質(zhì)譜計校準(zhǔn)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
作為殘余氣體分析器和分壓力測量的主要儀器,四極質(zhì)譜計的使用越來越引起重視,使得質(zhì)譜計校準(zhǔn)技術(shù)研究成為真空計量領(lǐng)域的一個熱點問題,本文將從最初美國真空學(xué)會推薦的四種四極質(zhì)譜計校準(zhǔn)方法開始,討論研究美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院(NIST) 、德國聯(lián)邦物理研究院(PTB) 、意大利國家計量研究院(IGMC) 、日本國家工業(yè)科學(xué)技術(shù)研究院(AIST) 直到我國的清華大學(xué)和蘭州空間技術(shù)物理研究所在四極質(zhì)譜計校準(zhǔn)技術(shù)方面的研究成果,分析這幾個實驗室方法的優(yōu)缺點,為國內(nèi)外同行提供參考。
1、引言
隨著真空技術(shù)的發(fā)展,真空系統(tǒng)中氣體總壓力的測量已經(jīng)不能滿足日常工作需求,而分壓力的測量就越來越引起人們的注意。分壓力的測量一般是通過質(zhì)譜計進行測量。為了讓質(zhì)譜計能夠準(zhǔn)確的輸出壓力值,就必須對質(zhì)譜計進行校準(zhǔn)。因此需要開展質(zhì)譜計校準(zhǔn)技術(shù)的研究。
質(zhì)譜計的校準(zhǔn)技術(shù)是目前真空計量學(xué)的一個熱點課題。一般來說,質(zhì)譜計的測量不確定度依賴于兩個因素: 第一是校準(zhǔn)過程中使用參考標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)確性和校準(zhǔn)系統(tǒng)的不確定度; 第二是質(zhì)譜計固有的性能參數(shù)。所以質(zhì)譜計的校準(zhǔn)技術(shù)研究就要從校準(zhǔn)系統(tǒng)的設(shè)計,質(zhì)譜計參數(shù)的設(shè)置等方面進行。
2、國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r
2.1、美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院(NIST) 的質(zhì)譜計校準(zhǔn)技術(shù)
http://203scouts.com/vacuum-measure/mass-spectrum/053312.html
2.2、德國聯(lián)邦物理研究院(PTB) 的質(zhì)譜計校準(zhǔn)技術(shù)
http://203scouts.com/vacuum-measure/mass-spectrum/053313.html
2.3、意大利國家計量研究院(IMGC) 的質(zhì)譜計校準(zhǔn)技術(shù)
http://203scouts.com/vacuum-measure/mass-spectrum/053315.html
2.4、日本國家工業(yè)科學(xué)技術(shù)研究院(AIST) 的分壓力測量系統(tǒng)
http://203scouts.com/vacuum-measure/mass-spectrum/053314.html
2.5、清華大學(xué)的質(zhì)譜計校準(zhǔn)系統(tǒng)
http://203scouts.com/vacuum-measure/mass-spectrum/053316.html
2.6、蘭州空間技術(shù)物理研究所(LIP) 的質(zhì)譜計校準(zhǔn)系統(tǒng)
http://203scouts.com/vacuum-measure/mass-spectrum/053317.html
3、結(jié)論
針對四極質(zhì)譜計的校準(zhǔn)技術(shù),追蹤國內(nèi)外的四極質(zhì)譜計校準(zhǔn)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀,可以看出,質(zhì)譜計校準(zhǔn)技術(shù)的發(fā)展趨勢是最先使用一種氣體進行校準(zhǔn),而且校準(zhǔn)系統(tǒng)比較簡單,校準(zhǔn)的范圍比較小; 由于質(zhì)譜計經(jīng)常使用在混合氣體環(huán)境中,由一種氣體校準(zhǔn)引起的不確定度較大,致使發(fā)展到能夠使用混合氣體進行校準(zhǔn)的系統(tǒng),也延伸了質(zhì)譜計的校準(zhǔn)范圍,降低了校準(zhǔn)的不確定度。
由于各種工作狀況的不同,導(dǎo)致對質(zhì)譜計的各種參數(shù)的精度要求不同,因此質(zhì)譜計的校準(zhǔn)方法就有相應(yīng)的變化,在日常校準(zhǔn)質(zhì)譜計的過程中要根據(jù)實際的需要選擇不同的校準(zhǔn)系統(tǒng)和校準(zhǔn)方法,以便校準(zhǔn)結(jié)果最優(yōu)。隨著質(zhì)譜計越來越廣泛的應(yīng)用,質(zhì)譜計的校準(zhǔn)技術(shù)將有更大的發(fā)展,一方面,自動控制技術(shù)將引入校準(zhǔn)系統(tǒng),使得質(zhì)譜計的校準(zhǔn)更加便利。另一方面,由于精密測量技術(shù)的發(fā)展,要求質(zhì)譜計能夠時刻保持高精度,就對質(zhì)譜計的校準(zhǔn)提出了能夠?qū)崟r校準(zhǔn)的要求,因此實時校準(zhǔn)技術(shù)便是將來質(zhì)譜計校準(zhǔn)技術(shù)的一個發(fā)展方向。再者,隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展,設(shè)備的工作條件越來越復(fù)雜,在某些條件下,質(zhì)譜計的校準(zhǔn)無法由人為的直接進行操作,就提出了質(zhì)譜計校準(zhǔn)技術(shù)的另一個發(fā)展方向在線校準(zhǔn)技術(shù)。國內(nèi)的某些實驗室已經(jīng)開始了相關(guān)方面的研究。