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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Referências
- Símbolos de vácuo
- Glossário de unidades
- Referências e fontes
Símbolos de vácuo
Um glossário de símbolos normalmente usados em diagramas de tecnologia de vácuo como uma representação visual de tipos de bomba e peças em sistemas de bombeamento
Glossário de unidades
Uma visão geral das unidades de medida usadas na tecnologia de vácuo e o que os símbolos significam, bem como os equivalentes modernos das unidades históricas
Referências e fontes
Referências, fontes e leitura adicional relacionadas aos conhecimentos fundamentais da tecnologia de vácuo
