Qu'est-ce que l'analyse de gaz quantitative ?
L'interprétation du spectre d'un mélange inconnu de gaz pose des difficultés particulières. Les proportions du flux ionique provenant de différentes sources ne peuvent être compensées les unes par rapport aux autres qu'après avoir identifié toutes les sources. Dans de nombreuses applications de la technologie du vide, on aura affaire à des mélanges de quelques gaz simples d'identité connue, dont le numéro atomique est inférieur à 50 (les gaz liés au procédé peuvent représenter des exceptions). Dans le cas normal, plus compliqué, il s'agira d'un spectre avec une multitude de superpositions dans un mélange complètement inconnu de nombreux composants gazeux ; ici, une analyse qualitative devra être effectuée avant de tenter une analyse quantitative. Le degré de difficulté rencontré dépend du nombre de superpositions (individuelles/peu/beaucoup).
Dans le cas de superpositions individuelles, l'équilibrage mutuel des flux ioniques lors de la mesure d'un seul et même type de gaz pour plusieurs numéros atomiques peut souvent être productif.
Lorsqu'il existe un plus grand nombre de superpositions et un nombre limité de gaz dans l'ensemble, une évaluation tabulaire utilisant des facteurs de correction par rapport au spectre d'un gaz d'étalonnage de composition connue peut souvent s'avérer utile.
Dans le cas le plus général, plusieurs gaz apportent une contribution plus ou moins importante au flux ionique pour toutes les masses. Dans chaque cas, la part d'un gaz g pour le numéro atomique m est exprimée par le facteur de fragmentation Ffm,g. Afin de simplifier le calcul, le facteur de fragmentation Ffm,g contient également le facteur de transmission TF et le facteur de détection DF. Le courant ionique à la masse m, en fonction des courants ioniques globaux de tous les gaz impliqués, en notation matricielle, est alors :
Le vecteur de courant ionique pour les numéros atomiques m (résultant des contributions des fragments des gaz individuels) est égal à la matrice des fragments multipliée par le vecteur de la somme des flux pour les gaz individuels.
(en notation simplifiée : i = FF · I)
où im+ = vecteur de flux ionique pour les numéros atomiques, résultant des contributions des fragments des différents gaz individuels
On constate que le flux ionique provoqué par un gaz est proportionnel à la pression partielle. Le système d'équations linéaires ne peut être résolu que dans le cas particulier où m = g (matrice carrée) ; il est sur-identifié pour m > g. En raison des erreurs de mesure inévitables (bruit, etc.), il n'existe aucun ensemble de flux ionique global I+g (pressions partielles ou concentrations) qui satisfasse exactement le système d'équations. Parmi toutes les solutions envisageables, il est maintenant nécessaire d'identifier l'ensemble I+*g qui, après le calcul inverse des flux ioniques partiels I+*m, présentera le plus petit écart au carré par rapport aux courants ioniques partiels i+m réellement mesurés. Ainsi :
Ce problème de minimisation est mathématiquement identique à la solution d'un autre système d'équations
qui peut être évalué directement par l'ordinateur. Le vecteur de courant ionique pour les gaz individuels est alors :
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Symboles du vide
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Glossaire des symboles couramment utilisés dans les schémas en technologie du vide pour représenter visuellement les différents systèmes de pompage, leurs types de pompes et les pièces qui les composent
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Aperçu des unités de mesure et des symboles utilisés en technologie du vide, ainsi que des équivalents modernes des unités historiques
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