使用質(zhì)譜儀器時,常常會遇到關于真空度的問題。它們是質(zhì)譜狀態(tài)是否正常的一個重要指標。因此,我們要時常觀察真空度是否在合適范圍內(nèi),這對于指導我們正確使用儀器起到重要作用。
為什么質(zhì)譜要在真空條件下工作呢?
目的是提高平均自由程以減少高速電子和離子在與其它氣體分子碰撞過程中的能量消耗,使質(zhì)譜分析正常進行。
一般質(zhì)譜儀都采用機械泵預抽真空(PG)后,再用分子泵連續(xù)地運行以保持高真空(IG)。
1、PG(皮拉尼規(guī))工作原理:
皮拉尼規(guī)也稱為電阻式真空規(guī),其工作原理是:真空度不同,單位體積內(nèi)的空氣分子數(shù)不同,導致正在發(fā)熱的電阻絲帶走熱量的能力也不同,因此電阻絲溫度也就不同。因為電阻絲的電阻率是溫度的函數(shù),所以不同的真空度會引起電阻率變化,電流在電阻絲上的壓降將隨之變化。根據(jù)電壓的變化可以算出空氣壓強,也就是真空度。
簡單來說,就是發(fā)熱的Pt電阻絲在不同真空度下的電導率不一樣,從而反映真空度的情況。PG主要被應用于測量中低真空領域。
2、IG(離子規(guī))工作原理:
離子規(guī)會從起輝的陰極(電子源)向陽極(電子阱)發(fā)出一個恒定的電子流,電子與氣體分子碰撞并使之形成正離子,這些氣體陽離子在電場的作用下到達離子收集極產(chǎn)生電流。氣體分子的密度(碰撞概率)取決于真空度。也就是說,離子收集極上會產(chǎn)生一個與真空度相關的電流變化。
簡單來說,通過測量離子收集極上電流的變化,從而反映真空度的情況。IG主要被應用于測量高真空領域。
※ 由于氣體分子的布朗運動,PG數(shù)值與DL溫度有關。
※ PG低于一定數(shù)值時采樣會報錯(與設定閾值有關)。
※ 由于不同海拔氣體分子密度不同,在高原地區(qū)PG數(shù)值偏低,需要根據(jù)新機安裝時的狀態(tài)作參考,屬正?,F(xiàn)象。
最后,敲重點!
常見故障排查
※ PG值偏低可能故障是:DL管堵塞,Orifice堵塞。
※ PG值偏高可能故障是:透鏡系統(tǒng)處漏氣,機械泵故障。
※ IG值偏高可能故障是:漏氣,分子泵故障。