Gas analysis and mas spectrometers banner

Cara menukar tekanan dalam spektrometri jisim

Apa fungsi injap pengukur?

Cara paling mudah untuk mengadaptasi spektrometer jisim klasik kepada tekanan melebihi 1 · 10-4 mbar adalah melalui valve pengukuran. Namun, kelemahan yang wujud adalah, kerana sifat aliran tidak ditakrifkan dengan jelas, penyimpangan daripada komposisi gas asal mungkin berlaku. 

Bagaimana cara kerja penukar tekanan?

Untuk memeriksa campuran gas pada tekanan total melebihi 1 · 10-4 mbar, adalah perlu untuk menggunakan penukar tekanan yang tidak akan memisahkan gas-gas tersebut. Rajah 4,7 digunakan untuk membantu menerangkan bagaimana penukar tekanan seperti itu berfungsi: 

a. Tekanan proses < 1 mbar: Penukar tekanan satu peringkat. Gas dibenarkan untuk keluar dari bekas vakum dalam aliran molekul, melalui diafragma dengan nilai konduktans L2 dan masuk ke dalam "ruang sensor" (dengan sistem vakum tinggi sendiri). Aliran molekul menyebabkan pengasingan tetapi ini akan bebas daripada tahap tekanan. Satu diafragma kedua dengan aliran molekul, terletak di antara ruang sensor dan pam turbomolekul, akan mengimbangi pemisahan yang berlaku di L2.

b. Tekanan proses > 1 mbar: Penukar tekanan dua peringkat. Menggunakan pam kecil (rotary vane), aliran gas laminar dialihkan dari kawasan vakum kasar melalui kapilari atau diafragma (nilai konduktans L3). Sebelum masuk ke dalam pam, pada tekanan sekitar 1 mbar, sebahagian kecil aliran ini dibenarkan untuk memasuki ruang sensor melalui diafragma dengan nilai konduktans L2, sekali lagi sebagai aliran molekul. 

Rajah 4,7 Prinsip penukar tekanan (tahap B sahaja dalam versi satu tahap dan tahap A dan B dalam unit dua tahap)

 Penyimpangan komposisi gas yang dihasilkan daripada penyerapan dan pemeluwapan boleh dielakkan dengan memanaskan penukar tekanan dan kapilari. 
Untuk menilai pengaruh terhadap komposisi gas oleh unit pengukuran itu sendiri, maklumat mengenai suhu pemanasan, bahan dan kawasan permukaan untuk komponen logam, kaca dan seramik akan diperlukan bersama dengan spesifikasi mengenai bahan dan dimensi katod (dan akhirnya mengenai tenaga impak elektron untuk sumber ion juga). 

Sumber ion tertutup (CIS)

Untuk membendung – atau mengelakkan sepenuhnya – pengaruh yang mungkin berasal dari ruang sensor atau katod (contohnya gangguan keseimbangan CO-CO2 dengan memanaskan katod) sumber ion tertutup (CIS) akan digunakan dalam banyak kes. 

CIS dibahagikan kepada dua bahagian: sebuah ruang katod di mana elektron dikeluarkan, dan sebuah ruang impak, di mana pengionan impak bagi zarah gas berlaku. Dua ruang tersebut dipam secara berbeza: tekanan dalam ruang katod adalah sekitar 10-5 mbar, manakala dalam ruang impak adalah sekitar 10-3 mbar. Gas dari ruang vakum dibenarkan untuk melalui ruang impak melalui injap yang disegel dengan logam dan boleh dibakar (penukar tekanan, teknologi vakum ultra tinggi). Ionisasi hasil tinggi berlaku pada kira-kira 10-3 mbar. Elektron yang memberikan impak dikeluarkan di ruang katod pada kira-kira 10-5 mbar dan melalui pembukaan kecil dari situ ke dalam ruang impak. Nisbah isyarat kepada bunyi (gas residu) berbanding dengan sumber ion terbuka akan meningkat secara keseluruhan sebanyak faktor 10+3 atau lebih. Rajah 4,8 menunjukkan perbezaan asas antara konfigurasi untuk sumber ion terbuka dan tertutup bagi aplikasi tipikal dalam teknologi sputter. Dengan reka bentuk yang diubah suai bagi CIS berbanding dengan sumber ion terbuka dari segi geometri dan tenaga elektron (sumber ion terbuka 102 eV, CIS 75 atau 35 eV), corak pengagihan serpihan yang berbeza mungkin ditemui apabila tahap tenaga elektron yang lebih rendah dipilih. Sebagai contoh, isotop argon36++ pada jisim 18 tidak dapat dikesan pada tenaga elektron kurang daripada 43,5 eV dan oleh itu tidak dapat memalsukan pengesanan H2O+ pada jisim 18 dalam proses sputter yang menggunakan argon sebagai gas kerja – proses yang sangat penting dalam industri. 

Rajah 4,8 Sumber ion terbuka (kiri) dan sumber ion tertutup (kanan)

Prinsip kerja pemantau gas agresif (AGM)

Dalam banyak kes, gas proses yang perlu diperiksa adalah begitu agresif sehingga katod hanya dapat bertahan untuk jangka masa yang singkat. AGM menggunakan sifat aliran laminar di mana tidak ada aliran "terbalik" dari sebarang jenis. Dikawal dengan injap AGM yang berasingan, sebahagian daripada gas kerja yang disalurkan ke proses diperkenalkan sebagai "gas pembersihan", sebelum penukar tekanan, ke TRANSPECTOR; ini menghasilkan aliran ke arah ruang vakum. Oleh itu, gas proses hanya boleh sampai ke TRANSPECTOR apabila injap AGM ditutup. Apabila injap dibuka, TRANSPECTOR hanya melihat gas kerja yang tulen. 4,9 menunjukkan prinsip AGM.

Rajah 4,9 Prinsip di sebalik pemantau gas agresif (AGM)

Download Software

Asas Teknologi Vakum 

Muat turun e-Buku kami "Asas Teknologi Vakum" untuk mengetahui keperluan dan proses pam vakum. 

Rujukan

Simbol vakum

Simbol vakum

Sebuah glosari simbol yang biasa digunakan dalam diagram teknologi vakum sebagai representasi visual jenis pam dan bahagian dalam sistem pam.

BACA LEBIH LANJUT

Glosari unit

Glosari unit

Tinjauan mengenai unit pengukuran yang digunakan dalam teknologi vakum dan apa yang dimaksudkan dengan simbol-simbol tersebut, serta padanan moden bagi unit-unit sejarah.

BACA LEBIH LANJUT

Rujukan dan sumber

Rujukan dan sumber

Rujukan, sumber dan bacaan lanjut berkaitan dengan pengetahuan asas teknologi vakum

BACA LEBIH LANJUT

Simbol vakum

Sebuah glosari simbol yang biasa digunakan dalam diagram teknologi vakum sebagai representasi visual jenis pam dan bahagian dalam sistem pam.

BACA LEBIH LANJUT

Glosari unit

Tinjauan mengenai unit pengukuran yang digunakan dalam teknologi vakum dan apa yang dimaksudkan dengan simbol-simbol tersebut, serta padanan moden bagi unit-unit sejarah.

BACA LEBIH LANJUT

Rujukan dan sumber

Rujukan, sumber dan bacaan lanjut berkaitan dengan pengetahuan asas teknologi vakum

BACA LEBIH LANJUT

Production / People Image Pictures

Mari bercakap

Kami memberi tumpuan kepada kedekatan dengan pelanggan. Hubungi kami untuk semua pertanyaan anda.

Hubungi kami

Loading...