蔡龙

（北京市北分仪器技术有限责任公司 北京市 100194）

1 引言

质谱仪拥有优越的定性、定量能力，极高的灵敏度和很好的广谱性，是目前公认的化学分析仪器中最强有力的工具[1]。通常质谱仪包括以下关键部件：进样系统、离子源、质量分析器、离子检测器、真空部件以及测控系统[2]。真空是质谱仪的“生命”，是质谱仪极为重要的组成部分：

（1）电子倍增器、离子源等核心部件需要在高真空下才能正常工作；

（2）真空度影响质谱仪中离子的平均自由行程，从而影响到仪器的分辨率；

（3）高真空下能避免发生离子-分子反应，保证质谱图样的正确。

综上，为确保质谱仪正常工作，真空度必须达到并稳定地控制在预定范围内[3]，这就要求必须对真空度进行准确地测量。

2 硬件结构

在质谱仪的真空系统中，初级泵提供高真空泵正常工作所需要的前级真空，按照高真空获取设备的不同，质谱仪可以分为离子泵平台和分子泵平台两种类型。

真空测量系统通过拟定的通讯协议，使用RS232串行通讯向测控系统实时传输真空度等相关数据。当腔体的真空度达到预定值时，真空测量系统向测控系统发送真空状态正常的信息。最终测控系统通过TCP/IP协议向上位机传输包含真空度及真空状态在内的数据包，实现对真空度的实时监测。真空状态决定仪器能否正常开阀、扫描，该机制保护了真空腔体内部离子源等元件。真空测量系统的硬件组成如图1所示。

为了降低开发周期、节约成本，分子泵平台和离子泵平台所使用的真空测量板卡硬件上是相同的，下位机软件则根据不同平台的具体需求而区分设计。……