Quais são as especificações dos espectrômetros de massa?
Uma unidade de medição de pressão parcial é caracterizada essencialmente pelas seguintes propriedades (DIN 28 410):
O que é resolução de largura de linha?
A largura da linha é uma medida do grau em que a diferenciação pode ser feita entre duas linhas adjacentes da mesma altura. A resolução é normalmente indicada. Ela é definida como: R = M / ΔM e é constante para o espectrômetro quadrupolo em toda a faixa de massa, ligeiramente maior que 1 ou ΔM < 1.
Muitas vezes, é usada uma expressão como "resolução da unidade com vale de 15%". Isso significa que o "fundo do vale" entre dois picos adjacentes de altura idêntica chega a 15% da altura do pico ou, dito de outra forma, a 7,5% de sua altura de pico, a largura da linha DM medida em um pico individual é igual a 1 amu (unidade de massa atômica); veja nesse contexto o desenho esquemático na Fig. 4.10.
Fig. 4.10 Largura da linha – vale de 15%
Qual é a faixa de massa de espectrômetros de massa?
A faixa de massa é caracterizada pelos números atômicos dos íons mais leves e mais pesados com uma única carga que são detectados com a unidade.
O que é sensibilidade em espectrometria de massa?
Sensibilidade E é o quociente do fluxo de íons medido e a pressão parcial associada; normalmente é especificada para argônio ou nitrogênio:
(4.1)
Como definir a menor pressão parcial detectável
A menor pressão parcial detectável é definida como uma relação entre a amplitude de ruído e a sensibilidade:
Menor relação de pressão parcial detectável (concentração)
A definição é:
SDPPR = pmin / pΣ (ppm)
Esta definição, que é um pouco "desajeitada" para uso prático, deve ser explicada usando a detecção de argon36 no ar como exemplo: o ar contém 0,93% de argônio por volume; a frequência isotópica relativa de Ar40 a Ar36 é de 99,6% a 0,337%. Assim, a parcela de Ar36 no ar pode ser calculada da seguinte forma:
Fig. 4.11 Detecção de Argon35
A Figura 4.11 mostra a impressão da tela para a medição. A altura do pico para Ar36 na ilustração é determinada como 1,5 · 10-13A e a amplitude de ruído Δ · i+R como 4 · 10-14 A. A concentração mínima detectável é aquela concentração na qual a altura do pico é igual à amplitude do ruído. Isso resulta na menor altura de pico mensurável sendo 1,5 · 10-13 A/2,4 · 10-14 A = 1,875. A menor concentração detectável é então derivada disso por cálculo para chegar a:
Qual é a faixa de linearidade dos espectrômetros de massa?
A faixa de linearidade é aquela faixa de pressão para o gás de referência (N2, Ar) em que a sensibilidade permanece constante dentro dos limites que devem ser especificados (± 10% para dispositivos de medição de pressão parcial).
Na faixa abaixo de 1 · 10-6 mbar, a relação entre o fluxo de íons e a pressão parcial é estritamente linear. Entre 1 · 10-6 mbar e 1 · 10-4mbar, existem pequenos desvios das características lineares. Acima de 1 · 10-4 mbar, esses desvios crescem até, em última análise, em uma faixa acima de 10-2 mbar, os íons para a atmosfera densa de gás não poderão mais atingir o coletor de íons. O desligamento de emergência do cátodo (em pressão excessiva) é quase sempre definido para 5 · 10-4 mbar. Dependendo das informações necessárias, haverá diferentes limites superiores para uso.
Em aplicações analíticas, 1 · 10-6 mbar não deve ser excedido se possível. A faixa de 1 · 10-6 mbar a 1 · 10-4 mbar ainda é adequada para representações claras da composição do gás e da regulação da pressão parcial (consulte a Fig. 4.12).
Fig. 4.12 Curva de linearidade qualitativa
Informações sobre superfícies e disponibilidade para aquecimento
Informações adicionais necessárias para avaliar um sensor incluem especificações sobre a temperatura de aquecimento (durante a medição ou com o cátodo ou SEMP desligado), materiais usados e áreas de superfície dos componentes de metal, vidro e cerâmica e o material e as dimensões do cátodo; também são necessários dados sobre a energia de impacto de elétrons na fonte de íons (e se ela é ajustável). Esses valores são essenciais para a operação ininterrupta e para qualquer influência na composição do gás pelo próprio sensor.
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References
- Vacuum symbols
- Glossary of units
- References and sources
Vacuum symbols
A glossary of symbols commonly used in vacuum technology diagrams as a visual representation of pump types and parts in pumping systems
Glossary of units
An overview of measurement units used in vacuum technology and what the symbols stand for, as well as the modern equivalents of historical units
References and sources
References, sources and further reading related to the fundamental knowledge of vacuum technology
