模塊3還連接著所述渦輪分子泵啟動(dòng)電路601、一 Standby模式啟動(dòng)電路 602和渦輪分子泵報(bào)錯(cuò)電路603，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片模塊4還連接著所述渦輪分子泵轉(zhuǎn)速信 號(hào)檢測電路604。進(jìn)一步的，所述渦輪分子泵啟動(dòng)電路601包括一繼電器60101，所述繼電器60101 的一輸入端Turbopump_EN端接一上拉電阻Rl 60102然后連接至所述FPGA模塊3，用于接 收控制繼電器60101的通斷信號(hào)，所述繼電器60101的Kl的一端接渦輪分子泵啟動(dòng)控制引 腳VaCUUm_EN，所述繼電器60101的Kl的另一端連接渦輪分子泵控制信號(hào)的高電平參考電 壓Ref_V，所述繼電器60101還反向并接一二極管D160103。進(jìn)一步的，所述繼電器60101和上拉電阻Rl 60102接24V電壓。進(jìn)一步的，所述Standby模式啟動(dòng)電路602包括一光耦PCl 60201，所述光耦PCl 60201的Standby_En端接一上拉電阻R4 60202然后連接至所述FPGA模塊3，所述光耦 PCl 60201的Standby端通過一電阻R5 60203連接渦輪分子泵控制信號(hào)的高電平參考電壓 Ref_V0進(jìn)一步的，所述上拉電阻R4 60202接3. 3V電壓。進(jìn)一步的，所述渦輪分子泵報(bào)錯(cuò)電路603包括一光耦PC2 60301，所述光耦PC2 60301的Alarm端接所述上拉電阻R6 60302然后連接至所述FPGA模塊3，所述光耦PC2 60301的Alarmjn端接所述上拉電阻R7 60303然后連接至所述FPGA模塊3。進(jìn)一步的，所述上拉電阻R4 60202接渦輪分子泵控制信號(hào)的高電平參考電壓 Ref_V，所述上拉電阻R5 60203接3. 3V電壓。進(jìn)一步的，所述渦輪分子泵轉(zhuǎn)速信號(hào)檢測電路604的SpeecLBack采集渦輪分子泵 的轉(zhuǎn)速，所述所述渦輪分子泵轉(zhuǎn)速信號(hào)檢測電路604的SpeecLADC端接所述模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片 模塊4。優(yōu)選的，所述渦輪分子泵控制信號(hào)的高電平參考電壓Ref_V為24V。優(yōu)選的，所述電源模塊5的輸出電壓為24V。以上對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的電子轟擊離子源控制電路進(jìn)行了詳細(xì)介紹，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上 均會(huì)有改變之處，因此凡依本實(shí)用新型設(shè)計(jì)思想所做的任何改變都在本實(shí)用新型的保護(hù)范 圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種質(zhì)譜用渦輪分子泵控制電路，其包括一上位機(jī)PC(1)，所述上位機(jī)PC(1)通過一通信接口(2)，其特征在于，所述通信接口(2)連接一FPGA模塊(3)，所述FPGA模塊(3)連接一模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片模塊(4)；其還包括一控制電路模塊(6)，所述控制電路模塊(6)接電源模塊(5)，所述控制電路模塊(6)包括一渦輪分子泵啟動(dòng)電路(601)、一Standby模式啟動(dòng)電路(602)、一渦輪分子泵報(bào)錯(cuò)電路(603)、一渦輪分子泵轉(zhuǎn)速信號(hào)檢測電路(604)以及一渦輪分子泵狀態(tài)檢測電路(605)；所述FPGA模塊(3)還連接著所述渦輪分子泵啟動(dòng)電路(601)、一Standby模式啟動(dòng)電路(602)和渦輪分子泵報(bào)錯(cuò)電路(603)，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片模塊(4)還連接著所述渦輪分子泵轉(zhuǎn)速信號(hào)檢測電路(604)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的質(zhì)譜用渦輪分子泵控制電路，其特征在于所述渦輪分子泵 啟動(dòng)電路(601)包括一繼電器(60101)，所述繼電器(60101)的一輸入端Turbopump_EN端 接一上拉電阻Rl (60102)然后連接至所述FPGA模塊(3)，用于接收控制繼電器(60101)的 通斷信號(hào)，所述繼電器(60101)的Kl的一端接渦輪分子泵啟動(dòng)控制引腳VaCUUm_EN，所述繼 電器(60101)的Kl的另一端連接渦輪分子泵控制信號(hào)的高電平參考電壓Ref_V，所述繼電 器(60101)還反向并接一二極管Dl (60103)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的質(zhì)譜用渦輪分子泵控制電路，其特征在于所述繼電器 (60101)和上拉電阻Rl (60102)接24V電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的質(zhì)譜用渦輪分子泵控制電路，其特征在于=Standby模式啟動(dòng) 電路(602)包括一光耦PCl (60201)，所述光耦PCl (60201)的Standby_En端接一上拉電阻 R4 (60202)然后連接至所述FPGA模塊(3)，所述光耦PCl (60201)的Standby端通過一電阻 R5 (60203)連接渦輪分子泵控制信號(hào)的高電平參考電壓Ref_V。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的質(zhì)譜用渦輪分子泵控制電路，其特征在于所述上拉電阻 R4 (60202)接 3. 3V 電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的質(zhì)譜用渦輪分子泵控制電路，其特征在于所述渦輪分子泵 報(bào)錯(cuò)電路(603)包括一光耦PC2 (60301)，所述光耦PC2 (60301)的Alarm端接所述上拉電阻 R6 (60302)然后連接至所述FPGA模塊(3)，所述光耦PC2 (60301)的Alarmjn端接所述上 拉電阻R7 (60303)然后連接至所述FPGA模塊(3)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的質(zhì)譜用渦輪分子泵控制電路，其特征在于所述上拉電阻 R6 (60302)接渦輪分子泵控制信號(hào)的高電平參考電壓Ref_V，所述上拉電阻R7 (60303)接 3. 3V電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的質(zhì)譜用渦輪分子泵控制電路，其特征在于所述渦輪分子泵 轉(zhuǎn)速信號(hào)檢測電路(604)的SpeecLBack采集渦輪分子泵的轉(zhuǎn)速，所述所述渦輪分子泵轉(zhuǎn)速 信號(hào)檢測電路(604)的SpeecLADC端接所述模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片模塊(4)。
9.根據(jù)權(quán)利要求2、4、7中任意一項(xiàng)所述的質(zhì)譜用渦輪分子泵控制電路，其特征在于 所述渦輪分子泵控制信號(hào)的高電平參考電壓Ref_V為24V。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至8中的任意一項(xiàng)所述的質(zhì)譜用渦輪分子泵控制電路，其特征在 于所述電源模塊(5)的輸出電壓為24V。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種質(zhì)譜用渦輪分子泵控制電路，其包括一上位機(jī)PC，所述上位機(jī)PC通過一通信接口連接一FPGA模塊，所述FPGA模塊連接一模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片模塊；其還包括一控制電路模塊，所述控制電路模塊接電源模塊，所述控制電路模塊包括一渦輪分子泵啟動(dòng)電路、一Standby模式啟動(dòng)電路、一渦輪分子泵報(bào)錯(cuò)電路、一渦輪分子泵轉(zhuǎn)速信號(hào)檢測電路以及一渦輪分子泵狀態(tài)檢測電路；所述FPGA模塊還連接這所述渦輪分子泵啟動(dòng)電路、一Standby模式啟動(dòng)電路和渦輪分子泵報(bào)錯(cuò)電路，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片模塊還連接著所述渦輪分子泵轉(zhuǎn)速信號(hào)檢測電路。該控制電路控制簡單，只需要幾個(gè)TTL電平信號(hào)就可以完成渦輪分子泵的控制。
文檔編號(hào)F04D27/00GK201771815SQ201020218058
公開日2011年3月23日 申請(qǐng)日期2010年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月8日
發(fā)明者張坤, 胡曉斌 申請(qǐng)人:江蘇天瑞儀器股份有限公司