SRS Residual Gas Analyzer

SRS 残留ガス分析計：MCP サーバー

Stanford Research Systems RGA100、RGA200、または RGA300 四重極質量分析計を使って、AI エージェントが真空システムの残留ガス組成を読み取れます。選択した m/z の分圧、アナログスペクトルとヒストグラムスペクトル、全圧、ヘリウムリークチェックに加え、ガス（水素、水、窒素／CO、酸素、アルゴン、CO2、炭化水素）の一次識別が可能です。フィラメント、電子増倍管（CDEM）、イオナイザーデガスは、サーバー側の圧力インターロックによって保護されます。

パッケージ	labmcp-srs-rga
機器	SRS RGA100（1-100 amu）、RGA200（1-200 amu）、RGA300（1-300 amu）。CDEM オプション（01）の有無は問いません
インターフェース	RS-232（固定 28,800 baud、8N1、RTS/CTS）、シリアル－イーサネットアダプターまたは SRS RGA Ethernet adapter 経由の TCP
プロトコル	SRS RGA コマンドセット：Operating Manual and Programming Reference, Models RGA100/200/300、Rev. 1.9、第6章「Programming the RGA Head」
ステータス	🧪 シミュレーション済み：ワイヤーレベルシミュレーターでテスト済みですが、実機では未検証です。実機テストを報告する

実機なしで試す

uvx labmcp-srs-rga --simulate --check
uvx labmcp-srs-rga --simulate --option scenario=helium_leak    # He pulses every 20 s for leak_check
uvx labmcp-srs-rga --simulate --option scenario=overpressure   # a growing leak trips the filament

シミュレーターは CDEM を搭載した RGA200 で、ベーキングされていないチャンバーの約 1e-7 Torr（主に水素と水、次いで N2/CO、CO2）を再現します。

RGA を接続する

1. ケーブル： RGA の電子回路ボックス（ECU）には、RTS/CTS ハードウェアハンドシェイク対応の DCE 配線 DB-9 RS-232 ポートがあります。RTS と CTS を通すストレートケーブル（または USB シリアルアダプター）を使用してください。設定は固定で、28,800 baud、データビット 8、パリティなし、ストップビット 1 です。サーバーが自動で設定します。
2. RGA Windows / RGA Com を終了します（ポートを使用できるプログラムは1つだけです）。
3. ポートを確認します： uvx labmcp ports
4. 接続をテストします：

   uvx labmcp-srs-rga --address /dev/ttyUSB0 --check          # Linux
   uvx labmcp-srs-rga --address /dev/tty.usbserial-XXXX --check  # macOS
   uvx labmcp-srs-rga --address COM3 --check                  # Windows
   uvx labmcp-srs-rga --address tcp://192.168.1.50:4001 --check   # raw-TCP serial-to-Ethernet adapter
   uvx labmcp-srs-rga --address tcp://192.168.1.50:818 --option user=admin --option password=admin --check  # SRS RGA Ethernet adapter
   

   接続時、サーバーは ID? と IN0（RGA のバッファーをクリアし、ハードウェアのセルフチェックを実行）を送信します。機器の電源を入れる操作は行いません。

MCP クライアントに追加する

Claude Code

claude mcp add rga -- uvx labmcp-srs-rga --address /dev/ttyUSB0

Claude Desktop / Cursor / Windsurf（claude_desktop_config.json、.cursor/mcp.json、...）

{
  "mcpServers": {
    "rga": {
      "command": "uvx",
      "args": ["labmcp-srs-rga", "--address", "/dev/ttyUSB0"]
    }
  }
}

測定を許可しつつ、フィラメント／CDEM の切り替え、デガス、キャリブレーション、設定変更を禁止するには、--read-only を追加します（オフにするスイッチは引き続き使用できます）。その他のクライアントでは、uvx labmcp config srs-rga --address /dev/ttyUSB0 --client vscode（cursor、codex、claude-code も指定可能）を実行して設定スニペットを生成します。

ツール

ツール	種類	説明
all_off	🛑 安全	RGA を安全な状態にします。脱ガスを中止し、CDEM をオフ（HV0）、フィラメントをオフ（FL0）、四重極の RF/DC をオフ（MR0）にします。作業終了時、ベントする前、または異常が見られる場合に使用してください。実行中のスキャンやリークチェックを中断します。先行する手順が失敗しても、すべての手順を試みます。
analog_scan	👁 読み取り	アナログ質量スペクトル（SC1）を記録します。四重極が質量範囲を順にスキャンし、ピークリスト、スキャン終了時に測定した全圧、および任意で CSV 形式の全データとともに、完全なピーク形状（ダウンサンプリング済み）を返します。ピーク位置の確認や未知のガスの調査に使用します。所要時間はノイズフロアによって異なります（例：NF4 では 126 ms/amu）。既存の save_path ファイルは上書きされません。
calibrate	⚠️ 危険	検出器を校正します。zero（CA）は、現在のノイズフロアでイオン検出器を再ゼロ調整し、温度ドリフトを補正するために RF スキャンテーブルを補正します（数秒）。electrometer（CL）は、電位計の I-V 応答全体を再校正します（より長い時間がかかり、すべてのゼロオフセットを消去します）。終了時に四重極の RF はオフになります。
cdem_off	🛑 安全	電子増倍管をオフ（HV0）にし、ファラデーカップ検出に戻します。常に実行可能で、実行中のスキャン、質量測定、リークチェックを中断します。
degas	⚠️ 危険	イオナイザーの脱ガス（DG）を開始します。400 eV の電子を 20 mA で照射し、電子衝撃脱離によってイオン源を清浄化します。CDEM はオフになり、そのままオフの状態が維持されます。脱ガスはフィラメントの寿命を縮めるため、ベークアウトを優先してください。max_filament_pressure_torr を超える圧力、および max_degas_minutes を超える時間では拒否されます。すぐに戻りますが、完了するまでは RGA がビジー状態になります（どのコマンドを実行しても中止されます）。filament_off / all_off で停止できます。
filament_off	🛑 安全	フィラメントをオフ（FL0）にします。脱ガスの実行中は、まず脱ガスを停止します。常に実行可能で、実行中のスキャン、質量測定、リークチェックを中断します。
get_command_log	👁 読み取り	機器に送信した最新の生コマンドと受信した応答を返します（新しいものが最後）。デバッグや、実行した操作の記録に役立ちます。
get_connection_info	👁 読み取り	接続中の機器（識別情報、アドレス、シミュレーションか実機か）、サーバーが読み取り専用かどうか、および有効な安全制限を報告します。最初に呼び出してください。
get_status	👁 読み取り	RGA の状態を報告します。フィラメントの放出電流、CDEM のオン／オフと電圧、イオナイザー設定、スキャン設定、保存されている感度係数、デコードされたエラーバイト（例：過圧保護によってフィラメントが停止した場合の FL6）が含まれます。エラーバイトを読み取ると、機器と同様に通信（EC?）および CDEM（EM?）のエラーバイトがクリアされます。
histogram_scan	👁 読み取り	棒グラフ形式のスペクトル（HS1）を記録します。整数 m/z ごとにピークロックされた値を 1 つと、全圧を返します。アナログスキャンより高速で、残留ガス組成の監視に通常使用される方法です。
identify_residual_gases	👁 読み取り	ヒストグラムスキャンを実行し、標準的な 70 eV フラグメントパターンの簡易検索により、主要ピークを可能性の高いガスに割り当てます。対象は H2（2）、He（4）、CH4（16/15）、H2O（18/17）、N2 または CO（28。14 と 12 で判別）、O2（32）、Ar（40）、CO2（44）で、エアリークや炭化水素汚染などの診断も行います。定量分析ではなく、スクリーニング用の補助です。
leak_check	👁 読み取り	ヘリウムリークチェックです。誰かが疑わしい継手にヘリウムを吹き付ける間、m/z 4 を監視し、ベースラインの threshold_factor 倍を超えるすべての応答（開始／終了時刻、ピーク）と時系列データを報告します。ベースラインを安定させるため、最初の数秒間はヘリウムを使わないでください。実際のリークの応答時間は数秒です。max_leak_check_duration_s によって時間が制限されます。
measure_masses	👁 読み取り	m/z 値のリストについて、部分圧を測定します（ピークロックされた単一質量測定、MR）。既知のガスの監視に高速かつ高精度です。精度と質量あたりの所要時間はノイズフロア（set_scan_parameters）で設定します。圧力は N2 換算値です。
read_total_pressure	👁 読み取り	RGA を電離真空計（TP?、ファラデーカップ）として使用し、全圧を測定します。フィラメントがオンで、CDEM がオフである必要があります。値は N2 換算値で、ガス組成によっては Bayard-Alpert 真空計の値と数倍異なる場合があります。
reconnect	🛑 安全	機器との接続を閉じて再度開きます（電源の再投入後や、ケーブルを差し直した後など）。
set_cdem	⚠️ 危険	電子増倍管（CDEM）を指定した高電圧でオンにし、信号を約 100～10000 倍に増幅します。高圧力では CDEM の寿命が縮み、破損するおそれがあるため、圧力が max_cdem_pressure_torr 未満の場合に限り実行できます。圧力には、現在または直近にファラデーカップで測定した RGA 全圧、あるいは external_pressure_torr を使用します。電圧は max_cdem_voltage_v を上限とします。CDEM がオンの間は全圧測定が無効になります。
set_filament	⚠️ 危険	フィラメントをオンにする（または放出電流を変更する）操作です。1e-4 Torr を超えるとフィラメントが焼損または損傷するため、圧力が max_filament_pressure_torr 未満の場合に限り実行できます。別の真空計から取得した external_pressure_torr を渡すか、フィラメントがすでにオンの場合は RGA 自身で全圧を測定します。RGA の保護機能も過圧時にフィラメントを停止します（FL6 として報告されます）。
set_scan_parameters	🎛 制御	測定設定を変更します。ノイズフロア（速度と検出限界の調整）、電子エネルギー、イオンエネルギー、フォーカスプレート電圧、アナログスキャンの分解能を設定できます。ヘッドに保存されている感度係数は、既定のイオナイザー設定（70 eV、12 eV、90 V）でのみ有効です。ノイズフロアを変更すると、次のスキャン開始時に検出器のゼロ点が自動的に再調整されます。
get_connection_info、get_command_log、reconnect は、すべての LabMCP サーバーに組み込まれています。

安全上の制限

RGA フィラメントは 1e-4 Torr 未満でのみ動作させてください。また、CDEM にかける電圧は 1e-4 Torr を超える圧力下では絶対に印加しないでください。5e-6 Torr 以下を推奨します（マニュアル：FL command warning p. 6-35、メンテナンスの章の「CDEM Handling and Care」）。RGA が圧力を測定するのはフィラメントが放出している間だけです。そのため、電源を入れるには根拠が必要です。

• set_filament と degas では、圧力が max_filament_pressure_torr 以下である必要があります。set_cdem では、圧力が max_cdem_pressure_torr 以下、電圧が max_cdem_voltage_v 以下である必要があります（ハードウェアの範囲である 10-2490 V も適用されます）。
• 3 つすべてに必要な根拠は、external_pressure_torr（ユーザーが確認した別のゲージの読み取り値）と、フィラメントがオンで CDEM がオフの場合は、その時点で測定した全圧です。両方が利用可能な場合は、高い方を確認するため、ゲージ値の入力ミスによって RGA の測定値を無効にすることはできません。CDEM がオンの場合（RGA は測定できません）は、max_pressure_reading_age_s 以内の読み取り値を受け付けます。ただし、フィラメントがオンの間に限ります。フィラメントがオフになると（手動でオフにした場合も、トリップした場合も）、古い読み取り値から現在の圧力は分かりません。
• 根拠として使う RGA の読み取り値は、放出電流 1 mA の値に換算されます。イオン電流は放出電流に比例するため、換算しないと、0.1 mA での読み取り値は圧力を実際の 10 分の 1 に見積もってしまいます。
• 機器自体のフィラメント保護機能も引き続き適用されます。過圧になると放出と CDEM が停止し（エラー FL6）、get_status で確認できます。
• all_off、filament_off、cdem_off は、実行中のスキャン、質量測定、リークチェックが終わるのを待たずに中断します（中断された処理はエラーを返し、データは返しません）。all_off はいずれかの処理が失敗してもすべての手順を試し、失敗した内容を報告します。

制限	デフォルト	意味
max_filament_pressure_torr	1e-4 Torr	フィラメントの電源を入れる、またはイオナイザーを脱ガスできる最高圧力
max_cdem_pressure_torr	5e-6 Torr	CDEM の電源を入れることができる最高圧力
max_cdem_voltage_v	2000 V	CDEM の最高高電圧（ハードウェア上限は 2490 V）
max_pressure_reading_age_s	60 s	根拠として受け付ける RGA 全圧の読み取り値の最大経過時間（フィラメントがオンの間に限る）
max_degas_minutes	3 min	イオナイザーの脱ガス時間の上限（ハードウェア上限は 20 min）
max_scan_duration_s	900 s	アナログ／ヒストグラムスキャンの推定時間の上限
max_leak_check_duration_s	1800 s	ヘリウムリークチェックの実行時間の上限

起動時に上書きできます。例：--limit max_cdem_voltage_v=2400 --limit max_filament_pressure_torr=1e-5。

プロンプトの例

• 「イオンゲージの読み取り値は 2e-7 Torr です。RGA フィラメントをオンにして、チャンバー内に何があるか教えてください。」
• 「1-100 amu のアナログスキャンを実行し、~/data/rga/after_bake.csv に保存して、今朝の水と水素の値と比較してください。」
• 「これは空気のリークですか？28、32、40 と、それらの比率を確認してください。」
• 「m/z 4 のヘリウムリークチェックを 3 分間開始してください。20 秒後からフランジに一つずつスプレーします。」
• 「CDEM を 1400 V でオンにし、2、4、18、28、44 を毎分、10 分間測定してから、すべてオフにしてください。」

注意事項

• 通信フォーマット。 コマンドは2文字とパラメーターで構成され、CRで終わります。ASCII応答はLF CRで終わります。MR、TP?および各スキャンポイントのイオン電流は、単位が1e-16 Aの、リトルエンディアンの2の補数による4バイト整数です。ハードウェアコマンド（IN、FL、HV、EE、IE、VF、CA、CL、DG）はSTATUSバイトで応答します。NF、MI、MF、SA、TP0/1、MR0は応答しません。サーバーは応答のない設定をすべて読み返します。
• 拒否されたコマンドには応答がありません。 RGAはエラーLEDを点滅させてRS232_ERRを設定するだけです。その後、サーバーはEC?を読み取り、理由（コマンド不正、パラメーター不正、パラメーターの競合）を報告します。
• 分圧はN2換算です。 サーバーはイオン電流を、ヘッドに保存された分圧感度SP（工場出荷時の値：デフォルトのイオナイザー設定におけるN2）と、CDEMがオンの場合は保存されたCDEMゲインMGで割ります。他のガスでは感度が異なります（N2に対してH2は約0.44、Heは約0.14、Arは約1.2）。identify_residual_gasesは代表値を使って補正しますが、他のツールは補正しません。保存された係数が有効なのは、70 eV / 12 eV / 90 V、エミッション1 mAの場合に限られます。
• 全圧（TP?）はCDEMがオンの間、RGAによって無効化され（0を返します）、フィラメントをオンにする必要があります。
• 脱ガスはRGA内部で実行され、コマンドを受け取ると中断されるため、degasはすぐに戻ります。終了するまでは、サーバーは他のコマンドを拒否します（中断するfilament_off、cdem_off、all_offを除く）。
• ノイズフロア（NF0～NF7）は速度と検出限界を設定します。NF0では2000 ms/amu、ノイズ約7e-15 Aから、NF7では15 ms/amu、約5e-13 Aまでです。工場出荷時のデフォルトはNF4（126 ms/amu）です。
• SRS RGA Ethernetアダプターへのログイン（--option user=... --option password=...、ポート818）は、SRSの srsinst.rgaドライバーに準拠していますが、ハードウェアではテストされていません。汎用の生TCPシリアルサーバーではログインは不要ですが、28,800 baud、8N1、RTS/CTSに設定する必要があります。
• スキャンまたはmeasure_massesの後、マニュアルの推奨に従い、サーバーは四重極RFをオフにします（MR0）。
• save_path（スキャンおよびleak_check）は.csvで終わる必要があり、まだ存在していてはいけません。既存のファイルは上書きされません。存在しないフォルダーは作成され、~は展開されます。また、測定開始前にパスが検証されます。
• 接続の復旧。 スキャンのバイナリデータが時間内に届かない場合（または安全ツールによって中断された場合）、サーバーは部分データを破棄し、IN0でスキャンを停止してから、そのSTATUS応答を待って次のコマンドを送信します。これにより、以降の応答が正しい順序で保たれます。

ハードウェア検証

モデル	ファームウェア	インターフェース	検証者	日付
まだありません：最初の報告者になる