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质谱仪真空测量与控制系统的研究与开发

作　者: 杨继伟
导　师: 林君
学　校: 吉林大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 质谱仪真空规真空测量真空控制涡轮分子泵 MSP430
分类号: TB773
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 134次
引　用: 1次
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内容摘要

质谱仪发展至今已有九十多年的历史。目前质谱仪已广泛应用于基础科学研究、国防、航天等各个领域。因此,开发具有自主知识产权的质谱仪具有极其重要的意义。质谱仪的离子源、质量分析器和检测器必须在高真空状态下工作,所以对真空度的测量及控制也是质谱仪一项重要的工作。根据中国计量科学研究院质谱实验室质谱仪的需要,本文研究并开发质谱仪真空系统的测量及控制系统。目前可以控制测量中国计量院质谱室现有的几种真空规:MKS公司的925C和979;Helix公司的Micro-Ion Plus;PFEIFFER公司的PKR251;成都正华公司生产的ZJ-14B型反磁控式高真空冷阴极电离真空规,同时留出了控制接口可以扩展控制多种真空规。还可以通过控制PFEIFFER公司的涡轮分子泵来调解真空度。论文通过大量的实验测试,计算并分析了ZJ-14B型冷规的参数,为今后的质谱仪的真空测量奠定了基础。

全文目录

内容提要  4-9
第一章绪论  9-14
  1.1 课题研究背景  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-12
  1.3 课题研究的意义  12
  1.4 课题的来源及主要研究内容  12-14
第二章系统工作原理及总体方案设计  14-26
  2.1 真空测量控制原理  14
  2.2 冷阴极电离真空规概述  14-17
    2.2.1 反磁控冷阴极电离真空工作原理  15-16
    2.2.2 ZJ-148 型冷规的参数  16-17
  2.3 其它真空规概述  17-20
    2.3.1 真空规925C  17
    2.3.2 真空规979  17-18
    2.3.3 真空计Micro-Ion Plus  18-19
    2.3.4 真空规PKR251  19-20
  2.4 分子泵概述  20-21
  2.5 总体方案设计  21-26
    2.5.1 冷规测试的设计  21-23
    2.5.2 通用真空计及真空控制系统的设计  23-26
第三章真空规测量电路设计  26-37
  3.1 真空度调节电路  26-28
    3.1.1 D07-78 型MFC 性能指标  26-27
    3.1.2 MFC 的控制电路  27-28
  3.2 信号处理电路设计  28-31
    3.2.1 ZJ-148 冷阴极电离规电流测量的电路设计  28-30
    3.2.2 PKR251 测量电压电路设计  30-31
  3.3 信号采集模块设计  31-35
    3.3.1 AD7705 简介  31-32
    3.3.2 AD7705 读写时序及片内寄存器  32-34
    3.3.3 AD7705 电路设计  34-35
  3.4 系统电源设计  35-37
    3.4.1 高压电源  35
    3.4.2 低压电源  35-37
第四章串口通讯设计  37-42
  4.1 串口通讯概述  37-38
  4.2 真空规的串口控制设计  38-42
    4.2.1 RS-232 通讯的设计  38-40
    4.2.2 RS-485 通讯的设计  40-42
第五章系统程序设计  42-50
  5.1 MSP430 系统程序设计  42-45
    5.1.1 定时器的设置  42-43
    5.1.2 DAC 模块设置  43-44
    5.1.3 中断的设置  44
    5.1.4 USART 模块设置  44-45
  5.2 数据采集程序  45-46
  5.3 串口通信设置  46-48
    5.3.1 母口接收子口发送流程  46-47
    5.3.2 子口接收母口发送流程  47
    5.3.3 RS-232 串口程序流程  47-48
  5.4 上位机应用程序设计  48-50
第六章系统测试与结果分析  50-67
  6.1 真空规PKR251 的测试  50-52
  6.2 ZJ-148 冷规测试方法  52-53
  6.3 ZJ-148 冷规单次测试分析  53-58
    6.3.1 一月份测试分析  53-56
    6.3.2 三月份测试分析  56-57
    6.3.3 两次测试比较  57-58
  6.4 ZJ-148 冷规多次测试分析  58-61
    6.4.1 短期内多次测试分析  58-60
    6.4.2 长期测试比较分析  60-61
  6.5 ZJ-148 冷规测试结果分析  61-67
    6.5.1 短期内测试结果分析  61-65
    6.5.2 长期测试结果比较分析  65-67
第七章全文总结及对后续研究的建议  67-69
  7.1 全文总结  67-68
  7.2 对下一步工作的建议  68-69
参考文献  69-71
摘要  71-73
ABSTRACT  73-75
致谢  75

质谱仪真空测量与控制系统的研究与开发

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