Apakah analisis gas dan mengapa ia diperlukan?
Analisis gas pada tekanan rendah menggunakan spektrometri jisim
Analisis gas pada tekanan rendah berguna bukan sahaja ketika menganalisis gas sisa dari pam vakum, ujian kebocoran pada sambungan flange atau untuk saluran bekalan (udara termampat, air) dalam keadaan vakum. Mereka juga penting dalam bidang yang lebih luas mengenai aplikasi dan proses teknologi vakum. Sebagai contoh, dalam analisis gas proses yang digunakan untuk menerapkan lapisan nipis salutan pada substrat. Peralatan yang digunakan untuk analisis kualitatif dan/atau kuantitatif gas termasuk spektrum jisim yang dibangunkan khas dengan dimensi yang sangat kecil yang, seperti mana-mana pengukur vakum, boleh disambungkan terus ke sistem vakum. Saiz mereka membezakan instrumen pengukuran ini daripada spektrometer jisim lain seperti yang digunakan untuk analisis kimia gas. Peranti-peranti tersebut kurang sesuai, contohnya, untuk digunakan sebagai unit pengukuran tekanan separa kerana ia terlalu besar, memerlukan garis penyambung yang panjang ke ruang vakum dan tidak boleh dibakar keluar bersama ruang vakum itu sendiri. Pelaburan untuk spektrometer jisim analitik akan terlalu besar tanpa justifikasi kerana, contohnya, keperluan dari segi resolusi adalah jauh kurang ketat untuk pengukuran tekanan separa. Tekanan separa difahami sebagai tekanan yang dikenakan oleh jenis gas tertentu dalam campuran gas. Jumlah tekanan separa bagi semua jenis gas memberikan tekanan keseluruhan. Perbezaan antara pelbagai jenis gas pada dasarnya adalah berdasarkan jisim molar mereka. Oleh itu, tujuan utama analisis adalah untuk merekod secara kualitatif proporsi gas dalam sistem berkaitan dengan jisim molar dan menentukan secara kuantitatif jumlah jenis gas individu yang berkaitan dengan nombor atom yang pelbagai.
Peranti pengukuran tekanan separa yang biasa digunakan terdiri daripada sistem pengukuran itu sendiri (sensor) dan peranti kawalan yang diperlukan untuk operasinya. Sensor tersebut mengandungi sumber ion, sistem pemisahan dan perangkap ion. Pemisahan ion yang berbeza dalam jisim dan cas sering dilakukan dengan memanfaatkan fenomena yang menyebabkan ion bergetar dalam medan elektrik dan magnet.
Tinjauan sejarah mengenai spektrometer jisim
Selepas percubaan pertama Thomson pada tahun 1897 untuk menentukan nisbah cas kepada jisim e/m bagi elektron, ia mengambil masa yang agak lama (hingga ke tahun 1950-an) sebelum sejumlah besar dan pelbagai sistem analisis digunakan dalam teknologi vakum. Ini termasuk Omegatron, Topatron dan akhirnya spektrum jisim kuadrupole yang dicadangkan oleh Paul dan Steinwedel pada tahun 1958 (lihat Rajah. 4,1). Penggunaan pertama spektrometri jisim dalam aplikasi teknologi proses yang dibantu vakum mungkin bermula dari kerja Backus pada tahun 1943 / 44. Dia menjalankan kajian di Makmal Radiografi di Universiti California. Mencari untuk memisahkan isotop uranium, dia menggunakan spektrometer medan sektor 180° selepas Dempster (1918), yang dirujuknya sebagai "analis vakum". Hingga hari ini, istilah serupa, iaitu "analis gas residu" (RGA), sering digunakan di A.S. dan U.K. sebagai ganti "spektrum jisim". Aplikasi pemantauan proses hari ini terdapat terutamanya dalam pengeluaran komponen semikonduktor.
Rajah 4.1a sensor TRANSPECTOR.
a: Sensor berprestasi tinggi dengan Channeltron
b: Sensor kompak dengan Micro-Channelplate
c: Sensor berprestasi tinggi dengan cawan Faraday
Rajah 4.1b sensor TRANSPECTOR XPR
Pada awalnya, unit kawalan agak canggung dan menawarkan pilihan manipulasi yang tidak terhitung. Selalunya hanya ahli fizik yang mampu mengendalikan dan menggunakannya. Dengan pengenalan PC, keperluan berkaitan dengan unit kawalan menjadi semakin besar. Pada mulanya, mereka dipasang dengan antara muka untuk sambungan ke komputer. Usaha telah dilakukan kemudian untuk melengkapkan PC dengan papan litar pengukuran tambahan bagi operasi sensor. Sensor hari ini sebenarnya adalah pemancar yang dilengkapi dengan unit bekalan kuasa elektrik yang dipasang terus di sisi atmosfera; komunikasi dengan PC dari titik itu adalah melalui port komputer standard. Kemudahan pengoperasian dicapai melalui perisian yang berjalan di PC.
Asas Teknologi Vakum
Muat turun e-Buku kami "Asas Teknologi Vakum" untuk mengetahui keperluan dan proses pam vakum.
Rujukan
- Simbol vakum
- Glosari unit
- Rujukan dan sumber
Simbol vakum
Simbol vakum
Sebuah glosari simbol yang biasa digunakan dalam diagram teknologi vakum sebagai representasi visual jenis pam dan bahagian dalam sistem pam.
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.
Rujukan dan sumber
Rujukan dan sumber
Rujukan, sumber dan bacaan lanjut berkaitan dengan pengetahuan asas teknologi vakum
Simbol vakum
Sebuah glosari simbol yang biasa digunakan dalam diagram teknologi vakum sebagai representasi visual jenis pam dan bahagian dalam sistem pam.
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.
Rujukan dan sumber
Rujukan, sumber dan bacaan lanjut berkaitan dengan pengetahuan asas teknologi vakum