Sciex 4800 质谱仪电气框图(控制电路)

来源:/工作相关/Personnal/2017工作/质谱相关/4800/控制电路/ 下两份 PDF(系统互联视角 + 接地/供电分布视角),各 1 页 text_based,合并整理。 背景:2017 年质谱相关工作期间收集的 Sciex 4800(MALDI-TOF/TOF 机型)电气架构参考资料。

笔记一:系统互联框图(block diagram / Sciex 版)

这张图描述 4800 整机各控制模块之间通过 CAN 总线 + 背板(BackPlane/Interconnect PCB) 互联的拓扑。颜色约定:蓝=仪器底部,红=靠近分析仪,紫=底部卡箱/背板。

核心控制骨干

  • cpu core / IO / Workstation 之间走 CAN(External CAN、Shared CAN),是整机控制神经。
  • 大量模块标注 “May move onto IO, Vac Control”——说明这是设计演进中的架构图:Digitizer、Turbo Controller、Fan IO、Interlock IO、真空规电子学等多个模块都在评估合并进 IO/真空控制板,走的是减板集成路线。
  • 心跳机制:各 HVPS/控制模块都有 “Heart Beat” 信号挂 Shared CAN。

高压电源(HVPS)分布

  • Meta HV / Ion Optic HV(离子光学模块内,Mirror HV 1/2 受 ion optic module 控制,走 hvps Grid/Srce 命名)
  • Lens 1-4 HVPS、Mirror Det HVPS、Deflector HVPS(X1Y1-X4Y4 四组四极偏转板)
  • Source 1 / Source 2 HVPS(双离子源,各带 Grid HV + HV Return)
  • 高压板与 IO 控制核之间标注 “core cpu coupled AC-DE”(AC 耦合差分信号)。

时间触发与同步(TIS: Timing, Trigger + Delay)

  • TIS 模块集中管理 Meta Trigger、Shared Trigger Generator、Laser Trig(OptoSync 光电同步 + Dig Trig 数字触发)。
  • 触发分配链:TIS -> DE1/DE2 触发(对应 Source 1/2)、延迟(Delay)下发。
  • 与激光模块、laser PS 之间有 OptoSync 光同步闭环。

运动控制

  • Galil DMC2143 运动控制器,走 RS-232 from IO Cntrl,驱 X/Y servo(W/Z servo-stepper 在背板侧)。

真空控制

  • 真空规:Source BA、Main BA、CID BA、Load Pirani、CID Pirani(可选)、Fore-line;配 Turbo 分子泵控制器(Control/Status)。
  • 图注再次提到 BA 规电子学可能并入 IO/Vac Control Module。

笔记二:接地与供电分布图(GND 版)

同一台机器的接地/供电布线视角,物理分区更明确:

  • 供电入口:AC Power Entry -> LVDC Power / Supply Distribution -> 各板卡;30 Kv 级高压供给 Lens PS、Deflect Supply 等。
  • 卡箱(Card Cage)+ 背板(Backplane / Ion Optics Motherboard):CPU 板、Lens PS、4 Deflect Supply、Pulse Generator、Vacuum I/O、Source Control、Motion Control 各 CPU 均插背板。
  • 离子光学分区板:Source Optics Plate -> MSMS Optics Plate -> TCG Plate -> Flight Tube(TOF 飞行管),逐级电压抬升(TCG=传输/碰撞区)。
  • 接地:明确标注 Ground Braids(接地编织带)、Lens Distribution、Feedthru(穿舱件)——接地回流路径以编织带低阻抗连接为设计要点。
  • 机械部分:XY Stage、Gate Load Lock(进样锁气室)、Shutter/Atten.(激光快门与衰减)。
  • 安全:Fans + Interlocks 联锁,与系统图一致标注 tbd。

关键概念小结

缩写含义
TISTiming, Trigger + Delay 触发时序模块
TCG传输/碰撞区板(TOF 离子传输导引)
CID碰撞诱导解离区
BA / Pirani电离规 / 皮拉尼规(高/低真空测量)
HVPS高压电源模块
DMC2143Galil 四轴运动控制器
Heart Beat模块在线心跳(挂 Shared CAN)

可复用要点

  1. 仪器类软件的多 CPU + CAN 骨干 + 背板架构样本:控制域(IO/真空/运动)、高压域(HVPS)、时序域(TIS)三分离。
  2. 硬件-软件接口设计的触发模型:集中式触发发生器 + 分布式延迟(DE1/DE2 + Delay),对做采集软件的事件时序设计有参考价值。
  3. “May move onto IO” 类图注提示:读硬件框图时注意区分现状架构与演进方案。

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