面向对象方法在质谱全自动测量系统中的应用

　　1 引言

　　质谱仪器是一类将物质离子(原子、分子)电离成离子, 并通过适当的稳定或变化的电磁场将他们按空间位置、时间先后等方式实现质荷比分离, 并检测其强度来作定性定量分析的分析仪器[1]。目前,质谱仪已经广泛应用于有机化学、生物化学、食品化学、地球化学、环境科学等各个领域, 已成为一种必不可少的分析工具[2]。

　　质谱分析仪器的重要性不言而喻, 所以开发应用于质谱分析仪器进行科学、精确分析的软件成为了非常重要的环节。原有的质谱测量系统软件是在DOS 操作系统下运行的, 操作界面呆板, 而且用户每次使用的时候, 都要一步一步的输入测量参数才能使用, 给使用者带来的很多不便之处。好的应用于质谱分析仪器的软件不仅界面友好、操作便捷, 而且测量结果十分精确。本文着重阐述了应用于英国VG 公司生产VG5400 稀有气体同位素质谱仪软件的分析设计过程。

　　2 质谱测量系统硬件结构

　　典型的质谱仪一般由进样系统、离子源、分析器、接收器等组成[2]。对于不同类型和不同用途的质谱仪,其结构可能略有不同。 VG5400稀有气体同位素质谱测量系统的硬件原理图可由图1 表示

　　样品分析功能的工作过程可以描述为: 用户将待测样品放入激光机,计算机通过RS232 串口通讯总线控制激光机的开启与关闭, 使激光机给待测样品加热, 使之气化为气体。计算机与阀门之间通过ISA 总线型板卡PCL730 DI/DO 卡连接,PCL730 DI/DO 卡通过电平的高低转换控制阀门的打开与关闭,进而控制气体进入纯化腔纯化或进入高压环境下进行离子化或者排出纯化腔。计算机通过ISA 总线类型板卡GPIB 卡与电磁场设备连接,通过GPIB 卡设置电磁场设备电磁场的大小,使不同类型的离子偏转,将用户需要分析测量的离子送入质谱仪器。质谱仪器对送入的离子进行分析测量,完成用户需要的各项分析测量。计算机通过GPIB 卡、RS232串口通讯总线以及ISA 总线类型的扫描卡与质谱仪器连接, 用于采集质谱仪器分析测量过程中的数据, 在计算机显示屏上显示数据曲线呈现给用户的同时,还以文件形式将数据保存起来。质谱仪器是质谱测量系统的主体, 离子源的结构与性能对分析效果影响很大, 可以称之为质谱测量系统的心脏。为使整个系统能正常工作,要求一定的真空系统和供电系统[1]。

　　3 质谱测量系统中的面向对象方法

　　随着面向对象分析和面向对象设计的理论于技术的日益成熟, 基于面向对象的软件开发方法也层出不穷,J.Rumbaugh 等人提出的对象建模技术(OMT)是比较有代表性的一个。OMT 方法使用了建模的思想,它从三个不同而又相关的视角描述系统,相应的提供了三种模型:对象模型,动态模型和功能模型[4]。