Wat zijn de specificaties van massaspectrometers?
Een deeldrukmeeteenheid wordt hoofdzakelijk gekenmerkt door de volgende eigenschappen (DIN 28.410):
Wat is de lijnbreedteresolutie?
De lijnbreedte is een maat voor de mate waarin onderscheid kan worden gemaakt tussen twee aangrenzende lijnen van dezelfde hoogte. De resolutie wordt gewoonlijk aangegeven. Het wordt gedefinieerd als: R = M / ΔM en is constant voor de quadrupolaire spectrometer over het gehele massabereik, iets groter dan 1 of ΔM < 1.
Vaak wordt een uitdrukking als "eenheidsresolutie met 15% vallei" gebruikt. Dit betekent dat de "bodem van de vallei" tussen twee aangrenzende pieken van identieke hoogte 15 % van de hoogte van de piek bedraagt of anders gezegd, bij 7,5 % van zijn piekhoogte is de lijnbreedte DM gemeten over een individuele piek gelijk aan 1 amu (eenheid atoommassa); zie in dit verband de schematische tekening in Afb. 4,10.
Fig. 4,10 Lijnbreedte – 15% vallei
Wat is het massabereik van massaspectrometers?
Het massabereik wordt gekenmerkt door de atomische getallen voor de lichtste en zwaarste ionen met een enkele lading die met de eenheid worden gedetecteerd.
Wat is gevoeligheid bij massaspectrometrie?
Gevoeligheid E is het quotiënt van de gemeten ionenstroom en de bijbehorende partiële druk; het wordt gewoonlijk gespecificeerd voor argon of stikstof:
(4,1)
De kleinste detecteerbare deeldruk definiëren
De kleinste detecteerbare deeldruk wordt gedefinieerd als de verhouding tussen de amplitude van het geluid en de gevoeligheid:
Kleinste detecteerbare deeldrukverhouding (concentratie)
Definitie:
SDPPR = p min / pΣ (ppm)
Deze definitie, die voor praktisch gebruik enigszins 'onhandig' is, moet worden verklaard aan de hand van het voorbeeld van de detectie van argon36 in de lucht: lucht bevat 0,93 volumeprocent argon; de relatieve isotopenfrequentie van Ar40 tot Ar36 is 99,6 % tot 0,337 %. Zo kan het aandeel van Ar36 in de lucht als volgt worden berekend:
Afb. 4,11 Detectie van argon35
Afbeelding 4,11 toont de schermafdruk voor de meting. De piekhoogte voor Ar36 in de afbeelding wordt bepaald als 1,5 · 10 -13 A en de geluidsamplitude Δ · i +R als 4 · 10 -14 A. De minimaal detecteerbare concentratie is die concentratie waarbij de hoogte van de piek gelijk is aan de geluidsamplitude. Dit resulteert in de kleinste meetbare piekhoogte van 1,5 · 10 -13 A/2,4 · 10 -14 A = 1,875. De kleinste detecteerbare concentratie wordt hieruit afgeleid door berekening om te komen tot:
Wat is het lineariteitsbereik van massaspectrometers?
Het lineariteitsbereik is het drukbereik voor het referentiegas (N2, Ar) waarin de gevoeligheid constant blijft binnen de op te geven grenzen (± 10 % voor deeldrukmeetinstrumenten).
In het bereik onder 1 · 10 -6 mbar is de relatie tussen de ionenstroom en de partiële druk strikt lineair. Tussen 1 · 10-6 mbar en 1 · 10 -4 mbar zijn er kleine afwijkingen van de lineaire karakteristieken. Boven 1 · 10 -4 mbar nemen deze afwijkingen toe totdat, uiteindelijk, in een bereik boven 10 -2 mbar, de ionen voor de dichte gasatmosfeer de ionenval niet meer kunnen bereiken. De nooduitschakeling voor de kathode (bij overdruk) is bijna altijd ingesteld op 5 · 10 -4 mbar. Afhankelijk van de vereiste informatie zijn er verschillende bovengrenzen voor het gebruik.
In analytische toepassingen mag 1 · 10 -6 mbar zo mogelijk niet worden overschreden. Het bereik van 1 · 10 -6 mbar tot 1 · 10 -4 mbar is nog steeds geschikt voor duidelijke weergaven van de gassamenstelling en deeldrukregeling (zie afb. 4,12).
Afb. 4,12 Kwalitatieve lineariteitscurve
Informatie over oppervlakken en geschiktheid voor uitbakken
Aanvullende informatie die nodig is om een sensor te evalueren, omvat specificaties over de uitbrandtemperatuur (tijdens de meting of met de kathode of SEMP uitgeschakeld), gebruikte materialen en oppervlakken van de metaal-, glas- en keramische componenten en het materiaal en de afmetingen van de kathode; ook zijn gegevens nodig over de elektronenimpactenergie bij de ionenbron (en of deze instelbaar is). Deze waarden zijn cruciaal voor een ononderbroken werking en voor elke invloed op de gassamenstelling door de sensor zelf.
Grondbeginselen van vacuümtechnologie
Download ons eBook 'Grondbeginselen van vacuümtechnologie' om de basisprincipes en processen van vacuümpompen te ontdekken.
Referenties
- Vacuümsymbolen
- Verklarende woordenlijst
- Referenties en bronnen
Vacuümsymbolen
Vacuümsymbolen
Een woordenlijst van symbolen die vaak worden gebruikt in vacuümtechnologieschema's als visuele weergave van pomptypen en onderdelen in pompsystemen
Verklarende woordenlijst
Verklarende woordenlijst
Een overzicht van de meeteenheden die in vacuümtechnologie worden gebruikt en wat de symbolen betekenen, evenals de moderne equivalenten van historische eenheden
Referenties en bronnen
Referenties en bronnen
Referenties, bronnen en verdere lectuur met betrekking tot de fundamentele kennis van vacuümtechnologie
Vacuümsymbolen
Een woordenlijst van symbolen die vaak worden gebruikt in vacuümtechnologieschema's als visuele weergave van pomptypen en onderdelen in pompsystemen
Verklarende woordenlijst
Een overzicht van de meeteenheden die in vacuümtechnologie worden gebruikt en wat de symbolen betekenen, evenals de moderne equivalenten van historische eenheden
Referenties en bronnen
Referenties, bronnen en verdere lectuur met betrekking tot de fundamentele kennis van vacuümtechnologie