CN217820705U

CN217820705U - 一种质谱仪测试装置

Info

Publication number: CN217820705U
Application number: CN202221722535.6U
Authority: CN
Inventors: 郑君涛; 张莉莉; 李旭海; 李康康; 蔡克亚
Original assignee: Autobio Labtec Instruments Zhengzhou Co Ltd
Current assignee: Autobio Labtec Instruments Zhengzhou Co Ltd
Priority date: 2022-07-01
Filing date: 2022-07-01
Publication date: 2022-11-15
Anticipated expiration: 2032-07-01

Abstract

本实用新型公开了一种质谱仪测试装置，涉及全自动微生物质谱检测系统技术领域，其包括：电源适配器，其用于对质谱仪测试装置的各部件进行供电；电源转换装置，其用于将电源适配器提供的电压转化为各部件所需电压；通信装置，用于与质谱仪的电控设备进行通信连接；电路装置，用于检测电控设备的电压和电阻；显示装置，用于显示质谱仪的检测数据和进行触屏控制；控制装置，电源适配器、电源转换装置、通信装置、电路装置以及显示装置均与控制装置连接。本装置通过设置通信装置、电路装置以及显示装置，可对质谱仪进行针对性的电路检测，对容易出现电路故障的部件进行快速排查，从而提高故障排查效率，降低质谱仪的电路故障排查难度。

Description

一种质谱仪测试装置

技术领域

本实用新型涉及全自动微生物质谱检测系统技术领域，更具体地说，涉及一种质谱仪测试装置。

背景技术

现有技术中，全自动微生物质谱检测系统包含多个精密的电子和机械装置，当前对精密仪器的故障排查方式主要是通过万用表测量仪器关键器件的电压电阻等参数，并结合故障现象初步判断大致故障点，然后将该故障点包含的可能故障配件进行逐一更换，从而确定真正出现故障的配件。该过程主要是通过以往故障处理经验和试错法进行故障电路的查找和排除，其无法准确快速定位到仪器的电路故障点，会导致仪器的电路故障排查的耗时时间较久，会导致质谱仪的电路故障排查操作困难。

综上所述，如何降低质谱仪的电路故障排查难度，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种质谱仪测试装置，可有效降低质谱仪的电路故障排查难度。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种质谱仪测试装置，包括：

电源适配器，其用于对所述质谱仪测试装置的各部件进行供电；

电源转换装置，其用于将所述电源适配器提供的电压转化为各部件所需电压；

通信装置，用于与质谱仪的电控设备进行通信连接；

电路装置，用于检测所述电控设备的电压和电阻；

显示装置，用于显示所述质谱仪的检测数据和进行触屏控制；

控制装置，所述电源适配器、所述电源转换装置、所述通信装置、所述电路装置以及所述显示装置均与所述控制装置连接。

优选的，所述电路装置包括用于单独控制和检测所述质谱仪的高压电源的模拟电压输出模块件。

优选的，所述电路装置还包括直流恒流源模块件、用于切换所述质谱仪的步进电机的电机环路的切换电路模块件以及电压采集模块件，所述电压采集模块件用于检测所述电机环路和所述模拟真空规的电压值、检测所述高压电源反馈的电压值；

所述切换电路模块件和所述电压采集模块件配合使用，可通过短接各所述电机环路、以逐段检测各所述电机环路是否正常。

优选的，所述高压电源包括电压编程输入、电流编程输入、电压检测输出以及电流检测输出，所述电压编程输入和所述电流编程输入均与所述模拟电压输出模块件连接，所述电压检测输出和所述电流检测输出均与所述电压采集模块件连接。

优选的，所述切换电路模块件通过控制继电器的通断或通过MOS管实现电路切换操作。

在使用本实用新型所提供的质谱仪测试装置时，电源适配器可为质谱仪测试装置的各部件供电、电源转换装置可将电源电压进行转换、以使各检测部件得到所需的工作电压，进而确保控制装置对质谱仪的测试操作效果。当需要对质谱仪的电路模块如高压电源、电机控制环路、延时信号以及分子泵等通电模块进行测试时，可通过通信装置、电路装置以及显示装置，以有效判断质谱仪的电控设备是否正常运行、并显示电控设备的运行数据，以便于操作人员及时快速发现故障位置。也即本装置通过设置通信装置、电路装置以及显示装置，可对全自动微生物质谱检测系统进行针对性的电路检测，对容易出现电路故障的部件进行快速排查，从而提高故障排查效率质谱仪测试装置。

综上所述，本实用新型所提供的质谱仪测试装置，可有效降低质谱仪的电路故障排查难度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供的质谱仪测试装置的电路控制连接示意图；

图2为信号检测模块件的信号传递示意图；

图3为电机环路的电阻测量示意图；

图4为高压电源的检测示意图。

图1-图4中：

1为控制装置、11为电源转换装置、12为通信装置、121为485通信模块、122为第一232通信模块、13为电路装置、131为模拟电压输出模块件、132为直流恒流源模块件、133为切换电路模块件、134为电压采集模块件、14为输出控制件、15为显示装置、2为电源适配器、3为第二232通信模块、4为模拟真空规、5为显示屏、6为质谱仪、61为电磁阀、62为风扇、63为激光器、64为质谱延时电路板、65为步进电机、66为高压电源、661为电压编程输入、662为电流编程输入、663为电压检测输出、664为电流检测输出、67为分子泵、68为平台控制板、69为转接电路、7为蜂鸣器、8为信号测量模块件、81为第一接口、82为第二接口、83为第三接口。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的核心是提供一种质谱仪测试装置，可有效降低质谱仪的电路故障排查难度。

请参考图1至图4，图1为本实用新型所提供的质谱仪测试装置的电路控制连接示意图；图2为信号检测模块件的信号传递示意图；图3为电机环路的电阻测量示意图，图4为高压电源的检测示意图。

本具体实施例提供了一种质谱仪测试装置，包括：

电源适配器2，其用于对质谱仪测试装置的各部件进行供电；

电源转换装置11，其用于将电源适配器2提供的电压转化为各部件所需电压；

通信装置12，用于与质谱仪6的电控设备进行通信连接；

电路装置13，用于检测电控设备的电压和电阻；

显示装置15，用于显示质谱仪6的检测数据和进行触屏控制；

控制装置1，电源适配器2、电源转换装置11、通信装置12、电路装置13以及显示装置15均与控制装置1连接。

需要说明的是，使用质谱仪测试装置时，由电源适配器2对质谱仪测试装置的各部件进行供电，电源转换装置11可将24V输入电压转换为5V和12V的输出电压，以满足各部件的电压需求。显示装置15可显示控制装置1中获取的各项测量数据，并可通过显示屏5控制各项功能。

可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求，对控制装置1、电源适配器2、电源转换装置11、通信装置12、电路装置13以及显示装置15的形状、结构、类型等进行确定。

在使用本实用新型所提供的质谱仪测试装置时，电源适配器2可为质谱仪测试装置的各部件供电、电源转换装置11可将电源电压进行转换、以使各检测部件得到所需的工作电压，进而确保控制装置1对质谱仪6的测试操作效果。当需要对质谱仪6的电路模块如高压电源66、电机控制环路、延时信号以及分子泵67等通电模块进行测试时，可通过通信装置12、电路装置13以及显示装置15，以有效判断质谱仪6的电控设备是否正常运行、并显示电控设备的运行数据，以便于操作人员及时快速发现故障位置。也即本装置通过设置通信装置12、电路装置13以及显示装置15，可对全自动微生物质谱检测系统进行针对性的电路检测，对容易出现电路故障的部件进行快速排查，从而提高故障排查效率。

综上所述，本实用新型所提供的质谱仪测试装置，可有效降低质谱仪6的电路故障排查难度。

在上述实施例的基础上，优选的，质谱仪6的3个电磁阀61、2个风扇62均与输出控制件14连接，输出控制件14和蜂鸣器7连接，蜂鸣器7用于在特殊故障时进行报警鸣笛，例如出现电磁阀61开关失败、风扇62停转、平台运行堵转或分子泵67功率异常等故障时，蜂鸣器7可自动的报警鸣笛。输出控制件14可以对质谱仪6的3个电磁阀61进行控制，从而对质谱仪6的真空气路进行控制，以简化日常维护中需要手动放气的步骤，并且，如果电磁阀61无法运行，则可判断为电磁阀61故障。另外，输出控制件14可以对2个风扇62进行控制，以验证是风扇62是否出现故障。当电磁阀61或风扇62出现故障时蜂鸣器7可报警鸣笛，以提示操作人员进行检修维护。

优选的，通信装置12包括用于与质谱仪6的分子泵67进行通信连接的485通信模块121和用于控制质谱仪6的平台控制板68运行的第一232通信模块122。

需要说明的是，使用485通信模块121可以和质谱仪6上的分子泵67进行通信连接，以便于查看分子泵67的运行参数，例如，可以查看分子泵67的运行电压、功率以及电流等参数，而且，还可以对反馈的故障代码进行处理，并传输到显示屏5上用于提示当前的故障信息，另外，对于部分设置或运行错误的参数，可通过对分子泵67进行复位和参数设置以进行恢复，这样便于现场对分子泵67故障进行排查和维修。

另外，需要说明的是，使用第一232通信模块122可以通过发送代码来控制质谱仪6的平台控制板68运行，从而控制质谱仪6的XY运动平台的两个步进电机65，实现步进电机65运动的控制操作，利用第一232通信模块122可验证运动平台中机械设备的顺畅性，例如，可通过设置多次进出靶动作来验证进出样模块的机械配合程度是否存在卡顿现象，通过处理平台控制板68的反馈代码来判断XY运动平台是否有硬件堵转(即XY运动平台在运行中由于机械机构的原因导致运行阻力大于电机的运行扭矩，从而出现硬件堵转现象)或软件堵转(即XY运动平台在运动过程中由于异常原因导致其移动到软件限定的安全区外，此时平台控制板68会反馈软件堵转、进行报警)，当出现上述两种堵转现象时，蜂鸣器7均会进行报警，且显示屏5会显示具体的堵转类型。

优选的，电路装置13包括用于单独控制和检测质谱仪6的高压电源66的模拟电压输出模块件131，高压电源66包括电压编程输入661、电流编程输入662、电压检测输出663以及电流检测输出664，电压编程输入661和电流编程输入662均与模拟电压输出模块件131连接，电压检测输出663和电流检测输出664均与电压采集模块件134连接。

需要说明的是，高压电源66的检测示意图如图4所示。也即可通过模拟电压输出模块件131输出两路可调电压输出，以对质谱仪6的高压电源66的电压编程输入661、电流编程输入662进行控制，从而来输出kV级别的直流高压，该直流高压的电压和电流均可被模拟电压输出模块件131控制，并通过电压采集模块件134来采集高压电源66的电压检测输出663和电流检测输出664的反馈值，进而计算高压电源66的功率，以此检测高压电源66是否有异常。

例如，可使用模拟电压输出模块件131输出0到10V的电压，以单独控制质谱仪6上的高压电源66，并通过对高压电源66的参数设置和查看反馈信号来验证高压电源66是否有异常。优选的，使用该装置可对高压电源66进行电压压力测试，通过内置程序缓慢调整输出电压数值，并使用第二232通信模块3采集高压电源66的电压电流值且实时的将数据上传到电脑，从而绘制电压电流曲线图，并可将电压电流曲线图与标准的高压电源66的曲线图进行对比，从而验证高压电源66是否有瞬时异常数据，从而详细评估高压电源66的良好性。该功能也可以用于生产过程中原材料检验阶段，从而对高压电源66进行批量检验。

在上述实施例的基础上，优选的，电路装置13还包括直流恒流源模块件132、用于切换质谱仪6的步进电机65的电机环路的切换电路模块件133以及电压采集模块件134，电压采集模块件134用于检测电机环路和模拟真空规4的电压值、检测高压电源66反馈的电压值；切换电路模块件133和电压采集模块件134配合使用，可通过短接各电机环路、以逐段检测各电机环路是否正常。

需要说明的是，可以使用直流恒流源模块件132对两个步进电机65提供所需的恒定电流，该恒定电流的电流值与质谱仪器电机通电时的电流值相同，而后，利用切换电路模块件133和电压采集模块件134分别对质谱仪6真空腔体中的两个步进电机65的AB相环路电压值进行检测，步进电机65为两相四线电机(也即步进电机65具有A相和B相，且具有A+、A-、B+以及B-四线)。使用过程中，可在不打开真空腔体的条件下，通过测量环路电阻以确认步进电机65内部电机环路A+、A-、B+以及B-是正常、短路或断路的情况，通过短接各环路能够对各环路逐段检测，从而确认整个电机控制回路是否异常。也即可通过检测真空腔体内电机环路中各环路的电阻值，从而判断该电机环路是否异常。

需要进一步说明的是，切换电路模块件133可对转接电路69进行依次切换检测，以实现对步进电机65的内部电机环路A+、A-、B+以及B-进行环路的切换操作，其中，转接电路69为真空腔体内的电机转接电路。电机环路电阻测量示意图如图4所示，由于直流恒流源模块件132与步进电机65并非直接连接，而是通过转接板进行连接，导致电机环路会出现多个电阻值，其中，R1和R2为转接板的电阻值，R3为步进电机65的真实电阻值，通过在各电阻的两端进行短接操作，可有效检测该段电路是否正常，以准确判断出电机环路的异常位置。

还需要说明的是，可以设置两个模拟真空规4，以配合电压采集模块件134获取步进电机65的电压值、并读取高压电源66的电压值。可以使用电压采集模块件134和某一模拟真空规4测量质谱仪6初级真空维持装置机械泵的抽速和抽极限真空能力，从而批量或单个的验证机械泵的性能，根据这些参数可以确定该机械泵是否需要维护或更换。并且，可以使用电压采集模块件134和另一模拟真空规4以及气路转换机构，以获得真空腔体内部真实的真空参数，从而验证质谱仪6的高真空规是否异常。

优选的，切换电路模块件133通过控制继电器的通断或通过MOS管实现电路切换操作。也即继电器和MOS管均可实现转接电路69的功能，通过使用继电器或MOS管，可对步进电机65内部电机环路A+、A-、B+以及B-进行切换，从而分别对各电机环路进行检测。

优选的，可以将质谱仪测试装置的各部件均放置在手提箱内，便于操作人员携带使用，适用于售后服务人员携带上门、对质谱仪进行诊断和故障的排查操作。并且，可以在手提箱内设置用于读取质谱仪6的真空腔体的真空度的气路转换机构，控制装置1和气路转换机构连接。其中，控制装置1和气路转换机构连接是指通过真空规间接连接，气路转换机构是为了方便高真空规接入真空腔体内，使用时气路转换机构与质谱仪6的气路相连，高真空规与气路转换机构相连接，控制装置1通过读取高真空规的电压以获得真空腔体内部的真空数值。也即电压采集模块件134、模拟真空规4以及气路转换机构配合使用，可获得真空腔体内部真实的真空参数，从而验证质谱仪6的高真空规是否异常。

在上述实施例的基础上，优选的，控制装置1包括用于检测质谱仪6的质谱延时电路板64的延时信号的信号测量模块件8。其中，信号测量模块件8可以测量激光器63的触发信号和经质谱延时电路板64延时的延时信号之间的时间差。该时间差为百纳秒级别信号，通过将两个信号分别整形滤波后形成一个单一脉冲信号，该脉冲信号的脉宽即为两个信号的时间差，之后，可以将该脉冲信号的脉宽经过扩展电路模块整体放大1000倍后输入到信号测量模块中，信号测量模块测量到该信号的脉冲宽度即为两个信号时间差、而后，将该时间差与标准时间差进行比对，从而判断质谱延时电路板64是否存在问题，使得该检测操作无需携带示波器便可以采集纳秒级别的信号。

优选的，信号测量模块件8包括用于接收激光器63触发信号的第一接口81、用于向质谱延时电路板64反馈信号的第二接口82、用于接收质谱延时电路板64发出的信号的第三接口83，第二接口82与第一接口81短接，延时信号的测量示意图如图3所示。其中，信号测量模块件8可有效接收激光器63的触发信号和质谱延时电路板64的延时信号、计算激光器63的触发信号和质谱延时电路板64的延时信号之间的时间差、并对比时间差与标准时间差，从而验证激光器63和质谱延时电路板64的相关信号是否异常。

另外，需要说明的是，本实用新型所提供的质谱仪测试装置，能够对全自动微生物质谱检测系统中的关键机械机构如运动平台、进出样结构、机械泵、电磁阀61和大多数电控装置如高压电源66、电机环路、延时信号、分子泵67通信、风扇62等模块进行测试，本装置方便携带、适于售后服务人员携带上门对质谱仪6进行诊断和故障排查操作。且该装置可以配合质谱仪6的电路板形成一个疲劳测试调试装置，用于在质谱仪6的生产过程中取代电脑中的上位机对仪器部分模块的直接控制、从而减小模块调试区域和提高生产效率，通过工序优化、可保证经过调试的模块均为无质量问题的模块，最终可减少质谱仪6的总装调试时间。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。本实用新型所提供的所有实施例的任意组合方式均在此实用新型的保护范围内，在此不做赘述。

以上对本实用新型所提供的质谱仪测试装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种质谱仪测试装置，其特征在于，包括：

电源适配器(2)，其用于对所述质谱仪测试装置的各部件进行供电；

电源转换装置(11)，其用于将所述电源适配器(2)提供的电压转化为各部件所需电压；

通信装置(12)，用于与质谱仪(6)的电控设备进行通信连接；

电路装置(13)，用于检测所述电控设备的电压和电阻；

显示装置(15)，用于显示所述质谱仪(6)的检测数据和进行触屏控制；

控制装置(1)，所述电源适配器(2)、所述电源转换装置(11)、所述通信装置(12)、所述电路装置(13)以及所述显示装置(15)均与所述控制装置(1)连接。

2.根据权利要求1所述的质谱仪测试装置，其特征在于，所述电路装置(13)包括用于单独控制和检测所述质谱仪(6)的高压电源(66)的模拟电压输出模块件(131)。

3.根据权利要求2所述的质谱仪测试装置，其特征在于，所述电路装置(13)还包括直流恒流源模块件(132)、用于切换所述质谱仪(6)的步进电机(65)的电机环路的切换电路模块件(133)以及电压采集模块件(134)，所述电压采集模块件(134)用于检测所述电机环路的电压值、检测所述高压电源(66)反馈的电压值；

所述切换电路模块件(133)和所述电压采集模块件(134)配合使用，可通过短接各所述电机环路、以逐段检测各所述电机环路是否正常。

4.根据权利要求3所述的质谱仪测试装置，其特征在于，所述高压电源(66)包括电压编程输入(661)、电流编程输入(662)、电压检测输出(663)以及电流检测输出(664)，所述电压编程输入(661)和所述电流编程输入(662)均与所述模拟电压输出模块件(131)连接，所述电压检测输出(663)和所述电流检测输出(664)均与所述电压采集模块件(134)连接。

5.根据权利要求3所述的质谱仪测试装置，其特征在于，所述切换电路模块件(133)通过控制继电器的通断或通过MOS管实现电路切换操作。