【发明授权】ARPES真空系统、真空安全联锁系统和真空安全联锁方法_中国科学院上海微系统与信息技术研究所_201711422421.3 

申请/专利权人:中国科学院上海微系统与信息技术研究所

申请日:2017-12-25

发明/设计人:张凯莉;沈大伟;向兀;刘吉山;刘正太;刘中灏;樊聪聪;刘万领;卢祥乐

公开(公告)日:2020-09-15

代理机构:上海泰能知识产权代理事务所

公开(公告)号:CN108196502B

代理人:宋缨

主分类号:G05B19/05(20060101)

地址:200050 上海市长宁区长宁路865号

分类号:G05B19/05(20060101)

优先权:

专利状态码:有效-授权

法律状态:2020.09.15#授权;2018.07.17#实质审查的生效;2018.06.22#公开

摘要:本发明提供了一种ARPES真空系统、真空安全联锁系统和真空安全联锁方法。所述ARPES真空系统包括真空管路;所述真空管路的首端至末端依次设置有前级机械泵、第一真空规、第一前级真空阀、第二前级真空阀、第三前级真空阀、第一前级分子泵阀、第一分子泵、第二前级分子泵阀、第二真空规、第二分子泵、分子泵阀、离子泵阀、离子泵、样品准备腔、分析腔;所述样品准备腔和分析腔之间设置有腔体阀门,所述准备腔上接有第三真空规和第四真空规,所述分析腔上接有第五真空规第五真空规和吸附泵,所述分析腔和所述吸附泵之间设置有吸附泵阀;所述第一分子泵和所述分析腔之间的所述真空管路上依次设置有冷凝泵阀、冷凝泵和冷凝泵闸板阀。

主权项:1.一种ARPES真空系统,其特征在于,所述ARPES真空系统包括真空管路14;所述真空管路14的首端至末端依次设置有前级机械泵15、第一真空规16、第一前级真空阀17、第二前级真空阀18、第三前级真空阀19、第一前级分子泵阀20、第一分子泵21、第二前级分子泵阀22、第二真空规23、第二分子泵24、分子泵阀25、离子泵阀26、离子泵27、样品准备腔28、分析腔29;所述样品准备腔28和分析腔29之间设置有腔体阀门30,所述准备腔28上接有第三真空规31和第四真空规32,所述分析腔29上接有第五真空规33和吸附泵34,所述分析腔29和所述吸附泵34之间设置有吸附泵阀35;其中,所述第三真空规31、第四真空规32和第五真空规33的测量精度高于第一真空规16和第二真空规23的测量精度;所述第一分子泵21和所述分析腔29之间的所述真空管路14上依次设置有冷凝泵阀36、冷凝泵37和冷凝泵闸板阀38。

全文数据:ARPES真空系统、真空安全联锁系统和真空安全联锁方法技术领域[0001]本发明涉及真空安全联锁领域领域。特别涉及一种ARPESAngleresolvedphotoemissionspectroscopy,角分辨光电子能谱真空系统、真空安全联锁系统和真空安全联锁方法。背景技术[0002]真空条件,特别是超真空条件是很多技术应用的必要条件,例如,同步辐射光束就是电子以接近光的速度在闭合环形的真空电子储存环中运行中产生的。为了维护电子存储环等设备的正常运行,需要对其真空环境进行保护联锁。[0003]如图1所示,现有技术中的真空保护联锁控制系统包括前端1,水冷光屏2,气动门阀3,快阀4,光阀5,真空规管6、7、8,气动门阀9,线站10;其中,真空规管6用于发送或接收真空控制信号11,真空规管8用于发送或接收真空控制信号12,线站10用于连接实验设备,线站10还用于发送或接收真空控制信号13。[0004]现有技术中的真空保护联锁控制系统的工作原理为,真空管6、7、8与真空计未示出)连接,可探测线站上相应位置的真空度。当发现光束线上发现大气泄露时,前端1区真空联锁保护控制系统会自动拦截冲入的大气冲击波,在泄漏气体进入储存环真空系统之前,关闭快阀4、第一气动门阀3、水冷光屏2;其中,快阀4的关闭时间为6ms,气动门阀3的关闭时间为1〜1.5s,水冷光屏2的关闭时间为2〜3s。[0005]现有技术中的真空保护联锁控制系统虽然可以在时间上以及气体的密封性上把漏进环里真空的气体量降到最低,能够有效隔绝真空事故的发生,保护了储存环真空系统的正常运行。但是该真空保护联锁控制系统仅用于同步辐射光束线站,不具有普遍性,例如,不能适用于ARPES真空系统;并且,该真空保护联锁控制系统只能在事故发生时关闭快阀4、气动门阀3、水冷光屏2,并不能对抽真空的栗组进行控制,既不能实现自动抽真空模式,也不能实现自动停栗,真空保护效果较差。发明内容[0006]鉴于以上所述现有技术的缺点和存在的问题,本发明的目的在于提供一种ARPES真空系统、真空安全联锁系统和真空安全联锁方法;本发明提供的真空安全联锁系统和真空安全联锁方法,可以普遍适用于真空系统,特别是适用于ARPES真空系统,并且同时实现了控制阀门和控制真空栗组,提高了保护效果。[0007]本发明的第一方面提供了一种ARPES真空系统,所述ARPES真空系统包括真空管路;所述真空管路的首端至末端依次设置有前级机械栗、第一真空规、第一前级真空阀、第二前级真空阀、第三前级真空阀、第一前级分子栗阀、第一分子栗、第二前级分子栗阀、第二真空规、第二分子栗、分子栗阀、离子栗阀、离子栗、样品准备腔、分析腔;所述样品准备腔和分析腔之间设置有腔体阀门,所述准备腔上接有第三真空规和第四真空规,所述分析腔上接有第五真空规和吸附栗,所述分析腔和所述吸附栗之间设置有吸附栗阀;其中,所述第三真空规、第四真空规和第五真空规的测量精度高于第一真空规和第二真空规的测量精度;所述第一分子栗和所述分析腔之间的所述真空管路上依次设置有冷凝栗阀、冷凝栗和冷凝栗闸板阀。[0008]本发明的第二方面提供了一种真空安全联锁系统,包括控制系统和第一方面所述的ARPES真空系统;其中,所述控制系统包括处理器、存储器和接口电路;所述接口电路用于与所述ARPES真空系统通信;所述存储器存储有计算机程序,所述处理器用于执行所述计算机程序,对所述ARPES真空系统进行控制。[0009]于本发明的一个实施例中,所述控制系统采用可编程逻辑控制器PLC。[0010]于本发明的一个实施例中,所述接口电路包括适用于太网、USB、RS422中任一种或多种的通信模块。[0011]于本发明的一个实施例中,所述控制系统还包括触摸屏。[0012]本发明的第三方面还提供了一种真空安全联锁方法,包括:控制系统通过接口电路接收ARPES真空系统的工作状态、真空气压数据和或阀门状态数据;控制系统的处理器根据ARPES真空系统的工作状态、所述真空气压数据和或所述阀门状态数据生成用于控制所述ARPES真空系统的阀门和或真空栗组的指令。[0013]于本发明的一个实施例中,所述控制系统的处理器根据ARPES真空系统的工作状态、所述真空气压数据和或所述阀门状态数据生成控制所述ARPES真空系统的阀门和或真空栗组的指令包括:在所述ARPES真空系统处于启动状态时,所述处理器生成用于开启分子栗阀、第一前级真空阀、第一前级真空阀、第一前级真空阀、前级机械栗的控制指令。[0014]于本发明的一个实施例中,所述控制系统的处理器根据ARPES真空系统的工作状态、所述真空气压数据和或所述阀门状态数据生成控制所述ARPES真空系统的阀门和或真空栗组的指令的步骤还还包括:当第一真空规(16的真空度达到KT3Torr时,所述处理器生成用于开启第一分子栗21的控制指令;当第四真空规32的真空度达到HT9Torr时,所述处理器生成用于依次开启离子栗、冷凝栗和吸附栗的控制指令。[0015]于本发明的一个实施例中,所述控制系统的处理器根据ARPES真空系统的工作状态、所述真空气压数据和或所述阀门状态数据生成控制所述ARPES真空系统的阀门和或真空栗组的指令的步骤包括:在所述ARPES真空系统处于关闭状态时,所述处理器生成用于依次关闭冷凝栗闸板阀、冷凝栗、冷凝栗阀、离子栗阀、离子栗、分子栗阀、第二分子栗、第四真空规、第二前级分子栗阀、第一分子栗、第二前级真空阀、前级机械栗的控制指令。[0016]于本发明的一个实施例中,所述控制系统的处理器根据ARPES真空系统的工作状态、所述真空气压数据和或所述阀门状态数据生成控制所述ARPES真空系统的阀门和或真空栗组的指令的步骤包括:当所述ARPES真空系统的电源异常状态时,所述处理器生成用于启动备用不间断电源UPS,并依次关闭第四真空规、第二前级分子栗阀、第一分子栗、第二前级真空阀的控制指令。[0017]本发明提供的真空安全联锁系统和真空安全联锁方法,可以普遍适用于真空系统,特别是适用于ARPES真空系统,并且同时实现了控制阀门和控制抽真空栗组,提高了保护效果。附图说明[0018]图1为现有技术中真空保护联锁控制系统的结构示意图;[0019]图2为本发明实施例提供的一种真空安全联锁系统的结构示意图;[0020]图3为本发明实施例提供的一种真空安全联锁方法的流程示意图;[0021]图4为本发明实施例提供的模拟电压值与真空气压的对数比例关系图;[0022]图5为本发明实施例提供的分子栗的控制器REMOTEX7接口管脚的结构示意图[0023]元件标号说明[0024]1前端[0025]2水冷光屏[0026]3气动门阀[0027]4快阀[0028]5光阀[0029]6真空规管[0030]7真空规管[0031]8真空规管[0032]9气动门阀[0033]1〇线站[0034]11真空控制信号[0035]12真空控制信号[0036]13真空控制信号[0037]14真空管路[0038]15前级机械栗[0039]16第一真空规[0040]17第一前级真空阀[0041]18第二前级真空阀[0042]19第三前级真空阀[0043]20第一前级分子栗阀[0044]21第一分子栗[0045]22第二前级分子栗阀[0046]23第二真空规[0047]24第二分子栗[0048]25分子栗阀[0049]26离子栗阀[0050]27离子栗[0051]28样品准备腔[0052]29分析腔[0053]30腔体阀门[0054]31第三真空规[0055]32第四真空规[0056]33第五真空规[0057]34吸附栗[0058]35吸附栗阀[0059]36冷凝栗阀[0060]37冷凝栗[0061]38冷凝栗闸板阀[0062]Gl第一管脚[0063]G3第二管脚[0064]GlO第三管脚[0065]Gll第四管脚[0066]G19第五管脚[0067]G20第六管脚[0068]G21第七管脚[0069]G29第八管脚[0070]G30第九管脚[0071]G37第十管脚具体实施方式[0072]以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是,在不冲突的情况下,以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。[0073]需要说明的是,以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想,遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局型态也可能更为复杂。[0074]本发明实施例提供了一种ARPES真空系统,如图2所示,所述ARPES真空系统包括真空管路14;所述真空管路14的首端至末端依次设置有前级机械栗15、第一真空规16、第一前级真空阀17、第二前级真空阀18、第三前级真空阀19、第一前级分子栗阀20、第一分子栗21、第二前级分子栗阀22、第二真空规23、第二分子栗24、分子栗阀25、离子栗阀26、离子栗27、样品准备腔28、分析腔29;所述样品准备腔28和分析腔29之间设置有腔体阀门30,所述准备腔28上接有第三真空规31和第四真空规32,所述分析腔29上接有第五真空规33和吸附栗34,所述分析腔29和所述吸附栗34之间设置有吸附栗阀35;所述第一分子栗21和所述分析腔29之间的所述真空管路14上依次设置有冷凝栗阀36、冷凝栗37和冷凝栗闸板阀38。[0075]第一真空规16和第二真空规23属于粗真空规;第三真空规31、第四真空规32和第五真空规33属于超高真空规。超高真空规的测量精度高于粗真空规。[0076]本发明实施例还提供了一种真空安全联锁系统,包括控制系统和上述ARPES真空系统。[0077]控制系统包括处理器、存储器和接口电路。接口电路分为输入端和输出端,分别连接着若干输入信号和输出信号。具体的,接口电路可以包括用于与ARPES真空系统通信的通信模块,也可以包括用于与上位机通信的模块。上述通信模块的通信方式可以为以太网,也可以为USB,也可以为RS422。[0078]存储器存储有计算机程序以及接口电路从真空系统接收的数据,存储器还可以存储以及存储系统软件和用户的应用软件。[0079]处理器(CentralProcessingUnit,CPU=CF1U是控制系统的控制中心;它的功能包括:运行存储器中的计算机程序,并根据从真空系统接收到的数据生成用于控制真空系统的控制指令。处理器还用于检查电源、内存、输入输出系统和定时器警报状态,诊断用户程序中的语法错误。CPU包括用于实现具体功能的功能模块,例如,计数功能模块,定位功能模块。[0080]控制系统还可以包括电源,电源可以为交流电。电源用于为控制系统和^ARPES真空系统供电。[0081]控制系统还可以包括触摸屏,触摸屏可以用于显示ARPES真空系统的部件的状态,也可以用于接收用户的输入操作。[0082]在一个示例中,控制系统可以采用可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicController,PLC是一种工业上常用于制造过程的数字控制计算机。正是由于PLC的高稳定性、高可靠性、强抗干扰能力、便于调试与维修,使得它能够胜任实验室系统的安全联锁工作。本发明实施例提供的真空安全联锁系统利用了PLC的上述特性,可以高效地保护整个系统的真空条件,能及时发现微小的漏气,减少误操作,提高系统的安全性和稳定性。[0083]本发明实施例采用的PLC以一个扫描周期为单位,顺序执行程序的命令,然后不断循环进行周期性扫描。当PLC运行时,一般分为输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。一个扫描周期中包含完整的三个阶段。在整个运行期间,PLC的CPU以一定的速度重复扫描周期。[0084]本发明实施例提供的真空安全联锁系统可以普遍适用于真空系统,特别是适用于ARPES真空系统,并且同时实现了控制阀门和控制抽真空栗组,提高了保护效果。[0085]本发明实施例还提供了一种真空安全联锁方法,包括:控制系统通过接口电路接收ARPES真空系统的工作状态、真空气压数据和或阀门状态数据;控制系统的处理器根据ARPES真空系统的工作状态、所述真空气压数据和或所述阀门状态数据生成用于控制所述ARPES真空系统的阀门和或真空栗组的指令。[0086]接下来,以图2所示的ARPES真空系统为例,对本发明实施例提供的真空安全联锁方法进行具体说明。[0087]需要说明的是,在本发明实施例中,前级机械栗15可以用FP来表示,第一真空规16可以用Gl表示,第一前级真空阀17可以用V_FP1表示,第二前级真空阀18可以用V_FP2表示,第三前级真空阀19可以用V_FP3表示,第一前级分子栗阀20可以用V_FTMP1表示,第一分子栗21可以用TMPl表示,第二前级分子栗阀22可以用V_FTMP2表示,第二真空规23可以用G2表示,第二分子栗24可以用TMP2表示,分子栗阀25可以用V_TMP表示,离子栗阀26可以用V-I标识,离子栗27可以用I表示,样品准备腔28可以用UPPERCHAMBER,分析腔29可以用LOWERCHAMBER,腔体阀门30可以用V_M表示,第三真空规31可以用G_PU表示,第四真空规32可以用GJJ表示,第五真空规33可以用G_A表示,吸附栗34可以用G表示,吸附栗阀可以用35表示,冷凝栗阀36可以用V_C2表示,冷凝栗37可以用CTIIO表示,冷凝栗闸板阀38可以用V_C1表示。[0088]为了实现PLC对ARPES真空系统的控制,本发明实施例提供了PLC系统的源程序,具体如下,初始化[0094]接下来结合图3对真空安全联锁方法进行具体说明。在用户按下启动键后,PLC的CPU生成并发出多个指令,用于分别执行下述操作。[0095]检测真空系统供电、压缩空气是否正常;[0096]若都正常,依次开启第一前级真空阀17、第二前级真空阀18、第三前级真空阀19;[0097]延迟Is,开启分子栗阀25;[0098]延迟2s,开启前级机械栗15;[0099]第一真空规16在IOmin内是否达到HT3Torr;如果没有达到,则发生错误IFP超时),此时依次关闭分子栗阀25、第一前级真空阀17、第二前级真空阀18、第三前级真空阀19;如果达到,则继续执行下述步骤;[0100]关闭第一前级真空阀17、第三前级真空阀19,开启第一前级分子栗阀20和第二前级分子栗阀22,开启第一分子栗21;[0101]第二真空规23在IOmin内是否达到HT6Torr;如果没有达到,则发生错误2第一分子栗21超时),关闭第一分子栗21,然后关闭分子栗阀25、第二前级分子栗阀22、第一前级分子栗阀21、第二前级真空阀18,延迟Smin后,关闭前级机械栗15;如果达到,则继续执行下述步骤;[0102]关闭第一前级分子栗阀20,开启离子栗阀26,开启离子栗27,开启第二分子栗24;[0103]第二分子栗24在IOmin内是否达到正常转速;如果没有达到,则发生错误3第二分子栗24超时),关闭分子栗阀25,关闭第二分子栗24,延迟8min,关闭第一前级分子栗阀20、第二前级分子栗阀22,关闭第一分子栗21,延迟8min,关闭第二前级真空阀18,关闭前级机械栗15;如果达到,则进行下述步骤;[0104]PLC的触摸屏显示:请打开第四真空规32;PLC在接收到开启第四真空规32操作后,开启第四真空规32;[0105]第四真空规32是否达到HT9Torr;如果没有达到,PLC的触摸屏显示:请关闭离子规;PLC在接收到关闭离子规的操作后,关闭分子栗阀25,关闭第四真空规32,发生错误4腔内真空度下降,请选择停止或重启),如果,选择停止,则关闭分子栗阀25,关闭第二分子栗24,延迟8min,关闭第二前级分子栗阀22,关闭第一分子栗21,延迟8min,关闭第二前级真空阀18,关闭前级机械栗15;如果达到,则进行下述步骤;[0106]PLC的触摸屏显示:请关闭腔体阀门30;关闭腔体阀门30;[0107]对于分析腔29,开启冷凝栗阀36,延迟Imin;第四真空规32是否达到IO-OTorrJn果达到;温度是否降到10开尔文,如果是,开启冷凝栗37,开启冷凝栗闸板阀38;[0108]当用户选择停止,或者发生了错误5供电异常)、或错误6用于给气动阀门提供动力的压缩机异常)、或错误7前级机械栗15异常);则关闭冷凝栗闸板阀38,延迟15s,关闭冷凝栗37,关闭冷凝栗阀36;[0109]关闭离子栗阀26,关闭离子栗27;[0110]关闭分子栗阀25,延迟ls,关闭第二分子栗24,关闭第四真空规32,关闭第二前级分子栗阀22,延迟ls,关闭第一分子栗21,关闭第二前级真空阀18,关闭前级机械栗15。[0111]在一个例子中,当发生了错误5后,可以启动备用电源UPS,并关闭第四真空规32,关闭第二前级分子栗阀22,延迟ls,关闭第一分子栗21,关闭第二前级真空阀18,但前级机械栗15继续保持运转,以保持真空。从而避免因为停电导致真空被破坏;将因为紧急停电对系统带来的损伤减小到最小。[0112]接下来,具体介绍PLC对ARPES真空系统各部件的控制。[0113]对于各真空规示数的读取。[01M]PLC设置有模拟量读入模块,可以读入规控制器输出的模拟电压值(AnalogOutput。该电压值与真空气压的对数成比例关系,如图4所示,激发电流范围的设置将影响模拟输出电压值的大小。当真空规关闭时,输出电压值将跳至+10V。[0115]真空气压的计算公式如下:[0116]当激发电流为IOmA时,真空气压Pressure=10v_122-1[0117]当激发电流为ImA时,真空气压Pressure=10v_112-2[0118]当激发电流为0·ImA时,真空气压Pressure=10V_1Q2-3[0119]根据上述计算公式,可以通过以下程序计算并读取真空规显示的气压值。[0121]通过上述设置,PLC可以读出每个真空规的读数,用于安全联锁的保护中[0122]对于各阀门状态的读取。[0123]气动真空阀门一般带有位置指示器;为手动真空阀安装上位置指示器。通过位置指示器可以读取阀门的状态,该状态包括开启、关闭、阀门损坏等状态。在一些关键的部位,装上一个带联锁(Interlock的位置指示器是十分必要的。例如样品准备腔28与分析腔29之间的腔体阀门30,若在该阀关闭时继续传样和移动样品架,有撞坏样品架的风险。只要读出该阀的状态,设置简单逻辑:在该阀关闭的时候禁止降低样品架,就能起到保护样品架和整个系统的功能。[0124]对于气动阀门的控制。[0125]PLC的数字输出信号,可以控制电磁阀来间接地控制气动真空阀的开闭。当输出信号为高电平时,电流激发电磁阀线圈,电磁阀打开,气缸的OPEN端通入压缩空气,气动阀打开;当输出信号为低电平时,电磁阀线圈内无电流通过,电磁阀关闭,气缸的CLOSE端通入压缩空气,气动阀关闭。但是真空阀门打开时一定注意阀门两端的压强差,若压强差超过1.2bar,强行打开阀门会造成阀体损伤。[0126]对于分子栗的控制以及栗状态的读取。[0127]PLC可以利用分子栗的Remote功能实现对分子栗的启停控制及栗状态的读取。本发明实施例选用的分子栗的控制器REMOTEX7接口管脚的结构示意图如图5所示,可以对其管脚进行编号,其中,图5示出了第一管脚G1、第二管脚G3、第三管脚G10、第四管脚G11、第五管脚Gl9、第六管脚G20、第七管脚G21、第八管脚G29、第九管脚G30、第十管脚G37。[0128]首先选择控制器REMOTEX7“Remote”选项,将“MANUALREM0TE”拨码开关拨至“REMOTE”端,使控制器上的“REMOTE”LED指示灯。可以用不同的管脚信号读到分子栗不同的状态。例如,第三管脚10-第八管脚29之间若短接表示分子栗在加速过程中;第四管脚11-第九管脚30之间若短接表示分子栗已达到正常转速,目前状态处于“NORMAL”。[0129]利用REMOTEX7接口管脚输入信号,也能控制分子栗的自动启停。在一个例子中,对分子栗的自动启停控制的设置可以如表1所示。[0130]表1[0133]对于HMI操作界面编写与调试。[0134]在本发明实施例中,选择威纶通MT8150iE型号的触摸屏,HMI操作界面是由EasyBuilderPro编写。[0135]HMI操作界面主要包括三个部分:ARPES系统示意框图,各个操作按钮示意图和系统提不ί目息。[0136]ARPES系统框图包含了每个部件的信息,并以动画的形式表示每个栗、阀门和真空规的开关状态,真空规的真空读数显示在其旁边。系统提示分为两类,可以将蓝色的提示设置为安全提示,它用于提示用户下一步的操作,防止用户误操作;红色的提示为报警提示,它显示了当前系统出现的状况,并会自动做出响应,执行相应的逻辑,记录系统错误信息。[0137]在主页面上只有“START”和“STOP”、“MANUAL”三个按钮,“START”和“STOP”分别对应着执行系统的启停逻辑操作,而点开MANUAL按钮后,供人工操作的界面,由专门人员进行系统高安全度级别的操作。[0138]本发明实施例提供的真空安全联锁方法可以普遍适用于真空系统,特别是适用于ARPES真空系统,并且同时实现了控制阀门和控制抽真空栗组,提高了保护效果。[0139]上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。[0140]以上所述,仅为本发明的实施例的具体实施方式,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请公开揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的实施例的保护范围之内。

权利要求:1.一种ARPES真空系统,其特征在于,所述ARPES真空系统包括真空管路14;所述真空管路(14的首端至末端依次设置有前级机械栗(15、第一真空规(16、第一前级真空阀(17、第二前级真空阀(18、第三前级真空阀(19、第一前级分子栗阀(20、第一分子栗21、第二前级分子栗阀(22、第二真空规23、第二分子栗24、分子栗阀(25、离子栗阀(26、离子栗27、样品准备腔28、分析腔29;所述样品准备腔28和分析腔29之间设置有腔体阀门(30,所述准备腔28上接有第三真空规(31和第四真空规(32,所述分析腔(29上接有第五真空规(33和吸附栗34,所述分析腔29和所述吸附栗34之间设置有吸附栗阀(35;其中,所述第三真空规31、第四真空规32和第五真空规33的测量精度高于第一真空规(16和第二真空规23的测量精度;所述第一分子栗21和所述分析腔29之间的所述真空管路(14上依次设置有冷凝栗阀(36、冷凝栗37和冷凝栗闸板阀(38。2.—种真空安全联锁系统,其特征在于,包括控制系统和权利要求1所述的ARPES真空系统;其中,所述控制系统包括处理器、存储器和接口电路;所述接口电路用于与所述ARPES真空系统通信;所述存储器存储有计算机程序,所述处理器用于执行所述计算机程序,对所述ARPES真空系统进行控制。3.根据权利要求2所述的真空安全联锁系统,其特征在于,所述控制系统采用可编程逻辑控制器PLC。4.根据权利要求2所述的真空安全联锁系统,其特征在于,所述接口电路包括适用于以太网、USB、RS422中任一种或多种的通信模块。5.根据权利要求2所述的真空安全联锁系统,其特征在于,所述控制系统还包括触摸屏。6.—种真空安全联锁方法,其特征在于,包括:控制系统通过接口电路接收ARPES真空系统的工作状态、真空气压数据和或阀门状态数据;控制系统的处理器根据ARPES真空系统的工作状态、所述真空气压数据和或所述阀门状态数据生成用于控制所述ARPES真空系统的阀门和或真空栗组的指令。7.根据权利要求6所述的真空安全联锁方法,其特征在于,所述控制系统的处理器根据ARPES真空系统的工作状态、所述真空气压数据和或所述阀门状态数据生成控制所述ARPES真空系统的阀门和或真空栗组的指令的步骤包括:在所述ARPES真空系统处于启动状态时,所述处理器生成用于开启分子栗阀(25、第一前级真空阀(17、第一前级真空阀(18、第一前级真空阀(19、前级机械栗(15的控制指令。8.根据权利要求6所述的真空安全联锁方法,其特征在于,所述控制系统的处理器根据ARPES真空系统的工作状态、所述真空气压数据和或所述阀门状态数据生成控制所述ARPES真空系统的阀门和或真空栗组的指令的步骤还包括:当第一真空规(16的真空度达到Ur3Torr时,所述处理器生成用于开启第一分子栗21的控制指令;当第四真空规(32的真空度达到Ur9Torr时,所述处理器生成用于依次开启离子栗27、冷凝栗37和吸附栗34的控制指令。9.根据权利要求6所述的真空安全联锁方法,其特征在于,所述控制系统的处理器根据ARPES真空系统的工作状态、所述真空气压数据和或所述阀门状态数据生成控制所述ARPES真空系统的阀门和或真空栗组的指令的步骤包括:在所述ARPES真空系统处于关闭状态时,所述处理器生成用于依次关闭冷凝栗闸板阀38、冷凝栗37、冷凝栗阀(36、离子栗阀(26、离子栗(27、分子栗阀(25、第二分子栗24、第四真空规32、第二前级分子栗阀(22、第一分子栗21、第二前级真空阀(18、前级机械栗15的控制指令。10.根据权利要求6所述的真空安全联锁方法,其特征在于,所述控制系统的处理器根据ARPES真空系统的工作状态、所述真空气压数据和或所述阀门状态数据生成控制所述ARPES真空系统的阀门和或真空栗组的指令的步骤包括:当所述ARPES真空系统的电源异常状态时,所述处理器生成用于启动备用不间断电源UPS,并依次关闭第四真空规32、第二前级分子栗阀(22、第一分子栗21、第二前级真空阀(18的控制指令。

百度查询: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 ARPES真空系统、真空安全联锁系统和真空安全联锁方法