质谱仪的规格参数有哪些?
分压测量装置的基本特征由以下特性表征 (DIN 28 410):
什么是线宽分辨率?
线宽是用于衡量两条相同高度的相邻直线之间可以相互区分的程度。分压测量装置通常会指明该分辨率。其定义为:R = M/ΔM;四极杆光谱仪的 R 值在整个质量范围内保持不变,略大于 1 或 ΔM < 1。
通常会使用诸如“装置分辨率为 15% 峰谷”的表达方式。意思是说相同高度的两个相邻波峰的“谷底”处为峰高的 15%;或者换种方法,在峰高的 7.5% 处,单个波峰内测得的线宽 ΔM 等于 1 amu(原子质量单位);请参见示意图 4.10。
质谱仪的质量范围是多少?
质量范围通过该装置检测到的带有单电荷的最轻离子和最重离子的原子序号进行表征。
什么是质谱分析的灵敏度?
灵敏度 E 是测得的离子流与相关分压的商数;通常是指对氩气或氮气的灵敏度:
如何定义最小可检分压
最小可检分压定义为噪声大小与灵敏度的比值:
最小可检分压比(浓度)
定义为:
SDPPR = pmin / pΣ (ppm)
此定义对于实际应用而言有些“不得体”,此处以检测空气中的氩 36 为例进行讲解:空气中含的氩气为 0.93%(体积比);氩 40 与氩 36 的同位素相对频率为 99.6% 和 0.337%。因此,氩 36 在空气中的含量可按以下公式计算:
图 4.11 显示了测量结果的屏幕打印输出。图中氩36 的峰高确定为 1.5 · 10-13 A,噪声幅值 Δ · i+R 为 4 · 10-14 A。最低可检测浓度是指峰高与噪声幅值相等时的浓度。因此,最小可测量峰高为 1.5 · 10-13 A/2.4 · 10-14 A = 1.875。然后通过计算可得出最小可检测浓度,结果为:
什么是质谱仪的线性范围?
线性范围是指对于参考气体(氮气、氩气)而言,测量灵敏度能够恒定地保持在规定限值以内的压力范围(对于分压测量装置为 ±10%)。
在低于 1 · 10-6 mbar 的范围内,离子流和分压之间严格呈线性关系。在 1 · 10-6 mbar 至 1 · 10-4 mbar 之间,稍微偏离这种线性特征关系。超过 1 · 10-4 mbar 时,这种偏离会不断增加,直到最终在超过 10-2 mbar 的范围内,致密的气体环境使得离子无法再到达离子阱。阴极的紧急停机(过压停机)压力几乎都是设置为 5 · 10-4 mbar。根据所需的信息,使用的上限会有不同。
在分析应用中,如果可能,不应超过 1 · 10-6 mbar。在 1 · 10-6 mbar ~ 1 · 10-4 mbar 的范围内,仍能清楚地描绘气体成分和进行分压调节(参见图 4.12)。
有关表面和加热除气适应性的信息
评估传感器时,所需的其他信息包括加热除气温度(测量中或者阴极或 SEMP 关闭时)、所用材料以及金属、玻璃和陶瓷组件的表面积,阴极的材料和尺寸;还需要关于离子源的电子冲击能(以及能否调整)的数据。这些值对于传感器的不间断运行以及传感器本身对气体成分可能产生的任何影响至关重要。
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参考资料
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- 单位术语表
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真空符号
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真空技术图中常用符号的术语表,这些符号用于直观地表达泵的类型以及抽气系统中的部件
单位术语表
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了解真空技术中使用的测量单位,不同符号的含义以及传统单位的现代等效单位
参考文献和来源
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