《超高真空下小型四极质谱计的性能研究》.pdfVIP

真空与低温 第 17卷 第2期 Vacuum Cryogenics 2011年06月 超高真空下小型四极质谱计的性能研究 高 斌，李得天，成永军 (兰州空间技术物理研究所，真空低温技术与物理重点实验室，甘肃 兰州 730000) 摘 要：在超高真空下对 QMS200小型四极质谱计进行 了实验研究。实验通过调节离子源的发射电流、聚焦电 压和场轴电压，测量了质谱计灵敏度 、线性以及图样系数的相应变化。实验结果表明，不同的参数设置对质谱计性 能有不同的影响。文章结论对四极质谱计应用具有一定的参考价值。 关键词：小型四极质谱计；性能研究；超高真空 中图分类号：TB773 文献标识码：A 文章编号：1006—7086(2011)02—0080—05 DOI：10．3969／j。issn．1006—7086．2011．02．004 PERFoRMANCESTUDYoFAM IATUREQUADRUPoLEMASS SPECTRoMETER IN ULTRA—HIGH VACUUM GAOBin，LIDe-tian，CHENGYong-jun (ScienceandTechnologyOilVacuum CryogenicsTechnologyandPhysics Laboratory， LanzhouInstituteofPhysics，Lanzbou730000，China) Abstract：Influenceofvariousionsourceparameters，suchasemissioncurrent，focusvoltage，andfieldaxisvoltage，onthe sensitivity，linearityandcrackingpatternsoftheminiaturequadrupolemassspectrometer(QMS)，modelQMS200，wasex— perimentallystudiedinultra-highvacuum．Theresultsshowthatdifferentparametersresultsindifferentinfluence．Thecon— clusionhassomereferenceonQMSapplication． Keywords：miniaturequadrupolemassspectrometer；performancestudy；ultra—hihg vacuum 1 引 言 质谱计是一种气体分析仪器，常用于混合气体不同组分分压力的在线监测、残余气体分析和真空系统检 漏 J，被广泛应用于空间科学、表面科学、材料、医疗、环境检测等领域 ’。在空间技术中，质谱计在行星 大气、载人航天、空间材料污染物监测以及行星土壤析出气体分析中发挥着重要作用 J。而实际测量时， 质谱计所处的环境复杂。特别是深空探测中，环境多为超高／极高真空状态。而在超高真空环境下进行分压 力测量时，采用倍增器的小型四极质谱计的离子流已接近其测量极限。 目前，质谱计进行定量测量的常见方法为灵敏度常数法(又称矩阵法) 。它是通过事先校准四极质谱 计对各种常见气体的绝对灵敏度Js，并用其参与质谱数据处理，通过解矩阵来得到定量测量的数据。而要得 到可靠的定量测量结果，对质谱计的灵敏度、线性以及图样系数要求较高。 作者从质谱定量测量的角度出发，结合质谱计空间应用的需求，选择在超高真空度下对瑞士BALZERS 公司生产的QMS200小型四极质谱计的性能进行实验研究。实验通过调节质谱计离子源发射电流、聚焦电 压与场轴电压，测量质谱计灵敏度、线性及图样系数的相应变化。该质谱计是商业化中较为成熟的一款质谱 计，具有一定代表性，实验结果具有一定参考价值。 收稿 日期：2011-03-31． 作者简介：高斌 (1985一)，男，陕西省周至县人，硕士研