真空質譜計
正文
利用質譜學原理測量真空系統或真空器件中殘餘氣體成分或分壓強的儀器,又稱分壓強計。真空質譜計一般由離子源、質量分析器和離子檢測器三個部分組成。被分析的樣品在離子源中被電離成離子,離子經離子光學系統後以一定初始條件進入質量分析器,按質荷比進行分離,最後由離子檢測器接收,並測量其強度,從而得到相應的質譜圖或數據。主要參數 真空質譜計的主要參數有質量範圍、分辨能力、靈敏度、最小可檢分壓強、最高工作壓強。
① 質量範圍:在滿足一定分辨能力和靈敏度的要求下,所能分析的質量範圍,用原子質量單位或質量數表示。
② 分辨能力:表征質譜計可分辨兩個相鄰離子譜峰的能力。
③ 靈敏度:在一定發射電流下,儀器檢測的氣體離子流與其在離子源中分壓強的比值。
④ 最小可檢分壓強:這一參數反映質譜計靈敏度和儀器檢測離子流信號能力的綜合性能。
⑤ 最高工作壓強:質譜計允許工作的最高總壓強。
真空質譜計的主要類型有:磁偏轉質譜計、迴旋質譜計、四極質譜計和飛行時間質譜計。
磁偏轉質譜計 根據離子在垂直於直流磁場的平面運動時,不同質荷比的離子具有不同的偏轉半徑的原理實現質量分離。改變加速電壓或磁場強度,便可依次檢出各種不同的離子。常見的磁偏轉質譜計有半圓形(偏轉180°,圖1)和扇形(偏轉90°或60°) 兩種。磁偏轉質譜計的特點是結構簡單、有較高分辨能力和較高靈敏度、質譜峰形好、對污染不敏感、質量歧視小、便於作定量分析;缺點是需用磁鐵、安裝調整不方便。



其他類型真空質譜計還有射頻質譜計、諧振感應質譜計等。
質譜分析與分壓強測量 真空質譜計獲得的質譜圖能反映被分析氣體的成分,質譜圖中每一個峰對應一種質荷比的離子。但是一種氣體可能有不只一個峰,即除主峰外還包含一系列副峰(碎片峰和同位素峰),如果是混合氣體,則所有相同質荷比離子的譜峰將疊加在一起,因此,從質譜圖中不能直接讀出各種氣體的分壓強值。碎片峰強度與主峰強度的比值稱為碎片的圖像係數。圖像係數與質量歧視效應有關。各種質譜計都存在一定程度的質量歧視效應,即相同峰高的兩種氣體即使電離幾率相等,也不對應相同的分壓強。但是對於某一確定的質譜計來說,在恆定工作條件下對某種氣體碎片的圖像係數是一定的,因而分壓強值可根據氣體的圖像係數和氣體的相對靈敏度通過計算得出。氣體的圖像係數和相對靈敏度,須在恆定工作狀態下注入已知質量數的單純氣體加以校準。