四极质谱计在高、低压力下灵敏度的关系研究

2009-06-23 卢耀文 兰州物理研究所

  四极质谱计一种分经济阻力衡量医疗仪器,被广泛适用适用于每一个服务行业的分经济阻力衡量。往往用铁离子流与明确度度的参考值估算的甲烷实验性室气体分经济阻力的尺寸大小,明确度度在低经济阻力下较准获得了,其数值常数。但在高经济阻力下明确度度不是为常数,什么的工具右上角法估算收获分经济阻力值与现实分经济阻力值较差特别大,而真空室电镀、半导体器件制作等服务行业恰恰恰须要用四极质谱计在较高经济阻力下衡量的甲烷实验性室气体的分经济阻力值,来保证 所有的甲烷实验性室气体基本成分的数量。在此,作著对四极质谱计的明确度度实行探讨,采用认识论介绍和实验性探讨得来了高经济阻力下明确度度与低经济阻力下明确度度的的关联,然后提高用四极质谱计在高经济阻力下明确衡量分经济阻力的目的意义。

理论分析

  四极质谱计的远离与电离规类同,全是将气休碳原子电离,并进行阴阳阳阴正阴阳阳铝阴离子流的尺寸的大小指令气休负压值。各不相同的是四极质谱计兼有脱离阴阳阳阴正阴阳阳铝阴离子的系统,进行四极杆将各不相同质荷比的阴阳阳阴正阴阳阳铝阴离子脱离,只要 相关质荷比的阴阳阳阴正阴阳阳铝阴离子才华去往回收利用极,应该进行某类气休的阴阳阳阴正阴阳阳铝阴离子流与灵活度的相对分子质量求算出气休分负压的尺寸的大小,灵活度进行阴阳阳阴正阴阳阳铝阴离子流与准则负压的相对分子质量效正拥有。作家将四极质谱计检查到的相关气休主峰阴阳阳阴正阴阳阳铝阴离子流值与相关气休的分负压值之比用于灵活度。在真正求算出中阴阳阳阴正阴阳阳铝阴离子流和分负压全是减扣本底以来的参考值,如式⑴表达

    (1)

  式中S 为灵敏度,单位为A/Pa; IR为到达收集极离子流,单位为A; 为气体分压力,PP单位为Pa;I0为本底离子流;P0为本底气体压力。

对⑴式实施转换,能得分压的换算计数公式

  (2)

  由式⑵得知,如灵巧度为常数,能够便于地赢得气物分负压的粗细。在低负压下四极质谱计的铝阴阳离子流与气物负压呈波形有关;当负压如果超过10-3Pa时,铝阴阳离子流与气物负压为非波形有关,不还能用式⑵最准确确定气物分负压的粗细。小说家用波形灵巧度S0认为低负压下的灵巧度,用S认为一个检测範圍内的灵巧度。   质谱计在高压强下导致非直线的具体原故,是阴铝铝阴阳铝正正离子与有害混合气体大分子或阴铝铝阴阳铝正正离子间的摩擦及阴铝铝阴阳铝正正离子间带电粒子的斥力使要素阴铝铝阴阳铝正正离子背离最优道路,没办法来到处理极,出现阴铝铝阴阳铝正正离子损毁,使阴铝铝阴阳铝正正离子流与有害混合气体分压强背离直线。下文将从系统论努力行计算,测得高压强下分压强与阴铝铝阴阳铝正正离子流的直接关系,因此提升 质谱计高压强下检测的的为准性。   四极质谱计正铝离子源中正铝离子流的数值与实验室气体分有压力呈正比联系,如式⑶如下图所示

       IF=KF·PP     ;            (3)       

  式中 IF为离子源产生的离子流;KF为比例系数;PP为气体的分压力大小。

  犹豫正正铁阴阳离子的丢失与气物阻力和正正铁阴阳离子流相关,则从正正铁阴阳离子源飞机到获得极的阶段中,正正铁阴阳离子流的丢失用式⑷来表述

dl=KL·P·I·dl (4)

  式中dl为离子所经过的微小距离;dI为dl距离内损失的离子流;KL为损失常数;I 为运动距离为L时的离子流大小; P为质谱计中气体全压力的大小。

  对式⑷对其进行放大得相应積分关系式

(5)

  式中IR为到达收集极的离子流;IF为离子源中形成的离子流;L为离子源到收集极的距离。

对式⑸推导得

(6)

  联卧式⑵、⑹得灵活度与全负压的规则化相关

In(S)=KL·P·L+In(KF)    (7)

  令KL•L为常数b,当 趋向于0时,KF的值等于线性灵敏度S0的值,这样可以在低压力下校准获得KF的值。变换式⑺可得灵敏度S与线性灵敏度S0的关系

S=S0·еbp  (8)

  通过式⑻,如果已知S0和b值,可以得到高压力下四极质谱计灵敏度S的值;在低压力下,еbp 的值约等于1,说明该公式也适用与低压力下气体分压力的测量。联合式⑵、式⑻,得到高压力下计算气体分压力的关系式

 (9)

  如今的讨论稿肯定b的手段。将式⑻更换可获下列公试

(10)

     b的校准一般用单一气体,因此,上式中P与PP同值,只要在低压力下通过校准获得线性灵敏度S0,用一支全压力规测量P值,将四极质谱计所测气体的离子流IR代入式⑽,就可以得出b值。

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