四極質(zhì)譜儀真空檢漏方式的優(yōu)缺點(diǎn)及注意事項(xiàng)
使用四極質(zhì)譜儀，可分析真空腔體內(nèi)的殘留氣體，通過實(shí)時分析氣體成份，也可以實(shí)現(xiàn)真空檢漏。四極質(zhì)譜儀主體主要由離子源、四極電極和離子檢測器構(gòu)成(圖1)，同時數(shù)據(jù)分析處理軟件也非常重要。
圖1 四極質(zhì)譜儀的原理圖
1—離子源；2—四極電極；3—離子檢測器
四極質(zhì)譜儀的核心是四極電極，直流電壓和高頻交流電壓重疊±(U+Vcostω)，U是直流電壓，V是交流電壓。離子源產(chǎn)生的離子經(jīng)過5～10V加速后沿z方向入射，受到高頻電壓作用后一邊在x和y方向振動一邊沿z方向前進(jìn)。離子質(zhì)荷比和交流電壓的關(guān)系為
式中 K———常數(shù)；
V———高頻電壓的振幅(幾kV～10kV)；
f———高頻電壓的頻率(通常1MHz～幾 MHz)；
r0———四極電極內(nèi)接圓的半徑(通常幾mm～7mm)。
因此掃描交流電壓后，對應(yīng)質(zhì)荷比的離子才能穿過四極電極，最終到達(dá)離子檢測器。四極質(zhì)譜儀的主要參數(shù)為檢測質(zhì)量范圍、感度和掃描速度。
即使是超高真空腔體，也會由于漏氣、透氣和真空中物體的氣體放出等原因，造成腔體內(nèi)有多種殘留氣體。圖2是筆者實(shí)驗(yàn)室真空系統(tǒng)的殘留氣體分析結(jié)果，可知真空腔體內(nèi)仍存在較多的氫氣和水分等殘留氣體。
圖2 超高真空系統(tǒng)的殘留氣體分析實(shí)例
使用四極質(zhì)譜儀檢漏，也同樣可以像氦質(zhì)譜儀那樣從外部吹氦氣，如果存在漏點(diǎn)，則分析結(jié)果中氦氣對應(yīng)的峰值會迅速升高。
上述檢漏是比較高級的方法，如果沒辦法使用氦質(zhì)譜檢漏儀真空檢漏或四極質(zhì)譜儀真空檢漏，則可以使用酒精進(jìn)行簡單的檢漏。用注射器向要檢測的部位噴射少量酒精，同時觀測真空計(jì)的顯示變化。如果該部位漏氣，則真空計(jì)的顯示數(shù)值會發(fā)生突然變化。
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