¿En qué consiste el análisis cuantitativo de gases?
Se sufren dificultades particularmente a la hora de interpretar el espectro de una mezcla de gases desconocida. Las proporciones de flujo iónico de diversas fuentes pueden desviarse las unas de las otras únicamente cuando se haya averiguado cuáles son todas las fuentes pertinentes. En muchas aplicaciones de la tecnología de vacío, se trabajará con mezclas de unos pocos gases sencillos conocidos, con números atómicos inferiores al 50 (aunque los gases de proceso pueden suponer excepciones a este respecto). En el caso habitual y más complejo, lo que habrá es un espectro con diversas superposiciones en una mezcla de muchos componentes gaseosos totalmente desconocidos; en esta situación, deberá efectuarse un análisis cualitativo antes de intentar llevar a cabo uno cuantitativo. El grado de dificultad presente depende del número de superposiciones (una sola, unas pocas o muchas).
En caso de haber tan solo una superposición, a menudo puede resultar productivo un equilibrado mutuo de los flujos iónicos durante la medición de un mismo gas y del mismo tipo de gas para diversos números atómicos.
Si la cantidad de superposiciones es elevada y el número de gases totales, reducido, a menudo puede resultar útil llevar a cabo una evaluación tabular mediante factores de corrección y comparación con el espectro de un gas de calibración de composición conocida.
En el caso más general, la pluralidad de gases contribuye de forma más o menos relevante al flujo iónico en todas las masas. La porción de un gas g, sea cual sea el caso, para el número atómico m se expresa mediante el factor de fragmentación Ffm,g. Para facilitar el cálculo, el factor de fragmentación Ffm,g también incorpora el factor de transmisión TF y el factor de detección DF. Por tanto, la corriente iónica con respecto de la masa m, como función de las corrientes iónicas totales de todos los gases participantes, en notación matricial, es la siguiente:
El vector de corriente iónica de los números atómicos m (resultante de las contribuciones de los fragmentos de los distintos gases) es igual a la matriz de fragmentos multiplicada por el vector de la suma de los flujos de cada uno de los gases.
(En notación simplificada: i = FF · I)
donde im+ es el vector de flujo iónico de los números atómicos resultante de las contribuciones de los fragmentos de distintos gases
Se observa que el flujo iónico generado por un gas es proporcional a la presión parcial. El sistema de ecuaciones lineal puede resolverse únicamente para aquel caso especial en el que m = g (matriz cuadrada); se sobreidentifica si m > g. Como consecuencia de la aparición de un error de medición inevitable (ruido y otras cuestiones), no hay ningún conjunto del flujo iónico general I+g (presiones o concentraciones parciales) que satisfaga exactamente el sistema de ecuaciones. De entre todas las soluciones concebibles, en este momento es necesario determinar el conjunto I+*g, el cual, tras llevar a cabo un cálculo inverso hasta los flujos de iones parciales I+*m, presentará la desviación cuadrática mínima de las corrientes iónicas parciales i + m obtenidas en la medición real. De este modo:
Este problema de minimización es matemáticamente idéntico a la solución de otro sistema de ecuaciones
de cuya evaluación directa puede encargarse directamente el ordenador. El vector de corriente iónica es, por tanto, para los distintos gases:
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Referencias
- Símbolos de vacío
- Glosario de unidades
- Referencias y fuentes
Símbolos de vacío
Un glosario de símbolos comúnmente utilizados en diagramas de tecnología de vacío como representación visual de tipos y piezas de bombas en sistemas de bombeo
Glosario de unidades
Una descripción general de las unidades de medida utilizadas en la tecnología de vacío y el significado de los símbolos, así como los equivalentes actuales de las unidades históricas
Referencias y fuentes
Referencias, fuentes y lecturas adicionales relacionadas con los conocimientos fundamentales sobre la tecnología de vacío
