Градуировка измерителей парциальных давлений
ГРАДУИРОВКА ИЗМЕРИТЕЛЕЙ ПАРЦИАЛЬНЫХ ДАВЛЕНИЙ
по эталонным смесям газов
Непосредственно измерять парциальные давления описанными выше приборами можно только при общем давлении в системе ниже 10-4 мм рт. ст. Поэтому при проведении газового анализа в области высоких давлений (760—10-4 мм рт. ст.) приходится прибегать к использованию способов понижения давления, подобно тому как это было сделано при градуировке вакуумметров (см. раздел III, 7.1).
Градуировка
Отношение пропускных способностей СЛ/{72 в выражении (IV.21) можно легко сделать равным 10~3—10"6. Следовательно, во столько же раз снизится давление р2
в объеме 1, к которому подключается масс-анализатор.
При молекулярном режиме течения газов отношение U}/U2 ие зависит от давления и молекулярного веса газа (см. выражение (1.58)). Тогда парциальное давление каждой компоненты смеси в объеме 1 будет пропорционально ее парциальному давлению в камере 6, а процент
ный состав смеси останется таким же, как и в исследуемом объеме.
При проведении массового анализа на описанной уста
новке необходимо предварительно проградуировать ее по каждому газу, входящему в анализируемую смесь, или оценить чувствительность масс-анализатора к различным газам расчетным путем, попользовавшись зависимостью эффективной ионизации от энергии электронов для различных газов.
В первом случае, заполнив каким-либо газом объем 6, определяют абсолютную чувствительность А масс-анализатора по формуле
Градуировка производится по каждому газу, входящему в анализируемую смесь, с применением стандартных многокомпонентных смесей газов с известным составом.
“ Полезным является также исследование зависимости абсолютной чувствительности А для каждой компоненты смеси газов от давления в системе напуска. При выпол-
нении равенства (IV.21) эта зависимость должна быть линейной.
Градуировка масс-анализаторов при давлениях ниже 10~5 мм рт. ст. может проводиться при непосредственном присоединении прибора к объему с исследуемой смесью газов, так как потребность в применении схемы, показанной на рис. IV.16, для понижения давления теперь уже отпадает.
масс-анализаторов к различным газам расчетным путем
Если проградуировать масс-анализатор описанным выше методом по всем компонентам невозможно, но известна абсолютная чувствительность Ао только к одной компоненте, принятой в спектре масс анализируемой смеси за стандартную, то чувствительность прибора к другим газам можно оценить расчетным путем.
В каждом масс-анализаторе или имеется автономный источник ионов (статические масс-анализаторы; динамические: пролетный, квадрупольный, топатрон и др.), или ионизация газа производится пучком электронов вдоль оси камеры анализатора (омегатрон, фарвитрон). И в первом и во втором случае общее число ионов tii, образованных пе электронами, вышедшими из катода и прошедшими расстояние L при давлении р, равно
Оценка чувствительности
где se — эффективность ионизации, определение которой дано в 6.3 раздела III, а ее зависимость от энергии электронов для различных газов показана на рис. Ш.54.
Так как величина (высота) пика /п любой массы в спектре масс-анализатора пропорциональна гц, то можно записать
где
Таким образом, зная отношение высот пиков Л и /2 (из масс-спектрограммы) и эффективность ионизации sei и sC2 из таблиц или кривых зависимостей se=f (14), можно определить отношение парциальных давлений отдельных компонент газов. При известной калибровочной чувствительности Л0=/0/р0 для стандартной массы tnQ сначала оценивают отношение /0/Л и находят парциальное давление р газа массы а затем из (1V.23) р2 и т. д. по всему спектру масс.