基于WPF的电感耦合等离子体质谱仪软件设计
2021-10-23袁天文赵珍阳王世功田中朝
袁天文 赵珍阳 王世功 田中朝 汪 曣*
(1.天津大学,精密仪器与光电子工程学院,天津 300072;2.山东东仪光电仪器有限公司,烟台 264000)
电感耦合等离子体质谱仪[1, 2](ICP-MS)是以电感耦合等离子体(Inductively Coupled Plasma)为离子源,结合质谱(Mass Spectrometer)技术进行元素和同位素检测的仪器[3]。进样系统使得样品溶液变为气溶胶的形式进入等离子体的高温区,样品分子被电离成离子形式送入质谱仪。质谱仪通常含有碰撞反应池[4],通入氨气、氧气、氦气等碰撞反应气与干扰离子发生碰撞或者化学反应来减少干扰。四极杆作为成熟的离子筛选装置被广泛用于ICP-MS中。ICP-MS因此具有高灵敏度、低检出限、元素检测范围广、线性范围宽等特点,成为痕量和超痕量多元素分析的强有力的工具,被广泛应用于食品、化工、生物、环境、地质、冶金、微电子等领域[3]。目前,国内高端ICP-MS依赖进口,其自主研发和创新依旧有很长的路要走。
软件作为发挥质谱仪器性能的重要工具,在质谱仪器研发和商品化阶段发挥着重要作用。MTALSYS是借助WPF技术开发出的一套操作简单、维护成本低、可扩展性高、通用性好的ICP-MS客户端软件。该软件具有清晰的软件架构,通过TCP/IP的通信方式和基于ModbusTCP改进后的通信协议与嵌入式控制系统进行通信,具有雾化气流量、射频功率、三维移动平台位置的自动优化功能。
1 电感耦合等离子体质谱仪简介
电感耦合等离子体质谱仪器系统包含如下部分:进样系统(雾化器、雾化室、蠕动泵、半导体制冷装置等)、等离子体炬、接口(接口锥、采样锥)、离子透镜、碰撞反应池、四极杆质滤器、检测器、真空系统(分子泵、机械泵)、水冷系统、嵌入式控制系统(下位机)、电子学系统、机械支撑系统、客户端软件(上位机)[5],如图1所示。……
