質(zhì)譜計(jì)校準(zhǔn)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

2013-05-24 任國華蘭州空間技術(shù)物理研究所

　　作為殘余氣體分析器和分壓力測(cè)量的主要儀器，四極質(zhì)譜計(jì)的使用越來越引起重視，使得質(zhì)譜計(jì)校準(zhǔn)技術(shù)研究成為真空計(jì)量領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)問題，本文將從最初美國真空學(xué)會(huì)推薦的四種四極質(zhì)譜計(jì)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(jì)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(jì)校準(zhǔn)技術(shù)方面的研究成果，分析這幾個(gè)實(shí)驗(yàn)室方法的優(yōu)缺點(diǎn)，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(cè)量已經(jīng)不能滿足日常工作需求，而分壓力的測(cè)量就越來越引起人們的注意。分壓力的測(cè)量一般是通過質(zhì)譜計(jì)進(jìn)行測(cè)量。為了讓質(zhì)譜計(jì)能夠準(zhǔn)確的輸出壓力值，就必須對(duì)質(zhì)譜計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)。因此需要開展質(zhì)譜計(jì)校準(zhǔn)技術(shù)的研究。

　　質(zhì)譜計(jì)的校準(zhǔn)技術(shù)是目前真空計(jì)量學(xué)的一個(gè)熱點(diǎn)課題。一般來說，質(zhì)譜計(jì)的測(cè)量不確定度依賴于兩個(gè)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(jì)固有的性能參數(shù)。所以質(zhì)譜計(jì)的校準(zhǔn)技術(shù)研究就要從校準(zhǔn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，質(zhì)譜計(jì)參數(shù)的設(shè)置等方面進(jìn)行。

2、國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r

3、結(jié)論

　　針對(duì)四極質(zhì)譜計(jì)的校準(zhǔn)技術(shù)，追蹤國內(nèi)外的四極質(zhì)譜計(jì)校準(zhǔn)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀，可以看出，質(zhì)譜計(jì)校準(zhǔn)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是最先使用一種氣體進(jìn)行校準(zhǔn)，而且校準(zhǔn)系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，校準(zhǔn)的范圍比較小; 由于質(zhì)譜計(jì)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(jìn)行校準(zhǔn)的系統(tǒng)，也延伸了質(zhì)譜計(jì)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(duì)質(zhì)譜計(jì)的各種參數(shù)的精度要求不同，因此質(zhì)譜計(jì)的校準(zhǔn)方法就有相應(yīng)的變化，在日常校準(zhǔn)質(zhì)譜計(jì)的過程中要根據(jù)實(shí)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(jì)越來越廣泛的應(yīng)用，質(zhì)譜計(jì)的校準(zhǔn)技術(shù)將有更大的發(fā)展，一方面，自動(dòng)控制技術(shù)將引入校準(zhǔn)系統(tǒng)，使得質(zhì)譜計(jì)的校準(zhǔn)更加便利。另一方面，由于精密測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，要求質(zhì)譜計(jì)能夠時(shí)刻保持高精度，就對(duì)質(zhì)譜計(jì)的校準(zhǔn)提出了能夠?qū)崟r(shí)校準(zhǔn)的要求，因此實(shí)時(shí)校準(zhǔn)技術(shù)便是將來質(zhì)譜計(jì)校準(zhǔn)技術(shù)的一個(gè)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(jì)的校準(zhǔn)無法由人為的直接進(jìn)行操作，就提出了質(zhì)譜計(jì)校準(zhǔn)技術(shù)的另一個(gè)發(fā)展方向在線校準(zhǔn)技術(shù)。國內(nèi)的某些實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)開始了相關(guān)方面的研究。