基質輔助雷射解析電離飛行時間質譜儀串口級聯繫統的製作方法

2023-06-10 08:36:01

本實用新型涉及基質輔助雷射解析電離飛行時間質譜儀（MALDI-TOFMS），尤其是涉及基質輔助雷射解析電離飛行時間質譜儀串口級聯繫統。

背景技術：

基質輔助雷射解析電離飛行時間質譜儀主要由兩部分組成：基質輔助雷射解析電離離子源（MALDI）和飛行時間質量分析器（TOF）。基質輔助雷射解析電離飛行時間質譜儀（MALDI-TOFMS）內部設有雷射器和主控系統電路板。所述雷射器和主控系統電路板工作時，需要與電腦主機分別通過RS232串行接口進行實時通訊連接，而電腦主機一般都只有一個RS232串行接口。為解決此問題，目前常規的方法是：1、對電腦主機的串行接口進行硬體擴展；2、將雷射器的串行接口交由主控系統電路控制。將電腦主機的RS232串行接口在硬體上由一個擴展成兩個，這種一轉二的串行接口擴展卡，不僅價格昂貴，而且將導致電腦主機與MALDI-TOFMS之間多了一條RS232通訊線路，因此受到幹擾的機率大大增加，降低了MALDI-TOFMS的可靠性。而將雷射器串行接口由主控系統電路控制，電腦主機將對雷射器的讀寫信號通過主控系統電路中的處理器中轉，存在的不足是系統的實時性比較差，而MALDI-TOFMS對雷射的實時性要求非常高，因此該方法將影響MALDI-TOFMS的性能和客戶體驗。

技術實現要素：

本實用新型目的在於提供一種基質輔助雷射解析電離飛行時間質譜儀串口級聯繫統。

為實現上述目的，本實用新型採取下述技術方案：

本實用新型所述基質輔助雷射解析電離飛行時間質譜儀串口級聯繫統，包括用於與電腦主機RS232串行接口連接的連接器J1，和用於與所述質譜儀主控系統電路板通訊連接的第一RS232收發晶片U1，以及用於與所述質譜儀內部雷射器通訊連接的第二RS232收發晶片U2；

所述連接器J1的信號輸出端與所述第一RS232收發晶片U1的第一接收器R1輸入端連接,第一RS232收發晶片U1的第一接收器R1輸出端分別與質譜儀主控系統電路板的信號輸入端和第一RS232收發晶片U1的第二發送器T2輸入端連接,所述第一RS232收發晶片U1的第二發送器T2輸出端與所述第二RS232收發晶片U2的第一接收器R1輸入端連接，第二RS232收發晶片U2的第一接收器R1輸出端與所述質譜儀內部雷射器的信號輸入端連接；

所述質譜儀內部雷射器的信號輸出端與第二RS232收發晶片U2的第一發送器T1輸入端連接, 第二RS232收發晶片U2的第一發送器T1輸出端與所述第一RS232收發晶片U1的第二接收器R2輸入端連接，第一RS232收發晶片U1的第二接收器R2輸出端通過反向二極體D1與所述質譜儀主控系統電路板信號輸出端和第一RS232收發晶片U1的第一發送器T1輸入端連接，第一RS232收發晶片U1的第一發送器T1輸出端與所述連接器J1的信號輸入端連接。

本實用新型優點在於採用巧妙的電路設計，用於基質輔助雷射解析電離飛行時間質譜儀，既不增加串行接口數量和線束，同時也不降低系統信號傳輸實時性，實現了一個電腦主機RS232串行接口同時控制質譜儀主控系統電路板和雷射器目的。

附圖說明

圖1是本實用新型的電路原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型的實施例作詳細說明，本實施例在以本實用新型技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本實用新型的保護範圍不限於下述實施例。

如圖1所示，本實用新型所述基質輔助雷射解析電離飛行時間質譜儀串口級聯繫統，包括用於與電腦主機RS232串行接口連接的連接器J1，和用於與所述質譜儀主控系統電路板通訊連接的第一RS232收發晶片U1（型號：MAX232CPE），以及用於與所述質譜儀內部雷射器通訊連接的第二RS232收發晶片U2（型號：MAX232CPE）；

電腦主機通過連接器J1的3腳發送信號U1_R1IN給第一RS232收發晶片U1的第一接收器R1輸入端（13腳），信號U1_R1IN轉換成TTL電平信號U1_R1OUT經第一接收器R1輸出端（12腳）送入主控系統電路板和第一RS232收發晶片U1的第二發送器T2輸入端（10腳），信號U1_R1OUT經轉換成RS232電平信號U1_T2OUT，通過第二發送器T2輸出端（7腳）送入第二RS232收發晶片U2的第一接收器R1輸入端（13），將信號U1_T2OUT轉換成TTL電平信號U2_R1OUT，經第二RS232收發晶片U2的第一接收器R1輸出端（12）送入雷射器中。即電腦主機發送的串行接口數據經第一RS232收發晶片U1和第二RS232收發晶片U1分別送入主控系統電路板和雷射器中。

雷射器發送TTL信號U2_T1IN進入第二RS232收發晶片U2的第一發送器T1輸入端（11腳），轉換成RS232信號U1_R2IN後經第二RS232收發晶片U2第一發送器T1輸出端（14腳）送入第一RS232收發晶片U1的第二接收器R2輸入端（8腳），信號U1_R2IN經轉換成TTL信號U1_R2OUT後由第一RS232收發晶片U1的第二接收器R2輸出端（9腳）輸出到二極體D1（型號：1N4148）的陰極，從二極體D1陽極出來的信號U1_T1IN送入到第一RS232收發晶片U1的第一發送器T1輸入端（11），轉換成RS232信號U1_T1OUT後經第一RS232收發晶片U1的第一發送器T1輸出端（14腳）輸出，送入連接器J1的2腳，即送入電腦主機的RS232串行接口信號輸入端。

同理，主控系統電路板發送的TTL信號U1_T1IN經第一RS232收發晶片U1的第一發送器T1輸入端（11腳），轉換成RS232信號U1_T1OUT後經第一RS232收發晶片U1的第一發送器T1輸出端（14腳）輸出，送入連接器J1的2腳，即送入電腦主機的RS232串行接口信號輸入端。

由於RS232電平標準是+12V為邏輯負，-12V為邏輯正；而TTL電平是+5V為邏輯正，0V為邏輯負。故當信號U2_T1IN為邏輯正+5V時，信號U1_R2IN為邏輯正-12V，信號U1_R2OUT為邏輯正+5V，二極體D1反向截至，信號U1_T1IN為邏輯正+5V，信號U1_T1OUT為邏輯正-12V，實現了信號的正確傳輸。同理，當信號U2_T1IN為邏輯負0V時，信號U1_R2IN為邏輯負+12V，信號U1_R2OUT為邏輯負0V，二極體D1正嚮導通，信號U1_T1IN為邏輯負0V，信號U1_T1OUT為邏輯負+12V，實現信號正確傳輸。

其中，電容C1、C2、C4、C5、C6、C7、C9、C10作用為配合第一RS232收發晶片U1、第二RS232收發晶片U2內部電荷泵工作，使第一RS232收發晶片U1、第二RS232收發晶片U2能夠在+5V供電的情況下輸出±12V的RS232電平；電容C3、C8在電路中起退耦作用。

從圖1可以看出，本串口級聯繫統可以滿足電腦主機串口同時控制主控系統電路和雷射器的需求。

本實用新型工作原理為主從結構，電腦主機為主機，主控系統電路和雷射器為從機。電腦主機採用輪詢方式對主控系統電路和雷射器發送指令，從機接到所有指令，解析出屬於自己的指令進行回復，不屬於自己的指令不予回復，從而達到在基質輔助雷射解析電離飛行時間質譜儀中，使用兩級RS232串行接口級聯，一個電腦主機RS232串口同時控制主控系統電路和雷射器兩個模塊的工作模式。

本實用新型不局限於兩級級聯，也可以三級、四級等。